银合欢种子研究进展

李莉萍++应东山++王琴飞++张如莲

农业部热带作物种子种苗质量监督检验测试中心 海南儋州 571737）

摘 要 随着农业生产对银合欢种子需求的增加，确保银合欢种子的质量成为首要问题。综述近年来对银合欢种子成分、种子萌发、种子保存和种子健康等方面的研究概况，并对银合欢种子研究中存在的问题提出了展望。

关键词 银合欢 ；种子 ；研究进展

分类号 S722.1

Research Progress of Leucaena Seeds

LI Liping YING Dongshan WANG Qinfei ZHANG Rulian

（Tropical Crops Genetic Resources Institute / Ministry of Agriculture Quality Control and Testing Centre for Seeds and Seedlings of Tropical Crops， CATAS， Danzhou， Hainan 571737）

Abstract As the growing demand for Leucaena seeds in the agricultural production， to ensure the quality of Leucaena seeds become the primary issue. All of aspects of the composition of Leucaena seeds， seeds germination， seeds preservation and seeds health are reviewed in recent years in this paper， and the problems existing in the research of Leucaena seeds are pointed out and put forward outlook.

Keywords Leucaena ； seeds ； research progress

银合欢[Leucaena leucocephala （Lamarck） de Wit]系豆科（Fabaceae/Leguminosae）含羞草亚科（Mimosoideae）银合欢属（Leucaena Bentham）植物，为多年生常绿的灌木或乔木。银合欢起源于中美洲墨西哥的尤卡坦半岛，中国最早引进银合欢的是台湾省，至今有300多年的历史。1961年8月华南热带作物科学研究院（现名为中国热带农业科学院）首次从美洲引进萨尔瓦多型银合欢[Salvador type，巨树型，树高可达20 m，即“新银合欢”；普通银合欢为夏威夷型（Hawaiian type），树型矮小浓密，树高5 m以下]在海南试种，目前银合欢引种试种范围南至西沙群岛（北纬16°50′），北至湖北武昌（北纬30°18′），主要集中分布于海南、广东、广西，福建、云南、浙江等省份[1]。随着中国热带畜牧业的快速发展，银合欢种植面积不断扩大。由于银合欢用途广泛，被美誉为“奇迹树”和“蛋白质仓库”，因此普遍分布于地球的热带和亚热带地区[2]。

目前银合欢主要以种子繁殖，随着银合欢种植面积对种子需求的增加，确保银合欢种子质量成为首要问题，并且银合欢种子还可作为药材等，国内外围绕银合欢种子进行了一些相关研究，现将研究情况综述如下。

1 种子成分

目前国内外对银合欢种子化学成分的研究仍处于基础研究阶段。初步研究结果表明，银合欢种子中可能含有氨基酸、有机酸、多糖、黄酮类、皂苷、酚类、生物碱和挥发油等[3]，为银合欢种子的开发利用提供了研究基础。

银合欢种子多糖（又称为银合欢种子胶）主要存在于豆科植物种子胚乳中，主要成分是半乳甘露聚糖，具有较强的吸水和保水能力，在食品和医药等领域被用作增稠剂、稳定剂、凝胶剂等。对银合欢种子多糖的研究表明，此多糖具有良好的耐盐、耐酸和耐碱稳定性，因此可添加在酱油、醋等高盐食品和酸、碱性食品中。此外，银合欢种子多糖还具有抗凝、免疫调节、抗病毒、降血糖、降胆固醇和减肥等作用。银合欢种子中多糖提取的最佳工艺为浸提温度60℃、浸提时间5 h、料液比1‥35、醇沉体积浓度95%。在此条件下，银合欢种子多糖提取率为12.16%[4]。杨永利等[5]通过对多糖微结构的原子力显微镜（AFM）观察，发现银合欢种子多糖的单个糖分子呈线形螺旋状，并具有短的分枝结构，分子链互相缠绕，形成网格状。郭守军等[6]采用黏度法和质量法等对银合欢种子胶的流变学性质和物理性能进行了研究，结果为：银合欢种子胶溶液的黏度随浓度、加热温度升高而升高，溶液为“非牛顿流体”；当浓度大于0.3%时，溶液为“假塑性流体”；当溶液浓度小于或等于0.2%时，为“胀塑性流体”；银合欢种子胶溶液的黏度在酸和碱中比较稳定，尤其在pH 4和pH 10时，其黏度最大，所以银合欢种子胶可作为一种新的半乳甘露聚糖胶资源，广泛用于食品、石油、纺织、造纸等行业。由于银合欢种子胶与其他胶无协效性，今后进行银合欢种子胶的改性研究成为拓宽其用途的必经之路。杨永利等[7]用银合欢种子胶配制成复合涂膜保鲜剂来保鲜杨梅，与对照相比，果实裂果率、失重率降低，果实好果率和硬度明显增加，抑制了果实的呼吸率；有机酸、Vc等营养成分转化、流失速度降低；有效降低MDA、花青素含量，使PAL酶活性处于较低水平，延缓了果实的衰老过程。

银合欢种子在广西壮族民间被用于治疗糖尿病。李学坚等[8]通过对银合欢种子总黄酮（TF）降血糖的实验结果表明，总黄酮对高血糖模型小鼠有明显的降血糖作用，但对正常小鼠血糖无明显影响。廖冬燕等[9]利用银合欢种子TF对糖尿病小鼠小肠α-葡萄糖苷酶活性的抑制作用试验结果为，TF具有抑制糖尿病小鼠小肠粘膜α-葡萄糖苷酶的作用，并呈剂量效应关系，对蔗糖酶和麦芽糖酶的半数抑制浓度（IC50）分别为178、315 μg/mL。endprint

槲皮素（Quercetin， Que）是一种生理作用广泛的天然生物黄酮类化合物，存在于许多植物的花、叶和果实中，具有增强免疫功能、抗菌、抗病毒、镇痛、抑制血小板凝集、舒张血管等药理活性[10]。周江煜等[11]通过银合欢种子中槲皮素对人肝癌细胞株BEL7404、人胃癌细胞株SGC7901和人鼻咽癌细胞株CNE的抑制作用研究表明，银合欢种子中槲皮素可以有效抑制BEL7404、SGC7901和CNE的生长，且随着槲皮素浓度增加和作用时间的延长，抑制作用越明显。

从银合欢种子中提取含羞草素始于R.K. Yoshida（1944年），含羞草素是一种富含于银合欢叶片和种子中的毒性非蛋白氨基酸[β-（3-hydroxy-4-oxopyridyl）α-amino-propionic acid]，具有多方面的生理活性。伍颜贞等[12]研究了一种从银合欢种子中提取含羞草素的简易方法，以水为溶剂，在60℃进行提取，经纯化处理和重结晶，含羞草素的相对提取率为24.1%～27.8%，纯度在95%以上。

国外对银合欢种子中生物碱的氯仿可溶性生物碱提取物（CS）和乙酸乙酯可溶性生物碱提取物（ES）的生物活性进行了研究。初步药物筛选表明，2种提取物对中枢神经系统有相对抑制作用，呼吸频率和深度降低，活动减少[13]。

2 种子萌发

由于银合欢种子种皮坚硬，表面具蜡质，吸水能力差，导致直接播种的出苗率很低，其硬实率达80%～90%。为了提高银合欢种子的出苗率，满足生产上银合欢规模化种植的需求，有必要在播种前对种子进行处理，破除硬实。罗瑛等[14]采用擦破种皮、热水、无水乙醇、40%氢氧化钠溶液、30%双氧水溶液和98%浓硫酸浸种6种方法对热研1号银合欢种子进行处理，结果为擦破种皮的效果最好，发芽率为83.3%；其次是80℃热水恒温浸种3 min，发芽率为79.3%；再次为98%的浓硫酸处理5 min，发芽率为70.7%；无水乙醇、40%氢氧化钠溶液和30%双氧水溶液对银合欢种子的发芽率无明显影响。在实际生产上，考虑到采用擦破种皮方法的处理效率低，可操作性差，建议采用80℃热水恒温浸种3 min或98%的浓硫酸浸种5 min处理银合欢种子。谢振宇等[15]采用不同处理组合对银合欢种子进行萌发试验，结果表明，种子发芽率和发芽势最佳的处理组合均为18℃、16 h/28℃、8 h变温与98%浓硫酸浸种45 min的组合。张如莲等[16]在25℃恒温下，设置4、8、16、24 h 4个浸泡时间，连续4次进行重复吸水-回干处理，结果表明：湿平衡-浸泡-干燥处理反复进行3次，不论浸泡时间长短（4～24 h），都不影响银合欢种子的发芽率；但第4次浸泡后，种子的发芽率开始下降。刘藜等[17]采用不同浓度的PEG（聚乙二醇）溶液，对银合欢种子萌芽进行人工水分胁迫处理，试验结果为：银合欢种子萌芽过程的水势范围为0～-0.4 MPa，随着水分胁迫加剧，种子发芽率、发芽速度、发芽指数呈下降趋势；当水势为-0.6 MPa时，种子不能发芽。丁娜等[18]分别用4个浓度的CaCl2、KNO3、KMnO4试剂对新银合欢种子浸泡48 h，进行催芽处理。结果表明，促进新银合欢种子发芽的最佳条件是用50 mmol/L的KNO3浸泡48 h，发芽率在90%以上，发芽势在76%以上。龚德勇等[19]以20℃自来水作对照，分别采用杀菌剂多菌灵、催芽剂福生活力、生根剂根旺和60℃热水对银合欢种子进行浸种处理。室内发芽试验表明，对缩短银合欢种子发芽时间和提高发芽率的作用效果依次为60℃热水浸种20 min>福生活力浸种3 h>多菌灵浸种10 min>根旺浸种8 h，与对照相比，发芽率分别提高了90.13%、35.39%、9.67%和3.09%，其中60℃热水浸种处理和福生活力浸种处理能有效缩短发芽时间10～15 d，是最为有效实用的物理和化学处理方法。

3 种子保存

种子在保存过程中会发生一系列的物理和生理生化变化，比如细胞完整性破坏、酶活性丧失、活力降低及其他劣变反应[20-21]。如何最大限度地延长种子贮藏寿命，对种质资源的长期保存具有重要意义。近年来发展的一种超干种子保存技术简便易行、经济实用且能延长种子保存寿命，在大豆、花生等30多种植物上的研究结果表明其中大多数植物的保存效果较好[22]。邹冬梅[23]采用硅胶室温干燥法超干保存银合欢种子，试验结果为在同等老化处理后，对照种子发芽率和活力指数大幅度下降，而超干种子的发芽率和活力指数与未老化种子相同。当含水量不低于3.95%时，超干处理种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数不受任何影响，并且种子细胞膜系统的完整性良好，利用超干技术保存银合欢种子是可行的。

4 种子健康

目前随着国内外种子贸易的扩大，种子携带病虫传播和蔓延的机会也随之增多；种子携带的病虫害一旦传入新区，将会给农业生产造成重大的损失和灾难。因此，种子健康测定日益得到人们的重视。世界上很多国家种子检验室开展和发展了种子健康测定，来满足各国种子贸易的需要。种子健康测定是有效控制种子病虫为害，提高种子产量和质量的必要手段，在农业生产上有着非常重要的现实意义。

种子健康测定主要是测定种子是否携带有病原菌（如真菌、细菌及病毒）、有害的动物（如线虫、害虫）等健康状况。银合欢作物的病害主要有叶斑病、根腐病、流胶病、溃疡病和细菌性果腐病等，但总体上全球银合欢的病害并不突出[24]。虫害是影响银合欢发展的重要因素之一。调查表明中国大陆地区银合欢属植物害虫种类为28种，隶属4目21科[25]；据报道，台湾地区银合欢害虫共4目10科12种[26]。近年来对国内银合欢主要种植区的害虫调查表明，银合欢异木虱（Heteropsylla cubana Crawford）、棕肾圆盾蚧[Aonidiella sotetsu （Takahashi）]、褐软蜡蚧（Coccus hesperidum Linnaeus）、吹绵蚧（Icerya purchasi Maskell）和银合欢豆象[Acanthoscelides macrophthalmus （Schaeffer）]是为害银合欢的主要害虫[27]。其中，银合欢豆象是唯一在银合欢种子中发现的入侵性害虫。国外报道银合欢豆象食性高度专一，仅为害银合欢属植物，在田间和仓库均以幼虫蛀食银合欢种子，严重时为害率高达100%；在海南对库存银合欢种子的为害率为35%～100%。endprint

银合欢豆象属于鞘翅目（Coleoptera）豆象科（Bruchidae）豆象亚科（Bruchinae）三齿豆象属（Acanthoscelides Schilsky），该虫原产于南美洲，中国大陆地区于1999年在海南儋州首次发现，目前在广西、广东、云南、贵州、四川、福建和台湾等地定殖危害[28]。国外分布于墨西哥、美国、危地马拉、萨尔瓦多、尼加拉瓜、洪都拉斯、哥斯达黎加、南非和澳大利亚等地[29-30]。在美洲，三齿豆象属为害银合欢属植物的豆象共有4个种，目前中国仅发现银合欢豆象这一种，而曼氏银合欢豆象（A. mankinsi Johnson）、包氏银合欢豆象（A. boneti Johnson）和长齿银合欢豆象（A. leucaenicola Johnson）这3个种是否在国内发生，还有待进一步调查[31]。如何有效控制银合欢豆象的为害，提高银合欢种子的产量和质量，在农业生产上有非常重要的现实意义。

银合欢豆象的主要特征为：表皮红褐色，偶见黑褐色，触角红褐色，锯齿状；头宽短；雄性外生殖器阳基侧突端部膨大，两阳基侧突约在基部的2/5愈合；仅为害银合欢属种子[32]。银合欢豆象寄主全部为银合欢属植物，包括柯氏银合欢（L. collinsii Britton et Rose）、异叶银合欢[L. diversifolia （Schlechtendal） Bentham]、食用银合欢[L. esculenta （Mocino et Sesséex de Candolle） Bentham]、尖叶银合欢（L. lanceolata S. Watson）、银合欢（L. leucocephala）、大叶银合欢（L. macrophylla Bentham）、粉叶银合欢[L. pulverulenta （Schlechtendal） Bentham]、凹叶银合欢（L. retusa Bentham）、夏氏银合欢（L. shannonii Donn. Smith）等[33]。

由于银合欢豆象是国内新发现的害虫，有关银合欢豆象的研究还处于起步阶段，所以相关的研究人员和研究成果很少。吴立心等[26]描述了台湾新发现的银合欢豆象的外部形态、雌雄差异和地理分布。覃新导等[28]对银合欢豆象的生物学特性及其防治进行了研究。结果表明：在RH为75%和20～35℃条件下，银合欢豆象卵期为4～12 d、幼虫期为18～37 d、蛹期为5～11 d、成虫寿命17～31 d，雌雄性别比约为1∶1；在RH为75%和26℃条件下，银合欢豆象完成1个世代需44～48 d。在RH为75%～80%和25℃～30℃条件下，使用56%磷化铝片剂对银合欢豆象进行熏蒸，用药量7～9 g/m3，熏蒸时间48～72 h，成虫、幼虫及蛹死亡率100%。研究还发现南洋楹[Falcataria moluccana （Miquel） Barneby et JW. Grimes，异名Albizia falcataria （Linnaeus） Fosberg等]是银合欢豆象的潜在寄主，值得注意。

温度和湿度是影响银合欢豆象生长发育、繁殖和种群增长的重要因子。王涛等[34]通过温度和湿度对银合欢豆象各虫态的相关研究结果表明：高温处理对银合欢豆象影响较大，随着处理温度和时间的增加，银合欢豆象各虫态的死亡率升高，并且在55和60℃两种温度条件下处理1 h以上，各虫态的死亡率均达到100%；高温对各虫态死亡率影响有差异，银合欢豆象的蛹期对高温的抵御能力明显强于其卵、幼虫和成虫期。湿度对成虫寿命的影响明显大于对卵、幼虫和蛹3个阶段，在RH为30%时，银合欢豆象的成虫期明显短于其他湿度条件；湿度对成虫的产卵也有较大影响，随着湿度升高，产卵量逐渐增多；在RH为30%时，平均产卵量仅为12.11粒，而在RH为70%时，平均产卵量达到23.45粒。

针对银合欢豆象对银合欢种子的为害应引起足够的重视，以控制其为害的扩展。防治银合欢豆象的方法主要有化学防治、物理防治和生物防治，在生产上综合使用3种防治措施，具体做法为：种子入库前将种子进行暴晒1～2 d，避免种子带虫、卵入库，减少交叉感染，或者将种子集中统一放入密封仓库中用56%磷化铝片剂7～9 g/m3熏蒸48～72 h。另一方面，在田间使用化学药剂要慎重，保护好天敌[28]。国外报道有一种金小蜂[Dinarmus basalis （Rondani）]寄生于银合欢豆象[35]，覃新导等[28]研究发现银合欢豆象幼体被姬小蜂科（Eulophidae）柄腹姬小蜂属（Pediobius Walker）的一种昆虫寄生，其种类和生物学有待进一步研究。

5 研究展望

银合欢作为一种具有广阔应用前景的植物，被广泛应用于环境保护、畜牧业、城乡建设、化工业、生态恢复、能源树种和医药工业等，因此如何保证银合欢种子的质量是最首要的问题。虽然目前在银合欢种子成分、种子萌发、种子健康和种子保存等方面做了一些研究，并取得了一些成果，但在诸多方面还存在问题，今后还需在以下方面继续加强研究。

（1）目前中国食用胶的需求量很大，但约75%要靠进口。由于银合欢种子中的半乳甘露聚糖含量较高，且具有较好的增稠、稳定和凝胶作用。加之，银合欢为多年生灌木，分布广泛，种子资源很丰富，是生产半乳甘露聚糖胶的良好原料之一，因此深入对银合欢种子中半乳甘露聚糖胶的研发成为当务之急。

（2）研究表明超干保存技术可有效保存银合欢种子，但在保存过程中DNA分子是否保持其遗传稳定性，是否保证种子的种用价值，还有待深入研究。

（3）相关研究表明，温度和湿度分别对银合欢豆象有显著的影响，但是在实际生产中，温度和湿度对银合欢豆象的影响是综合起作用的，所以，今后还需采用双因子试验研究温湿度对银合欢豆象的综合影响，以期得到更为细致的研究结果。

（4）关于银合欢豆象的防治措施，虽然化学防治见效快，物理防治经济实用，但生物学防治则最有应用前景。因此有必要对银合欢豆象的天敌——柄腹姬小蜂属作进一步鉴定和深入的生物学研究。endprint

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