外源试剂对滇重楼种子萌发的影响*
2015-08-10王艳芳李荣英杨春勇
唐 玲,王艳芳,李荣英,杨春勇,李 戈
(中国医学科学院药用植物研究所云南分所/西双版纳州傣药南药重点实验室,云南 景洪666100)
滇重楼[Paris polyphylla. Smith var. yunnanensis(Franch.)Hand.-Mazz] 为延龄草科重楼属多年生草本植物,主要分布于云南、贵州和四川,其根茎入药,有清热解毒、消肿止痛、凉肝定惊之功效[1]。滇重楼在我国有着悠久的药用历史,为云南白药、宫血宁、夺命丹等中成药的主要原料,已被收入2010 年版《中国药典》[2]。
传统滇重楼药用取材主要依赖于野生资源,随着新药的开发,滇重楼的需求量越来越大,人工种植已成为解决滇重楼资源匮乏的必然选择。天然条件下,滇重楼种子需要两冬一夏才能出苗,15 个月的出苗率也只有46.2%[3]。如何打破休眠缩短育苗时间,成为滇重楼人工种植的重点方面。种子的萌发过程由多种内源植物激素参与调节,因此应用外源激素或光照、后熟或低温等处理,能打破休眠,促进萌发[4]。袁春理等人对滇重楼的适宜萌发温度进行了研究,发现18~20℃是其萌发的最适温度[5-6]。本试验旨在探讨最适温度条件下,外源激素和试剂对药用植物滇重楼种子萌发特性的影响,为其大规模人工栽培和资源保护提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 材料
滇重楼种子于2011 年采集于云南白药武定重楼基地,去皮处理。
1.2 不同化学药剂处理
滇重楼种子分别用赤霉素(GA3)、萘乙酸(NAA)、吲哚乙酸(IAA)、6-苄氨基嘌呤(6-BA)、硝酸钾(KNO3)与硼酸(H3BO3)对滇重楼种子进行浸种处理。其中赤霉素所用的浓度为50、100、200、500mg/L;萘乙酸所用浓度为20、50、100、200mg/L;吲哚乙酸、6-苄氨基嘌呤与硝酸钾所用浓度为:10、20、50、100mg/L;硼酸所用浓度分别为:50、100、200、500mg/L;种子的浸种时间均为24 h,每处理4次重复,每重复100 粒种子。以不用激素处理为空白对照。
1.3 层积处理
将化学药剂处理的种子与湿沙1 ∶3 混拌,然后进行恒温层积处理(温度20℃)在恒温箱中进行。
1.4 测定指标与方法
以滇重楼种子的胚根突破种皮视为萌发,分别于处理60、90d 后进行观察记录,萌发率=(萌发种子数/供试种子总数)×100%.
1.5 数据处理
试验数据采用Microsoft Excel 2003 处理,采用SPSS 17.0 统计分析软件对数据进行方差分析,采用Duncan 测验进行显著性分析,置信区间95%.
2 结果
2.1 赤霉素对滇重楼种子萌发的影响
由表1 可知,经不同浓度赤霉素处理后,滇重楼种子的发芽率发生显著变化。60d 时,在高浓度(200、500mg/L)赤霉素下,滇重楼种子的发芽率显著高于对照及其他浓度,其发芽率相比对照和其他浓度提高了20%左右。90d 时,赤霉素 处理的种子发芽率之间并无显著差异,与对照也无显著差异。说明在一定时间内,高浓度的赤霉素可以更快的促进种子发芽,显著提高滇重楼种子发芽率。
表1 不同浓度赤霉素处理滇重楼种子的发芽率
2.2 萘乙酸对滇重楼种子萌发的影响
由表2 可知,不同浓度萘乙酸处理后,滇重楼种子的发芽率与对照相比显著降低。随着萘乙酸浓度的逐渐升高,滇重楼种子的发芽率也逐渐降低,相比对照,60d 的发芽率了25%~40%,90d 时,其发芽率降低了23% ~76%.上述情况说明,萘乙酸能够显著抑制滇重楼种子的发芽。
表2 不同浓度萘乙酸处理滇重楼种子的发芽率
2.3 吲哚乙酸对滇重楼种子萌发的影响
由表3 可知,不同浓度吲哚乙酸处理后,滇重楼种子的发芽率呈现不同变化。60d 时,滇重楼种子发芽率在20mg/L 浓度下相比对照显著提高了13%,而在100mg/L 与10mg/L 的浓度下,种子的发芽率与对照相比分别显著降低了11%与13%. 90d时,除20mg/L 浓度,与对照相比,其余浓度下滇重楼种子的发芽率显著降低,在8%~14%之间。上述情况说明,在20mg/L 浓度下的吲哚乙酸在一定时间内能够促进滇重楼种子发芽,提高种子发芽率。
表3 不同浓度吲哚乙酸处理滇重楼种子的发芽率
2.4 6-苄氨基嘌呤对滇重楼种子萌发的影响
由表4 可知,经不同浓度6-苄氨基嘌呤处理后,滇重楼种子的发芽率随着浓度的增加逐渐降低。60d 时,滇重楼种子在低浓度(10mg/L)下,其发芽率与对照相比显著增加了12%;在高浓度下(50、100mg/L),滇重楼种子发芽率与对照相比分别显著降低了14%与25.66%. 90d 时,低浓度下(10mg/L),种子发芽率与对照相比显著增加了5.67%;而在高浓度下(100mg/L),滇重楼种子发芽率与对照相比分别显著降低了20.67%. 上述情况说明,低浓度的6-苄氨基嘌呤能够显著促进滇重楼种子发芽,提高其发芽率,高浓度下反而抑制其发芽。
表4 不同浓度6-苄氨基嘌呤处理滇重楼种子的发芽率
2.5 硼酸对滇重楼种子萌发的影响
由表2 可知,经不同浓度硼酸处理后,滇重楼种子的发芽率随着硼酸浓度的增加有所降低。60d时,低浓度(50mg/L)的硼酸下,滇重楼的发芽率与对照相比并无显著差异;随着硼酸浓度的逐渐升高,其种子发芽率逐渐降低,与对照相比,发芽率显著降低,在17.66%~34.66%之间。90d 时,滇重楼种子发芽率情况与60d 情况相似,在500mg/L 浓度时,其种子发芽率与对照相比显著降低了35.33%.上述情况说明,硼酸在低浓度情况下对滇重楼种子发芽并无显著影响,在短时间内,高浓度的硼酸显著抑制了其种子发芽。
表5 不同浓度硼酸处理滇重楼种子的发芽率
2.6 硝酸钾对滇重楼种子萌发的影响
由表6 可知,经不同浓度硝酸钾处理后,滇重楼种子的发芽率有所升高。60d 时,随着硝酸钾浓度的逐渐降低,滇重楼种子的发芽率也逐渐升高。在低浓度(10、20mg/L)下,滇重楼种子的发芽率与对照相比显著升高了18.34%与13.67%. 90d 时,滇重楼种子的发芽率与对照相比并无显著差异。上述情况说明,硝酸钾在低浓度条件下能够更快的促进种子发芽,显著提高滇重楼种子发芽率。
表6 不同浓度硝酸钾处理滇重楼种子的发芽率
3 结论与讨论
种子休眠是植物本身适应环境和延续生存的一种方式,是物种适应自然的一种生态策略。一般认为,种子的休眠特性是它在长期演化过程中形成的对不良环境的适应[7]。滇重楼种子休眠期漫长,其中种子存有萌发抑制物、种胚发育不完全以及生理学后熟是其休眠的主要原因[8]。使用某些植物外源激素或试剂浸种可以打破种子休眠,破坏妨碍种子萌发的活性物质,从而有利于种子的吸水萌发[9],赤霉素是影响种子萌发的主要植物激素之一,可以提高种子水解酶的活性,使贮藏物质大量分解,并输送到新生器官供生长使用,因此,使用赤霉素浸种可以促进种子萌发[10]。萘乙酸 可促进细胞伸长与分裂,诱导形成不定根,促进插枝条生根[11]。吲哚乙酸是高等植物中最普遍存在的植物生长素,能影响细胞分裂、伸长和分化,也影响营养器官和生殖器官的生长、成熟和衰老[12]。6-苄氨基嘌呤作为一种细胞分裂素,可促进细胞分裂,诱导芽的分化,也可促进种子发芽[13]。硼在植物体内参与物质运输与生理代谢活动,影响作物的开花结实和发芽[14]。硝酸钾中的K+作为多种酶的激活剂,可以促进代谢多种酶的活性,诱导植物体内生长促进性激素的生物合成及其活力调控,从而提高种子活力,促进种子的萌发的作用[15]。
不同试剂对打破滇重楼种子休眠的作用有一定的差异。本次研究结果可以看出,赤霉素、吲哚乙酸、6-苄氨基嘌呤、硝酸钾一定情况下能够促进滇重楼种子的萌发,与对照(CK)相比,它们在缩短发芽天数,提高发芽率方面均有较明显的效果,相反,萘乙酸显著抑制了滇重楼种子的发芽。各试剂对滇重楼种子萌芽的影响与其使用浓度关系密切,高浓度下的赤霉素与低浓度下的吲哚乙酸、6-苄氨基嘌呤、硝酸钾都能够促进滇重楼种子的萌发,相反,高浓度下6-苄氨基嘌呤反而显著制其发芽。因而,只有摸索出合理的试剂浓度,才能更好地提高种子发芽率。
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