甘露醇引发处理对丹参种子萌发及幼苗生长的影响*

2018-08-28石晓晨席晓志戚莹雪蒲高斌张永清

天津中医药 2018年8期

张玉，石晓晨，马云，席晓志，戚莹雪，蒲高斌，李佳，刘谦，张永清

（山东中医药大学，济南 250355）

丹参（Salvia miltiorrhiza Bge.）为唇形科鼠尾草属多年生草本植物，以干燥根及根茎入药[1]，具有活血祛瘀、通经止痛、清心除烦、凉血消痈等功效，临床应用范围广泛，特别是对心脑血管疾病具有很好的治疗效果，属于大宗常用中药材之一。目前丹参药材商品以人工栽培供应为主，全国大部分省区均有生产，其中山东、陕西、河北、河南、安徽等地种植面积较大，是丹参的主要产区。不同产区由于气候、环境及传统生产习惯的差异，在丹参栽培生产中而采用不同的繁殖方式，如山东产区主要采用种子育苗移栽[2]，河北产区多用根段繁殖等。种子发芽率可直接反映种子的田间出苗率，是体现种子质量的最重要指标之一。丹参种子自然条件下萌发率低（自然条件下只有30%～40%）且出苗不齐，严重影响田间出苗率，降低丹参药材产量。提高丹参种子萌发率是保证种苗质量提高药材产量和质量的有效途径。

研究表明，干旱胁迫是影响药用植株生长和次生代谢活动的主要因素[3]，将种子通过引发[4－5]进行适度的干旱胁迫处理可明显提高种子活力，促进萌发及出苗整齐，增强抗逆性[6]。但引发处理在药用植物领域研究较少，在农作物[7－8]及蔬菜[9－10]领域运用的

较多，常用引发剂有KNO3（硝酸钾）、K3PO3（磷酸三钾）、聚乙二醇（PEG）、甘露醇等。其中以PEG引发处理较为常用，对其机制、最适引发条件选择[11]（分子量、引发浓度、引发时间、温度等）已有较多研究报道。睢少华等[12]曾利用水、聚乙二醇－6000（PEG－6000）、硝酸钾（KNO3）、赤霉素（GA3）、6－苄氨基腺嘌呤（6－BA）引发处理丹参种子，发现200 g/L PEG－6000或2.5 mg/L KNO3可有效促进种子萌发和提高幼苗抗旱性。甘露醇为临床上常用的脱水剂，可利用其特性为植物创造不同程度的干旱环境。因此，文章采用甘露醇（脱水剂）作为引发剂，研究了浓度及时间等因素对丹参种子萌发期间发芽势、发芽率及简化活力指数等指标的影响，探讨促进丹参种子萌发和提高幼苗抗旱性的有效途径，为完善丹参规范化种植标准操作规程提供依据。

1 材料与方法

1.1 材料 2017年8月购置山东蒙阴产丹参成熟新种子。种子籽粒饱满，千粒质量为1.693 1 g，在4℃条件下贮藏备用。种子经山东中医药大学李佳教授鉴定，确认为唇形科植物丹参（Salvia miltiorrhiza Bge.）种子。

1.2 仪器生化培养箱（金坛市医疗仪器厂）；电子天平LE204E/02[梅特勒－托利多仪器（上海）有限公司]。

1.3 方法

1.3.1 种子引发处理试验于2017年9月在山东省高等学校中药资源学重点实验室进行。随机选取种子，设引发浓度和引发时间两因素处理，每个因素设5个水平，共有21个处理。引发浓度：1%，3%，5%、7%、9%；引发时间：0（CK）、4、8、12、16 h，其中CK为对照。每处理精选50粒种子，设8次重复。

1.3.2 种子萌发试验引发处理完成后将种子取出，用蒸馏水冲洗干净，室温自然晾干至原质量，然后进行萌发试验。分别将每个处理的50粒种子置于铺有双层滤纸的直径9 cm的培养皿中，加蒸馏水保持滤纸湿润，置于生化培养箱中培养，培养温度即为引发温度，均为（25±1）℃。每天光照12 h，光强为2 000 LX。以胚根露出2 cm视为萌发，有1粒种子发芽时视为萌发开始，每天定时记录种子发芽数。第5天统计发芽势，第10天统计发芽率，并测量苗高、胚根长度，计算简化活力指数。试验数据用SPSS 18.0统计软件进行统计分析。计算公式如下。

2 结果与分析

2.1 引发浓度和引发时间对丹参种子发芽势与发芽率的影响经统计，各引发处理后丹参种子发芽势与发芽率情况如表1所示。

表1结果显示，丹参种子发芽势随着甘露醇引发浓度的提高和引发时间的延长有逐渐降低的趋势。在引发时间为4 h时，引发浓度相差8%以上时有显著性差异，同时达到极显著水平；在引发时间为8 h、12 h时，引发浓度相差4%以上时才有显著性差异，同时达到极显著水平；在引发时间为16 h时，引发浓度相差2%以上时就有显著性差异，同时达到极显著水平。说明引发浓度和引发时间对丹参种子发芽势具有明显抑制作用。

丹参种子发芽率随着甘露醇引发浓度的提高和引发时间的延长也有逐渐降低的趋势，但变化并不十分规律。在相同引发时间内，发芽率总体随引发浓度升高而降低，除16 h处理外，在1%浓度下发芽率最高，达71.2%，在9%浓度下发芽率最低，为33%。在引发时间为4 h时，引发浓度1%与3%、7%、9%之间有显著性差异，引发浓度9%与5%、1%之间达有极显著差异；在引发时间为8 h时，引发浓度1%与7%、9%之间，7%与9%之间有显著性差异，1%与9%之间有极显著性差异；在引发时间为12 h时，各引发浓度之间均无显著性差异；在引发时间为16 h时，只有9%浓度与其它引发浓度之间极显著性差异，其它浓度之间却无显著性差异。

表1 引发浓度和引发时间对丹参种子发芽势与发芽率的影响（）Tab.1 Effect of concentration and time of initiation on germination potential and germination rate of Salvia miltiorrhiza seeds（）

*注：各处理间显著性检验，小写字母无相同者，差异为显著；大写字母无相同者，差异为极显著。

显著性检验*5% 1% 5% 1%CK 0 56 a A 60.8 abcd ABC 1 4 54.8 a A 71.2 a A 3 4 48.4 abc ABC 58.8 bcde ABC 5 4 46.8 abcd ABCDE 64 ab AB 7 4 47.2 abcd ABCD 57.6 bcde ABC 9 4 34 efg CDEFG 46.4 ef CDE 1 8 51.6 ab AB 64 ab AB 3 8 52.4 ab A 57.6 bcde ABC 5 8 45.6 abcd ABCDE 58 bcde ABC 7 8 37.6 cdef BCDEFG 50.4 cde BCD 9 8 26 gh GH 36 fg DE 1 12 49.2 ab AB 62.8 abc ABC 3 12 50.8 ab AB 56.8 bcde ABC 5 12 42 bcde ABCDEF 50.4 cde BCD 7 12 37.2 def BCDEFG 52.8 bcde BC 9 12 30.8 fg FGH 50.8 cde BCD 1 16 46 abcd ABCDE 56.4 bcde ABC 3 16 51.6 ab AB 58.4 bcde ABC 5 16 33.6 efg DEFG 55.2 bcde ABC 7 16 32.4 efg EFG 49.2 de BCD 9 16 18.4 h H 33.2 g E浓度（%）时间（H）发芽势（%）显著性检验* 发芽率（%）

2.2 引发浓度和引发时间对丹参种苗性状与简化活力指数的影响经统计，各引发处理后丹参种苗性状与简化活力指数变化情况参如图1所示。

图1结果显示，随着甘露醇引发浓度的提高和引发时间的延长，丹参苗高及根长均有逐步降低的趋势，提示水分胁迫会导致丹参幼苗生长减弱，苗高、根长降低。对丹参幼苗简化活力指数来讲，甘露醇引发浓度相对于引发时间影响更大。

3 结论与讨论

图1 引发处理对丹参种苗根长与苗高的影响（Fig.1 Effect of initiation treatment on root and height of Salvia miltiorrhiza（）

试验研究结果显示，甘露醇引发浓度与引发时间对丹参种子的发芽势、发芽率、苗高、苗根长及简化活力指数均有一定影响，总体趋势是引发浓度越高、引发时间越长，对丹参种子萌发及幼苗生长的抑制作用越强。具体结果为：在各种处理中，发芽势最高的是对照，其它各种处理均较低；发芽率最高的是1%浓度引发4 h，其次是5%浓度引发4 h和1%浓度引发8 h，均高于对照但没有显著性差异；苗根最长的处理是5%浓度引发4 h，苗根最短的处理是9%浓度引发12 h；简化活力指数最高的处理是5%浓度引发4 h，其次是1%浓度引发12 h及3%浓度引发8 h，均高于对照并具有显著性差异。丹参属于根类药材，根系发育状况不仅影响苗栽的成活率，也影响将来药材的产量，简化活力指数是评价丹参种子质量的重要指标。因此，利用甘露醇引发丹参种子的最佳处理为：5%浓度引发4 h。

甘露醇作为一种引发剂，其引发浓度和引发时间对丹参种子发芽有重要影响，低浓度及适当引发时间有促进种子萌发的作用。本试验仅对丹参种子萌发的发芽势、发芽率及幼苗的根长、苗高等指标进行了统计分析，对幼苗叶绿素、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、氧化氢酶（CAT）、丙二醛（MDA）活性、脯氨酸等生理指标的影响尚需进一步研究。利用甘露醇模拟适宜的干旱胁迫环境对丹参种子进行处理，适宜的引发浓度和时间可明显解决丹参种子发芽率低、出苗不齐的问题，这对于在生产实际中对丹参种子进行干旱胁迫处理，提高种苗质量，保证丹参药材的产量与质量具有重要意义。