全 文 ：第 34卷　第 4期 西北农林科技大学学报 (自然科学版 ) Vol. 34 No. 4
2006年 4月 Jour. of No rthw est Sci-Tech Univ . o f Agri. a nd Fo r. ( Na t. Sci. Ed. ) April 2006
菘蓝种子中营养物质积累过程及
不同采收期种子的活力差异⒇
叶　青 a ,董娟娥 b ,李小平 c ,梁宗锁 a
(西北农林科技大学 a生命科学学院 , b林学院 , c水土保持研究所 ,陕西杨凌 712100)
　　 [摘　要 ]　从菘蓝刚长出小角果时开始定期采样 ,测定种子各生长发育阶段的千粒重及种子中蛋白、还原糖、
可溶性糖和淀粉的累积含量 ,并对不同时期采收的种子进行发芽试验 ,统计发芽率、发芽势等 ,以确定种子采收时
间与种子活力的关系。试验结果显示 ,菘蓝种子中干物质快速积累期在 4月下旬到 5月上旬 ,千粒重在 5月下旬达到
最大值 7. 410 g;从 04-11～ 04-20,种子中还原糖和可溶性糖含量呈快速增长趋势 ,分别于 04-19达到最大值 17. 30和
54. 00 g /kg ,之后呈先急剧降低后缓慢降低的趋势 ,同期淀粉含量不断上升 ;菘蓝种子中可溶性蛋白质含量在 5月
之前快速积累 ,到 05-05达到最大值 32. 34 g /kg ,之后含量亦呈先急剧降低后缓慢降低的趋势 ,粗蛋白含量在 5月份
呈缓慢增长趋势 ;不同时间采收的种子活力差异极显著 ,种子活力与成熟度成呈正相关 ,但是过熟的种子活力急剧
下降 , 5月底至 6月初为种子的最佳采收期。
[关键词 ]　菘蓝 ;种子 ;采收期 ;种子活力
[中图分类号 ]　 S567. 23+ 9. 038; Q945. 6+ 5　 [文献标识码 ]　 A [文章编号 ]　 1671-9387( 2006) 04-0069-04
　　菘蓝 ( Isat is indigot ica Fo rt. )为十字花科
( Cruciferae )菘蓝属植物 ,以根和叶入药 ,其地下部
分为板蓝根 ,地上部分为大青叶 ,具有清热解毒、凉
血、消斑等功效 ,是治疗感冒常用的大宗中药材 [1 ]。
在生产过程中 ,种子质量不仅直接影响经济效益 ,而
且影响到整个大田生产和药材质量。《中药材生产质
量管理规范》 ( GAP, 2002-06开始实施 )评定标准要
求 ,应根据具体品种情况制定药用植物种子、种苗、
菌种等繁殖材料的生产管理制度和标准化操作规
程。
目前 ,菘蓝种子的采收尚无确定的标准和时间 ,
各地均按照传统习惯进行 ,从而引起板蓝根和大青
叶质量上的差异。要建立菘蓝的科学栽培技术体系 ,
使其生产真正走向规范化 ,就必须将种子采收纳入
种子质量标准。
本试验对菘蓝种子成熟过程中干物质的积累和
不同成熟度的种子活力进行了研究 ,并提出了菘蓝
种子合理的采收时间 ,旨在为 GAP基地 (中药材规
范化生产基地 )建设中菘蓝良种繁育地采种提供理
论依据和技术参考。
1　材料与方法
1. 1　材　料
　　试验材料来自西北农林科技大学水土保持研究
所试验地。于 2004-04选用饱满的优质菘蓝种子进
行播种 ,播种后的各项田间管理措施与常规栽培相同。
从菘蓝刚长出小角果开始 ,每隔 3 d采样 1次
(挑选生长程度中等的植株 ,从花序中下部采样 ) ,采
收后晒干备用。
1. 2　方　法
1. 2. 1　种子中物质累积量测定　将定期采样的角
果按四分法取样后混匀 ,称量每 100粒角果的鲜重
(重复 3次 ) ,换算为千粒鲜重 ;晾干后以同样方法计
算出千粒干重。
种子中粗蛋白含量采用微量凯氏定氮法测定 ,
还原糖含量采用 3, 5-二硝基水杨酸法测定 ,淀粉含
量和可溶性总糖含量采用蒽酮比色法测定 [ 2]。
1. 2. 2　种子发芽试验　对不同时间采收的种子进
行发芽试验。将不同时间采收的种子设置为不同的
处理 ,每处理 3个重复 ,每重复 100粒种子 ,于 25℃
⒇ [收稿日期 ]　 2005-10-25
[基金项目 ]　陕西省“十五”科技攻关项目 ( 2001K10-G15-03) ;麦迪森科研基金项目 ( M DS-01)
[作者简介 ]　叶　青 ( 1982- ) ,女 ,陕西大荔人 ,在读硕士 ,主要从事中药材规范化生产理论与技术研究。 E-mail: l eafqing 0530@ 163. com
[通讯作者 ]　梁宗锁 ( 1965- ) ,男 ,陕西扶风人 ,研究员 ,博士 ,主要从事植物水分生理和中药材规范化生产理论与技术研究。 E-mai l:
li ang zs@ ms. i sw c. ac. cn
DOI : 10. 13207 /j . cnki . jnwaf u. 2006. 04. 016
恒温培养箱 ( DPX-9082B-1型 ,上海福玛实验设备
有限公司生产 )中进行发芽试验。参照国家农作物种
子检验规程和国际标准的有关规定 [3-4 ] ,测定菘蓝种
子的发芽势 ( 4 d种子发芽数占供试种子的百分比 )
和发芽率 ( 10 d种子发芽数占供试种子的百分比 )。
简化活力指数参照文献 [5]的方法计算。
发芽指数 ( GI)=∑ (Gt /Dt )
简化活力指数 (V I)= S×∑ (Gt /Dt )
式中 ,Gt为在 t日的发芽数 ; Dt为相应的发芽天数 ;
S为幼苗生长势 ,以规定时间内幼苗的胚根平均长
度表示。种子发芽试验数据采用 SAS单向分组资料
方差分析法 [6 ]进行差异显著性分析。
2　结果与分析
2. 1　菘蓝种子成熟过程中干物质的积累
2. 1. 1　千粒重和种子特征的变化　经过春化作用
的菘蓝在翌年春天温度、光照达到需要之后 , 3月中
旬开始抽薹 , 04-05极个别已经开始开花 ,进入花
期 ; 04-18左右花序下部开始结果 ,进入结果期。
由图 1可知 ,从 04-18～ 04-30,菘蓝种子鲜重急
剧增加 ,其变化过程呈 S型曲线 ,到 04-30千粒鲜重
达到最大值 30. 57 g ,随后种子鲜重保持约 7 d, 05-07
起种子脱水引起鲜重急剧降低 ,至完熟期种子鲜重
与干重接近。种子成熟过程中干重的变化也呈 S型
趋势 , 04-23～ 05-18是干重增长的较快时期 ,到 05-
22千粒干重达到最大值 7. 410 g。
图 2表明 ,菘蓝种子含水量呈先上升后降低的
趋势 ; 04-30之前含水量略微上升 ,在 04-26种子含
水量达到最高值 895. 295 g /kg ,之后逐渐降低 ,至
05-15以后迅速降低 ,直到 6月初降到最低值。
从 4月份开始到 6月份 ,种子的外观特征变化明
显。 自 4月下旬开始 ,种子颜色由绿变紫 ,此时期种
子进入乳熟期 ,子粒体积已达到最大限度 ,内含物乳
汁状 ,向腊熟期过渡。 5月初 ,种子进入腊熟期 ,内含
物为腊状。腊熟后期种皮逐渐变紫 ,籽粒逐渐硬化 ,
体积略有缩小 ,内含物由胶状逐渐转变为粉质。
图 1　菘蓝种子成熟过程中千粒重的变化趋势
Fig . 1　Weight changes o f thousand seed
o f Isatis indigotica For t.
图 2　菘蓝种子成熟过程中含水量的变化趋势
Fig. 2　 Content of w ater in seed
of Isatis indigotica Fo rt.
2. 1. 2　菘蓝种子成熟过程中营养物质的积累变化
　由图 3可以看出 ,从 04-11～ 04-20,菘蓝种子中还
原糖和可溶性糖含量呈快速增长趋势 ,分别于 04-19
达到最大值 17. 30和 54. 00 g /kg ,之后均呈先急剧
降低后缓慢降低的趋势 ;随着种子中还原糖和可溶
性糖含量逐渐降低 ,同期淀粉含量不断上升。
由图 4可知 ,菘蓝种子中可溶性蛋白含量在 5月
之前快速积累 ,到 05-05达到最大值 32. 34 g /kg ,之
后亦呈先急剧降低后缓慢降低的趋势 ;种子中粗蛋
白含量在 5月份呈缓慢上升趋势 ,反映了种子中氮
的逐渐累积过程。
2. 2　不同采收期种子的发芽特性
2. 2. 1　不同时期采收种子的发芽率和发芽势　不
同时期采收的种子成熟度差异很大 ,其种子发芽特
性也表现出极大差异。表 1表明 ,菘蓝种子发芽势和
发芽率均随采收时期的不同而不同 , 05-30之前采
收的 3个处理间差异不显著 ; 05-30采收种子的发芽
特性居第 2,发芽势和发芽率分别为 39. 33%和 45.
33% ; 06-07采收种子的发芽势和发芽率最高 ,分别
为 60. 00%和 73. 33% ,与其他时间采收的种子相比
均达差异极显著水平 (P < 0. 01)。而种子过熟后 ,其
发芽率和发芽势均有所降低 ,如 06-17采收的种子 ,
其发芽势和发芽率降为 16. 33%和 3. 33% 。
70 西北农林科技大学学报 (自然科学版 ) 第 34卷
在试验中也发现 ,未成熟种子和过熟种子种植 后不正常苗居多 ,且幼苗长势差。
图 3　菘蓝种子成熟过程中还原糖、可溶性
总糖和淀粉含量的变化趋势
Fig. 3　 Content of suga r and amylum in
seeds of Isatis indigotic Fo r t. in
differ ent ha rvest times
图 4　菘蓝种子成熟过程中可溶性蛋白
和粗蛋白含量的变化趋势
Fig. 4　 Content o f soluble pro tein and
crude pro tein in seeds o f Isatis indigotica
Fo rt. in different harv est times
表 1　不同采收时期菘蓝种子的发芽特性
Table 1　 Germinativ e conditions o f seed o f I satis ind igotica Fo rt. in differ ent ha rvest times
采收日期
Harvest
date
发芽率 /%
Percent of
germination
发芽势 /%
Percen t of
germination
pow er
种子特性
Character of s eed
2005-05-10
2005-05-16
2005-05-23
2005-05-30
2005-06-07
2005-06-17
19. 67 C
19. 33 C
22. 00 C
45. 33 B
73. 33 A
16. 33 C
6. 67 C
0. 00 C
15. 00 C
39. 33 B
60. 00A
3. 33 C
种皮绿色 ,开始变紫 Testa is green
种皮逐渐变紫 Testa is ch anging purple
种皮浅紫色 Testa is ligh t pu rple
种皮深紫色 ,干燥 Testa is heavy purple, s eed s are d rynes s
种皮深紫灰色 ,有光泽 Tes ta is heavy purple-ashy, s eeds are lus t rous
种皮深紫灰色 ,无光泽 Tes ta is heavy purple-ashy, s eeds are lackluster
　　注:同列数据后标不同大写字母者表示差异极显著 ( P < 0. 01)。 下表同。
Note: Th e dif ferent let ters behind the s ame li s t mean dis tinct dif f erence. Th e nex t table is the s am e.
2. 2. 2　不同采收期的种子活力　由种子发芽试验
得到的发芽率 ,在一定程度上可以反映种子的质量
和活力 ,但是不能完全代表种子的内潜活力。简化活
力指数 (V I)包括发芽速率和幼苗生长势 2个变量 ,
比单独的发芽指数更能全面地反映种子的活力。
表 2　不同采收时期菘蓝种子的发芽指数和活力指数
Table 2　 GI and V I of seed o f Isatis indigotica For t.
with different harv est times
采收时间
Harv es t date
GI V I
2005-05-10 15. 69 C 12. 55 C
2005-05-16 11. 10 C 8. 88 C
2005-05-23 34. 94 C 32. 42 C
2005-05-30 57. 30 B 114. 60 B
2005-06-07 97. 60 A 214. 72 A
2005-06-17 12. 95 C 7. 77 C
　　表 2表明 , 05-30之前采收的种子 ,其 GI和 V I
差异不大 ,以 06-07采收种子的 GI和 V I最大 ,分别
为 97. 60和 214. 72,并且与其他各时间采收的种子
间存在极显著差异 ( P < 0. 01) ,而过熟的种子 (枯熟
期 )活力很低。
以上研究结果表明 , 5月底到 6月初采收的菘蓝
种子发芽率、发芽势、发芽指数和简化活力指数均达
到最优 ,可以确定为菘蓝种子的最佳采收期。
3　结论与讨论
种子的发育一般有体积膨大、干物质充实和种
子成熟 3个阶段 ,种子内部干物质随着发育进程逐
渐积累 ,种皮颜色也随着种子的成熟度而逐渐变
化 [7 ] ,菘蓝种子也不例外。本研究中菘蓝种子的快速
生长期是在 4月下旬到 5月上旬 ,这一时期光合产物
不断向种子运输 ,随着种子体积的膨大 ,干物质也迅
速积累 ,前期以蛋白和糖类形式积累 ,后期这些物质
含量又逐渐减小 ,而此时淀粉含量却不断增加 ,还原
糖、可溶性总糖逐渐转化为种子中的贮藏类物质淀
71第 4期 叶　青等:菘蓝种子中营养物质积累过程及不同采收期种子的活力差异
粉。当种子中可溶性蛋白氮含量减少时 ,蛋白总氮含
量则呈增加趋势 ,这有可能是可溶性蛋白分解转化
成了粗蛋白。乳熟期的菘蓝种子含水量高 ,胚已发育
完成 ,角果皮呈绿色 ;腊熟期种皮逐渐变紫 ,籽粒逐
渐硬化 ,含水量也逐渐降低 ;到完熟期种子鲜重与干
重接近 ,角果为深紫色 ,有光泽。 因此认为种子发育
达到最大千粒重时是其最佳采收期。
本试验中不同时期采收的菘蓝种子质量存在很
大差异 ,其发芽率、发芽势、发芽指数和简化活力指
数差异均达极显著或显著水平。在一定程度上 ,种子
活力与其成熟度成正比 ,成熟度不够的种子 ,内部营
养物质积累不够 ,田间播种出苗不齐 ,且幼苗生长势
较弱 ;而成熟饱满的种子内部营养物质充足 ,发芽率
高 ,发芽势强 ,幼苗生长健壮且抗逆能力强 ;枯熟期
时由于光合作用已经停止 ,营养物质也不再向种子
运输 ,而种子自身还要进行呼吸消耗营养 ,因此种子
老化 ,种子质量急剧下降 ,发芽形成的幼苗对环境敏
感性增加 ,抗逆力下降 ,不正常苗居多 ,这段时间如
遇阴雨天 ,就更不能保证种子的质量。 所以 ,根据菘
蓝种子发育特性确定其最佳采收期至关重要 ,生产
中要根据天气状况 ,在种子达到完熟时尽快采收 ,防
止种子自然老化或者受到恶劣天气影响。
[参考文献 ]
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Study on material accumulating in maturity process of
Isatis indigotica Fo rt. seeds and v igo r comparison
among seeds of different harv es t times
YE Qinga , DONG Juan-eb, LI Xiao-pingc , LIANG Zong-suoa
( a College of Lif e Sciences,b College of Forest ry , c Research Centre of Soil and Water Conservation & Eco-env ironment ,
Northwest A& F Universit y , Yangling, Shaanx i 712100,China)
Abstract: Isatis indigotica Fort. seeds w ere sampled a t fixed period af ter seeding. At each stag e, the
thousand seed w eigh t w as recorded, the content of pro tein, amylum, reducing sugar and soluble suga r of
seed w as assayed. To study the rela tionship betw een dif ferent ha rv est times and seed v igo r by the seed
germina tion, assa ying percent o f g ermination, percentage o f germination pow er, g ermination index and
simple vigo r index. The resul ts show tha t the rapid accumulation stag es of sto re material emerge during the
last tendays percentag e o f Apri l and the fi rst ten day s of M ay, the thousand seed w eigh t reached the
maximum value 7. 410 g during the last tenday s of May. The content of reducing sugar and soluble suga r
increased prog ressively f rom April 11 to April 20, reached the max imum value 17. 30 g /kg and 54. 00 g /kg
in Apri l 19, then reduced rapidly af ter April 19, the content of amylum increased a t the same term. The
content of soluble pro tein increased in April , then reduced rapidly earlier and slow ly later af ter May 5,
w hich reached the maximum value 32. 34 g /kg in May 5. The content o f crude protein increased slow ly in
May. The seed vig or a re significant ly dif ferent among seeds of Isatis indigotica Fo rt. of dif ferent harv est
times. The best harv est time is the end o f May and the beginning o f June.
Key words: Isatis indigotica Fo rt. ; seed; harv est time; seed vig o r
72 西北农林科技大学学报 (自然科学版 ) 第 34卷