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关苍术种子种用性能比较研究



全 文 :收稿日期:2014 - 11 - 09
基金项目:延边大学校资助项目(编号:2011800-602013127)。
作者简介:朴 锦(1973 -) ,女,硕士,副教授,研究方向:中药材栽培及
育种;E-mail:piaojin@ ybu. edu. cn。
通讯作者:具红光,男,副教授,农学博士;E-mail:hgju@ ybu. edu. cn。
关苍术种子种用性能比较研究
朴 锦, 王 坤, 具红光
(延边大学农学院, 吉林 延吉 133002)
摘要:对人工栽培和野生的关苍术种子的发芽率、电导率等种用性能进行了研究。结果表明,栽培关苍术种子的发芽势、
发芽率及发芽指数显著高于野生种子;野生关苍术结实率为 40. 26%,比栽培关苍术稍高,但两者间无显著差异;野生关
苍术种子外渗液的电导率高达 151. 87 mS /cm,且与栽培种子外渗液间有显著的差异。
关键词: 关苍术;种子;发芽率;种用性能
中图分类号: S 567. 21 + 1 文献标志码: A 文章编号: 1001 - 4705(2015)02-0028-04
The Study of Performance Comparison of Atractylodes japonica Seeds
PIAO Jin,WANG Kun,JU Hong-guang
(Agricultural College,Yanbian University,Yanji Jilin 133002,China)
Abstract:The germination rate,conductivity and other kinds of performances of wild and cultivated
Atractylodes japonica seeds were studied. The results showed that,the germination potential,the germination
rate,and the germination index of cultivated Atractylodes japonica seeds were better than that of wild
Atractylodes japonica seeds. The setting percentage of wild Atractylodes japonica seeds was 40. 26%,which was
higher than cultivated Atractylodes japonica seeds,but there was no significant difference between them. The
conductivity of wild Atractylodes japonica seeds was 151. 87 mS /cm,and there was a significant difference with
cultivated Atractylodes japonica seeds.
Key words: Atractylodes japonica;seeds;the germination rate;the performance
关苍术(Atractylodes japonica Koidz. ex Kitam)为菊
科术属多年生草本植物,以干燥根茎入药。关苍术是
吉林省的道地药材,也是朝鲜民族的传统药材,传统朝
医药中关苍术的主要功能为健脾胃[1]。苍术根茎具
有燥湿健胃、祛风湿、明目等功效,可作中成药、中药饮
片、提取物、兽药、饲料添加剂等[2]。
关苍术主产于我国东北,近年来野生资源日趋枯
竭,产量逐年锐减,而人工栽培又刚刚起步,无法满足
越来越多的市场需求。2005 年内蒙古、辽宁、吉林、黑
龙江等省区发布法规将苍术列入本省区重点保护野生
药材物种[3]。本课题组在提高关苍术种子发芽率[4]、
出苗率及苗素质[5],对其生长发育规律等进行初步研
究的基础上,对野生和人工栽培的关苍术种子,从生物
学特性及结实率等方面进行比较研究,以期为关苍术
种质资源保护、驯化引种及品种选育提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
2013 年 10 月,在吉林省延吉市九龙山采集野生
关苍术果实和种子、延边大学农学院试验基地栽培的
关苍术果实和种子(栽培 YN)及在汪清县购买的关苍
术果实和种子(栽培 WQ)。在阴凉处晾干后,储存在
5 ℃冰箱中。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 种子结实率
各类关苍术果实采集当天随机选 30 朵,分 3 组,
调查其单果结实率。
1. 2. 2 种子外观测定
第 2 年春天各取 100 粒种子,用“万深 SC-E 型种
子大米外观品质检测仪”测量种子长度和宽度,制作
次数分布图,并进行正态性分布检验。
1. 2. 3 种子净度检测
随机取样,分别挑出废种子(断种子及瘪粒等)、
杂质,剩下的是净种子,分别称重并记录,重复 3 次。
1. 2. 4 种子千粒重
供试关苍术种子经净度处理后,将样品充分混匀,
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第 34 卷 第 2 期 2015 年 2 月 种 子 (Seed) Vol. 34 No. 2 Feb. 2015
DOI:10.16590/j.cnki.1001-4705.2015.02.049
注:a.干种子;b.吸胀 24 h后;c.培养 2 d;d.培养 3 d;e.培养 4 d;f.培养 5 d。
图 1 关苍术种子形态及发芽过程
从中随机取 1 000 粒,用电子天平称重。共做 3 组,取
平均值即为种子千粒重。
1. 2. 5 含水量测定
称取称量瓶的重量(M1) ,随机称取 10 g左右的种
子连同称量瓶称重(M2) ,放入 105 ℃烘干箱 4 h,取出
盖上盖子,放入干燥器中冷却至室温,取出称重(M3) ,
再放入 105 ℃烘干箱 1 h,称重,直至前后 2 次的重量
之差小于 0. 01 g。重复 3 次。
含水量(%)=
M2 - M3
M2 - M1
× 100%。
1. 2. 6 发芽指数、发芽率和发芽势的测定
将种子清水浸泡,至吸水膨胀 24 h,在培养皿中铺
1 层棉花及滤纸作发芽床,置于 15 ℃的恒温培养箱。
从第 1 粒种子发芽开始,第 5 天测定发芽势,第 7 天测
定发芽率。发芽指数的计算公式为:
发芽指数(GI)=∑Gt /Dt
(式中 Gt为在 t时间内的发芽数,Dt 为相应的发
芽天数)。
1. 2. 7 种皮透性测定
采用称重法测定种子的吸水性。取种样 3. 000 g,
称重后在 25 ℃温度条件下,用蒸馏水浸泡,分别于
2 h、4 h、6 h、8 h、10 h、12 h、18 h、24 h、36 h、48 h、72 h和
96 h(定期)取出种子,用滤纸吸去种子表面的水分,
用 1‰分辨率的电子天平迅速称重直至恒重,记录数
据,重复 3 次。
吸水率(%)=浸种后重量 -浸种前重量
浸种前重量
×100%。
1. 2. 8 电导率的测定
每个样品随机取 50 粒种子称重,放入
100 mL 的烧杯内,用量筒和移液管加入 20
℃ 的无离子水 20 mL,并在瓶口加上 1 层扎
有孔洞的塑料膜,同时设 1 个只有无离子水
的对照烧杯,3 次重复。在 20 ℃的温度条件
下放置 24 h,浸出液通过 1 个粗塑料筛倾注
到新的烧杯中。在 20 ℃条件下,用浸式电极
测定(DDS-307 精密型电导率仪)电导率,减
去对照烧杯内无离子水的电导率即为种子浸
出液的电导率[6]。
2 结果与分析
2. 1 关苍术种子形态特征及结实率
2. 1. 1 关苍术种子形态特征
关苍术种子瘦果倒长卵形或长卵形,被
稠密的顺向贴伏的银白色长柔毛,顶有冠毛
脱落环痕,冠毛刚毛褐色,羽毛状,长 8 ~ 9 mm,基部连
合成环(图 1 a ~ c)。
100 粒关苍术种子的长度及宽度次数分布见图 2。
野生关苍术种子长度为 4. 24 ~ 7. 92 mm,宽度为
1. 42 ~ 2. 88 mm;栽培 YN 种子长度为 4. 40 ~ 8. 74
mm,宽度为 1. 68 ~ 3. 27 mm;栽培 WQ 种子长度为
4. 47 ~ 7. 31 mm,宽度为 1. 43 ~ 3. 00 mm。从次数分布
图中可知,栽培 YN 种子长度较长,其众数为 7. 17
mm,野生和栽培 WQ 种子长度的众数为 6. 70 mm 和
6. 69 mm。对 100 粒种子宽度测量的分组资料中,栽
培 YN种子宽度的众数为 2. 58 mm,栽培 WQ 和野生
种子宽度的众数为 2. 38 mm和 2. 19 mm。
为进行关苍术种子长宽的正态性分布检验,求出
偏度和峰度值(表 1)。
表 1 100 粒关苍术种子长宽的偏度与峰度值
种子 类型 偏度 峰度值 偏度标准误 峰度值标准误
栽培 YN 0. 121 0. 624
长度 栽培 WQ -0. 161 - 0. 150
野生 - 0. 367 0. 518
栽培 YN 0. 257 - 0. 468
宽度 栽培 WQ 0. 105 - 0. 405
野生 0. 143 - 0. 291
0. 241 0. 478
根据表 1 中的偏度和峰度值,可知所有关苍术种
子的长宽所对应的偏度和峰度值的| U | < Ua =1. 96,
因此,可以认为关苍术种子的长宽度服从正态分布。
2. 1. 2 关苍术单果结实率
关苍术种子单果结实率统计见表 2。
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研究报告 朴 锦 等:关苍术种子种用性能比较研究
图 2 a 100 粒关苍术种子长度次数分布图 图 2 b 100 粒关苍术种子宽度次数分布图
表 2 野生和栽培关苍术单果结实率
类型 重复
瘪粒

饱满
粒数
总粒数
结实率
(%)
平均结实率
(%)
栽培
YN
Ⅰ 17 12 29 36. 38
Ⅱ 20 9 29 35. 04 36. 63
Ⅲ 17 10 26 38. 47
WQ
Ⅰ 22 15 37 40. 54
Ⅱ 19 12 31 38. 71 39. 06
Ⅲ 18 11 29 37. 94
野生
Ⅰ 22 12 34 39. 83
Ⅱ 22 14 36 38. 89 40. 26
Ⅲ 18 16 34 42. 06
野生关苍术的结实率最高,达 40. 26 %,栽培 YN
和栽培 WQ单果结实率分别为 36. 34. %和 39. 06%,
而经方差分析发现,野生和栽培关苍术的结实率间无
显著差异(p > 0. 05)。
2. 2 关苍术种子各项种用性能对比
关苍术种子的各项种用性能指标见表 3。
表 3 关苍术种用性能比较
类型
千粒重
(g)
净度
(%)
结实率
(%)
含水量
(%)
发芽势
(%)
发芽率
(%)
发芽
指数
栽培
YN 16. 21 a 93. 79 a 36. 63 a 5. 39 b 59. 33 a 76. 00 a 19. 47 a
WQ 12. 68 b 89. 03 b 39. 06 a 6. 42 a 62. 67 a 74. 67 a 18. 46 a
野生 12. 27 b 84. 46 c 40. 26 a 6. 53 a 43. 33 b 62. 67 b 13. 98 b
从表 3 可知,栽培 YN的千粒重最高,达 16. 21 g,
而栽培 WQ 和野生种子千粒重分别为 12. 68 g 和
12. 27 g。经方差分析可见,栽培 YN 与栽培 WQ、野生
种子间有显著差异,而野生种子和栽培 WQ 间无显著
差异。从种子净度来看,栽培 YN 的种子净度为
93. 79%,栽培 WQ 的种子净度为 89. 03%,野生关苍
术种子净度为 84. 46%,且三者之间均有显著差异。
一般来讲,种子的含水量高低与种子的生命活动
具有密切关系。由表 3 可知,栽培 YN 种子的含水量
最低,仅为 5. 39 %,且与栽培 WQ和野生种子含水量
间有显著差异。在一定范围内,种子含水量越低,代
谢活动越弱,越利于储藏;栽培 YN 和栽培 WQ 的发
芽势、发芽率及发芽指数相近,且都显著高于野生种
子。
2. 3 种皮透性测定
关苍术种子的吸水规律见图 3。
图 3 关苍术种子吸水规律
从图 3 中可看出,野生和栽培关苍术种子均在 4 h
内吸水最快,之后吸水速率逐渐降低,12 h时吸水速率
趋于平稳。按照卡恩理论,种子吸水率达 40%就满足
种子萌发的生理需求[7],关苍术种子 2 h 后就超过种
子萌发的生理需求,说明其种子透水性好,同时在浸泡
过程中,种皮变软,颜色变淡,呈有光泽的浅紫色,这些
特征表明,种皮的透水性不为构成种子不能正常萌发
的抑制因子(图 1 c)。由此可见,关苍术子不存在透
水性障碍。
2. 4 电导率
由表 4 可知,栽培 YN 种子的电导率最低,只有
104. 26 mS /cm,其次是栽培 WQ 的电导率,野生种子
的电导率最高,达 151. 87 mS /cm,且三者之间差异显
著(p < 0. 05)。
表 4 栽培与野生种子的电导率(单位:mS /cm)
类型 重复Ⅰ 重复Ⅱ 重复Ⅲ 平均电导率
栽培 YN 109. 80 93. 79 109. 18 104. 26 c
栽培 WQ 130. 71 131. 22 137. 02 132. 98 b
野生 162. 21 147. 00 146. 41 151. 87 a
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第 34 卷 第 2 期 2015 年 2 月 种 子 (Seed) Vol. 34 No. 2 Feb. 2015
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3 讨论与结论
人工栽培的关苍术种子与野生种子相比其种子长
度稍长,而且宽度也较宽。从千粒重来看,栽培 YN千
粒重最高,达 16. 21 g,与野生种之间有显著差异。千
粒重是种子活力的重要指标之一,同时也是多项品质
的综合指标。牟琼等[8]针对高羊茅种子的研究表明,
同批种子中千粒重大的成熟度最好,营养充分,生命力
强,其发芽势也强,因而出苗整齐而迅速。本试验结果
表明,关苍术栽培 YN的千粒重明显高于其他 2 种,且
发芽势、发芽率及发芽指数也都显著高于野生种子。
根据有关文献报道,栽培的苍术自然授粉结实率
可达 60% 以上,但笔者对野生和栽培的关苍术的结实
率调查结果表明,野生关苍术的结实率为 40. 26%,比
栽培关苍术稍高些,但两者间无显著差异。陶燕等[9]
对野生茅苍术的考察表明,野生状态下的茅苍术的结
实率远达不到 60%,这与本实验结果相符。因此,今
后在关苍术的人工栽培中,采取人工授粉的措施来提
高单果结实率是保护野生资源的有效方法之一。目
前,对我国茅山、南山等地的茅苍术,谷巍等[10]进行了
野生抚育技术研究,结果表明,人工授粉能明显提高野
生茅苍术特别是雌花的结实率。
用电导率测定种子活力,早在 1973 年 T. M. Ching
提出种子快速定糖法,就是利用种子内可溶性糖通过
不完整细胞膜外浸,从而提高了浸泡液离子浓度的着
色反应来鉴定种子活力[11]。种子外渗液电导率作为
一项指标常用来表示细胞膜透性的变化。从本实验结
果来看,野生关苍术种子外渗液的电导率高达 151. 87
mS /cm,且与栽培关苍术种子外渗液间有显著的差异。
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研究报告 朴 锦 等:关苍术种子种用性能比较研究