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外源激素对药用植物黑草种子萌发的影响



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情况下,应用本鉴定技术,可以准确地鉴定出种子纯
度。但是对于种子市场打假查处的样品,由于存在套
牌假冒种子,或者对于生产情况不了解,不知道其种子
中混有其他品种,检测结果可能会存在不准确的风险。
但是从总体的检测结果上来分析,SSR分子检测两系稻
种子纯度还是比较准确的,与大田种植鉴定结果近似。
参考文献:
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收稿日期:2011 - 08 - 30
基金项目:广西科学研究与技术开发计划项目(桂科攻 0718002-3-2) ;广西壮族自治区中医药科技专项(GZKZ 10-007)。
作者简介:韦荣昌(1983 -) ,男,广西梧州人;研究实习员,主要从事药用植物资源保护与栽培学研究;E-mail:wrc830612@ 163. com。
通讯作者:白隆华,男,副研究员;主要从事药用植物资源保护与利用研究;E-mail:whitefh2008@ 126. com。
外源激素对药用植物黑草种子萌发的影响
韦荣昌1,2, 白隆华1, 董青松1, 吴庆华1
(1.广西药用植物园, 南宁 530023; 2.中国医学科学院 &北京协和医学院 药用植物研究所, 北京 100193)
Effect of Exogenous Hormone on Seed Germination Characteristics of
Medicinal Plant Buchnera cruciatas
WEI Rong-chang1,2,BAI Long-hua1,DONG Qing-song1,WU Qing-hua1
摘要:研究了不同浓度吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA3)和 6-苄氨
基嘌呤(6-BA)等 3 种外源激素对药用植物黑草种子萌发的影
响。结果表明:50 mg /L 的 GA3 处理效果最好,当增加 GA3 的
浓度时,其对黑草种子的促进作用不断下降。随着 IAA和6-BA
浓度的增加,黑草种子的发芽势和发芽率先升高后下降,当
GA3 的浓度达到 200 mg /L和 6-BA 浓度达到 50 mg /L 时,对黑
草种子萌发表现出抑制作用。
关键词: 外源激素;黑草;种子;发芽势;发芽率
中图分类号: S 567 文献标志码: A
文章编号: 1001 - 4705(2012)01-0092-03
黑草(Buchnera cruciatas Hamilt.) ,又名鬼羽箭,
为玄参科黑草属植物。以全草入药,味淡、微苦,性凉,
具有清热解毒,凉血止血的功能,主治流感,中暑腹痛,
斑痧、伤寒,癫痫、皮肤风毒肿痛等症[1]。随着生活水
平的提高和健康意识的增强,人们更注意利用黑草的
清热解毒功能进行炎夏的保健,导致黑草的需求量不
断增加。黑草生长于低山或丘陵地带,且均为野生,资
源量非常有限。近年来产地大量开垦荒山坡地发展经
济作物,破坏了其生态环境,加之连年的过度采收,其
野生资源急剧减少,致使近年供应不足,价格连年攀
升。因此,开展黑草的野生变家种以满足市场需求势
在必行[2]。
黑草种子有休眠的特性,发芽速度慢,一般播种后
2 ~ 3 个月才出苗,且普遍存在发芽率偏低和发芽整齐
度差等缺点。使用某些植物外源激素浸种可以打破种
子休眠,破坏妨碍种子萌发的活性物质,从而有利于种
子的吸水萌发[3]。本试验探讨不同激素对药用植物
黑草种子萌发特性的影响,为其大规模人工栽培和资
源保护提供理论依据。
1 材料与方法
1. 1 材 料
1. 1. 1 供试种子
所用黑草种子于 2010 年 11 月 25 日采自广西阳
朔县,经广西药用植物园药用植物栽培研究室白隆华
副研究员鉴定,室内阴干备用。
1. 1. 2 仪器及试剂
天平:梅特勒-托利多 AL 204 电子分析天平。
·29·
第 31 卷 第 1 期 2012 年 1 月 种 子 (Seed) Vol. 31 No. 1 Jan. 2012
发芽箱:LRH-400-G光照培养箱。
发芽器皿:培养皿。
发芽基质:发芽纸(市售,种子发芽专用,pH 6. 0 ~
7. 5)。
外源激素:吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA3) (均为
上海阿拉丁化学试剂有限公司)和 6-苄氨基嘌呤
(6-BA) (国药集团化学试剂有限公司)。
1. 2 方 法
在室温条件下分别用不同浓度的 IAA、GA3 和
6-BA对黑草种子进行浸种处理。其中 IAA 和 GA3 的
浓度梯度均分别为 50、100、150、200 mg /L;6-BA 的浓
度梯度分别为 1、10、25、50 mg /L。种子的浸种时间为
24 h,3 次重复,每重复 100 粒种子。种子经外源激素
处理后用清水冲洗 3 ~ 5 次,移置湿润充分的双层发芽
纸上,于 30 ℃恒温培养箱中进行萌发试验,每天光照
12 h[2]。每天记录发芽的种子数,分别于第 8 天统计
各处理的种子发芽势,第 20 天统计各处理的发芽率。
以未经激素处理的种子作对照(ck)。
1. 3 数据统计与分析
发芽率(%)= 发芽种子数 /供试种子总粒数 ×
100%;
发芽势(%)=发芽高峰期发芽的种子数 /供试种
子总粒数 × 100%[4,5];
单因素方法分析在 SPSS 11. 5 统计分析软件下进
行,用最小显著差数法(Least-significant different,LSD)
进行方差分析。
2 结果与分析
2. 1 IAA对黑草种子发芽的影响
从表 1 可以看出,50 ~ 200 mg /L的 IAA处理可促
进黑草种子的萌发,且随着浓度的增加,发芽势和发芽
率都呈先升高后下降的趋势,其中 100 mg /L 和
150 mg /L的处理极显著高于对照,发芽势和发芽率分
别比对照提高 10%、11%和 17%、21%。而 50 mg /L
和 200 mg /L的处理没有达到显著水平,其发芽势和发
芽率增加不大,仅增加了 1%、4%和 5%、7%。
表 1 不同浓度 IAA处理对黑草种子发芽的影响
浓度
(mg /L)
发芽势
(%)
差异显著性
5% 1%
发芽率
(%)
差异显著性
5% 1%
200 19 b AB 52 b BC
150 26 a A 66 a A
100 25 a A 62 a AB
50 16 b B 50 b C
ck 15 b B 45 b C
2. 2 GA3 对黑草种子发芽的影响
由表 2 可知,50 ~ 150 mg /L的 GA3 处理黑草种子
的发芽势和发芽率均高于对照,且随着浓度的增加而
呈现不断下降的趋势。其中 50 mg /L的作用效果最为
明显,其发芽势比对照增加了 17%,发芽率增加了
30%,100 mg /L处理的次之,除 150 mg /L 处理的发芽
率没有达到显著水平外,其余都达到了显著或极显著
水平。当 GA3 的浓度增加到 200 mg /L时,发芽势和发
芽率均低于对照,分别降低了 2%和 9%。这一现象反
映出低浓度 GA3 对黑草种子具有促进作用,高浓度则
抑制其萌发。
表 2 不同浓度 GA3 处理对黑草种子发芽的影响
浓度
(mg /L)
发芽势
(%)
差异显著性
5% 1%
发芽率
(%)
差异显著性
5% 1%
200 13 c D 36 d D
150 21 b BC 49 c BC
100 24 b B 58 b B
50 32 a A 75 a A
ck 15 c CD 45 c CD
2. 3 6-BA对黑草种子发芽的影响
由表 3 可知,随着 6-BA 处理浓度的增加,黑草种
子的发芽势和发芽率呈现出先上升后下降的趋势,其
中 1 ~ 25 mg /L的 6-BA处理的发芽势和发芽率均显著
或极显著高于对照,以 25 mg /L处理的效果最好,其发
芽势和发芽率分别比对照增加了 21%和 48%。而当
6-BA 的浓度增加到 50 mg /L时,发芽势和发芽率明显
低于对照,分别降低了 6%和 17%。这一现象也表明
低浓度 6-BA 促进黑草种子的萌发,而高浓度则具有
抑制作用。
表 3 不同浓度 6-BA处理对黑草种子发芽的影响
浓度
(mg /L)
发芽势
(%)
差异显著性
5% 1%
发芽率
(%)
差异显著性
5% 1%
50 9 d C 28 e D
25 31 a A 76 a A
10 25 b AB 65 b AB
1 23 b B 56 c BC
ck 15 c C 45 d C
3 结论与讨论
种子休眠是植物对不良环境条件及季节性变化的
生物学适应性。在药用植物的栽培生产中,若不能及
时解除种子休眠,往往导致发芽率低甚至呈现隔年发
芽的现象,严重影响产量。药用植物黑草种子具有休
眠的特性,发芽速度慢,一般播种后 2 ~ 3 个月才出苗,
且普遍存在发芽率偏低和发芽整齐度差等缺点。而种
·39·
问题探讨 韦荣昌 等:外源激素对药用植物黑草种子萌发的影响
子的萌发过程由多种内源植物激素参与调节,因此应
用外源激素或光照、后熟或低温等处理,能打破休眠,
促进萌发[6]。
IAA能影响细胞分裂、伸长和分化,对黑草种子进
行 IAA处理后,种子发芽势和发芽率均得到了提高,
这一现象与张福平[7]利用 IAA 对紫罗勒种子发芽影
响的研究结果是一致的。本试验中,随着 IAA 浓度的
增加,黑草种子的发芽势和发芽率都呈现先升高后降
低的趋势,其中,最有利于黑草种子萌发的 IAA 浓度
为 150 mg /L。
在解除种子休眠过程中起关键作用的内源信号分
子是 GA3
[8]。GA3 在促进种子萌发过程中至少起到两
种信号作用:第一是软化种胚周围的组织,克服种皮机
械限制;第二是促进种胚的生长[9]。Ogawa 等[10]在番
茄种子中发现,GA3 能诱导与细胞壁松弛有关的基因
如内 β-甘露聚糖酶基因、木葡聚糖内转糖基酶 /水解
酶基因和几丁质基因等的表达,且其中的某些基因只
在与胚根对应的珠孔处特异表达,有利于胚芽对种皮
的突破。GA3 是启动淀粉酶合成的化学信使
[11],可诱
导种子 α-淀粉酶的合成并提高其活性,加速胚芽中淀
粉的水解,促进种胚的生长和种子的萌发。GA3 能使
种子细胞分裂和分化而促进种子胚的发育和种子发
芽[12],提高种子中 α-淀粉酶的含量和活力[13,14],增加
过氧化物酶的活性[15,16],促进种子解除休眠,提高发
芽率。本研究中,随着 GA3 浓度的增加,黑草种子的
发芽势和发芽率不断下降,高浓度(200 mg /L)GA3 对
黑草种子的萌发表现出明显不利作用,这与 GA3 对丸
粒化披碱草[17]种子萌发的影响基本一致。
6-BA作为一种细胞分裂素,可促进细胞分裂,诱
导芽的分化,也可促进种子发芽[18]。6-BA 能提高南
紫薇[19]种子的发芽率和发芽势,促进柴胡[20]种子的
萌发。本试验中 6-BA处理后的黑草种子发芽势和发
芽率表现为先升高后降低的现象,当浓度为 50 mg /L
时发芽势和发芽率低于对照,表明高浓度的 6-BA对黑
草种子萌发具有明显的抑制作用,这与张春平[21]利用
6-BA对药用紫苏种子萌发特性影响的研究结果一致。
综合 IAA、GA3 和 6-BA三种外源激素对黑草种子
萌发的影响,其中以 50 mg /L的 GA3 处理效果最好,其
发芽势和发芽率比对照增加了 17%和 30%。由于本
试验中 GA3 的浓度最小为 50 mg /L,在浓度 50 mg /L
以下是否存在着更佳的浓度,有待进一步研究。
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第 31 卷 第 1 期 2012 年 1 月 种 子 (Seed) Vol. 31 No. 1 Jan. 2012