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植物生长调节物质对滇丹参种子萌发影响的研究



全 文 :第 10 期
收稿日期:2012-06-14
基金项目:大理学院中青年学术带头人培养项目(DSSKY2001006); 大理学院大学生科研基金资助项目(2009)
作者简介:张晓龙(1989-),男,云南松明人, 2008 级本科生,研究方向为药用植物栽培技术, (电话)13170764216;通讯作者,李海峰(1971-),
男(白族),云南大理人,副教授, 硕士,主要从事药用植物细胞培养及其次生代谢产物的研究,(电子信箱)lihfzh888@sina.com。
第 52 卷第 10期
2013 年 5 月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 52 No.10
May.,2013
滇丹参为唇形科(Lamiaceae)植物云南鼠尾草
(Salvia yunnanensis C.H.Wright)的根及根茎经炮制
而得到的中药材,又名小丹参、紫丹参、小红参、云
南丹参,主要分布在云南、贵州、四川等省[1]。滇丹参
根中含有丹参酮Ⅰ、丹参酮ⅡA、亚甲基丹参醌、隐
丹参酮等化学成分,其药理活性与丹参相似,具有
活血祛瘀、凉血止血、养心安神、解毒消肿等功效,
是治疗心脑血管疾病的常用药物[2-4]。
滇丹参是云南省地方习用药材,药材的主要来
源靠野生采挖,经过长期的野外挖掘,滇丹参的野
外生态环境破坏严重,野生种质资源濒临灭绝。 通
过人工种植是解决药材资源紧缺的有效途径,而种
子萌发是开展人工种植滇丹参的基础, 国内对正
品丹参(S. miltiorrhiza Bunge)种子萌发的研究较
多 [5-17],对滇丹参种子萌发的研究较少,正品丹参种
子在自然情况下萌发率在 30%~40%,而且出苗不整
齐。 本课题组研究发现,滇丹参种子在自然条件下
萌发率不到 20%, 从播种到出苗需要 10~18 d 的时
植物生长调节物质对滇丹参种子萌发影响的研究
张晓龙,杨兴彪,李海峰
(大理学院药学与化学学院,云南 大理 671003)
摘要:以滇丹参成熟种子为材料,采用 L9(34)正交试验方法研究了植物生长调节物质赤霉素(GA3)、6-苄
基腺嘌呤(6-BA)、吲哚乙酸(IAA)的不同浓度及浸种时间对滇丹参种子萌发的影响。 结果表明,滇丹参
种子发芽的最佳处理组合是 A1B3C2D2,即 GA3 40 mg / L +6-BA 20 mg / L +IAA 5 mg / L+浸种 24 h,该处理的
滇丹参种子发芽率达 90.3%,而且种子发芽较快、发芽持续时间较短,是滇丹参种子发芽的理想处理方
法。 方差分析显示,GA3浓度对滇丹参种子发芽率的影响达显著差异水平(P<0.05),6-BA 浓度、IAA 浓度
和浸种时间对滇丹参种子发芽的作用不显著,4 个因素对滇丹参种子发芽率作用的大小排序是 GA3 浓
度、浸种时间、6-BA 浓度、IAA 浓度。
关键词:滇丹参;种子;萌发;植物生长调节物质;正交试验
中图分类号:S567.5+3;S504.1;S482.8 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)10-2357-04
Study on the Effect of Plant Growth Regulator on Seed Germination of
Salvia yunnanensis
ZHANG Xiao-long,YANG Xing-biao,LI Hai-feng
(School of Pharmacy and Chemistry, Dali University, Dali 671003, Yunnan, China)
Abstract: Taking mature seeds of Salvia yunnanensis C.H.Wright as material, L9(34) orthogonal experiment was applied to
study the effect of different concentration and soaking time of plant growth regulator Gibberellic acid(GA3),6-Benzyl aminop-
urine (6-BA), Indole-3-acetic acid (IAA) on the seed germination of S. yunnanensis. Results suggested that the best combi-
nation for seed germination of S. yunnanensis was A1B3C2D2, i.e. GA3 40 mg / L+6-BA 20 mg / L+IAA 5 mg / L+24 h of soaking
time, germination rate of the seeds of S. yunnanensis was 90.3%; seeds germination was fast and with short duration, indi-
cating that the treatment was ideal for seed germination of S. yunnanensis. Variance analysis showed that effect of concentra-
tion of GA3 on seed germination of S. yunnanensis was significant (P<0.05), while effect of concentration of 6-BA and IAA,
and soaking time on seed germination of S. yunnanensis was not significant. The 4 factors affecting seed germination of S.
yunnanensis ranked from high to low was GA3 concentration, seed soaking time, 6-BA concentration, IAA concentration.
Key words: Salvia yunnanensis C.H.Wright; seed; germination; plant growth regulators; orthogonal test
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2013.10.054
湖 北 农 业 科 学 2013 年
表 1 正交试验 L9(34)因素水平表
水平
1
2
3
A(GA3//mg/L)
40
200
800
B(6-BA//mg/L)
5
10
20
C(IAA//mg/L)
0
5
10
D(浸种时间//h)
12
24
48
因素
表 2 滇丹参种子发芽 L9(34)正交试验数据汇总
组合
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A//mg/L
1(40)
1(40)
1(40)
2(200)
2(200)
2(200)
3(800)
3(800)
3(800)
B//mg/L
1(5)
2(10)
3(20)
1(5)
2(10)
3(20)
1(5)
2(10)
3(20)
C//mg/L
1(0)
2(5)
3(10)
2(5)
3(10)
1(0)
3(10)
1(0)
2(5)
D//h
1(12)
2(24)
3(48)
3(48)
1(12)
2(24)
2(24)
3(48)
1(12)
发芽开始时间
d
2.3
3.0
2.3
2.3
1.3
3.0
3.7
4.0
4.0
发芽持续时间
d
8.0
5.7
5.7
4.0
9.1
8.3
8.0
4.3
6.0
发芽势
%
18.6
86.3
72.4
36.8
20.8
82.1
7.8
4.1
3.8
发芽率
%
22.1
87.8
73.6
40.6
21.3
81.5
8.3
4.3
3.3
因素
间,而植物生长调节物质处理能否促进滇丹参种子
萌发的研究还未见报道。 因此,试验以滇丹参种子
为试验材料,采用正交试验设计方法研究了赤霉素
(Gibberellic acid,GA3)、6-苄基腺嘌呤 (6-Benzyl
aminopurine,6 -BA)、 吲哚乙酸 (Indole -3 -acetic
acid,IAA) 各植物生长调节物质处理浓度及浸种时
间对滇丹参种子萌发的影响, 为滇丹参种子育苗、
GAP(Good agricultural practice)规范化栽培提供理
论依据和技术参考。
1 材料与方法
1.1 材料
滇丹参种子于 2010 年秋季采自大理学院药物
研究所药材种植基地,种子采收后晒干、除去杂质,
室内通风保存。 试剂主要有 HgCl2、乙醇等,都为化
学纯;仪器主要是 SPX-250B-D 型振荡培养箱(上
海博讯实业有限公司医疗设备厂)、培养皿等;植物
生长调节物质 GA3、6-BA、IAA均为市售。
1.2 方法
1.2.1 种子发芽处理 试验于 2011 年 6~12 月在
大理学院药物研究所完成。 滇丹参种子发芽容器为
直径 16 cm培养皿,培养皿先后用自来水冲洗、体积
分数 75%的乙醇消毒、去离子水洗涤 5 次,在洗涤
后的培养皿里铺 3 层滤纸作为种子发芽床。 种子经
1 g/L HgCl2溶液消毒、去离子水洗涤后,采用 L9(34)
正交试验设计方法 [18], 分别用 GA3浓度、6-BA 浓
度、IAA浓度及浸种时间 4 个因素 (各 3 个水平)处
理滇丹参种子,各因素、水平组合见表 1。 每个处理
重复 3 次, 每个重复在培养皿中播种 100 粒种子,
然后放在培养箱中培养,种子萌发条件为 25 ℃光照
培养,萌发过程中始终保持滤纸湿润。
1.2.2 种子发芽指标 以胚根长度≥2 mm 作为种
子发芽认定标准,每天记录种子萌动数。 种子发芽
率参照农作物种子检验规程 [19]的规定,在发芽试验
结束后统计种子发芽率,发芽率为能够形成胚根或
胚芽的种子总数占供试种子数的百分率,发芽势以
发芽持续天数一半时能够形成胚根或胚芽的种子
总数占供试种子数的百分率;计算公式如下:
发芽率=(试验期限内滇丹参种子正常形成胚
根或胚芽的种子总数 /供试种子数)×100%;
发芽势=(发芽持续天数一半时滇丹参种子能
够形成胚根或胚芽的种子总数 /供试种子数 )×
100%。
1.2.3 数据处理 对所得试验数据采用 Microsoft
Office Excel 2003 软件进行处理, 应用 SAS 8.1 统
计软件进行方差分析[18]。
1.2.4 种子发芽验证试验 将 L9(34)正交试验得到
的最佳组合处理对滇丹参种子进行种子萌发验证
试验,同样是在培养箱中培养,重复 3 次,每个重复
在培养皿中播种 100 粒种子,管理技术同前,比较
理论值与实际结果的差异。
2 结果与分析
2.1 正交试验对滇丹参种子发芽的影响
试验观察到滇丹参种子播种 2~4 d 后胚根可
突破种皮萌发,8~16 d后胚形成子叶。 GA3浓度、6-
BA 浓度、IAA 浓度及浸种时间 4 因素、3 水平正交
试验 L9(34)对滇丹参种子发芽情况的影响结果见表
2,由表 2 所示,各因素对滇丹参种子发芽的影响较
大,在滇丹参种子发芽过程中以 A1B2C2D2组合的发
芽情况最好,也就是 GA3 40 mg / L +6-BA 10 mg / L +
IAA 5 mg / L+浸种 24 h 的组合处理可使滇丹参种子
的发芽率达到 87.8%, 而且种子开始发芽的时间较
快(需要 3 d),种子发芽的持续时间较短(5.7 d),是
2358
第 10 期
比较理想的种子发芽处理组合。
为了进一步考察各因素之间的差异,对试验数
据进行了极差分析,结果见表 3。 由极差分析可知,
滇丹参种子发芽的最佳组合是 A1B3C2D2, 即 GA3 40
mg / L +6-BA 20 mg / L +IAA 5 mg / L+浸种 24 h 的组
合处理,这个结果与理论结果比较相近。 各因素中
以 GA3浓度对滇丹参种子发芽率的影响最大,其极
差值为 55.87, 反映出 GA3浓度过高反而对种子发
芽不利。 其他因素的作用由高到低的排序为浸种时
间、6-BA浓度、IAA浓度。
2.2 方差分析
对表 2 的数据进行方差分析,结果见表 4。由表
4 可知,因素 A(GA3)对滇丹参种子发芽率的影响达
显著差异水平 (P<0.05〉,因素 B(6-BA)、因素 C
(IAA)、因素 D(浸种时间)对滇丹参种子发芽率的
影响均不显著,4 个因素对滇丹参种子发芽率作用
的大小排序是 GA3浓度、浸种时间、6-BA 浓度、IAA
浓度。
2.3 滇丹参种子发芽验证试验结果
根据 GA3浓度、6-BA 浓度、IAA 浓度及浸种时
间 4 因素、3 水平正交试验 L9(34)对滇丹参种子发
芽情况的影响结果分析,滇丹参种子发芽的最佳处
理组合是 A1B3C2D2,即 GA3 40 mg / L +6-BA 20 mg / L
+IAA 5 mg / L+浸种 24 h。 用此组合处理滇丹参种子
进行种子萌发验证试验, 结果种子萌发率达到了
90.3%,与理论结果相近,而且种子开始发芽的时间
较快,种子发芽的持续时间较短,是比较理想的种
子发芽处理组合。 证明了试验所得结果具有正确
性、可重复性,可以作为滇丹参种子田间育苗的处
理参考,以完善植物生长调节物质对滇丹参种子育
苗的系统研究。
3 讨论
种子萌发技术是开展滇丹参种子人工育苗 、
GAP规范化种植的关键技术。 目前国内对丹参种子
萌发的研究比较深入 [6-17,20-22],对滇丹参种子萌发的
研究还末见报道。孙群等[20,21]研究发现,丹参种子容
易吸水,25 ℃是丹参种子发芽的最适宜温度, 种子
萌发率可高达 75% ; 用冷冻处理 、 聚乙二醇
(Polyethylene glycol,PEG) 引发和 GA3浸种等处理
都可以明显提高丹参种子的萌发率;杨薇等 [22]研究
发现,低浓度的 NO 和 CaCl2能促进丹参种子萌发、
提高种子活力; 这些研究为丹参种子育苗、GAP 规
范化种植提供了理论依据和技术支撑。 东林等[23]用
一定浓度的植物生长调节物质处理坚龙胆 (Gen-
tiana rigescens Franch.)种子,结果可以提高种子的
发芽率;本试验也得到了类似的结果。试验采用 GA3
浓度、6-BA 浓度 、IAA 浓度及浸种时间 4 因素 、3
水平正交试验 L9(34)设计方法,对滇丹参种子发芽
情况进行了比较,结果用适宜浓度的 GA3、6-BA、I-
AA配比组合经过一定时间的浸种处理, 能显著促
进滇丹参种子的发芽,缩短种子开始发芽的时间与
发芽持续时间,提高了种子的发芽率;最佳处理组
合是 A1B3C2D2, 即 GA3 40 mg / L +6-BA 20 mg / L +I-
AA 5 mg / L+浸种 24 h;用此组合处理滇丹参种子进
行种子萌发验证试验 , 结果种子发芽率达到了
90.3%。 方差分析结果显示,GA3浓度对滇丹参种子
发芽率的影响达显著水平(P<0.05),6-BA浓度、IAA
浓度和浸种时间对滇丹参种子发芽作用不显著,4
个因素对滇丹参种子发芽率作用的大小排序是 GA3
浓度、浸种时间、6-BA 浓度、IAA 浓度,反映出 GA3
浓度是提高滇丹参种子发芽率的主导因素。 下一步
将在露地育苗过程中探讨植物生长调节物质对滇
丹参种子的成苗率及种苗生长特性的影响。
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表 3 滇丹参种子发芽 L9(34)正交试验极差分析
参数
K1
K2
K3
R
优方案
A
61.17
47.80
5.30
55.87
A1
B
23.67
37.80
52.80
29.13
B3
C
35.97
43.90
34.40
9.50
C2
D
15.57
59.20
39.50
43.63
D2
发芽率//%
表 4 滇丹参种子发芽 L9(34)正交试验的方差分析
因子
A
B
C
D
误差
总变异
SS
0.510 6
0.127 3
0.015 5
0.286 4
0.015 5
0.955 3
df
2
2
2
2
9
17
MS
0.255 3
0.063 6
0.007 8
0.142 7
F
32.81
8.18
1.00
18.41
F0.05
25.17
张晓龙等:植物生长调节物质对滇丹参种子萌发影响的研究 2359
湖 北 农 业 科 学 2013 年
(责任编辑 王 珞)
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(责任编辑 王 珞)
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