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关苍术种子萌发特性的研究



全 文 :收稿日期:2012 - 06 - 13
基金项目:中韩合作项目(编号:SK 2007005)。
作者简介:林燕华(1987 -) ,女,福建泉州人;在读硕士研究生,主要从
事药用植物栽培与育种工作。
通讯作者:李宏博(1978 -) ,男,博士,讲师,主要从事药用植物栽培与
育种工作;E-mail:hongboli789@ 163. com。
关苍术种子萌发特性的研究
林燕华, 朴钟云, 李宏博
(沈阳农业大学园艺学院, 辽宁 沈阳 110161)
摘要:对关苍术( Atractylodes japonica koidz. ex kitam) 种子的萌发特性进行了研究。结果表明,关苍术种子的含水量为
11. 57%,具有良好的吸水性; TTC( 四氮唑) 染色法测得的关苍术种子的生活力较高,为 98. 00% ;关苍术种子萌发的最适
宜温度为 15 ℃ ; 采用滤纸为发芽床种子萌发效果比较好;冷冻处理和 20% PEG-4000 溶液处理对关苍术种子的萌发都
有促进作用,冷冻处理条件下种子发芽率和发芽势达到最高,分别为 76. 00%和 70. 00%,而 100 mg /L GA3 处理对种子萌
发没有促进作用。
关键词: 关苍术;种子;萌发
中图分类号: S 567 文献标志码: A 文章编号: 1001 - 4705(2012)11-0047-04
Study on Seed Germination Characteristics of
Atractylodes japonica koidz. ex Kitam
LIN Yan-hua,PIAO Zhong-yun,LI Hong-bo
(College of Horticulture,Shenyang Agricultural Uinversity,Shenyang Liaoning 110161,China)
Abstract:The author studied on the seeds germination characteristics of Atractylodes japonica koidz. The results
showed that the water content of seeds was 11. 57%,it had better water absorption;Seed vigor,tested by TTC
dyeing,showed a relatively high seed vigor (98. 00%) ;The optimum temperature for seeds to germinate was
15 ℃;The filter bed was better for seeds to germinate;Frozen processing and 20% PEG-4000 solution treat-
ment had stimulative effect on the germination of seeds,the seeds germination rate and sprout potential reached
to 76. 00% and 70. 00% respectively at the conditions of frozen processing,100 mg /L GA3 had not stimulative
effect on the germination of seeds.
Key words: Atractylodes japonica koidz;seeds;germination
关苍术(Atractylodes japonica koidz. ex kitam)别名
为关东苍术、枪头菜,为菊科多年生草本植物,主要分
布于中国东北及日本、朝鲜等国,以根茎入药,味辛苦,
性温无毒,具有健脾燥湿、发汗解表、明目、祛风、辟秽
的功效[1]。在民间经常把关苍术作为治疗胃溃疡、慢
性胃炎及消化系统疾病的药物[1],其疗效甚佳,广为
利用。近年来,国内外市场对关苍术的需求量一直呈
上升趋势,但是由于生态环境的严重破坏以及关苍术
的野生资源受到掠夺性采挖,导致了关苍术野生资源
面临枯竭。因此,为了满足市场的需求,进行关苍术的
人工栽培成为当务之急。目前国内外学者对关苍术的
研究主要集中于化学成分[2 ~ 5]与药理活性[6 ~ 9]方面,
而对关苍术种子生物学特性的研究尚未见报道。本试
验系统研究了关苍术种子的萌发特性,以期获得适宜
的萌发条件,为今后关苍术的栽培和品种选育打下良
好的基础。
1 材料与方法
1. 1 材 料
关苍术种子,于 2010 年 10 月份采自辽宁省抚顺
市清源县英额门镇,经沈阳农业大学园艺学院朴钟云
教授鉴定为关苍术的种子。
1. 2 方 法
1. 2. 1 种子形态观察
观察种子大小,形状,种皮颜色,覆盖物,是否有冠
毛。随机选取 1 000 粒种子,用电子天平称量,重复 8
次,计算平均值为其千粒重。
1. 2. 2 种子含水量的测定
称取称量瓶的重量(M 1) ,随机称取 10 g 左右种
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研究报告 林燕华 等:关苍术种子萌发特性的研究
DOI:10.16590/j.cnki.1001-4705.2012.11.048
子连同称量瓶称重(M2) ,放入 105 ℃烘箱中烘干 4 h,
取出盖上盖子,放入干燥器中冷却至室温,取出称重
(M 3) ,再放入 105 ℃烘箱烘干 1 h,称重,直至前后 2
次的重量之差小于 0. 01 g,重复 3 次。
种子含水量(%)=(M 2 - M 3)/(M 2 - M 1)
1. 2. 3 种子吸水量的测定
取种子 100 粒,称重,置 25 ℃的培养箱中浸种,每
隔 2 h 取出再称重至吸水 22 h(或直到吸水量不再增
加为止) ,称前用吸水纸将种子表皮水分吸干,至 30 h
再取出称重 1 次,重复 3 次。
种子吸水量(%)=(种子吸水后重量 -种子吸水
前重量)/种子吸水前重量 × 100%。
1. 2. 4 种子活力的测定
采用 TTC(四氮唑)染色法测定种子的生活力,首
先将种子浸泡 2 h,然后将种子上的水用滤纸吸干,小
心地将种子切开,用 1%的 TTC溶液在 30 ℃的恒温箱
内进行染色,溶液要浸没种子。8 h 后取出种子,用蒸
馏水冲洗干净,观察染色反应,有活力种子的胚被染成
红色,无生活力的种子则不会被染色。每个培养皿中
放置 50 粒种子,全部剖开,重复 3 次,取平均值。
1. 2. 5 种子发芽试验
(1)发芽温度:将关苍术种子在 25 ℃恒温箱中浸
泡 24 h,充分吸水膨胀后,分放进行 15、20、25、30 ℃和
23 ℃ /28 ℃变温(白天 28 ℃,10 h;晚上 23 ℃,14 h)等
5 个处理,每处理 3 次重复,每组随机数取 100 粒
种子。
(2)发芽介质种类:分别以滤纸和草炭土为发芽
介质。
(3)种子处理方法:a.预冷冻处理:将干燥种子用
塑料袋密封后,于 - 20 ℃下放置 48 h,再用自来水浸
种;b. GA3 处理:将种子在 100 mg /L GA3 溶液中浸种;
c. 20% PEG-4000 溶液浸种;d.以自来水浸种为对照;
以上 4 种处理的浸种时间均为 24 h,在 20 ℃的恒温箱
中培养,以滤纸为发芽床,重复 3 次。
1. 2. 6 种子萌发及发芽率的测定
发芽标准按照国际种子协会(ISTA)规定,有明显
的胚根“露白”视为发芽。
统计发芽率(培养 9 d)、发芽势(培养 6 d) :
发芽率(%)=发芽种子数 /供试种子数 × 100%;
发芽势(%)=规定时间内萌发的种子数 /供试种
子数 × 100%。
1. 2. 7 数据处理与分析
试验数据用 Excel进行处理,采用 SPSS 13. 0 分析
软件进行差异显著性统计分析。
2 结果与分析
2. 1 关苍术种子基本特征
关苍术种子为瘦果,倒卵圆形或长椭圆形,褐色或
深褐色,表面顺向被伏贴的白色直毛,种子大小呈正态
分布,长 0. 4 ~ 0. 8 cm,宽 0. 1 ~ 0. 3 cm,顶有冠毛脱落
环痕。种脐位于基部,萌发时胚根从此顶破种皮,种子
具两片子叶,无胚乳,胚直径与种子的长轴平行。种子
千粒重为 12. 349 g,含水量为 11. 57%。
从图 1 可以看出,关苍术种子在吸胀过程中,吸水
量随浸种时间的增加而增加。在吸水前 6 h 种子吸水
速率最快,吸水量达到 108. 87%,这一阶段是种子萌
发吸水的第一阶段,即吸胀阶段。在 6 h 之后,吸水速
率变化较小,吸水进入缓慢期,在 10 h 时吸水量达到
118. 81%,10 h之后种子吸水基本处于饱和状态。关
苍术种子吸胀时间较短,表明具有良好的吸水性。
图 1 关苍术种子吸水曲线
2. 2 关苍术种子活力的测定
TTC染色法被广泛用于种子活力的检测,该法简
便、准确、快速,不受休眠状态的限制[10]。种子活力测
定结果如表 1 所示,有生活力的种子占 98. 00%,无生
活力的种子占 2. 00%,可见关苍术种子的生活力比较
高,而种子活力的高低是影响出苗整齐度的关键[11]。
表 1 关苍术种子的四氮唑(TTC)染色法检验
组别 有生活力(粒) 无生活力(粒)
第 1 组 48 2
第 2 组 50 0
第 3 组 49 1
总计 147 3
比例(%) 98. 00 2. 00
2. 3 关苍术种子萌发试验
2. 3. 1 发芽介质对关苍术种子萌发的影响
由表 2 中可以看出,以滤纸为芽床的种子在同等
条件下发芽势和发芽率均比以草炭土为芽床的种子要
高,在 15 ℃下滤纸中种子的发芽势和发芽率分别为
71. 00%、71. 60%,草炭土中种子的发芽势和发芽率分
·84·
第 31 卷 第 11 期 2012 年 11 月 种 子 (Seed) Vol. 31 No. 11 Nov. 2012
表 2 温度对关苍术种子萌发的影响
发芽温度
(℃)
滤 纸 草 炭 土
发芽率(%) 发芽势(%) 发芽率(%) 发芽势(%)
15 71. 67 ± 2. 89 a 71. 00 ± 1. 00 a 71. 33 ± 2. 08 a 70. 67 ± 2. 08 a
20 67. 33 ± 3. 21 b 66. 33 ± 3. 21 b 66. 20 ± 2. 89 b 63. 43 b ± 1. 20 b
25 66. 00 ± 4. 00 b 64. 33 ± 4. 51 b 65. 33 ± 5. 033 b 62. 67 b ± 4. 16 b
30 65. 00 ± 1. 73 b 62. 67 ± 1. 53 bc 63. 33 ± 1. 15 b 61. 33 b ± 1. 15 b
昼 28 /夜 23 62. 00 ± 2. 65 c 60. 33 ± 1. 53 c 64. 67 ± 2. 52 b 64. 00 b ± 2. 00 b
注: 结果以平均值 ±标准方差表示,同一列数据中字母不同表示差异显著( p < 0. 05) 。下同。
别为 70. 67%、71. 33%,但滤纸
和草炭土对种子萌发的影响差异
不显著;综合分析,以滤纸为发芽
床的种子发芽效果比较好,因此,
关苍术种子的室内发芽试验可以
选择滤纸为芽床。
2. 3. 2 温度对种子萌发的影响
发芽温度对关苍术种子的萌
发情况见表 2。种子在 15 ℃下
发芽势和发芽率达到最高,分别
为 71. 00%、71. 60%,与其他温度处理具有显著性差
异;其次是 20 ℃,发芽势和发芽率分别达到 66. 33%、
67. 33%。随着温度的升高,种子的发芽势和发芽率均
呈下降趋势,这说明温度过高会影响种子的萌发,低温
有利于关苍术种子的萌发。在昼 28 /夜 23 ℃变温处
理下,种子的发芽势和发芽率分别为 60. 330%、
62. 00%,可见变温处理对种子的萌发并没有促进作
用。在以草炭土为芽床中种子发芽势和发芽率也是在
15 ℃下达到最高。因此,关苍术种子萌发的最适宜温
度为 15 ℃。
2. 3. 3 不同处理对关苍术种子萌发的影响
在不同处理下关苍术种子的萌发情况如表 3 所
示。冷冻处理和 20% PEG-4000 溶液处理的发芽势和
发芽率显著高于对照组和其他处理,这说明冷冻处理
和 20% PEG-4000 溶液处理能促进关苍术种子的萌
发。且在冷冻处理条件下,关苍术种子的发芽势和发
芽率达到最高,分别为 76. 00% 和 70. 00%,与 20%
PEG-4000 溶液处理差异不显著。在 100 mg /LGA3 处
理下种子的发芽势和发芽率仅为 60. 00%和 66. 00%,
略低于对照组,但差异不显著,因此 100 mg /L GA3 对
关苍术种子的萌发没有起到促进作用。综上所述,在
生产实践中为了提高关苍术种子的发芽率时可选择预
先对种子进行冷冻处理或用 20% PEG-4000 溶液
处理。
表 3 不同处理对关苍术种子萌发的影响
处理 发芽率(%) 发芽势(%)
冷冻处理 76. 00 ± 2. 00 a 70. 00 ± 1. 73 a
100 mg /L GA3 66. 00 ± 1. 00 b 60. 00 ± 2. 65 b
20% PEG-400 71. 30 ± 2. 31 a 66. 70 ± 1. 15 a
自来水 68. 67 ± 2. 31 b 61. 30 ± 2. 08 b
3 讨论与结论
千粒重和含水量是评价种子质量的重要标准,千
粒重能决定田间播种量,而含水量越高则利于种子萌
发。种子的吸水进程是种子长期适应自然生境的结
果,了解种子的吸水过程可以更深刻和全面地了解种
子萌发特性。研究表明,在 24 h 内吸水达到饱和的种
子,其种皮不是种子萌发的障碍[12]。本研究中,关苍
术种子千粒重为 12. 349 g,含水量为 11. 57%,在 24 h
内达到吸水饱和,说明关苍术种皮透性良好,具有良好
的吸水性。
种子萌发是一个复杂的生理生化变化过程,而这
个过程受到周围环境中各个因子的影响,其中温度是
影响种子发芽的重要因素。关强等[13]研究了苍术生
长发育规律,提出苍术种子萌发最适温度为 10 ~
15 ℃。张惠芝[14]研究了茅苍术种子育苗的关键技
术,得出了茅苍术种子在 22 ℃下的发芽情况最好。本
试验研究结果表明,关苍术种子发芽的最适宜温度为
15 ℃,与前人研究略有差异。张惠芝研究指出,茅苍
术种子在纸床上不能萌发,是因为湿度引起,但是本实
验的研究发现,关苍术在滤纸芽床中萌发效果比在草
碳土中萌发效果好。孙延芳等[15]研究了不同理化处
理对苦苣种子萌发特性的影响,指出用滤纸作为芽床
的种子发芽效果比较好,与本研究结果相符。因此,关
苍术种子在室内的发芽试验选择滤纸作为芽床。赵同
芳[16]研究表明,植物种子的子叶或胚轴中存在发芽抑
制物质,因而只有经过一定时期的低温或化学物质处
理种子才具备发芽能力,低温是保存种子活力的关键
因素,能促进种子的萌发。本试验研究结果表明,冷冻
处理和 20% PEG-4000 溶液处理对关苍术种子的萌发
都有促进作用,在冷冻处理条件下,关苍术种子的发芽
率和发芽势最高,这与赵同芳的研究相符,而 100
mg /L GA3 对种子萌发没有起到促进作用。适宜浓度
的 GA3 能促进种子的萌发,但浓度过低或过高都会抑
制种子的发芽[17]。目前研究认为,聚乙二醇具有促进
种子萌发、提高出苗整齐度和增加活力的作用,但因植
物不同其适宜的聚乙二醇(PEG)浓度也不同[18,19]。
(下转第 65 页)
·94·
研究报告 林燕华 等:关苍术种子萌发特性的研究
文提出以下几点建议:
3. 1 依法强化管理、保护好现有资源
依法加强对野生观赏植物资源的管理,特别是对
一些已经濒危的物种和生态脆弱的地段,乱挖滥采要
坚决制止,将有限的个体及其生存环境保护下来,使个
别珍稀物种不致于灭绝。通过扩大自然保护区的范
围,建立一套完整的技术档案,不断加强野生观赏植物
地就地保护和迁地保护工作力度,同时还要以《森林
法》、《动植物保护法》、《种子法》为依据,加大打击那
些直接或间接破坏野生观赏植物的力度,妥善地保护
好野生遗传资源。
3. 2 建立野生木本观赏植物种质资源库及引种驯化
基地
充分利用兴义坡岗丰富的观赏植物资源,建立野
生木本观赏植物种质资源库。通过立法及行政措施确
定野生木本观赏植物资源库的所有权、使用权、为进行
人工驯化提供基础和条件。通过人工驯化,明确野生
木本观赏植物的引种方向、对象、种类。通过采用杂
交、多倍体、辐射等多种育种手段,培育出观赏价值高、
适应性强的园艺新品种,满足不同环境园林绿化的
需求。
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资源与利用 李从瑞 等:兴义坡岗自然保护区木本观赏植物资源研究