全 文 ：植物生理学通讯 第41卷 第4期，2005年8月528
沙芥种子吸水和发芽过程中几种贮藏物质的含量变化
张卫华1 郝丽珍1,* 王彦华2 张凤兰1 王萍1 赵清岩1 刘杰才1
1 内蒙古农业大学农学院，呼和浩特 010018；2 南京农业大学园艺学院，南京 210095
Changes in Some Storage Substances in Seeds During the Water Uptake and
Germination of Pugionium cornutum (L.) Gaertn
ZHANG Wei-Hua1, HAO Li-Zhen1,*, WANG Yan-Hua2, ZHANG Feng-Lan1, WANG Ping1, ZHAO Qing-Yan1, LIU Jie-Cai1
1College of Agronomy, Inner Mongolia Agricultural University, Hohhot 010018, China; 2College of Horticulture, Nanjing Agricul-
tural University, Nanjing 210095, China
提要 沙芥种子在浸种过程中吸水分 3 个时期：0~180 min 为急剧吸水期，180~840 min 为缓慢吸水期，浸种 840 min 后进
入种子吸水停滞期；沙芥种子的适宜浸种时间是 6 h，有利于提高发芽势、发芽指数、发芽率；萌发过程中种子的主要
贮藏物质降解和含水量的增加同步进行。
关键词 沙芥种子；浸种；吸水过程；贮藏物质
收稿 2004-09-22 修定 　 2005-05-11
资助　 国家自然科学基金(30260067、30460080)和内蒙古自
然科学基金(2001108020501、200308020513)。
*通讯作者(E-mail: haolizhe@public.hh.nm.cn; Tel: 0471-
4318467, 6861123)。
沙芥[(Pugionium cornutum (L.) Gaertn)]是十
字花科沙芥属二年生草本植物[1]。主要分布于我
国的甘肃、宁夏、陕西、内蒙古等地区，生于
流动与半流动沙丘，根系发达，是优良的固沙先
锋植物，营养价值很高，是一种集药用、保健
作用的多功能沙生蔬菜。由于连年掠夺采挖，其
在自然界的分布面积不断减少，而人工栽培中又
存在发芽极不整齐(出苗时间长达 20~40 d)的问
题，以致播种后长成的幼苗参差不齐，单位面积
的产量和二年生植株的采种量降低，使这一野生
蔬菜的发展和资源的保护受到制约。目前，沙芥
研究尚处于起步阶段，主要集中在营养成分分
析[2,3]、分类[4,5]、利用价值[6,7]、形态解剖[8,9]、生
育阶段的划分和生长动态的研究[9]，探讨其种子
生理问题尚未见报道。本文研究沙芥种子的吸水
进程和萌发过程中主要贮藏物质的含量变化。
材料与方法
沙芥[(Pugionium cornutum (L.) Gaertn)]种子
于2002年采自内蒙古自治区毛乌素沙地边沿的流
动沙丘，种子千粒重为(19.64±2.0) g。
取风干种子(去果皮)称重(W)，置于25℃恒温
箱中浸种，在浸种120 min内每隔20 min测定一
次含水量，在浸种120~900 min内每隔60 min测
定一次含水量。测定时，取出种子，用吸水纸
吸干种子表面的水分后称其重量(Wt)，然后继续
浸种，直到种子重量无明显增加为止。3 次重
复，每个重复用 20 粒种子。按公式：相对吸水
量=[(W t-W)/W]×100% 计算。另用培养皿发芽法
观察 2 7℃条件下不同浸种时间对发芽指标的影
响，以确定有利于发芽的适宜浸种时间。每个处
理重复 3 次，每重复 30 粒种子。贮藏物质及含
水量测定：取在27℃黑暗条件下以蛭石为基质催
芽 8 d 的沙芥种子，每天测定其蛋白质、脂肪、
淀粉以及含水量的变化。含水量的测定采用烘干
称重法[10]，淀粉含量测定采用蒽酮比色法[11]，蛋
白质含量测定采用紫外线吸收法[12]，脂肪含量测定
采用残余法[13]。
结果与讨论
1 沙芥种子的吸水进程
由图1 可知，沙芥种子在浸种过程中吸水可
分为 3 个时期：0~180 min 为急剧吸水期，此期
吸水速度最快，累积吸水量达种子干重的
50.31%，尤其是最初浸种 20 min 的达 22.73%，
浸种 80 min的达 38.56%；180~840 min为缓慢吸
水期，此期末含水量达种子干重的90%；浸种840
植物生理学通讯 第41卷 第4期，2005年8月 529
min 后进入种子吸水停滞期。沙芥种子短时间内
迅速吸水的特点，对其在干旱季节遇雨萌发和适
应沙漠环境的生态学意义是不言而喻的。
2 不同浸种时间对沙芥种子发芽的影响
由表1可知，在25℃条件下，沙芥种子发芽
势、发芽指数和发芽率均以浸种 6 h 为最高。即
在浸种 1~6 h 内，随着浸种时间的延长，其发芽
指标逐渐升高；8~24 h期间，随着浸种时间的延
长，各发芽指标有开始下降的趋势。说明适当时
间的浸种不仅有利于提高发芽整齐度，且可提高
发芽率，但浸种时间过长，则发芽率降低，这
可能是随着浸种时间的延长，浸种液中一些水溶
性的发芽抑制物质浓度增高所致。
3 沙芥种子发芽过程中几种贮藏物质和含水量的
变化
风干的沙芥种子含水量为 4.67%，淀粉含量
为 5.22%，蛋白质含量为 12.89%，脂肪含量为
51.22%，说明沙芥种子属于脂肪性种子。
从图 2 可见：
表1 不同浸种时间对沙芥种子发芽指标的影响
时间/h 发芽率/% 发芽势/% 发芽指数/%
0 76.00AB 58.67B 20.31B
1 76.00AB 70.67AB 27.55AB
2 73.33AB 72.00AB 28.08AB
4 81.33AB 72.00AB 30.11A
6 84.00A 76.00A 32.30A
8 81.33AB 66.67AB 28.47AB
10 70.67B 66.67AB 28.42AB
12 72.00AB 66.67AB 28.66AB
24 74.67AB 66.67AB 29.47A
　　不同字母表示在 P=0.05 水平差异显著。 图2 沙芥种子发芽过程中几种贮藏物质和含水量的变化
图1 沙芥种子浸种过程中含水量变化
植物生理学通讯 第41卷 第4期，2005年8月530
(1)沙芥种子在发芽处理后的第 1 天迅速吸
水，相对含水量可达 85.21%；第 2 天含水量基
本处于稳定状态；第 3 天种子开始萌发，其含水
量迅速增加到 117.69%；第 5 天相对含水量达最
大值为 153.52%，以后趋于稳定(图 2-a)。
(2)沙芥种子在发芽处理后的第1天淀粉含量
迅速下降，2~5 d继续下降，第5天降至最低点；
第5~8 天有所波动(从 0.55% 上升至 1.51%)，说
明此时淀粉或其它多糖合成已经开始(图2-b)。
(3)沙芥种子在发芽处理后的第2天蛋白质含
量开始下降，3~5 d继续下降，此时种子已萌发，
种子中贮藏蛋白大量降解，5~8 d 上升(图 2-c)，
说明新蛋白开始合成。
(4)沙芥种子在发芽处理后的第1 天脂肪含量
就开始下降，2~8 d 急剧下降(图 2-d)。
总之，在沙芥种子发芽过程中，脂肪、蛋
白质和淀粉之间存在显著正相关关系( r 分别为
0.9677、0.8366、0.8856)，三者与含水量之间则
存在显著负相关关系(r分别为-0.9684、-0.9786、
-0.8487)。当脂肪、蛋白质和淀粉含量下降至最
低值时，正值萌发种子吸水的第 2 个高峰期，其
含水量达到种子干重的150.78%~159.63%，是种
子萌发出土时代谢最活跃的时期。说明在适宜温
度条件下，水分是限制沙芥种子萌发的主要因素
(在沙漠环境中氧气不是限制因素)，只要水分充
足则沙芥的生理代谢旺盛，可提供种子发芽过程
中所需的能量和物质基础，因此可以认为人工栽
培沙芥中，浸种是提高发芽率、出苗整齐度及二年
生植株种子产量的一项比较有效的措施。
参考文献
1 马毓泉. 内蒙古植物志 (第 2 卷). 第 2 版. 呼和浩
特: 内蒙古人民出版社, 1990. 612~616
2 梅双喜, 潘晓晖, 侯振富等. 沙芥化学成分的研究. 中国药学
杂志, 1999, 34(6): 366~367
3 马希汉, 尉芹, 王冬梅等. 沙芥化学成分的初步研究. 西北林
学院学报, 2000, 15(3): 46~50
4 周世权, 蓝登明. 沙芥属植物的分类. 内蒙古林学院学报(自
然科学版), 1998, 20(3): 29~31
5 赵一之. 沙芥属的分类校正及其区系分析. 内蒙古大学学报
(自然科学版), 1999, 30(2): 197~199
6 曹炜. 固沙植物沙芥软包装罐头加工工艺研究. 水土保持通
报, 2002, 22(2): 49~51,64
7 曹晓明. 沙区食用植物——沙芥的开发利用. 中国水土保持,
1994, (3): 48~49
8 闫洁, 贺晓, 周世权等. 翅果沙芥和距沙芥营养器官的解剖
学观察. 内蒙古农业大学学报, 2001, 22(3): 70~73
9 郝丽珍, 翟胜, 贾晋等.沙芥营养生长规律及叶片解剖结构的
研究. 华北农学报, 2004, 19(4): 66~70
10 张志良编. 植物生理学试验指导. 第2版. 北京: 高等教育出
版社, 1990. 1~3
11 华东师范大学生物系植物生理教研组主编. 植物生理学实验
指导. 北京: 高等教育出版社，1985. 163~165
12 李合生主编. 植物生理生化实验原理和技术. 北京: 高等教
育出版社, 2000. 185~186
13 中国科学院上海植物生理研究所, 上海市植物生理学会编.
现代植物生理学实验指南. 北京: 科学出版社, 1999. 184~185