全 文 ：华西药学杂志
W C J·P S 2011，26(4)∶361 ～ 363
作者简介:杨枝中(1984—) ，男，四川绵阳，正攻读生药学专业的硕士学位。Email:yzzbook@ 126． com
* 通信作者(Correspondent author) ，Email:ma － yuying@ 126． com
模拟干旱胁迫下川白芷种子萌发特性的研究
杨枝中，马逾英* ，米晓琴，金丽鑫，郑光雅，翟 蒙
(成都中医药大学药学院，四川 成都 611137)
摘要:目的 研究干旱胁迫对川白芷种子萌发的影响及其种苗的抗旱性。方法 以川白芷种子为试验材料，采用 PEG － 6000
模拟干旱条件，测定种子发芽率、种苗生长情况、丙二醛(MDA)的含量、超氧化物歧化酶(SOD)的活性等指标。结果 随着胁
迫程度的增加，川白芷种子发芽率、种苗生长等指标总体表现先升后降的趋势;而种苗 MDA 的含量与 SOD 的活性呈上升趋
势。结论 川白芷种子在适当的干旱胁迫下不但可提高发芽率，而且可提高幼苗的抗旱性。
关键词:川白芷;种子;聚乙二醇;干旱胁迫;发芽率;种苗生长
中图分类号:R282 文献标志码:A 文章编号:1006 － 0103(2011)04 － 0361 － 03
Influence of simulated drought stress simulated on germination of Chuan Baizhi seed
YANG Zhi － zhong，MA Yu － ying* ，MI Xiao － qin，JIN Li － xin，ZHENG Guang － ya，ZHAI Meng
(College of Pharmacy，Chengdu University of Traditional Chinese Medicine，Chengdu，Sichuan，611137 P． R． China)
Abstract:OBJECTIVE To study the influence of simulated drought stress on germination of Chuan Baizhi seed and the drought
resistance of its seedling．METHODS Some indexes of Chuan Baizhi，such as germination rate，seedling growth，content of MDA，
SOD enzyme activity under drought stress simulated were measured by PEG － 6000． RESULTS As the simulated drought stress
increases，the germination rate，and seedling growth present rising tendency at the beginning followed by decrease，while the content of
MDA and SOD enzyme activity tend to increase． CONCLUSION Under an appropriate simulated drought stress，the seed germination
rate and the seedling drought resistance will improve．
Key words:Chuan Baizhi;Seed;PEG;Drought Stress;Germination rate;Seedling growth
CLC number:R282 Document code:A Article ID:1006 － 0103(2011)04 － 0361 － 03
白芷来源于伞形科植物白芷 Angelica dahurica
(Fisch． ex Hoffm．)Benth． et Hook． f． 或杭白芷 An-
gelica dahurica(Fisch． ex Hoffm．)Benth． et Hook． f．
var． formosana(Boiss．)Shan et Yuan 的干燥根［1］。
前者称祁白芷、禹白芷，后者称杭白芷、川白芷。四
川遂宁为川白芷的道地产区，播种期为 9 月中旬至
10 月上旬，产区土壤为沙土和油沙土，其土壤保水
能力差，种子萌发容易受到土壤干旱胁迫［2］。水分
亏缺引起植物生长和作物产量的减少超过其他非生
物胁迫的总和［3］。聚乙二醇(PEG)是一种高分子
渗透剂，可配成预定的水势溶液，模拟土壤的自然水
势，PEG对种子萌发的渗透胁迫，实质是限制水分
进入种子的速率［4］。近年来，干旱胁迫在白芷、甘
草、箭叶淫羊藿、天麻等多种药用植物的萌发特性研
究上得到应用［5］。现研究了不同浓度 PEG － 6000
对川白芷种子萌发的影响，并探讨 PEG － 6000 处理
下川白芷种子萌发的变化，以揭示干旱环境下川白
芷的发芽能力和抗旱能力。
1 实验部分
1. 1 材料
川白芷种子来源于四川遂宁永兴镇中脊村川白
芷 GAP基地，经鉴定为伞形科植物杭白芷 Angelica
dahurica。
1. 2 方法与结果
1． 2． 1 实验分组与前期处理 实验布置为完全随
机设计，设置 1 个对照组、6 个处理组，即分别为
PEG －6000(聚乙二醇，分子量为 6000)水溶液体积
分数为 0%、5%、8%、12%、15%、18%、20%，分别
以代号 CK、T1、T2、T3、T4、T5、T6 表示。精选种粒
饱满程度一致、颜色浅黄白或浅黄绿的川白芷种子
(剔除瘦小种子) ，用清水冲洗 12 h，再用 0． 3% KM-
nO4 消毒 15 min，用蒸馏水冲洗数遍，晾干备用
［6］。
选用 Ф15 cm的培养皿，用脱脂棉蘸无水乙醇擦拭
培养皿消毒，每个培养皿置入 100 g 已消毒的细沙
(过 2 号药典筛)。川白芷种子用不同浓度的PEG －
6000 溶液浸泡至过饱和后均匀摆入培养皿中，每皿
120 粒，每个处理重复 4 次。分别加入适量相应的
DOI:10.13375/j.cnki.wcjps.2011.04.005
PEG － 6000 溶液，将所有培养皿放入微型生化培养
箱中，25 ℃ /18 ℃ (昼 /夜)变温处理，光照时间
12 h·d －1。
1． 2． 2 种子发芽率的测定［7］ 种子发芽试验以子
叶露出种皮为萌发标准。发芽率观察于培养的第 9
天开始，每天查数 1 次。发芽指数(GI)= ∑(Gt /
Dt) ;活力指数(VI)= S × GI。式中 Gt:在时间 t 天
的发芽数(个) ，Dt:至 t 天的发芽天数(天) ，S:平均
根长(mm)。当川白芷种子萌发 9 d后，每个处理取
10 株，测定种苗根长。
1． 2． 3 川白芷种苗的MDA含量测定 采用硫代巴
比妥酸法。
1． 2． 4 川白芷种苗全株 SOD酶活性的测定 采用
NBT(氮蓝四唑)光化还原法，以每单位内抑制光化
还原 50%的氮蓝四唑为一个酶活性单位(U)［8］。
试验数据输入计算机 Excel 表格进行数据处理，应
用 SPSS13． 0 统计软件进行方差分析。
1． 2． 5 PEG模拟干旱胁迫下种子发芽率的变化
在 20% PEG处理下，发芽率始终为 0，说明川白芷种
子发芽受到完全抑制。在其他各处理中，随培养时
间的延长，不同胁迫程度对川白芷种子发芽率的影
响也各不相同(图 1)。除 5% PEG 胁迫处理外，随
PEG 胁迫程度的增加，种子发芽率明显递减。5%
PEG胁迫的发芽率增加迅速，于胁迫第 21 天超过对
照组，最终发芽率最高。与 T5、T6 比较，T2、T3 和
T4 受干旱胁迫的负面影响较小，尤其 T2 受影响最
小，T2 发芽率接近对照。T5、T6 受干旱胁迫的负面
影响最大。结果表明:5% PEG 模拟干旱胁迫对川
白芷种子萌发有一定的促进作用;8% ～ 20% PEG
模拟干旱胁迫对川白芷种子萌发有抑制作用，且随
着胁迫的增加抑制作用越明显;20% PEG 模拟干旱
胁迫对川白芷种子萌发有完全抑制作用。
12 15 18 21 24 27 28
CK
T1
T2
T3
T4
T5
T6
80
60
40
20
发
芽
率
/%
t/d
图 1 PEG模拟干旱胁迫下川白芷种子发芽率的变化
Fig 1 Seed germination changes of Chuan Baizhi under drought
stress simulated by PEG
1． 2． 6 PEG模拟干旱胁迫对种子发芽的影响 发
芽势是判断田间出苗率的指标。在发芽势方面，CK
组明显高于 PEG处理组;随 PEG 胁迫的增加，发芽
势迅速下降。与 CK 比较，分别降低 17. 31%、
48. 41%、69． 61%、82． 69%、97． 53%、100%。在发
芽率方面，与 CK比较，T1 发芽率增加 10. 37%，8%
PEG 干旱胁迫处理后发芽率降低，分别降低
5. 48%、21． 04%、47． 26%、86． 17%、100%。在发芽
指数方面，除 T1 发芽指数略为升高之外，其他处理
均明显降低。T1 发芽指数增加 1． 22%，8% PEG干
旱胁迫处理之后发芽指数降低，分别降低 19． 58%、
38. 28%、59． 49%、89． 99%、100%。在活力指数方
面，CK组明显高于 PEG 处理组;随 PEG 胁迫的增
加，活力指数迅速下降。与 CK 比较，分别降低
44. 94%、64． 09%、76． 65%、83． 79%、97． 25%、
100%。结果表明:除 T1 的发芽率和发芽指数升高
外，PEG模拟干旱胁迫对川白芷种子发芽势、发芽
率、发芽指数和活力指数均有明显的抑制作用，且胁
迫越重，抑制越显著;在 20% PEG模拟干旱胁迫下，
川白芷种子发芽完全被抑制(表 1)。
表 1 PEG模拟干旱胁迫对川白芷发芽特性的影响
Table 1 Germination characteristics of Chuan Baizhi in drought
stress simulated by PEG
代号 PEG /% 发芽势 /% 发芽率 /% 发芽指数 活力指数
CK 0 58． 96 72． 29 5． 79 33． 53
T1 5 48． 75 79． 79 5． 86 18． 47
T2 8 30． 42 68． 33 4． 65 12． 04
T3 12 17． 92 57． 08 3． 57 7． 83
T4 15 10． 21 38． 13 2． 34 5． 44
T5 18 1． 46 10． 00 0． 58 0． 92
T6 20 0 0 0 0
1． 2． 7 PEG模拟干旱胁迫对种苗生长的影响 从
表 2 中可以看出:在 PEG 模拟干旱胁迫下，不同程
度胁迫对川白芷种苗生长影响不同。从芽鲜重来
看，较低干旱胁迫下，芽鲜重降低较为显著;但较高
干旱胁迫下，芽鲜重变化不大。从根鲜重来看，随干
旱胁迫的加剧，根鲜重明显增加。从根长 /芽长的比
值来看，随胁迫程度的增加，其比值越大;胁迫增加
至 18%，根长 /芽长的比值为最大，达到 1． 987。从
根粗 /芽粗的比值来看，较低干旱胁迫下，其比值有
下降趋势;但较高干旱胁迫下，其比值有较大的升
高，T3 根粗 /芽粗的比值达到最大，为 0． 986。从根
鲜重 /芽鲜重的比值来看，较低干旱胁迫下的比值迅
速增加;但较高干旱胁迫下的比值变化不大;模拟干
旱胁迫为 15%时，根鲜重 /芽鲜重的比值达到最大，
为 0． 681。总体来看，芽生长比根生长受 PEG 模拟
干旱胁迫更为明显。结果表明:川白芷种子在萌发
过程中对于外界干旱环境能够实现增加胚根 /胚芽
的比值来适应，以缓解干旱对本身直接造成的伤害。
这是一种对干旱环境的适应性反应。由此可知:在
263 华 西 药 学 杂 志 第 26 卷
川白芷播种期，一定程度的干旱锻炼是很有必要的，
可加强其抗旱性能，但一定要掌握干旱的程度和时
间，避免大量死苗，影响最终产量。
表 2 PEG模拟干旱胁迫对川白芷种苗生长的影响
Table 2 Effects of drought stress simulated by PEG on Chuan Baizhi seedling growth
代号 PEG /% 芽长 /mm 根长 /mm 芽粗 /mm 根粗 /mm 株芽鲜重 /mg 株根鲜重 /mg 根长∶芽长 根粗∶芽粗 根鲜重∶芽鲜重
CK 0 34． 0 28． 9 1． 17 0． 91 22． 54 6． 36 0． 850 0． 777 0． 282
T1 5 33． 0 27． 2 1． 15 0． 81 21． 30 7． 34 0． 823 0． 704 0． 345
T2 8 28． 4 28． 0 1． 12 0． 74 14． 78 6． 68 0． 985 0． 661 0． 452
T3 12 26． 3 30． 6 1． 15 1． 14 11． 89 7． 91 1． 163 0． 986 0． 665
T4 15 15． 9 28． 0 1． 05 0． 81 11． 10 7． 56 1． 764 0． 771 0． 681
T5 18 18． 5 36． 8 0． 99 0． 84 11． 55 7． 60 1． 987 0． 852 0． 657
1． 2． 8 PEG模拟干旱胁迫对种苗生理指标的影响
正常情况下，细胞内自由基的产生和清除处于动
态状态，自由基水平很低，不会伤害细胞。但当植物
受到干旱胁迫时，平衡被打破，自由基增多，而 SOD
等保护酶被破坏，积累了许多有害的过氧化物，如丙
二醛等。由表 3 可知:川白芷种苗根和叶中的丙二
醛(MDA)含量均有不同程度的增加，但叶中的
MDA含量远比根中的增加迅速。与 CK 比较，处理
组种苗根中 MDA 的含量分别增加 31． 37%、
52. 90%、62． 94%、70． 73%、91． 54%。与 CK 比较，
处理组种苗叶中的 MDA 含量分别增加 64． 71%、
82． 53%、156． 47%、241． 93%、372． 31%。由此说
明:干旱胁迫对地上部分的迫害远大于地下部分，该
结论与干旱胁迫对川白芷种苗的生长表现一致。随
模拟干旱胁迫的加剧，种苗中 MDA 含量增加的同
时，SOD的活性迅速提高，加速了自由基的清除。
表 3 PEG模拟干旱胁迫对川白芷种苗生理活性的影响
Table 3 Effects of drought stress simulated by PEG on Chuan
Baizhi seedling physiological activities
代号 PEG /%
MDA含量 /μmol·g － 1
叶 根
整株 SOD活性 /
U·g － 1
CK 0 1． 40 1． 03 227． 274
T1 5 2． 30 1． 36 455． 206
T2 8 2． 55 1． 58 542． 692
T3 12 3． 58 1． 69 592． 916
T4 15 4． 77 1． 77 609． 454
T5 18 6． 60 1． 98 697． 153
2 讨论
川白芷种子在干旱胁迫下萌发特性的研究尚未
见报道。干旱胁迫对川白芷种子萌发特性的影响具
有十分重要的意义，四川道地产区的土壤为沙土类，
一旦降雨量持续降低，会严重影响川白芷种子的萌
发，严重时会导致大量缺苗断垄。研究发现:PEG －
6000 模拟干旱胁迫处理可以延迟川白芷种子在水
分不充足的条件下萌发，浓度的增高(低于 18%)使
川白芷种子在前期发芽率较低，而在 15 d 后也能快
速发芽。由此不难看出:PEG － 6000 处理虽然抑制
了种子的发芽势，但发芽率却在 PEG 浓度为 5%时
达到最高。在生产实践中，可以用 5% 的 PEG －
6000 浸种来促进川白芷种子的萌发。PEG － 6000
模拟干旱胁迫处理能提高川白芷种子的发芽率和发
芽指数，也能显著提高种苗根 /冠的比值。说明
PEG －6000 在种子萌发过程中对壮苗的形成起了决
定作用，壮苗的形成不仅需要种子内部充足的养分
而且需要良好的保护酶系统;产量的提高更需要有
健壮的植株和较强的抗逆机理的幼苗。因此，在川
白芷播种等生产环节中，应给予适当的干旱环境，促
进根系的生长，提高自身的抗旱性，培养壮苗，为提
高种植川白芷的药材产量和质量奠定良好的基础。
参考文献:
［1］ 中华人民共和国国家药典委员会． 中国药典［S］． 北京:中国
医药科技出版社，2010:97．
［2］ 陈兴福，丁德蓉，刘岁荣，等．白芷生长土壤的研究［J］． 中国
中药杂志，1994，19(10) :591 － 593．
［3］ 神照仁． 人工造林与持续经营［J］． 世界林业研究，1994，7
(4) :8 － 13．
［4］ 彭素琴，刘郁林，谢双喜．水分胁迫对不同产地金银花种子发
芽的影响［J］．福建林业科技，2006，33(1) :48 － 52．
［5］ 杨枝中，马逾英，卢晓琳，等． 干旱条件下叶生长盛期川白芷
抗旱性研究:中医药创新与发展———中药资源的可持续利用
和保护［M］．成都:四川科学技术出版社，2010:203 － 206．
［6］ 潘瑞炽．植物生理学［M］．北京:高等教育出版社，2004:272，
283 － 284．
［7］ Song SM． The comprehensive evaluation of drought tolerance for
alfalfa in Gansu［J］． Acta Pratacul Sin，1998，7(2) :74 － 80．
［8］ 李合生．植物生理生化实验原理和技术［M］．北京:高等教育
出版社，2000:167 － 169，260 － 261．
收稿日期:2010 － 10 － 03
363第 4 期 杨枝中，等。模拟干旱胁迫下川白芷种子萌发特性的研究