全 文 ：收稿日期：2010-02-28
作者简介：胡春霞（1964-），女，抚顺师范高等专科学校副教授，从事果树栽培与生理研究。
沈阳农业大学学报，2010－10，41(5)：614-617
Journal of Shenyang Agricultural University，2010－10，41(5)：614-617
短果茴芹种子的休眠原因及解除方法
胡春霞，王 丽
（抚顺师范高等专科学校 生化系，辽宁 抚顺 113006）
摘要：以短果茴芹种子为试材，通过测定种皮的透水性和种子中的抑制物质，探讨种子休眠的原因；采用赤霉素和层积处理结合
室内发芽试验，寻找打破种子休眠的方法；测定层积过程中种子的主要贮藏物质含量变化及过氧化物酶活性的变化，了解解除种
子休眠与物质代谢变化的相关性。结果表明：短果茴芹种子的休眠是由胚未发育完全和存在萌发抑制物质引起的综合性休眠。低
温层积和赤霉素浸种后再低温层积，均能打破休眠，其中 200mg·L-1 GA3浸种 24h 后低温层积 105d 效果最好，发芽率达 54.84%。
在低温层积阶段，可溶性糖、可溶性蛋白质含量升高，但当休眠逐渐打破，其含量均呈下降趋势；ABA、POD、CAT 含量呈下降趋
势，IAA 总体保持较稳定状态。 GA 含量、GA/ABA 总体呈上升趋势，IAA/ABA 变化不明显，说明短果茴芹种子内源 ABA、GA 含量
的变化与种子休眠和萌发具有相关性，ABA 可能是种子休眠的抑制物质。
关键词：短果茴芹种子；休眠；低温层积
中图分类号：S647 文献标识码： A 文章编号： 1000-1700（2010）05-0614-04
Dormancy Reasons and Methods of Breaking Dormancy of
Spuropimpinella brachycarpa(Kom.)Kitag.
HU Chun-xia, WANG Li
(Department of Biochemistry, Fushun Teachers College, Fushun Liaoning 113006, China)
Abstract： The mechanism of dormancy and methods of breaking dormancy effectively in Spuropimpinella brachycarpa(Kom.)Kitag.
and a feasible approach to protect the diversity wild resources was provided. The results showed that Spuropimpinella brachycarpa
(Kom.)Kitag seed dormancy is a comprehensive sleep by rudimentary embryo and inhibitor. Cold stratification and GA3 after
soaking cold stratification could break dormancy but cold stratification 105d after 200mg·L-1 GA3 in soaking 24h was the best,
germination percentage was 54.84%. The souble sugar and souble protein contents and increased in cold stratification period but
they were declining trend after broken dormancy；the content of ABA or POD or CAT is decreasing trend and the IAA content is
stable state. The contents of GA and GA/ABA were increased and the IAA/ABA were not significantly changed, which means
that contents of ABA, GA in seed dormancy and germination were relevant in the seed of Spuropimpinella brachycarpa (Kom.)
Kitag.ABA could be the matter of seed dormancy.
Key words： Spuropimpinella brachycarpa(Kom.)Kitag.; dormancy; cold stratification
短果茴芹[Spuriopimpinella brachycarpa(Kom.)Kitag.]又名山芹菜、大叶芹、假回芹，为伞形科多年生草本植
物[1]，主产于东北三省，是食药兼用的山野菜珍品。 由于人为掠夺性采集，野生资源已面临濒危。 短果茴芹种子
具有休眠现象，造成发芽难、出苗难，限制了大面积人工栽培，满足不了国内外市场的需求。种子的休眠不仅与
种皮不透性有关，还可能与种皮、果皮、胚乳和胚中存在抑制物质有关[2]。 刺楸种子中存在两类抑制物质(ABA
和香豆素)是导致种子休眠的主要原因[3]。 种子中的内源抑制物质有多种，除脱落酸、香豆素外，还有酚类、氢氰
酸、醛类、乙烯、生物碱等。 另外，胚的发育状况（存在形态后熟和生理后熟）也是造成休眠的原因。 一些特殊的
野生植物种子的休眠更是由于多种因素综合作用的结果[4]。 用变温处理、低温层积和赤霉素处理可解除种子休
眠[5]。 目前的研究尚未有关于短果茴芹种子休眠机理和解除休眠方法的报道，故本研究通过对种子休眠生理特
性进行研究，旨在找出打破休眠的有效方法，为引种和仿生人工栽培提供科学的依据。
1 材料与方法
1.1 材料
试验于 2008 年进行， 供试当年采收的短果茴芹种子由辽宁省清原县山野菜繁育研究所提供， 千粒重为
第 5期
图 1 不同处理种子吸水率曲线
Figure 1 Rate of water absorption of seed with
different treatments
图 2 不同浓度醇提液对白菜种子发芽率的影响
Figure 2 Effect of different methanol extract concentration
on germination percentage of Chinese cabbage
6.1g，饱满率为 89.8%，含水量为 58.92%。 供试白菜籽为市售，纯度 96%，净度 98%，入袋发芽率 85%以上，含水
量 7%。
1.2 方法
1.2.1 种皮透水性测定 取破皮种子(用刀片划破种皮的饱满种子)、完整种子(饱满种子)各 100粒，加蒸馏水浸
泡后在 25℃恒温条件下吸胀，计算其吸水率，试验设 3 次重复。 吸水率=[(浸种后质量-浸种前质量)/浸种前质
量]×100%。
1.2.2 种子萌发抑制物质的生物鉴定 将种子解剖分离，取种皮、胚乳各 20g，4℃下用 80%甲醇密封浸提 24h，
其间振荡 5次，使其充分浸提，然后过滤，重复 2次，合并滤液，35℃减压浓缩，清水定容至 40mL。分别稀释各组
分浸提原液，使其浓度为原浓度的 25%、50%、75%和 100%。 用不同浓度的提取液分别浸泡白菜籽 2h，以蒸馏
水浸种为对照，于光照培养箱中 25℃下进行萌发试验，每处理 100粒，3次重复，48h后统计发芽率。
1.2.3 解除休眠试验 分别设计低温（1～5℃）湿沙层积（A1）、常温(25℃)湿沙层积（A2）、变温湿沙层积（先 25℃
层积 50d，后转入 1～5℃层积 50d（A3）共 3 个层积处理，每处理 100 粒种子，3 次重复，在层积处理 100d 后于室
温(18～25℃)条件下发芽，并计算发芽率。
用 100，200，300，400，500mg·L-1的赤霉素浸种 24h 后进行低温湿沙层积，分别在处理 30，60，90，120d 后，
于室温(18～25℃)发芽，以露出胚根为度，统计发芽率。 每处理 100粒种子，3次重复。
1.2.4 自然低温层积过程中种子萌发生理生化变化 分别取低温层积 15，30，45，60，75，90，105，120d 的种子
（以干燥鲜种为对照）进行测定。 可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法[6]；可溶性蛋白质含量的测定采用考马斯
亮蓝法[6]；过氧化物酶(POD)活性测定采用愈创木酚法，过氧化氢酶活性(CAT)的测定采用高锰酸钾滴定法 [7]；内
源激素（ABA、IAA）含量的测定采用酶联免疫法[7]。
2 结果与分析
2.1 种皮的透水性
由图 1可知，随着浸泡时间的延长，短果茴芹种子吸水率逐渐升高，破皮种子在吸水 6h时含水量达最大值
（63.58%），随后含水量开始下降，种子呈不再吸水状态；完整种子浸种后含水量一直处于增加状态，但吸水比
较缓和，直至浸种 12h 时，含水量达最大值（64.53%）。 但完整种子和破皮种子的吸水曲线变化趋势较相似，表
明种皮透水性良好，能使胚吸收到充足的水分，达到饱和吸水量，因此种皮透性不是引起种子休眠的原因。
2.2 种子萌发抑制物质的生物鉴定
由图 2可知，随着种胚和种皮浸提液浓度的升高，白菜籽发芽率呈明显下降趋势。 15%种皮及胚乳浸提液
处理，对种子的萌发影响不大；30%种皮和胚乳浸提液处理的发芽率分别比对照降低了 12.33%和 14.95%，当浸
提液浓度为 80%时，发芽率仅为 12.41%和 11.08%，与对照差异极显著；100%原液处理的发芽率仅为 5.08%和
3.69%，几乎不发芽，说明种皮和胚乳均存在着发芽抑制物，而胚乳抑制作用强于种皮。
2.3 短果茴芹种子休眠的解除
2.3.1 层积处理 由图 3 可知，短果茴芹种子经层积处理后，A1 处理的能打破休眠，且发芽率和发芽势均较高，
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第 41卷沈 阳 农 业 大 学 学 报
图 3 层积对种子萌发效果的影响
Figure 3 Effect of stratification on
germination of seeds
图 4 GA3浸种对种子萌发状况的影响
Figure 4 Effect of soaking treatment with GA3 on
germination situation conditions of seeds
图 5 层积过程中可溶性糖含量的动态变化
Figure 5 Changes of souble sugar during
stratification period
图 6 层积过程中蛋白质含量的动态变化
Figure 6 Changes of protein during
stratification Period
显著高于 A2处理，单纯的 A2处理不能破除种子休眠，A3处理虽能部分破除种子的休眠，但发芽率不高。
2.3.2 激素浸种处理 由图 4 可知，低浓度 GA3对短果茴芹种子的萌发不起作用，而 200mg·L-1GA3溶液浸种
24h，层积 105d后种子最终发芽率达 54.84%，能在一定程度上解除种子的休眠，高于或低于此浓度都会引起种
子发芽率明显降低。
2.4 自然低温层积过程中种子的生理生化变化
2.4.1 可溶性糖含量的动态变化 由图 5 可知，随着低温层积的进行，种子内可溶性糖含量总体呈上升趋势，
且处理种子比 CK 要高，当层积 45d 时，处理种子可溶性糖含量高达 3.14%，而后虽有一定的起伏，但总体保持
较高水平，至层积 90d，处理种子的可溶性糖含量又达一峰值 3.70%，说明此时种子可能发生着生理状态的转
变，大量种子已打破休眠并开始萌发。
2.4.2 可溶性蛋白的动态变化 由图 6 可知，蛋白质含量的变化有起伏，但总趋势是逐步增高，且处理种子含
量高于 CK 种子。 层积前 30d，处理种子含量从 33.3mg·g-1增至 52.5mg·g-1，45d 后略有下降，以后保持平稳状
态；到种子萌发前期，含量又大幅度上升，于层积 105d出现一个峰值（55.6mg·g-1），此时种子具有较高的发芽能
力，大部分种子萌发，以后又开始急剧下降。层积后期，种子中生理活性重新活化，需要形成新的细胞，在此时能
合成新的与萌发和酶的活性有关的蛋白质，由此证明短果茴芹种子存在种胚的生理后熟现象。
2.4.3 保护酶活性的动态变化 由图 7 可知，POD 酶、CAT 酶活性变化有起伏，但总体呈下降趋势，且处理种
子酶活性高于 CK 种子，层积前 30d，处理种子 POD 酶活性变化不大，表现略有升高，随着低温层积的深入，活
性逐渐下降，但始终维持在一个水平上，直至 105d，种子萌发时，POD 活性逐渐增强，呈现小幅度的上升趋势，
活性升至 9.3u·g-1·min-1；CAT 酶在低温层积前期起作用，其活力较高。 层积 30d，处理种子的 CAT 酶活性锐增
到整个层积过程的最大值（2.52u·g-1·min-1），随后急剧下降。 而后随层积的深入，酶活性又缓缓升高，至种子解
除休眠时，活性又达峰值（2.42u·g-1·min-1）。
2.4.4 内源激素（ABA、IAA）含量的变化 由图 8 可知，ABA、IAA 含量变化趋势呈逐渐下降，随着层积时间的
增加，处理种子 ABA含量从最初的 182μg·g-1（层积 15d）降至 95μg·g-1（层积 120d），而 IAA 含量处于较稳定状
态（22～30μg·g-1），处理种子 ABA含量明显低于 CK 种子，这说明短果茴芹种子内源 ABA 含量的变化与种子休
眠和萌发具有相关性。 高含量的 ABA对种子萌发起抑制作用，低含量的 ABA有利于种子的萌发。
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第 5期
图 7 层积过程中过氧化物酶（A）和过氧化氢酶（B）活性的动态变化
Figure 7 Changes of POD（A）and CAT(B) activities during stratification Period
图 8 层积过程中 ABA（A）和 IAA（B）含量的动态变化
Figure 8 Changes of activities of ABA（A）and IAA(B) during stratification period
3 结论与讨论
试验结果表明，短果茴芹种子的休眠是由胚未发育完全和存在萌发抑制物质（ABA）引起的综合性休眠。低
温层积和赤霉素浸种后低温层积，均能打破休眠，200mg·L-1GA3浸种 24h 后低温层积 105d 效果最好，发芽率
达 54.84%，低温层积过程中，处理种子可溶性糖（峰值 3.14%）、可溶性蛋白质含量（峰值 55.6mg·g-1）升高，但当
休眠逐渐打破，均呈下降趋势。ABA含量、POD、CAT活性呈下降趋势，IAA总体保持较稳定状态。其中，ABA含
量下降明显，层积 45，75d 时，处理种子 ABA 含量比 CK 种子分别下降了 55.8%，48.0%，GA 含量总体呈上升趋
势，二者与种子休眠和萌发存在相关性，说明 ABA可能是种子萌发抑制物质。
低温层积处理使休眠种子 ABA 的含量下降，从而打破休眠，使种子萌发，这与傅强等（2005）研究结果一
致[8]。 本试验发现：ABA含量在层积过程中逐渐下降，且低于对照，说明 ABA 是抑制短果茴芹种子萌发的最重
要抑制物质，这和程广有（2004）等的研究得出一致结论[9]。 本研究中，用低温层积和不同浓度外源 GA3处理种
子，一定程度上能破除短果茴芹休眠使其萌发，和张义等（2005）研究结果一致[10]。
参考文献：
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[10] 张 义,王剑峰.赤霉素浸泡与层积时间对山樱种子萌发的影响[J].长江大学学报：自然科学版,2005(5):26-28.
[责任编辑 马迎杰]
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