全 文 ：后主要作为中药姜黄使用，因此 GC － MS不同药用部位挥发油主
成分的比较结果为其提供了一定的依据。
可见，姜黄主根茎与侧根茎在挥发油含量，主要化合物数量
及相对含量上无明显差异。姜黄植物作为中药使用时，姜黄与黄
丝郁金(即根茎与块根)挥发油的主要差异为:挥发油含量，姜黄
显著高于黄丝郁金;作为抗肿瘤活性成分且相对含量均大于 4%
的 4 种化合物的含量，姜黄均高于黄丝郁金。
3． 3 姜黄两个主产区挥发油的含量及主成分比较 由表 2 可
知，姜黄植物的挥发油含量:犍为 ＞崇州;由 GC － MS 鉴定得到
的化合物总数量及主要化合物数量:犍为 ＞崇州，由表 3 可知，相
对含量均大于 4 %的 4 种化合物:α －姜烯和 AＲ －姜黄酮的相对
含量:崇州 ＞犍为;α －姜黄酮和 β －姜黄酮的相对含量:犍为 ＞
崇州;但 3 种姜黄酮相对含量之和(AＲ －姜黄酮，β －姜黄酮，α －
姜黄酮):犍为 ＞崇州。
单就根茎而言，作为中药姜黄的道地产区，犍为产区挥发油
中主要化合物的百分含量多高于崇州产区，体现出一定的道地
性;课题组前期研究亦表明，两地所产姜黄、郁金在商品性状、姜
黄素含量等方面体现出道地性特征，在此得到一定印证。本实验
姜黄植物样品采集多集中于四川道地产区，其他产区样品数量需
进一步扩充进行比较，以更好体现药材道地性。
由块根的两个产区比较发现，由 GC － MS鉴定出的化合物 N
－甲基 － 1 －苯乙胺出现犍为产区含量较高且特有，崇州产区痕
量或不含此物的现象，该物质是否可作为道地产区的表征成分，
有待进一步研究。
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收稿日期:2015-12-23; 修订日期:2016-03-20
基金项目:国家自然科学基金(No． 31370118);湖北省生物技术专业综合改革试点项目(GJZ1506) ;
中南民族大学基本科研业务费专项资金项目(CZW15019);校企合作项目(HZY14024);
中南民族大学大学生创新创业资助项目(GCX15006;SCX15004)
作者简介:黄 珍(1991 －)，女(布依族)，贵州兴义人，中南民族大学在读硕士研究生，主要从事药用植物应用研究工作．
* 通讯作者简介:张 鹏(1977-)，男(汉族)，山西长治人，中南民族大学生命科学学院副教授，博士学位，主要从事药用植物及其内生菌研究工作．
GA3 对华重楼种子萌发过程中生理指标的影响
黄 珍，罗 忠，张 鹏* ，孟艳艳，宋发军，高世波
(中南民族大学 生命科学学院，生物技术国家民委重点实验室，
武陵山区特色资源植物种质保护与利用湖北省重点实验室，湖北 武汉 430074)
摘要:目的 探究 GA3 处理对重楼种子萌发过程相关生理生化指标的影响。方法 检测了 500mg·L
－1 GA3 及清水(对
照)处理的华重楼种子萌发过程淀粉、可溶性糖等含量的变化情况。结果 与对照相比，不同时间段下 GA3 处理种子的可
溶性蛋白含量总体上无显著差异，都呈降低的趋势;游离脂肪酸含量整体上小于对照组，其含量达最高值的时间晚于且
高于对照;淀粉含量在 60 ～ 90 天期间明显低于对照;可溶性糖含量总体上高于对照;α、β淀粉酶活力在 15 ～ 45 天高于对
照。此外，GA3 处理种子的可溶性糖、糖粉含量及 α、β淀粉酶活力在 0 ～ 15 天中都呈降低的趋势，其中 α淀粉酶和 β 淀
粉酶活力达最高值的时间分别比对照提前了 15 天和 30 天，且其含量高于对照。结论 500mg·L －1外源 GA3 处理促进了
华重楼种子淀粉和脂肪的降解、可溶性蛋白和可溶性糖的产生及 α、β淀粉酶的合成。
关键词:华重楼; GA3; 种子萌发; 生理指标
DOI标识:doi:10． 3969 / j． issn． 1008-0805． 2016． 08． 076
中图分类号:Q945． 4 文献标识码:A 文章编号:1008-0805(2016)08-1993-04
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATEＲIA MEDICA ＲESEAＲCH 2016 VOL． 27 NO． 8 时珍国医国药 2016 年第 27 卷第 8 期
重楼 Paris polyphylla var． chinensis，又名七叶一枝花、蚤休、
白蚤等，是百合科重楼属多年生草本植物［1］，主要分布于湖北、
湖南、江西、浙江、云南、贵州、四川等地区［2］。据《中国药典》
(2010 版)指出重楼的干燥根茎均可入药［3］，具有抗肿瘤、止血、
止咳平喘、抗菌消炎、镇静、镇痛及调节心脑血管疾病等功
效［4，5］，是云南白药、宫血宁片、三七血伤宁胶囊、莲花片、止痛抗
癌丸和抗病毒冲剂等多种中成药的重要原料［6］。随着研究的深
入及市场需求的增加，各地野生重楼被大量采挖，导致野生资源
枯竭，人工繁育栽培成为解决其供需矛盾的主要途径。重楼人工
繁育包括根茎繁育和种子繁育［7］，其中，种子繁殖具有繁殖系数
大、生产成本低等优点，但也存在休眠水平高、自然萌发率低、
“二次发育”等生理后熟现象［8，9］。因此，人工打破重楼种子休
眠、提高发芽率是实现其种子大量繁育种苗的关键。
赤霉素 (Gibberellin acid，GA3)作为植物生长调节剂，具有打
破种子休眠、促进种子萌发的作用［10］，例如 GA3 能有效的打破
榛子种子休眠、促进其萌发、提高种子发芽率［11］;张琳等［12］研究
发现层积和赤霉素协同作用不仅能解除滇重楼种子形态学休眠，
还能解除种子生理休眠;GA3 处理也能显著提高仙客来种子的发
芽率［13］等等。本课题前期通过比较 2，4 － D、GA3、PEG 浸种对
华重楼种子萌发的影响发现［14］，500 mg·L －1GA3 能有效打破华
重楼种子休眠并促进其萌发。然而 GA3 对重楼种子萌发过程中
相关生理生化指标的影响及其促进萌发的机制尚不清楚。因此，
本研究拟通过分析 GA3 处理后的华重楼种子萌发过程中不同时
间点的淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白、游离脂肪酸含量及 α、β 淀
粉酶活力的变化，阐明 GA3 对重楼种子萌发的生理生化影响，并
为深入研究 GA3 促进重楼种子的萌发机制提供一定线索。
1 材料与方法
1． 1 材料及处理 所用材料为 2014 年秋季采集于武陵山区试
验田的 3 年生华重楼的成熟种子，去除颖壳和外种皮，均等分为
2份，放置在 19℃培养箱中用无菌水浸种 3d后，其中 1 份加入终
浓度为 500 mg·L －1的 GA3(Sigma公司)溶液继续浸种 2 d，另一
份加入等量蒸馏水作对照。浸种后将种子取出，无菌水清洗，每
种处理各取 4 g作为种子萌发的第 0 天材料，进行后续生理指标
测定。其余种子放置在铺有滤纸的培养皿中进行无菌培养，定时
补充水分以确保种子处于湿润状态，并分别于培养的第 15、30、
45、60 和 90 天各取样 4 g，用于后续生理指标测定。
1． 2 生理指标的测定 采用苏州科铭生物技术有限公司所生产
的植物淀粉含量试剂盒、植物可溶性糖含量试剂盒、考马斯亮蓝
法测蛋白含量测定试剂盒和植物 β －淀粉酶试剂盒测定淀粉、可
溶性糖、可溶性蛋白、游离脂肪酸含量及 α淀粉酶和 β淀粉酶活
力，所有步骤均按说明书进行操作。不同萌发阶段的每个生理生
化指标重复测定三次。
1． 3 数据统计及分析 利用 Microsoft Excel 2003、SPSS16． 0 进行
数据统计、作图和分析。
2 结果
2． 1 可溶性蛋白含量的变化 华重楼种子萌发过程可溶性蛋白
含量的检测结果(图 1)表明，可溶性蛋白含量随着时间的延长而
下降。其中 GA3 处理种子的可溶性蛋白含量从第 0 天的最高值
47． 92 mg·g －1一直降低至第 90 天的最低值 27． 70 mg·g －1，在
45 ～ 60 d出现升高，但依然低于第 0 天的最高值。而对照处理种
子从第 0 天的最高值 50． 74 mg·g －1一直降低至第 90 天的最低
值 38． 01 mg·g －1。此外，在第 0 天和第 90 天中，GA3 处理种子
的可溶性蛋白含量显著或极显著低于对照处理，而第 60 天中
GA3 处理种子的可溶性蛋白含量极显著高于对照(＊＊P ＜ 0． 01)。
2． 2 游离脂肪酸含量的变化 如图 2 所示，在 90 天的检测范围
内，游离脂肪酸含量整体呈双峰的变化趋势。GA3 处理种子和对
照处理种子都分别在第 15 天(16． 37 μmol·g －1;21． 50 μmol·
g －1)和第 45 天(22． 64 μmol·g －1;18． 69 μmol·g －1)具有两个
峰值。与对照相比，GA3 处理种子的游离脂肪酸含量在 45 ～ 90
天中明显下降。另一方面，GA3 处理种子的游离脂肪酸含量在
第 15、60 天及第 90 天中显著或极显著低于对照，但仅在第 45 天
中显著高于对照。
图 1 重楼种子萌发过程中可溶性蛋白含量的变化
图 2 重楼种子萌发过程中游离脂肪酸含量的变化
2． 3 淀粉含量的变化 由图 3 可知，在 0 ～ 30 天中，无论是 GA3
处理组还是对照处理组种子的淀粉含量变化都呈逐渐下降趋势，
并且两者之间的含量无显著差异。对照组的淀粉含量在第 60 天
达到其最低值(29． 42 mg·g －1)，90 天的含量与 60 天的含量差
别不大。与对照相比，GA3 处理种子的淀粉含量的最低值出现在
第 90 天(25． 36 mg·g －1)，并且从第 45 天开始，GA3 处理种子的
淀粉含量下降趋势更加明显;其中 60 d 和 90 d 的含量都显著低
于对照。
图 3 重楼种子萌发过程中淀粉含量的变化
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时珍国医国药 2016 年第 27 卷第 8 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATEＲIA MEDICA ＲESEAＲCH 2016 VOL． 27 NO． 8
2． 4 可溶性糖含量的变化 如图 4 所示，两种处理中，可溶性糖
含量都呈先降低后升高再降低的趋势。在第 15 天中，GA3 处理
和对照组种子的可溶性糖含量低于第 0 天(26． 30 μg·g －1)，随
后于第 30 天又升高，其中 GA3 处理组在第 30 天达到最高值
(27． 74 μg·g －1)，而它们在 45 ～ 90 天都呈逐渐下降。另外，从
第 15 天开始，同一时间段，GA3 处理种子的可溶性糖含量均高于
对照，并且 30 ～ 90 天的差异达到显著或极显著水平。
图 4 重楼种子萌发过程中可溶性糖含量的变化
2． 5 淀粉酶活力的变化 图 5 的结果表明，α淀粉酶活力呈先降
低后升高再降低的变化趋势。在 0 ～ 15 天期间，GA3 处理种子和
对照处理种子的 α淀粉酶活力相似，均从第 0 天(10． 29 U·g －1;
9． 49 U·g －1)降低至第 15 天的最低值(5． 76 ·g －1;6． 53 ·
g －1)。之后，α淀粉酶活力增加，GA3 处理种子的 α 淀粉酶活力
于第 45 天达到最高值，随后逐渐降低，而对照处理种子的 α淀粉
酶活力直至第 60 天才达到最高值。此外，在 30 ～ 45 天中 GA3 处
理种子的 α淀粉酶活力显著或极显著高于对照，而在 60 ～ 90 天
显著或极显著低于对照。
图 5 重楼种子萌发过程中 α淀粉酶活力的变化
β淀粉酶活力的检测结果(图 6)表明，β 淀粉酶活力在两组
处理种子中均呈双峰的变化趋势。GA3 处理种子及对照处理种
子的 β淀粉酶活力分别在第 30 天和第 60 天具有两个峰值，且其
最高峰值高于对照处理种子。除第 30 天外，GA3 处理种子的 β
淀粉酶活力明显低于对照。另外，GA3 处理种子的 α淀粉酶和 β
淀粉酶活力最高峰值出现的时间均早于对照，其中 α 淀粉酶的
活力最高值(12． 21 U· g －1)出现在第 45 天，比对照最高值
(11． 58 U·g －1)提前了 15 天;β淀粉酶活力最高峰(290． 10 U·
g －1)出现在第 30 天，比对照最高峰(278． 27 U·g －1)提前了 30
天。同时，GA3 处理种子 β淀粉酶活力在第 30 天中极显著高于
对照，而在其他时间点(第 90 天除外)均显著或极显著低于对
照。
图 6 重楼种子萌发过程中 β淀粉酶活力的变化
3 结论与讨论
植物体内的生理指标反映植物的生存状态，不同环境因素对
这些指标有着不同的影响，通过对这些指标的探讨，可以推断体
内多种生理反应的机制［15］。植物体内大多数可溶性蛋白是代谢
酶类，其含量的变化一定程度上反映了植物体内在的糖、脂类等
各种代谢活动的强弱［16］。本研究中，对两组处理种子的可溶性
蛋白含量的测定结果表明，在 90 天的检测范围内，GA3 处理种子
与对照处理种子可溶性蛋白含量总体上不存在显著差异，均呈下
降的趋势，与张芹等［17］研究发现 GA3 处理能显著提高金莲花种
子的可溶性蛋白质含量的结果不同。暗示着 GA3 在不同物种的
种子萌发过程中对同一生理生化指标的影响不同，且 GA3 可能
不是通过影响种子中可溶性蛋白含量来促进华重楼种子萌发。
种子萌发过程中，储藏的脂肪在脂肪酶的作用下，水解产生
甘油和脂肪酸，是种子萌发的重要能源物质［18］。由试验结果可
知，在第 0、15、30、60 天和第 90 天的检测点中，GA3 处理种子的
游离脂肪酸含量均小于对照。此外，GA3 处理种子游离脂肪酸含
量达最高值的时间晚于且其含量高于对照。根据斯钦巴特尔
等［19］发现用稀土溶液浸种处理对胡麻种子萌发过程中脂肪的分
解以及游离脂肪酸进一步转化成可溶性糖均有促进作用的研究，
推测出 GA3 处理可能具有促进华重楼种子游离脂肪酸的转化，
为其萌发提供能源的作用。
种子萌发中，淀粉在淀粉酶的作用下分解成小分子糖为萌发
提供营养 ［20］。淀粉酶主要包括 α淀粉酶和 β 淀粉酶，α 淀粉酶
能够将淀粉降解成约 6 个葡萄糖单位的还原性糊精，然后再分解
为麦芽糖和葡萄糖［21］，而 β 淀粉酶是从葡萄糖残基构成的非还
原糖末端开始，把两个葡萄糖残基作为 β 麦芽糖分解［22］。在检
测范围内，GA3 处理种子与对照处理种子的淀粉含量均呈降低的
趋势，该结果与凤仙花种子在萌发的过程中，淀粉不断被分解而
减少，供种子萌发利用的结果一致［23］。在第 30、45、60 天和第 90
天中，GA3 处理种子的淀粉含量与对照存在显著差异，且在 60 ～
90天期间，处理组明显低于对照组，暗示着 GA3 可能具有促进华
重楼种子淀粉降解的作用，为其萌发提供更多营养。另一方面，
本研究还发现 GA3 处理种子可溶性糖含量总体上高于对照。该
结果与 GA3 处理后的金莲花整个萌发过程中可溶性糖含量均高
于且变化幅度大于对照的研究结果一致［17］。预示着 GA3 可能有
助于促进华重楼种子可溶性糖的产生。此外，实验结果显示在
15 ～ 45 天过程中，GA3 处理种子 α、β淀粉酶活力整体高于对照，
该结果表明重楼种子萌发过程中，可能是由 α 淀粉酶和 β 淀粉
酶直接水解完整的淀粉粒，释放出葡萄糖、麦芽糖及糊精，然后由
脱分支酶和 α葡萄糖苷酶将糊精等水解为麦芽糖和葡萄糖。此
外，GA3 处理种子的 α淀粉酶和 β淀粉酶的活力分别于第 45 天
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和第 30 天达最高值，它们达到最高值的时间都比对照分别提前
了 15 天和 30 天，且其含量显著高于对照。与此同时，GA3 处理
种子的可溶性糖含量于第 30 天达最高值，也高于对照。这些结
果暗示了 GA3 之所以促进华重楼种子萌发，很大关系可能是因
为 GA3 促使 α淀粉酶和 β 淀粉酶的最大效力提早，尽早地进行
淀粉降解，使种子在较短的时间内获得较大的可溶性糖，从而使
华重楼种子萌发提前。
综上所述，本研究通过分析 GA3 处理华重楼种子萌发过程
中 4 种内含物含量及 2 种酶活力的变化可以看出，GA3 处理对可
溶性蛋白的影响不明显，对游离脂肪酸的分解和转化有一定影
响;而对淀粉、可溶性糖、α 淀粉酶和 β 淀粉酶的影响较大;预示
了 GA3 处理可能是通过影响 α 淀粉酶和 β 淀粉酶对淀粉的降
解，使可溶性糖积累，从而促进种子萌发，这为深入研究 GA3 处
理促进华重楼种子萌发的生理生化机制提供参考。
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