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肋柱花种子萌发影响因素研究



全 文 :2015 年 3 月 第 17 卷 第 3 期 中国现代中药 Modern Chinese Medicine Mar. 2015 Vol. 17 No. 3
·中药农业·
△[基金项目] “十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAI28B02) ;国家自然基金(81060372) ;内蒙古自治区高等学校青年
科技英才支持计划项目(NJYT-13-B18) ;内蒙古自治区教育厅项目(NJZY13239)
*[通信作者] 李旻辉,教授,硕士生导师,E-mail:li_minhui@ aliyun. com
周立社,教授,硕士生导师,E-mail:zhoulishe@ sohu. com
肋柱花种子萌发影响因素研究

朱虹1,张春红1,2,韦坤华3,张乐1,2,李旻辉1,2* ,周立社1*
(1. 内蒙古科技大学包头医学院,内蒙古 包头 014060;
2. 内蒙古自治区特色药用植物培育与保护工程技术研究中心,内蒙古 包头 014060;
3. 广西壮族自治区药用植物园,广西药用资源保护与遗传改良重点实验室,广西 南宁 530023)
[摘要] 目的:通过选用不同的贮存温度和不同浓度的赤霉素溶液处理肋柱花种子,找出肋柱花种子萌发的影
响因素,为肋柱花的大规模栽培和有性繁殖的生产实践提供科学指导。方法:采用培养皿萌发法,以发芽率、平均
根长和种子简化活力指数为指标,考察不同的贮存温度和不同浓度的赤霉素溶液对肋柱花种子萌发的影响。结果:
在贮存温度对肋柱花种子萌发影响的实验中:室外变温组、4 ℃冰箱组和常温对照组的发芽率分别为 95. 3%、
10. 5%和 6. 0%;平均根长为 1. 19 cm、1. 15 cm 和 1. 12 cm;种子简化活力指数为 1. 134 1%、0. 120 8%、
0. 067 2%。不同浓度(25 mg·L -1、50 mg·L -1、100 mg·L -1、200 mg·L -1、500 mg·L -1、1000 mg·L -1)赤霉素浸泡
后种子的发芽率分别为 89. 6%、91. 0%、94. 0%、93. 3%、95. 0%、90. 0%;平均根长为 1. 12 cm、1. 13 cm、
1. 17 cm、1. 15 cm、1. 18 cm、1. 13 cm;种子简化活力指数为 1. 003 5%、1. 028 3%、1. 099 8%、1. 072 9%、
1. 121 0%、1. 017 0%。结论:室外变温或赤霉素浸种均能显著促进肋柱花种子的萌发。
[关键词] 肋柱花;种子;萌发
Study on Influencing Factor of Lomatogonium rotatum Seed Germination
ZHU Hong1,ZHANG Chunhong1,2,WEI Kunhua3,ZHANG Le1,2,LI Minhui1,2* ,ZHOU Lishe1*
(1. Baotou Medical College,Baotou,Inner Mongolia 014060,China;
2. Inner Mongolia Research Center of Characteristic Medicinal Plants Cultivation and
Protection Engineering Technology,Baotou,Inner Mongolia 014060,China;
3. Guangxi Key Laboratory of Medicinal Resources Protection and Genetic Improvement,
Guangxi Botanical Garden of Medicinal Plants,Nanning 530023,China)
[Abstract] Objective:To study the major influencing factors of Lomatogonium rotatum seed germination aiming to
provide a scientific guidance for large scale cultivation and sexual propagation of L. rotatum. Methods:Different storage
temperatures and concentrations of gibberellin solution were choosed to treat the seeds,and petri dish method was used for the
seed germination experiment. Seed germination rate,average root length and simplified vigor index were measured in a seed
germination period. Results:The germination rates of outdoor alternating temperature group,4 ℃ refrigerator group and
normal temperature group were 95. 3%,10. 5% and 6. 0%,respectively. The average root lengths of these groups were
1. 19 cm,1. 15 cm,1. 12 cm,respectively. The seed simplified vigor indexs were 1. 134 1%,0. 120 8%,0. 067 2%,
respectively. The germination rates of different concentrations,(25 mg·L -1,50 mg·L -1,100 mg·L -1,200 mg·L -1,
500 mg·L -1 and 1000 mg·L -1)of gibberellin solution soaked seeds were 89. 6%,91. 0%,94. 0%,93. 3%,95. 0%,
90. 0%,respectively. The average root lengths were 1. 12 cm,1. 13 cm,1. 17 cm,1. 15 cm,1. 18 cm,1. 13 cm,
respectively,and seed simplified vigor indexes were 1. 003 5%,1. 028 3%、1. 099 8%,1. 072 9%,1. 121 0%,
1. 017 0%,recpectively. Conclusion:Outdoor alternating temperature storage or gibberellin soaking showed obvious effect
on promoting L. rotatum seed germination.
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2015 年 3 月 第 17 卷 第 3 期 中国现代中药 Modern Chinese Medicine Mar. 2015 Vol. 17 No. 3
[Keywords] Lomatogonium rotatum;soil buried frozen;gibberellin
doi:10. 13313 / j. issn. 1673-4890. 2015. 3. 010
蒙药肋柱花为龙胆科植物肋柱花 Lomatogoniumr
otatum(L.)Fries ex Nym. 的干燥全草,味苦,性寒、
钝、糙、轻、燥。用于“协日”热、瘟疫、流感、伤
寒、中暑头热、肝胆热、黄疸、胃 “协日”、伤热等
症[1]。肋柱花主要分布于内蒙古、西藏、云南、四
川、青海、甘肃、新疆等地[2],生于海拔 4200 m 以
下的山坡、草坡及灌丛中[3]。肋柱花为蒙医传统要
药,蒙药名哈比日根—地格达,应用广泛,在肋柱花
四味汤散、地格达·苏木汤、土木香十味汤散等复方中
用作主药或辅药,应用历史悠久,在蒙医药中有着不
可替代的地位[4]。由于肋柱花药材目前 100%来源野
生资源,再加之人为的干扰和盲目采挖,肋柱花的野
生资源逐年锐减。我们调查发现,肋柱花在锡林郭
勒、通辽等地的分布资源已经逐渐减少,只有在呼
伦贝尔盟还有较大面积的分布。同时发现少数地方,
蒙医还在用肋柱花作为 “地格达”使用,大部分地
区的蒙医则用堇菜科植物紫花地丁来替代入药,保
护和扩大繁殖栽培这一珍稀物种已刻不容缓。目前,
与肋柱花种子萌发相关的研究尚未见报道,本文首
次采用不同贮藏方法和不同浓度的赤霉素处理肋柱
花种子,测定其发芽率、平均根长和种子简化活力
指数,寻找提高肋柱花种子发芽率的途径,旨在为
肋柱花的大规模栽培和有性繁殖的生产实践提供科
学指导,从根本上解决肋柱花的资源短缺问题。
1 材料与方法
1. 1 实验材料
1. 1. 1 种子 供试种子于 2012 年 8 月采自内蒙古呼
伦贝尔盟根河市郊区的野生肋柱花植株上,室内阴
干后装入纸质信封中常温保存。
1. 1. 2 实验仪器 RGQ-360N 型人工气候箱(上海森
信公司),ME204 型万分之一天平(梅特勒-托利多仪
器上海有限公司) ,SZ760 型连续变倍体视显微镜
(重庆奥特光学仪器有限责任公司)。
1. 1. 3 试剂 GB0738 赤霉素(生工生物工程(上海)
股份有限公司) ,无水乙醇(天津市北联精细化学药
品开发有限公司),次氯酸钠(天津市北联精细化学
药品开发有限公司)。
1. 2 实验方法
1. 2. 1 种子选择 肋柱花种子为椭圆形,黄褐色-黑
褐色,表面为不规则颗粒状,有金属光泽,其千粒
重为 63. 097 ± 4. 186 mg。我们选择黑褐色、有光泽
的饱满肋柱花种子作为实验材料,见图 1。
图 1 显微镜下肋柱花种子
1. 2. 2 贮存温度对肋柱花种子萌发的影响 取1 g无
杂质的优质肋柱花种子,平均分为 3 份(实验组 2
份,对照组 1 份) ,分别装入 50 μm小网眼尼龙布袋
中,实验组种子在盛有自来水的锥形瓶中浸种 24 h,
使之充分吸水膨胀,按以下方式进行处理:
①室外变温组:浸泡完成的种子袋埋在室外装
有湿沙的坑里,贮存 4 个月。
②4 ℃冰箱组:浸泡完成的种子袋放入 4 ℃冰
箱中,贮存时间 4 个月。
注:实验组种子于种子收集当年 11 月初开始
贮存。
贮存完成后将所有种子取出,接种前进行种子
灭菌消毒,将实验组和对照组种子(常温贮存于干燥
器内,实验前用流水冲洗 30 min,再用蒸馏水浸泡
24 h)分别置于灭菌后的三角瓶中,用无菌水冲洗种
子。再用 75%的乙醇消毒 1 min,弃去乙醇,加入
20%次氯酸钠消毒 7 ~ 8 min,弃去次氯酸钠,再加
入 20%次氯酸钠消毒 7 ~ 8 min。消毒完毕后,弃去
次氯酸钠,用无菌水漂洗种子 6 次,每次 5 min。
1. 2. 3 赤霉素对肋柱花种子萌发的影响 取 1 g 常温
贮存无杂质的优质肋柱花种子,依照上述方法进行
灭菌消毒。灭菌后的种子平均分为 7 份,分别浸入
浓度为 25 mg·L -1、50 mg·L -1、100 mg·L -1、
200 mg·L -1、500 mg·L -1、1000 mg·L -1的赤霉素溶
液和无菌水中,每个处理重复 3 次,室温浸种 24 h。
1. 2. 4 种子萌发发芽率的考察 在直径为 9 cm 的培
养皿内铺一层脱脂棉,上面盖一层滤纸,让脱脂棉
和滤纸都吸足水分(无菌水) ,将以上各组种子均匀
的撒在滤纸上,种子上再盖一层滤纸。各处理每皿
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2015 年 3 月 第 17 卷 第 3 期 中国现代中药 Modern Chinese Medicine Mar. 2015 Vol. 17 No. 3
100 粒,重复 3 次,置于 25 ℃人工气候箱中培养,
保持发芽床湿润。每天观察,每 24 h 记录 1 次。以
胚芽长出 1 cm为发芽标准,30 天为一个周期,统计
种子的发芽率,测量幼苗根长,计算种子简化活力
指数(G·S)。
发芽率 =(种子发芽总数 /供试种子数)× 100%
G·S =发芽率% ×生长量(平均根长 cm)
2 结果与分析
2. 1 贮存温度对肋柱花种子萌发的影响
由表 1 可知,室外变温组、4 ℃冰箱组和常温
对照组的发芽率分别为 95. 3%,10. 5% 和 6. 0%。
室外变温贮存对肋柱花种子发芽率的影响与对照组
相比达极显著差异(P < 0. 01),与 4 ℃冰箱相比,
有显著差异(P < 0. 05)。与其它两种贮存温度相比,
室外变温贮存更是提早了肋柱花种子的萌发。各贮
存温度对根长影响不明显,与对照组相比,均无显
著差异(P > 0. 05)。室外变温组的种子简化活力指
数最高,为 1. 134 1%,与常温对照组的 0. 067 2%
和 4℃冰箱组的 0. 120 8% 相比,均有极显著差异(P
< 0. 01)。因此室外变温贮存有效地提高了肋柱花
种子的萌发(图 2)。
表 1 贮存温度对肋柱花种子萌发的影响 x =珔x ± s,(n =3)
开始发芽天数 平均发芽率(%) 平均根长 / cm G·S(%)
室外变温 6 ± 2. 494 95. 3 ± 2. 494** 1. 19 ± 0. 202 1. 134 1 ± 0. 036**
4 ℃冰箱 13 ± 1. 253 10. 5 ± 1. 247 1. 15 ± 0. 232 0. 120 8 ± 0. 018
常温 14 ± 1. 635 6. 0 ± 1. 633 1. 12 ± 0. 244 0. 067 2 ± 0. 022
注:**表示与对照组相比,在 P = 0. 01 水平上有极显著性差异。
图 2 贮存温度对肋柱花种子萌发的影响
2. 2 赤霉素对肋柱花种子萌发的影响
6 种不同浓度赤霉素处理结果(见表 2)表明:赤
霉素处理对种子的萌发影响较明显且种子长势较好。
不同浓度赤霉素对肋柱花种子的发芽率影响与对照
组相比均有极显著差异(P < 0. 01),除了 25 mg·L -1
处理发芽率为 89. 6%外,其它浓度赤霉素浸泡处理
的种子发芽率均在 90%以上。6 种不同浓度赤霉素
浸种后种子简化活力指数为 1. 003 5%、1. 028 3%、
1. 099 8%、1. 072 9%、1. 121 0%、1. 017 0%,和
对照组 0. 074 8% 相比,均有极显著差异(P <
0. 01)。表明:赤霉素处理对提高肋柱花种子的发芽
率作用明显。
表 2 赤霉素对肋柱花种子萌发的影响 x =珔x ± s,(n =3)
浓度 /
mg·L -1
平均发芽率
(%)
平均根长 /
cm G·S(%)
对照组 6. 8 ± 1. 247 1. 10 ± 0. 254 0. 074 8 ± 0. 017
25 89. 6 ± 3. 399** 1. 12 ± 0. 244 1. 003 5 ± 0. 047**
50 91. 0 ± 2. 160** 1. 13 ± 0. 189 1. 028 3 ± 0. 030**
100 94. 0 ± 2. 160** 1. 17 ± 0. 216 1. 099 8 ± 0. 031**
200 93. 3 ± 0. 942** 1. 15 ± 0. 232 1. 072 9 ± 0. 013**
500 95. 0 ± 2. 160** 1. 18 ± 0. 235 1. 121 0 ± 0. 031**
1000 90. 0 ± 2. 449** 1. 13 ± 0. 177 1. 017 0 ± 0. 034**
注:**表示与对照组相比,在 P = 0. 01 水平上有极显著性差异。
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3 讨论
3. 1 贮存温度对肋柱花种子萌发的影响
本实验所用肋柱花种子采自内蒙古呼伦贝尔盟
根河市,根河市气候属寒温带湿润型森林气候,寒
冷湿润,冬长夏短。年平均气温 - 5. 3 ℃,一月平
均气温接近 - 30 ℃,日温度差及年温度差较大,结
冻期长达 210 d 以上。实验设计的种子室外变温贮
存,考虑与肋柱花野生环境相适应,实验所在地冬
季气温低,室外平均温度 - 12 ℃,白天平均气温 -
10 ℃,夜间平均气温 - 15 ℃,形成了肋柱花种子贮
存的低温环境。经过 4 个月日夜温差较大的结冻期
处理后,种子的发芽率极大地提高,可能与冬季湿
沙结冰,极小的减少了种子水分的流失,对种子起
到了一定的保水作用,从而提高了种子的发芽率。
本研究使用的室外变温贮存,不仅有效地促进了肋
柱花种子的萌发,同时也为找到适合肋柱花种子长
期贮存的方法奠定了基础。
3. 2 赤霉素对肋柱花种子萌发的影响
本研究前期已进行过不同植物激素对肋柱花种
子萌发影响的预实验,根据预实验结果发现,赤霉
素对肋柱花种子的萌发有较显著的影响。因此,本
实验研究了不同浓度(25 mg·L -1、50 mg·L -1、
100 mg·L -1、 200 mg · L -1、 500 mg · L -1、
1000 mg·L -1)赤霉素对肋柱花种子萌发的影响。
赤霉素是一类重要的植物生长调节激素,也是
对种子萌发效果最好、研究最多的一类激素,可以
打破种子休眠、刺激种子萌发[5-6],已有研究表明,
赤霉素对水稻、番茄等作物的种子萌发都有一定的
促进作用[7-8]。本实验中不同浓度赤霉素提高了肋柱
花种子的发芽率。可能与赤霉素影响细胞数目的增
加和细胞的伸长有关,赤霉素溶液能显著提高胚乳
中 α-淀粉酶的活性,使细胞壁的水解酶活性增强,
从而使胚细胞发生较大幅度的伸长,促进种子萌发
进人生长阶段[9]。由实验结果可知,肋柱花种子的
发芽率在本实验所选浓度范围内无明显差异,因此,
还需进一步扩大浓度范围,找到肋柱花种子开始萌
发和终止萌发的浓度,从而找出最适合肋柱花种子
萌发的浓度。
参考文献
[1] 中华人民共和国卫生部.中华人民共和国卫生部药品标
准(蒙药册)[S]. 1998:15.
[2] 赵一之. 内蒙古肋柱花属植物分类及其地理分布研究
[J].植物研究,2004,24(1) :7-8.
[3] 刘尚武,何廷农.肋柱花属的系统研究[J].植物分类学
报,1992,30(4) :289-319.
[4] 张春红,陈苏依勒,张娜,等.“地格达类”蒙药研究进展
[J].中国中药杂志,2013,38(24):4362-4368.
[5] 杨秀莲,王良桂.桂花种子对赤霉素处理的生理生化响
应[J].南京林业大学学报(自然科学版),2012,36(1) :
63-67.
[6] 刘启彤,聂荣邦,黄一兰,等. 赤霉素提高烤烟种子活力
的研究[J].种子,2008,27(3):75-77.
[7] 薛志忠,吴新海.赤霉素对盐胁迫下番茄种子萌发特性
的影响[J].北方园艺,2011,(15):59-61.
[8] 温福平,张檀,张朝晖,等. 赤霉素对盐胁迫抑制水稻种
子萌发的缓解作用的蛋白质组分析[J]. 作物学报,
2009,35(3):483-489.
[9] 叶利民,徐芬芬,周琴.外源 GA3 对盐胁迫下水稻种子萌
发的影响[J].湖北农业科学,2010,49(9) :2065-2067.
(收稿日期 2014-10-19)
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