国家药用植物种质资源库中期库贮存7种药用植物种子生活力监测

金钺 杨成民 魏建和

[摘要]该文通过测定国家药用植物种质资源库中期库中保存4年的桔梗、荆芥、穿心莲、党参、黄芩、益母草、冬凌草等7种药用植物种子发芽率，分析了种子入库前后发芽率的变化情况并评价了其生活力的变化。结果表明在中期库贮藏4年后7种药用植物的种子发芽率均下降，除荆芥、黄芩种子发芽率下降不显著外，其余5种药用植物的种子发芽率显著下降。桔梗、党参、冬凌草种子入库前发芽率越高，贮藏后发芽率下降幅度越小，穿心莲呈现相反的趋势，荆芥、黄芩各发芽率区间下降的幅度大致相同。低温贮藏能有效地延长了种子寿命，保持了种子活力，有必要积极开展主要药用植物种子的贮藏特性研究，并制定种子的监测方案和更新标准。

[关键词]中期库；药用植物种子；生活力

[Abstract]In order to evaluate seed viability of Platycodon grandiflorum， Schizonepeta tenuifolia， Andrographis paniculat， Codonopsis pilosula， Scutellaria baicalensis， Leonurus japonicus， Rabdosia rubescens， stored in the mediumterm gene bank of the National Medicinal Plant Gene Bank for 4 years， we tested seed germination rate of 7 species of medicinal plant and analyzed the change of significance of levels of the germination rate in pre and post store Seed germination rates of 7 species of medicinal plants were all decreased after 4 years， and the decrease of S tenuifolia and S baicalensis germination rates were much smaller than other species The higher initial germination rate of P grandiflorum， C pilosula， R rubescens seed has the smaller decline of germination rate， but the data of A paniculata showed the opposite trend The rate decline of the germination of S tenuifolia and S baicalensis was roughly the same in different germination rate interval The results showed that low temperature storage could effectively prolong the seed longevity， and maintain the seed vigor Moreover， it is necessary to study on the storage characteristics of the main medicinal plant seeds， and establish the monitoring plan and regeneration standard

[Key words]mediumterm gene bank； medicinal plants； viability

doi：10.4268/cjcmm20160904

药用植物种质资源是国家重要生物战略资源，是中医药可持续发展基础，但长期的过度开发利用、生态环境恶化等导致大量药用基因灭绝。因此，加强药用基因资源的保存、保护和可持续利用是中国医药学发展迫在眉睫的重要任务。为了有效地保护宝贵的种质资源，我国于2006年在北京建设了首个国家药用植物种质资源库。目前，完成入库的野生、栽培药用植物种质近3万份，3 599种，所有种质分成2份，分别贮存在中期库和长期库。随着种质资源库收集和保存的量越来越多，需要对不同种质定期进行抽样监测，以便更安全的贮藏更多的种质和确定各种质繁殖更新时间。但药用植物种质资源保护工作起步晚，到目前为止没有系统开展种子生活力监测工作。只有桔梗、黄芩、知母、党参等少数几种药材对比室温与低温贮藏下种子活力的变化[15]，由于以往研究试验设备的限制（以冰箱模拟中期库条件，但湿度无法恒定），贮藏时间较短（不超过3年）和测定样品量少等问题，无法真正揭示出各种药用植物种子贮存特性。为此，笔者从中期库保存的24万份种质中抽样监测已贮存4年的7种药用植物共171份种质材料开展初步研究，以明确低温贮存对7种药用植物种质生活力的影响，为制定药用植物种质监测和更新标准提供科学依据。

1材料

药用植物共7种，共计171份种子材料（表1）。

2方法

21中期庫贮藏条件中期库贮藏的标准是保证种质材料保存15年以上。种子均采用4层铝箔袋密封包装，温度为（-4±1）℃，相对温度（45±5）%，移动式种子架开放保存。

22发芽方法参照国际植物遗传资源委员会（IBPGR）和Ellis推荐的贮存种子生活力监测方法进行[6]。为了避免种子浪费，每份种子用量为《国际种子检验规程》规定标准[7]的一半。培养皿中放1层海绵和1层滤纸作为发芽床，每份50粒种子，3次重复，置于人工气候箱内发芽。具体发发芽条件是：荆芥、桔梗、党参和冬凌草种子无需前处理，25 ℃光照8 h，15 ℃黑暗16 h；穿心莲种子浸种20 h，30 ℃恒温，光照8 h，黑暗16 h；黄芩种子浸种10 h，25 ℃恒温，光照8 h，黑暗16 h[8]；益母草浸种24 h，25 ℃恒温，光照8 h，黑暗16 h。荆芥、党参、冬凌草、黄芩、穿心莲、益母草、桔梗种子分别在6，7，7，7，7，10，14 d统计发芽率。观察记录正常幼苗、不正常幼苗、新鲜未发芽、硬实及死种子的数量。

发芽率=（发芽终期正常幼苗数/供试种子数）×100%

23发芽率下降显著性判断依据由于测定结果本身含有实验误差，依据《国际种子检验规程》中不同送验样品间发芽试验一致性的容许差距（表2）来判断贮藏的种子发芽率是否出现显著下降，如果起始测定值与监测测定值之差不超过该容许差距，说明发芽率没有出现显著下降，反之则表明种子发芽率出现了显著下降。

3结果与分析

317种药用植物种子在中期库贮藏4年后平均发芽率的显著性分析7种药用植物的种子在中期库贮藏4年后发芽率均为下降趋势（表3），其中荆芥、黄芩植物的种子发芽率下降不显著，穿心莲、桔梗等4种植物的种子发芽率显著下降，其中党参、穿心莲、冬凌草、益母草下降幅度在12%～17%。

327种药用植物种子的不同发芽率区间的发芽

4讨论

通常情况下，种子经过良好的干燥处理，降低种子含水量（5%～7%），密封于铝箔袋、铝瓶或玻璃瓶中，在低温环境中（中期贮藏温度为-4～4 ℃，长期贮藏温度为-18 ℃或更低的温度）予以保存。低温贮藏利于延长种子寿命、保持活力、并保存原有种质的遗传完整性。中期库贮藏的桔梗、黄芩、荆芥、党参等药材种子发芽率明显高于其他室温或低温冰箱等条件下种子发芽率。据报道桔梗种子在室温条件下贮藏年限不超过1年[4]，本研究中桔梗种子4年后平均发芽率仍为727%，党参可达到716%，相比布袋室温贮藏的党参（发芽率为885%）贮藏1年后发芽率下降为435%，贮藏3年以后则不足10%[5]。黄芩种子在室温条件下不耐贮藏，当年新种子放在牛皮纸袋贮藏于室温2年后发芽率即下降为107%[5]，黄芩种子在本研究中发芽率降低不显著，表现出较好的耐贮藏特性。在低温贮藏过程中，种子活力的下降，伴随着引起遗传变异。穿心莲种子经过贮藏后，畸形苗大量增加，比例高达220%，预示着突变已发生在贮藏种子中，需要针对不耐贮藏的种子开展深入的保存研究，并重点监测不耐贮藏的药用植物种子，才能长期安全保存药用植物种质资源。

理论上，种子在现代化低温低湿条件下（长期库）可以安全保存50年以上，中期库在15年以上[10]，但是种子在贮藏期间的寿命也会受到许多因素的影响[11]，不同物种种子的贮藏寿命存在差异[12]，并且随着种质贮藏时间的延长，种子生活力下降，或由于鉴定、分发、监测及研究利用的消耗，需要对库存种子进行定期或不定期的更新繁殖。国际植物遗传资源委员会（IBPGR）建议，在长期库，入库起始发芽率较高（95%）的种子，10年后进行第1次监测，中期库为5年，监测的间期可根据经经验确定[13]。对于大多数物种，当满足以下条件后要进行繁殖更新：①当种子活力降到85%以下或降到初始发芽率的85%；②活种子数量减少到低于400粒种子时，异花授粉杂合型种质少于1 000粒种子时；③当某一种质的种子数目少于完成繁殖该物种3次所需的种子量时[14]。药用植物有上万种之多，种子多来自野生，因此许多药用植物种子入库时的发芽率无法达到此标准。本文只监测了中期库的7种常用大宗的药用植物种子，其种子入库的起始发芽率就差别很大（37%～99%），面对没有系统地开展生活力监测的近3万余份种质，需要在今后的工作中积极开展主要药用植物的耐贮性研究，才能为药用植物种子活力监测和更新方案提供可靠的参考依据，以达到长期安全贮藏药用植物种质资源的目的。

[参考文献]

[1]唐秀光，秦淑英，宋珍，等. 不同贮藏方法对3 种药用植物种子发芽率的影响[J]. 河北林果研究，2001，16（2）：133.

[2]郭巧生， 赵荣梅， 董其亭，等. 不同贮藏方法对桔梗种子生命力影响的初步研究[J]. 中国中药杂志，2007，32（14）：1455.

[3]王君山， 张亮， 田冰洁. 包装材料对知母等几种药用植物种子发芽率的影响[J] . 河北林果研究，2003， 18（3）：259.

[4]陈瑛. 实用中药种子技术手册[M] . 北京：人民卫生出版社，1999.

[5]王辉霞. 不同贮藏年限和贮藏方法对党参种子发芽的影响[J]. 农业科技与信息，2007（11）：41.

[6]Ellis R H， Roberts E H， Whitehead J. A new， more economic and accurate approach to monitoring the viability of accessions during storage in seed banks [J]. Plant Gen Res Newslett， 1980， 41： 3.

[7]国际种子检验协会. 1996国际种子检验规程 [M]. 北京： 中国农业出版社， 1996.

[8]张志梅，周应群，曹海禄，等. 黄芩种子的发芽条件研究[J]. 中国现代中药， 2011，13（2）： 23.

[9]李玲梅，李明. 不同处理方法对穿心莲种子萌发影响的初步研究[J]. 广东药学院学报，2011（27）：371.

[10]Roberts E H. Seed ageing： the genome and its expression [M]//Nooden L D，Leopold A C. Senescence and ageing in plants. Salt Lake City：Academic Press， 1998： 465.

[11]Specht C E， Freytag U， Hammer K， et al. Survey of seed germinability after longterm storage in the Gatersleben genebank （part 2） [J]. Plant Gen Res Newslett， 1998， 115： 39.

[12]Walters C， Wheeler L M， Grotenhuis J M. Longevity of seeds in a genebank： species characteristics [J]. Seeds Sci Res， 2005，15： 1.

[13]IBPGR. Advisory committee on seed storage： report of the third meeting [M]. Rome： IBPGR， 1985：85.

[14]陳叔平. 种质资源低温保存原理与技术[M]. 北京：中国农业科技出版社，1995：177. [责任编辑吕冬梅]