全 文 :中草药 Chinese Traditional and Herbal Drugs 第 43 卷 第 3 期 2012 年 3 月
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百蕊草种子适宜萌发条件的研究
罗夫来 1, 2,郭巧生 1*
1. 南京农业大学 中药材研究所,江苏 南京 210095
2. 贵州大学农学院,贵州 贵阳 550025
摘 要:目的 研究百蕊草种子萌发的适宜条件。方法 用光照培养箱人工培养的方法研究百蕊草种子萌发适宜条件。结果
20~25 ℃的黑暗环境中百蕊草种子萌发率达 72.50%~75.00%,且幼苗生长健壮;其寄主白茅根系分泌物可促进百蕊草种子
萌发,萌发率可达 76.67%。结论 百蕊草种子萌发的适宜条件为 20~25 ℃的黑暗环境,寄主白茅根系分泌物可促进百蕊
草种子萌发,提高发芽率。
关键词:百蕊草;种子;萌发;适宜条件;白茅根系分泌物
中图分类号:R282.21 文献标志码:A 文章编号:0253 - 2670(2012)03 - 0588 - 04
Study on optimal germination condition of Thesium chinensis seeds
LUO Fu-lai1, 2, GUO Qiao-sheng1
1. Institute of Chinese Medicinal Materials, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China
2. Agricultural College, Guizhou University, Guiyang 550025, China
Abstract: Objective To investigate the optimal germination conditions of Thesium chinensis seeds. Methods Seeds were germinated
under cultivate box with light. Results Germination rate of T. chinensis seeds reached 72.50%―75.00% at 20―25 ℃ under dark
condition with robust seedlings. The secretions of host Imperata cylindrical root can promote germination of T. chinensis seeds, and the
germination rate could reach 76.67%. Conclusion The optimal temperature of T. chinensis seeds germination is about 20―25 ℃ under
dark condition. The secretions of I. cylindrical root can promote germination of T. chinensis seeds and improve germination rate.
Key words: Thesium chinensis Turcz.; seed; germination; optimal condition; secretions from root of Imperata cylindrical (L.) Beauv.
百蕊草 Thesium chinensis Turcz.为檀香科多年生
半寄生草本植物,其干燥全草为我国民间常用中草
药,具有显著抗炎、解暑、镇痛和广谱抗菌作用[1-2],
用于治疗急性乳腺炎、肺炎、扁桃体炎、上呼吸道
感染等症[3-4],被称为“植物抗生素”[5]。近年来,
由于过度采挖,其野生资源日渐枯竭。进行百蕊草
野生抚育或人工栽培已迫在眉睫。但是有关百蕊草
生物学特性的基础研究非常薄弱,特别是其种子休
眠的解除、萌发的适宜条件及如何提高种子萌发整
齐度的研究均未见报道。而实现种子整齐萌发,培
育健壮幼苗是进行百蕊草野生抚育和人工栽培的前
提。本研究在解除百蕊草种子休眠的基础上,对种
子萌发的适宜条件及外源物质(试剂和寄主根系分
泌物)对其萌发的影响进行研究,以期为百蕊草种
子处理和生产提供理论依据和实践指导。
1 材料
2008 年 5 月在江苏句容、安徽滁州和来安等地采
集的百蕊草种子,自然风干后,精选成熟饱满颗粒贮
存于 4 ℃下。原植物经南京农业大学郭巧生教授鉴定
为檀香科植物百蕊草 Thesium chinensis Turcz.。
SPX—250—GB 光照培养箱;FA1104 型电子分
析天平。GA3、6-BA 购于国药集团化学试剂有限公
司,大孔吸附树脂 XAD-7 和 XAD-16 购于 Sigma
公司;所用试剂均为分析纯。
2 方法
2.1 种子处理
百蕊草种子用流水冲洗 24 h,再用 500 mg/L 的
GA3 溶液浸泡 24 h,最后将种子与湿润细沙按 1∶3
收稿日期:2011-09-15
基金项目:国家自然科学基金资助项目(81173482)
作者简介:罗夫来(1972—),男,副教授,博士,从事药用植物资源评价与利用、药用植物种植与质量调控研究。E-mail: LFL104108@yahoo.com.cn
*通讯作者 郭巧生 Tel: (025)84396591 E-mail: gqs@njau.edu.cn
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的比例均匀混拌,装入聚乙烯薄膜袋内,放置于 3~
5 ℃冰箱中层积处理 150 d,以解除种子休眠,取裂
壳种子进行萌发试验。
2.2 种子萌发基本条件研究
发芽试验在铺有两层滤纸的 9 cm 培养皿中
进行,每皿 4 mL 去离子水做培养液,由于种子数
量有限,设计每皿置 10 粒破除休眠且已裂壳的百
蕊草种子,4 次重复。分别考察光照(黑暗、8 h
光照+16 h 黑暗)和温度(15、20、25、30 ℃)
对百蕊草种子萌发的影响。第 8 天发芽试验结
束,每天统计发芽率(发芽率=发芽种子数 /供
试种子数)。
2.3 种子萌发与激素的关系
20 ℃黑暗条件下,研究不同浓度 GA3 与 6-BA
组合对百蕊草种子发芽率的影响。用铺有两层滤纸
的 9 cm 培养皿做发芽床,以不同质量浓度的 GA3
与 6-BA 组合的溶液为培养液,每皿 4 mL,每皿 10
粒破除休眠且已裂壳的百蕊草种子,4 次重复。第 8
天发芽试验结束,统计发芽率。
2.4 种子萌发与白茅根系分泌物的关系
将盆栽培养、生长健壮的百蕊草寄主——白茅
Imperata cylindrical (L.) Beauv.无损地取出,洗去根
部基质,将白茅根系浸入盛有蒸馏水的烧杯中,用
不透光材料裹住烧杯,放于光下培养 4 h,取出白茅
植株,得含白茅根系分泌物的培养液,滤过,浓缩
至一定体积,备用。
将含白茅根系分泌物的培养液过 XAD-16 和
XAD-7 型大孔吸附树脂,然后用甲醇洗脱,浓缩,分
别得白茅根系分泌物的XAD-16和XAD-7部位,备用。
将白茅根系在 60 ℃下烘至恒质量,以每毫升
培养液相当于白茅根系干质量的数值表示白茅根系
分泌物浓度。
3 结果
3.1 百蕊草种子萌发基本条件
温度和光照对百蕊草种子萌发的影响见表 1 和
2。从表 1 可见,适当高温可促进百蕊草种子快速萌
发,提高发芽率,显著促进幼苗胚根和子叶伸长。
在 20 ℃和 25 ℃条件下,第 8 天发芽结束时,发芽
率分别达 72.50%和 75.00%,但不同温度处理间差
异不显著;幼苗胚根长分别为 1.93 cm 和 1.59 cm,
子叶长分别为 1.04 cm 和 0.95 cm,且不同温度处理
间幼苗胚根长和子叶长差异显著。从表 2 可见,光
照或黑暗对百蕊草种子发芽率无显著影响,但对幼
苗胚根和子叶伸长及子叶转绿有显著影响(P<
0.05)。光照显著抑制幼苗胚根伸长,显著促进子叶
伸长和转绿;而黑暗显著促进幼苗胚根伸长,抑制
子叶伸长和转绿。
综合考虑种子萌发速度、发芽率和幼苗生长,
选择 20 ℃和 25 ℃黑暗条件,作为百蕊草种子萌发
的基本条件。
表 1 不同温度对百蕊草种子萌发率与幼苗生长的影响
Table 1 Effects of different temperatures on seed germination rate and seedling growth of T. chinensis
发芽率 / % 温度
2 d 4 d 6 d 8 d
胚根长 / cm 子叶长 / cm
15 ℃ 7.50± 5.00 b 42.50±17.08 a 52.50±22.17 a 52.50±22.17 a 0.91±0.14 c 0.19±0.06 b
20 ℃ 37.50± 5.00 a 67.50±12.58 a 72.50± 9.57 a 72.50± 9.57 a 1.93±0.19 a 1.04±0.08 a
25 ℃ 45.00±12.91 a 65.00±17.32 a 75.00±17.32 a 75.00±17.32 a 1.59±0.16 b 0.95±0.29 a
30 ℃ 15.00± 5.77 b 47.50±12.58 a 50.00± 8.16 a 50.00± 8.16 a 1.56±0.09 b 0.86±0.06 a
不同字母者为差异显著(P<0.05),下同
Different letters mean significant difference (P<0.05), same as below
表 2 不同温度下光照对百蕊草种子萌发率与幼苗生长的影响
Table 2 Effects of light on seed germination rate and seedling growth of T. chinensis under different temperatures
温度 光照 发芽率 / % 胚根均长 / cm 子叶均长 / cm
20 ℃ 光 77.50± 9.57 a 0.74±0.15 b 1.33±0.21 a
暗 72.50± 9.57 a 1.93±0.19 a 1.04±0.08 b
25 ℃ 光 67.50±18.93 a 0.65±0.10 b 1.34±0.35 a
暗 75.00±17.32 a 1.59±0.15 a 0.95±0.29 a
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3.2 不同浓度GA3与 6-BA组合对百蕊草种子萌发
的影响
不同质量浓度GA3与 6-BA 组合对百蕊草种子萌
发的影响见表 3。可见,不同质量浓度 GA3对百蕊草
种子萌发有一定影响。GA3为 100 mg/L 时,极显著抑
制种子萌发。GA3≤10 mg/L 时,促进种子提前萌发,
但不能提高最终发芽率。发芽试验第 2 天,除 GA3 10、
100 mg/L 处理外,其余各处理发芽率均显著高于对
照,但到第 8 天时,除 GA3 10、100 mg/L 处理外,
其余各处理差异不显著,发芽率在 50%~65%。GA3
与 6-BA 组合只能促进提前萌发,不能提高发芽率。
3.3 白茅根系分泌物对百蕊草种子萌发的影响
不同浓度白茅根系分泌物对百蕊草种子萌发的
影响见表 4。不同浓度白茅根系分泌物均可促进百
蕊草种子萌发,提高发芽率,当质量浓度为 0.001 6
g/mL 时,发芽率最高,为 76.67%,但与对照差异
不显著。XAD-16 部位两种质量浓度都显著抑制百
蕊草种子萌发,而 XAD-7 部位高质量浓度抑制百蕊
草种子萌发,低质量浓度则促进其萌发,发芽率为
70.00%,高于对照。
表 3 不同质量浓度 GA3与 6-BA 组合对百蕊草种子萌发率的影响
Table 3 Effects of GA3 and 6-BA combinations at different concentrations on seed germination rate of T. chinensis
发芽率 / % 处 理
2 d 3 d 4 d 8 d
水 10.00±0.00 ab 55.00±5.00 a 60.00± 0.00 a 65.00± 5.00 a
0.1 mg·L−1 GA3 25.00±5.00 a 35.00±5.00 bc 40.00±10.00 a 55.00±15.00 a
0.5 mg·L−1 GA3 25.00±5.00 a 55.00±5.00 a 60.00±10.00 a 65.00± 5.00 a
1.0 mg·L−1 GA3 25.00±5.00 a 35.00±5.00 bc 45.00± 5.00 a 60.00± 0.00 a
10 mg·L−1 GA3 17.14±2.86 ab 24.29±4.29 c 41.43± 1.43 a 48.57± 8.57 a
100 mg·L−1 GA3 0.00±0.00 b 0.00±0.00 d 0.00± 0.00 b 0.00± 0.00 b
0.5 mg·L−1 GA3+0.56 mg·L−1 6-BA 25.00±5.00 a 35.00±5.00 bc 45.00± 5.00 a 55.00± 5.00 a
0.5 mg·L−1 GA3+0.1 mg·L−1 6-BA 25.00±5.00 a 40.00±0.00 b 55.00± 5.00 a 65.00±15.00 a
表 4 不同质量浓度的白茅根系分泌物对百蕊草种子萌发率的影响
Table 4 Effects of I. cylindrical secretions at different concentrations on seed germination rate of T. chinensis
发芽率 / % 处 理
3 d 4 d 6 d 8 d
水 43.30±11.55 a 47.50±12.58 a 55.00± 5.78 ab 60.00± 0.00 ab
白毛根系分泌物 4.0 mg·L−1 50.00±11.55 a 52.50± 9.57 a 55.00± 5.78 ab 63.33± 5.77 ab
白毛根系分泌物 0.16 mg·L−1 50.00±26.30 a 56.67±30.96 a 56.67±30.96 ab 66.67±10.00 ab
白毛根系分泌物 0.016 mg·L−1 40.00±17.32 a 43.33±15.28 ab 56.67±11.55 ab 63.33± 5.77 ab
白毛根系分泌物 0.001 6 mg·L−1 50.00±10.00 a 53.33±15.28 a 70.00±20.00 a 76.67±23.09 a
白毛根系分泌物 X AD-16 部位 5.25 mg·L−1 0.00± 0.00 b 13.33±14.14 bc 26.67±21.60 bc 30.00±17.32 cd
白毛根系分泌物 X AD-16 部位 0.052 5 mg·L−1 33.33±30.55 a 40.00±36.06 ab 40.00±36.06 abc 50.00±20.00 bc
白毛根系分泌物 X AD-7 部位 5.25 mg·L−1 0.00± 0.00 b 3.33± 5.00 c 13.33± 8.46 c 17.67± 9.57 d
白毛根系分泌物 X AD-7 部位 0.052 5 mg·L−1 56.67±20.82 a 60.00±20.00 a 63.33±15.28 A 70.00±10.00 ab
4 讨论
4.1 温度与光照对百蕊草种子萌发的影响
温度是影响种子萌发的重要外界因素。在一定
温度范围内,种子萌发率随温度的升高而升高。本
研究结果表明,适当的高温可促进百蕊草种子快速
萌发,提高发芽率,显著促进幼苗胚根和子叶伸长。
20 ℃和 25 ℃条件下,百蕊草种子发芽率分别达
72.50%和 75.00%,幼苗生长健壮。温度过高(≥30
℃)或过低(≤15 ℃)均不利于百蕊草种子萌发和
幼苗生长。这与自然状态下,百蕊草在春天气温大
于 15 ℃时出苗,20 ℃和 25 ℃旺盛生长,初夏气
温大于 30 ℃时枯萎的规律是相一致的。
光照是影响种子萌发的另一个重要外界因素。
特别是对一些光敏种子,适当波长和时间的光照是
种子萌发的必要条件[5]。本研究表明,光照或黑暗
对百蕊草种子萌发没有显著影响,但对幼苗胚根生
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长、子叶伸长和子叶转绿有显著影响。光照显著抑
制幼苗胚根生长,显著促进子叶伸长和转绿;而黑
暗显著促进幼苗胚根伸长,抑制子叶伸长和转绿。
综合考虑种子萌发速度、发芽率和幼苗生长,
宜选择 20 ℃黑暗条件作为百蕊草种子萌发的基本
条件。
4.2 激素对百蕊草种子萌发的影响
本研究结果表明,不同质量浓度 GA3 与 6-BA
组合对百蕊草种子萌发无显著影响。当 GA3≤10
mg/L 时,促进种子提前萌发,但不能提高最终发芽
率。当 GA3 为 100 mg/L 时,极显著抑制种子萌发。
这可能是因为百蕊草种子萌发过程中还有其他激素
参与。
4.3 寄主根系分泌物对百蕊草种子萌发的影响
寄生植物种子研究表明,寄主根系分泌物(主
要是其中的信号物质)的刺激,常常是寄生植物种
子萌发的必要条件,即在萌发前寄主给一化学信号
种子才能萌发。如独脚金和列当种子经过预培养阶
段后,只有在高粱等寄主植根分泌物的信号诱导下
才会萌发。管花肉苁蓉需要某些合适的萌发刺激物
质的作用,激活休眠种子内部酶的活性,才能打破
休眠、促进萌发[6]。而有些半寄生植物种子在无寄
主条件下可以萌发。如檀香科半寄生植物檀香[7]、
矮生百蕊草[8-9]。本研究发现百蕊草种子不需要寄主
根系分泌物的刺激,只要温度和水分条件满足即可
萌发。但是寄主白茅根系分泌物可以促进百蕊草种
子萌发,提高发芽率,当白茅根系分泌物质量浓度
为 1.6 mg/mL 时,发芽率最高,为 76.67%,且白茅
根系分泌物可促进百蕊草幼苗健壮生长。本课题组
注意到,白茅根系分泌物高浓度对百蕊草种子发芽
率的促进作用反而不如低浓度,可能是因为其中同
时含有抑制和促进发芽的两种物质,而它们的有效
活性浓度范围不同。这从白茅根系分泌物不同部位
对百蕊草种子萌发的影响,可以得到证实,XAD-16
部位两种浓度都显著抑制种子萌发,而 XAD-7 部位
高浓度抑制种子萌发,低浓度则促进萌发,发芽率
为 70.00%,高于对照。至于这些物质的种类和有效
浓度,有待于进一步研究。
参考文献
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