全 文 ：收稿日期:2014-05-13; 修订日期:2014-10-13
基金项目:国家科技重大专项(No． 2012ZX09304006)
作者简介:管燕红(1975-)，女(汉族)，湖南祁东人，中国医学科学院北京
协和医科大学药用植物研究所云南分所副研究员，硕士学位，主要从事生
药研究及热带药用植物种质资源保护工作．
* 通讯作者简介:张丽霞(1975-)，女(汉族)，山西长治人，中国医学科学
院北京协和医科大学药用植物研究所云南分所副研究员，硕士学位，主要
从事热带药用植物种质资源保护工作．
外源物质对云木香种子发芽影响的初步研究
管燕红，王艳芳，马 洁，马小军，张忠廉，李海涛，张丽霞*
(中国医学科学院药用植物研究所云南分所，西双版纳州傣药南药重点实验室，云南 西双版纳 666100)
摘要:目的 筛选能有效提高低活力云木香种子发芽率的外源物质，为云木香的规范化栽培提供依据。方法 25℃下，在
黑暗和光照条件下，用一定浓度的 KNO3、GA3、H2O2、PEG、青霉素溶液对云木香种子进行发芽预处理。结果 在黑暗条件
下:0． 4%的 KNO3、50%的 PEG和 300 mg·L
－1青霉素能显著提高云木香种子的发芽率和发芽指数，0． 6%的 KNO3、200
mg·L －1、400 mg·L －1和 500 mg·L －1青霉素云木香种子的萌发有抑制作用;在光照条件下:0． 8%的 KNO3 能显著提高
云木香种子的发芽率，对发芽势和发芽指数无显著影响。H2O2 对云木香种子萌发有不同程度的抑制作用，GA3 没有显著
影响。结论 黑暗条件下 0． 4%KNO3、300 mg·L
－1青霉素和光照条件下 0． 8%KNO3 对云木香种子的萌发具有促进作用。
关键词:云木香; 外源物质; 发芽
DOI标识:doi:10． 3969 / j． issn． 1008-0805． 2015． 03． 091
中图分类号:S567 文献标识码:A 文章编号:1008-0805(2015)03-0726-02
云木香 Saussurea costus (Falc．)Lipech．为菊科(Compositae)
风毛菊属(Saussurea)多年生草本植物［1］，以根入药，功效行气止
痛，健脾消食，适用于胸胁、脘腹胀痛，泻痢后重，食积不消，不思
饮食等症［2］，是木香丸、六味木香胶囊、云木香油、养生膳食、养
生花草茶、养生药酒等诸多中成药产品的主要原料之一。云木香
原产于印度，1935 年开始在云南丽江种植成功，随后四川、湖北、
陕西、甘肃等省区也相继引种栽培。该药材因以云南为道地产
区，故称云木香。目前以云南产量最高，并大量出口。
笔者在开展不同产地云木香种子质量标准研究过程中发现，
不同产地的云木香种子活力参差不齐，活力低的种子直接影响了
生产播种。诸多研究表明采用一定浓度的外源物质浸种能有效
提高种子的活力和发芽率［7 ～ 16］。本实验对生产中常用的 5 种可
提高种子活力的外源物质(包括 KNO3、GA3、H2O2、PEG、青霉素)
进行比较分析，筛选可明显提高种子活力的外源物质，并对其最
适浓度进行优化。通过实验结果分析，筛选出最佳处理试剂及处
理浓度，最大限度地提高云木香种子的发芽率，为其规范化栽培
提供科学依据。
1 材料与方法
1． 1 材料 所用材料为四川省雅安市产的云木香种子，2013 年 9
月采收，室温储藏备用。实验所用的 KNO3(硝酸钾)为天津市风
船化学试剂科技有限公司生产;赤霉素 GA3 为 GENVIEW 生产，
批号为:AG140 － 5G;PEG(聚乙二醇)为北京鼎国昌盛生物技术
有限责任公司生产;H2O2(过氧化氢)30%为天津市风船化学试
剂科技有限公司生产;青霉素为 GENVIEW生产。
1． 2 方法
1． 2． 1 试验设计 ①KNO3 处理:设 0． 2%、0． 4%、0． 6%、0． 8%、
1%的 KNO3 共 5 个处理，浸种 6h，3 次重复，每重复 100 粒种子。
②GA3 处理:设 100、200、300、400、500mg·L －1的 GA3 共 5 个处
理，方法同①。③PEG 处理:设 10%、20%、30%、40%、50% 的
PEG共 5 个处理，方法同①。④H2O2 处理:设 2%、4%、6%、8%、
10%的 H2O2 共 5 个处理，方法同①。⑤青霉素处理:设 100、
200、300、400、500 mg·L －1的青霉素共 5 个处理，方法同①。⑥
清水(对照 CK)处理:方法同①。
1． 2． 2 发芽试验数据统计 发芽床为直径 15cm 的培养皿，内垫
2层滤纸。于 25℃光照培养箱中发芽，每个处理都分光照和黑暗
2 个不同的处理，其中光照处理为光照 12h，黑暗 12h;黑暗处理
为 24h黑暗条件。每天定时观察发芽情况，适时补水。第 4 天统
计发芽势，第 12 天统计发芽率，发芽指数 GI =∑Gt /Dt(Gt为在 t
天的种子发芽数，Dt为对应的种子发芽天数)。
2 结果
2． 1 KNO3 处理对云木香种子发芽的影响 表 1 结果显示，云木
香种子发芽始见天数为 2 ～ 3 d，发芽持续天数为 7 ～ 9 d;采用不
同浓度的 KNO3 处理云木香种子，对其发芽有一定的影响。其中
以光照条件下，采用 0． 8% KNO3 处理种子，其发芽率最高，达
34． 67%，显著高于对照(P ＜ 0． 05);而在黑暗条件下，采用 0． 4%
KNO3 处理种子，其发芽率也显著高于对照(P ＜ 0． 05);其它处理
条件对云木香种子发芽无显著影响。
表 1 不同浓度 KNO3 处理对云木香种子发芽的影响
处理
浓度
/%
发芽始见天数
/d
发芽持续天数
/d
发芽势
/%
发芽率
/%
发芽
指数
光 CK 3 9 10． 67A 19． 00B 4． 68A
0． 2 3 7 11． 00A 19． 33B 4． 90A
0． 4 2 9 15． 67A 24． 33AB 6． 17A
0． 6 2 9 15． 00A 21． 67AB 5． 57A
0． 8 2 9 15． 67A 34． 67A 8． 33A
1 3 8 14． 67A 27． 33AB 6． 56A
暗 CK 3 8 11． 67a 17． 00b 4． 08ab
0． 2 2 8 9． 00a 19． 00ab 4． 58ab
0． 4 3 8 14． 67a 25． 67a 6． 29a
0． 6 3 8 7． 00a 15． 00b 3． 48b
0． 8 2 8 12． 67a 19． 67ab 5． 29ab
1 3 8 11． 00a 17． 33b 4． 44ab
小写字母表示在黑暗条件下不同处理对云木香种子发芽结果的比较，大写字母
表示在光照条件下不同浓度对云木香发芽结果的比较，在 α = 0． 05 水平下作 S － N
－ K方差分析，下表同
2． 2 GA3 处理对云木香种子发芽的影响 从表 2 可以看出，在光
照和黑暗条件下，采用不同浓度 GA3 浸种，对云木香种子的发芽
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时珍国医国药 2015 年第 26 卷第 3 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATEＲIA MEDICA ＲESEAＲCH 2015 VOL． 26 NO． 3
势、发芽率和发芽指数均无显著提高(P ＞ 0． 05)。
2． 3 PEG处理对云木香种子发芽的影响 从表 3 可以看出，采用
不同浓度的 PEG浸种，不仅不促进云木香种子提早发芽，且浓度
在 40 mg·L －1以上时还延长了发芽时间。在黑暗条件下，发芽
势均呈下降趋势;但黑暗条件下用 50 mg·L －1浓度浸种，发芽率
和发芽指数均显著高于对照(P ＜ 0． 05)。在光照条件下，发芽
势、发芽率和发芽指数均无显著差异(P ＞ 0． 05)。
表 2 不同浓度 GA3 处理对云木香种子发芽的影响
处理
浓度 /
mg·L －1
发芽始见
天数 /d
发芽持续
天数 /d
发芽势
/%
发芽率
/%
发芽
指数
光 CK 3 9 10． 67A 19． 00A 4． 68A
100 2 9 12． 67A 18． 00A 4． 61A
200 2 7 13． 33A 17． 00A 4． 98A
300 3 9 14． 33A 21． 00A 5． 31A
400 3 10 8． 00A 15． 00A 3． 54A
500 3 8 11． 33A 18． 00A 4． 39A
暗 CK 3 8 11． 67a 17． 00a 4． 08a
100 3 9 8． 00a 16． 33a 3． 59a
200 2 9 10． 00a 17． 33a 4． 11a
300 2 9 8． 00a 11． 33a 2． 92a
400 2 8 12． 33a 19． 00a 4． 92a
500 2 8 15． 33a 21． 00a 5． 56a
表 3 不同浓度 PEG处理对云木香种子发芽的影响
处理
浓度 /
mg·L －1
发芽始见
天数 /d
发芽持续
天数 /d
发芽势
/%
发芽率
/%
发芽
指数
光 CK 3 9 10． 67A 19． 00A 4． 68A
10 3 8 14． 33A 29． 00A 6． 76A
20 3 8 14． 67A 28． 00A 6． 66A
30 3 8 8． 67A 18． 00A 4． 19A
40 3 11 15． 00A 29． 00A 6． 33A
50 3 11 10． 67A 28． 00A 6． 12A
暗 CK 3 8 11． 67a 17． 00b 4． 08b
10 3 9 3． 33b 15． 67b 3． 29b
20 3 9 7． 67ab 25． 33ab 5． 96ab
30 3 9 5． 67ab 23． 33ab 5． 05ab
40 3 9 4． 33ab 17． 33b 3． 88b
50 3 10 9． 00ab 28． 00a 6． 73a
2． 4 H2O2 处理对云木香种子发芽的影响 从表 4 可以看出，在
光照条件下，用不同浓度 H2O2 处理云木香种子，其发芽势、发芽
率和发芽指数与对照相比均无显著差异(P ＞ 0． 05);而在黑暗条
件下，不同浓度 H2O2 处理云木香种子，对其发芽势有显著的抑
制作用(P ＜ 0． 05)，且随着浓度增加，抑制作用增强。
表 4 不同浓度 H2O2 处理对云木香种子发芽的影响
处理
浓度
/mg·L －1
发芽始见天数
/d
发芽持续
天数 /d
发芽势
/%
发芽率
/%
发芽
指数
光 CK 3 9 10． 67A 19． 00A 4． 68A
2 2 8 13． 33A 18． 00A 4． 93A
4 3 8 12． 33A 20． 00A 4． 93A
6 3 8 10． 33A 18． 33A 4． 42A
8 3 8 7． 00A 21． 33A 4． 50A
10 3 9 8． 33A 19． 33A 3． 80A
暗 CK 3 8 11． 67a 17． 00a 4． 08a
2 2 8 5． 67b 11． 33a 2． 70a
4 3 8 4． 67b 13． 00a 2． 78a
6 3 10 5． 00b 17． 00a 3． 48a
8 2 11 4． 67b 13． 00a 2． 87a
10 3 9 3． 67b 11． 33a 2． 27a
2． 5 青霉素处理对云木香种子发芽的影响 从表 5 可以看出，在
光照条件下，用不同浓度青霉素处理云木香种子，其发芽势、发芽
率和发芽指数与对照相比无显著差异(P ＞ 0． 05);而在黑暗条件
下，采用 300 mg·L －1处理可显著提高云木香种子的发芽率(P ＜
0． 05)，比对照提高了 6%。
3 结论与讨论
几种常见外源物质对云木香种子发芽率的影响实验结果表
明:在光照条件下，采用 0． 8% KNO3 处理种子促发芽效果最好;
在黑暗条件下，50 mg·L －1 PEG、0． 4% KNO3、300 mg·L
－1青霉
素对云木香种子发芽也有显著的促进作用;采用不同浓度 H2O2
浸种对云木香种子有抑制作用;而采用不同浓度 GA3 浸种对云
木香种子发芽无显著作用。
表 5 不同浓度青霉素处理对云木香种子发芽的影响
处理
浓度
/mg·L －1
发芽始见天数
/d
发芽持续
天数 /d
发芽势
/%
发芽率
/%
发芽
指数
光 CK 3 9 10． 67A 19． 00A 4． 68A
100 2 10 8． 00A 18． 00A 3． 83A
200 2 10 6． 67A 15． 67A 3． 38A
300 3 9 11． 67A 17． 33A 3． 91A
400 3 10 10． 00A 14． 67A 3． 75A
500 3 9 8． 00A 15． 33A 3． 48A
暗 CK 3 8 11． 67a 17． 00b 4． 08ab
100 3 9 10． 33a 16． 00b 3． 97ab
200 2 10 6． 33a 11． 00b 2． 65b
300 3 9 14． 67a 23． 00a 5． 55a
400 3 10 7． 00a 12． 33b 2． 79b
500 3 9 6． 33a 11． 00b 2． 69b
KNO3 主要是 K
+作用，钾在细胞内可作为多种酶的激活剂，
此外还能促进蛋白质的合成，钾充足时，形成的蛋白质较多，为种
子的发芽提供所需的各种蛋白质，对种子萌发有一定促进作
用［3，4］。本实验中，不同浓度的 KNO3 对云木香种子发芽均有一
定的促进作用，其中在 0． 8%浓度下，促进效果达到最优。
PEG是一种渗透调节剂，对老化的种子的萌发有促进作用，
研究［5 ～ 7］表明，PEG可明显改善中、低活力种子细胞膜透性，显著
提高种子发芽率，增强种子活力，促进种苗生长，提高种子某些酶
的活性，增加萌发种子 ATP含量、ＲNA含量和蛋白质含量。本实
验在黑暗条件下 50% PEG条件下发芽率和发芽指数比对照提高
了 64． 71%和 64． 95%，但在光照条件下却没有促进作用，这与原
丽华［8］和赵荣梅［9］的研究结果一致。具体原因还有待于进一步
的研究。
GA3 可诱导 α －淀粉酶、蛋白酶和其他水解酶的合成，从而
催化种子内部贮存物质的降解，以供胚的生长发育所需，适合浓
度的赤霉素处理可显著地提高种子的发芽势、发芽率和发芽指
数［3，9 ～ 12］。本实验中赤霉素对云木香种子发芽的各项指标影响
不大，与王得贤等［13］的研究结果一致。这可能与种子本身特性
有关。
H2O2 是一种强氧化剂，能消除种子表面的病菌及其他有害
物质，研究［8，14］认为一定浓度的 H2O2 浸种可以提高种子内一些
相关酶的活性，当种子机体内的酶活性提高和代谢加强时，外在
就表现出发芽率和活力指数相应的升高。本实验在黑暗条件下，
H2O2 对云木香种子发芽势有抑制作用，对发芽率和发芽指数无
显著影响。
青霉素是一种高效低毒的广谱抗生素，能诱导胚乳中赤霉素
的合成，显著提高胚乳胚乳中 α －淀粉酶的活性，抑制叶绿体色
素的降解，可以促进小麦、玉米、棉花、黄瓜等种子的发芽和幼苗
生长，其生理作用类似于 IAA、GA3和 CTK，是一种生长促进型植
物生长调节剂［15，16］。本实验研究结果表明，在黑暗条件下，青霉
素浓度为 300 mg·L －1时，其对发芽率和发芽指数有显著提高，
高于或低于此浓度，发芽指数均显著下降;在光照条件下无显著
影响。具体原因有待于进一步的研究。
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LISHIZHEN MEDICINE AND MATEＲIA MEDICA ＲESEAＲCH 2015 VOL． 26 NO． 3 时珍国医国药 2015 年第 26 卷第 3 期
参考文献:
［1］ 中国科学院中国植物志编辑委员会，中国植物志［M］．北京:科学
出版社出版．
［2］ 国家药典委员会．中国药典(一部)［S］．北京:中国医药科技出版
社，2010．
［3］ 宋晋辉，高运青，瓮巧云，等。不同外源物质对防风种子发芽影响
［J］．种子． 2011，30(12):78．
［4］ 刘自刚．外源物质破除桔梗种子休眠的方法研究［J］． 陕西农业科
学，2008(5):61．
［5］ 韩建国，钱俊芝，刘自学． PEG 渗调处理改善结缕草种子活力的研
究［J］．中国草地，2000，(3) :22．
［6］ 刘 杰，刘公社，齐冬梅，等．聚乙二醇处理对羊草种子萌发及活性
氧代谢的影响［J］．草业学报，2002，11(1):59．
［7］ 王 骞，樊恩达，王静，等．几种外源物质对杂交水稻种子发芽率的
影响［J］．西南农业学报． 2011，24(6):2449．
［8］ 原丽华，秦 勇，林展壹，等．外源物质对龙蒿种子发芽影响的研究
［J］．新疆农业大学学报，2003，26(4):59．
［9］ 赵荣梅，刘 丽，郭巧生． 外源物质对桔梗种子发芽影响的研究
［J］．中国中药杂志，2006，31(12):966．
［10］ 胥学峰．赤霉素对黄芩种子发芽率及出苗率的影响［J］．物产研究，
2007:35．
［11］ 杨君丽，郑曙东，董汇泽． 赤霉素对藏菌陈种子萌发能力的影响
［J］．安徽农业科学，2008，36(27):11788．
［12］ 杨茹薇，巴合旦，秦 勇，等．外源物质对辣椒种子发芽的影响研究
［J］．种子． 2012，31(6):100．
［13］ 王香贤，谢永利，星文梅． 几种药剂处理对甘草种子萌发的影响
［J］．种子，2004，23(1):23．
［14］ 李敬蕊，高洪波，吴晓蕾，等．几种外源物质对桔梗种子发芽的影响
［J］．上海交通大学学报(农业科学版)． 2008，26(5):496．
［15］ 刘自刚，张 雁． KH2PO4 和青霉素对桔梗种子发芽的影响［J］．种
子． 2007:26(11):71．
［16］ 宋晋辉，瓮巧云，郭会婧，等．青霉素对不同贮藏时间防风种子萌发
的影响［J］．种子，2011:30(1):94．
收稿日期:2014-05-22; 修订日期:2014-10-15
基金项目:国家科技支撑计划项目(No． 2011BAI03B02);
国家自然科学基金面上项目(No． 81303165;81072829)
作者简介:姜先刚(1975-)，男(汉族)，吉林白山人，长白山职业技术学院
工程师，硕士学位，主要从事中药有效成分及活性研究工作．
* 通讯作者简介:吴运明(1971-)，男(汉族)，吉林长春人，长春中医药大
学副教授，硕士学位，主要从事运动康复的研究工作．
骨化期梅花鹿鹿茸转录组测序
及生物信息学分析
姜先刚1，娄军芳2，张 惠3，吴运明3* ，刘美辰3，刘海龙3，李 琦3，徐占炜3
(1．长白山职业技术学院，吉林 白山 134300;
2．解放军第二零八医院，吉林 长春 130062;
3．长春中医药大学，吉林 长春 130117)
摘要:应用转录组测序技术对骨化期梅花鹿鹿茸进行测序及生物信息学分析，对鹿茸骨化生长基因结构以及分子机理
进行探讨。采用改良的 Trizol 法提取骨化期鹿茸总 ＲNA，采用 Illumina /Solexa 高通量转录组测序技术进行测序，应用
Soapdenovo软件进行序列的从头到尾组装获得 Unigenes序列数据，将 Unigenes序列与蛋白数据库 Nr、Swiss － Prot和 COG
进行 BLASTX比对、GO功能注释。在功能分类分析基础上，将数据库中的 Unigenes 序列按照表达量(ＲPKM 值)从高到
低进行排序，筛选高表达的软骨内骨化基因。结果表明，应用 Soapdenovo 软件进行序列组装拼接，最终获得 62 533 个
Unigenes，平均长度为 675 nt。有 32 431 个(51． 86 %)Unigenes比对到 Nr数据库，12 376 个 Unigenes归类到 52 个 GO功
能类别中，9 979 个 Unigenes归类到 25 个 COG功能类别中。筛选出与鹿茸软骨内骨化密切相关的高表达基因 30 个。本
文应用 Illumina /Solexa高通量转录组测序技术，成功建立了梅花鹿鹿茸骨化时期转录组数据库。
关键词:梅花鹿鹿茸; 骨化期; 转录组
DOI标识:doi:10． 3969 / j． issn． 1008-0805． 2015． 03． 092
中图分类号:Ｒ2 －03 文献标识码:A 文章编号:1008-0805(2015)03-0728-03
梅花鹿鹿茸为鹿科动物梅花鹿 Cervus nippon Temminck 雄鹿
的未骨化密生茸毛的幼角，是我国传统名贵中药。成年的雄鹿鹿
茸可以周期性地进行脱落和再生，每年春天鹿茸自动脱落后，从
角柄上长出新鹿茸，随后快速生长并形成分支，到了秋天，鹿茸的
生长速度变慢，软骨组织逐渐骨化形成硬骨，次年春天再次脱落，
开始新一轮的循环［1 ～ 3］。由于鹿茸具有独特的生长过程，对其生
长及骨化机制的研究一直是生物学研究的热点。转录组研究能
够从整体水平上揭示基因结构以及基因功能，可以实现对生物及
细胞功能的全部情况的解析。目前，对梅花鹿骨化期鹿茸的转录
组研究还处于初始阶段，因此，为进一步研究鹿茸基因在生物学
上的复杂行为，本文对骨化期鹿茸进行了转录组学研究，以期提
供丰富的基因资源，为鹿茸生长发育的进一步研究提供理论依
据。
1 材料与方法
1． 1 材料 样品采自吉林双阳梅花鹿鹿场，选取 3 头 4 ～ 5 岁雄
性东北梅花鹿，取骨化期即托盘后 95 d的鹿茸顶端组织(长度 2
～ 3 cm)，去掉茸皮后，在蒸馏水中清洗除血，切成 5 ～ 6 mm3 左右
的小块，混合，锡纸包裹后迅速置于液氮中保存。
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时珍国医国药 2015 年第 26 卷第 3 期 LISHIZHEN MEDICINE AND MATEＲIA MEDICA ＲESEAＲCH 2015 VOL． 26 NO． 3