外源激素及浸泡条件对青天葵球茎休眠破除率的影响

翟勇进，白隆华，黄 浩，唐美琼

(广西壮族自治区药用植物园，广西 南宁 530023)

【研究意义】青天葵常用于治疗支气管炎、肺炎等[1]，曾是出口创汇主要中药[2]，由于人类的过度开采以及自身萌发条件的苛刻[3]，野生资源已经基本灭绝，被中国环境与发展国际合作委员会列入为濒危品种[4]。青天葵主要依靠休眠期长达6个月球茎繁殖，严重影响青天葵的原材料供应和产业的发展[5]。因此，对青天葵球茎休眠的打破研究，满足青天葵药材的供应，解决濒危和可持续发展具有重要意义。【前人研究进展】球根植物常有芽休眠现象[6-7]，芽休眠(bud dormancy)是指植物生活史中芽生长暂时停顿的现象，一般球根植物的休眠和发芽受激素的控制[8]，球根在休眠情况下，受脱落酸ABA的控制，由于内源细胞分泌CTK浓度微弱，球根对CTK不敏感，而CTK含量增加，球根的敏感性增强，球根萌芽，休眠解除[9]。GA具有打破种子休眠，促进芽的生长是因为它具有促进生长素类物质的合成，提升淀粉酶的活性和代谢活动[10]。李如升等[11]使用GA可解除虎眼万年青鳞茎的休眠；新疆野苹果种子经赤霉素处理可提早发芽30 d左右，且以500 mg/L 赤霉素效果最好[12]。虽然国内外学者在种子、球根植物休眠和打破上研究较多，但打破青天葵球茎休眠未见相关报道。【本研究切入点】应用外源激素对青天葵休眠球茎进行破眠研究。【拟解决的关键问题】寻找一种打破青天葵球茎休眠速度快、出芽率高和芽生长好的方法，以期在保护野生资源、促进青天葵产业的发展和为球茎类药材打破休眠提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 材料、仪器和试剂

1.1.1 材料 青天葵休眠球茎由广西药用植物园青天葵种质资源圃提供，球茎质量要求为休眠、饱满、无霉点，经广西药用植物园白隆华研究员鉴定为青天葵球茎[Nerviliafordii(Hance) Schltr.]。

1.1.2 仪器和试剂 珠江牌培养箱(韶光市泰宏医疗机械有限公司生产)，赤霉素(GA)、玉米素(ZT)、激动素(KT)(均由北京索莱宝科技有限公司提供)。

1.2 试验方法

1.2.1 选择休眠球茎 从广西壮族自治区药用植物园青天葵种质资源圃中挖出处于深休眠饱满无霉点的青天葵球茎，用自来水洗去球茎上面的泥沙，放房间台面上晾干，球茎表皮略干无水即可。

1.2.2 激素溶液的配置 首先从-20 ℃的冰箱取出激动素(KT)粉末，精确称取0.01 g倒入10 mL试管中，然后加入体积浓度为95 %的乙醇3 mL溶解，待激动素完全溶解后，再缓慢倒入盛有蒸馏水或纯净水的量筒中，一边倒一边搅拌，避免激素产生重结晶，最后用蒸馏水定容到1000 mL，摇匀，即配得浓度为10 mg/L的激动素溶液；用同样的方法分别配制浓度为10 mg/L赤霉素(GA)和玉米素(ZT)的激素溶液或其它浓度激素溶液。

1.2.3 不同激素对破除青天葵休眠球茎的处理 取准备好的球茎表皮略干无水60粒随机分成3等份，分别放入浓度为10 mg/L的KT、GA和ZT 3种激素溶液中，完全浸泡所有的球茎30 min。然后将浸泡好不同激素溶液的青天葵球茎放入透明玻璃培养皿中，玻璃皿内放有3层浸过纯净水或蒸馏水湿透的滤纸，青天葵球茎放滤纸上，球茎相互间不能堆积叠层，器皿盖上盖，保湿。然后放培养箱中培养，时间为20 d，培养箱温度设定为28 ℃，在培养的过程中，滤纸保持湿润，器皿内湿度维持在80 %～100 %。

1.2.4 不同KT浓度对破除青天葵休眠球茎的处理 取球茎表皮略干无水160粒随机分成8等份，分别浸泡在KT激素浓度为1、2、5、10、20、40、80和250 mg/L的溶液中30 min。然后将浸泡好不同激素浓度的青天葵球茎分别放入透明玻璃培养皿中，其它操作步骤按1.2.3项相关部分进行。

1.2.5 不同浸泡时间对破除球茎休眠的处理 取球茎表皮略干无水120粒随机分成6等份，在10 mg/LKT激素溶液中分别浸泡5 min、10 min、30 min、1 h、6 h和10 h。然后将浸泡不同时间的青天葵球茎分别放入透明玻璃培养皿中，其它操作步骤按1.2.3项相关部分进行。

1.2.6 不同培养温度对破除球茎休眠的处理 取球茎表皮略干无水240粒随机分成2大组，一组120粒分6小组浸泡在蒸馏水中30 min，作为对照组；另一组120粒分6小组浸泡在10 mg/LKT激素溶液中30 min。然后将浸泡好蒸馏水和KT激素青天葵球茎分别放入透明玻璃培养皿中，玻璃皿内放有2～3层浸过纯净水或蒸馏水湿透的滤纸，青天葵球茎放滤纸上，球茎相互间不能堆积叠层，器皿盖上盖。每大组随机将6小组分别放入温度为18、22、25、28、31和35 ℃的培养箱中培养，在培养的过程中，滤纸保持湿润，器皿内湿度维持在80 %～100 %。观察不同培养温度对破除青天葵球茎休眠的影响。

2 结果与分析

2.1 不同激素对打破青天葵球茎休眠的影响

从3种外源激素对青天葵球茎休眠的影响可见(表1)，3种外源激素均可打破球茎的休眠，其中，前4 d内，各处理下青天葵球茎发芽率均为0，各处理休眠球茎第6天开始发芽，第8天，各处理球茎破除率差异显著，其中KT处理最高，为90.0 %，显著高于其他处理；第10天时，KT处理球茎破除率达100 %，同期ZT和GA处理破除率分别为70.1 %和50.0 %，均显著低于KT处理；第16天，ZT处理球茎破除率达100 %，而GA处理在第18天球茎破除率为90.0 %。因此，3种激素破除青天葵球茎休眠打破的优先顺序为KT>ZT>GA。

2.2 不同KT浓度对破除青天葵球茎休眠的影响

从不同KT浓度对破除青天葵球茎休眠可以看出(表2)，第4天时，只有5和10 mg/L浓度处理打破球茎休眠；第6天时，所有浓度处理均打破了青天葵球茎休眠，其中10 mg/L浓度处理破除率最高，为94.0 %，5 mg/L浓度处理其次，为88.7 %，两者均显著高于其他浓度处理；第8天时，1 mg/L浓度处理的破除率为67.3 %，其它浓度处理均达到100 %；第10天后，各浓度处理均达100 %。另外，从球茎发芽的整齐度和健壮程度上看，以10 mg/L浓度处理最佳，因此，从激素用量、发芽整齐和健壮综合考虑，KT处理浓度为10 mg/L时，对破除青天葵球茎休眠效果最好。

表1 不同激素处理对青天葵球茎休眠破除率(%)影响

注：同列不同字母表示处理间差异显著(P<0.05),下同。

Note:Different lowercase letters indicated significant difference among treatments(P<0.05)，the same as below.

表2 不同KT浓度对青天葵球茎休眠破除率(%)的影响

2.3 不同浸泡时间对打破青天葵球茎休眠的影响

从不同浸泡时间对打破青天葵球茎休眠的影响可以看出(表3)，第4天，10 min和1 h的浸泡时间处理青天葵球茎休眠破除率均为20 %，其他处理均为0；第6天，10 min浸泡时间处理青天葵球茎休眠破除率为50 %，显著高于其他处理；第12天，10 min和1 h的浸泡时间处理青天葵球茎休眠破除率均为100 %，考虑试验耗时，以及综合球茎发芽整齐度和芽的健壮程度上看，以浸泡10 min为宜。

2.4 不同培养温度对打破青天葵球茎休眠的影响

从不同培养温度对青天葵球茎休眠破除率的影响可以看出(表4)，球茎浸泡清水处理后，第8天培养温度为18、22 ℃的发芽率仍为0，而25、28和31 ℃的发芽率分别为34.3 %、39.7 %和40.0 %，说明≤22 ℃的培养温度不宜进行破除青天葵球茎休眠；当温度超过或等于35 ℃培养时，培养到第6天时，休眠球茎出现变软发腐、发霉，故培养温度不宜在35 ℃及以上温度进行打破青天葵球茎休眠培养。浸泡10 mg/L KT激素处理的球茎，在培养温度为18和22 ℃第8天破除率分别为0和10.3 %，但在25、28和31 ℃均达到100 %，说明浸泡一定浓度的KT溶液后，只要培养温度适宜，球茎休眠被打破率均达95 %以上。从本研究结果上看，以25或28 ℃为打破青天葵球茎休眠的适宜培养温度。

3 讨 论

青天葵球茎的休眠是对不良环境条件的一种适应性，是进化过程中植物长期自然选择的结果，这利于物种的保存和繁衍等。利用外源激素，综合应用，可以打破青天葵球茎的休眠，促进休眠芽的生长。不同激素对青天葵休眠球茎打破的效果不一样。本研究结果表明，虽然赤霉素(GA)、玉米素(ZT)和激动素(KT)3种激素对打破青天葵球茎休眠均有作用，但效果不同。新疆野苹果种子经赤霉素处理可提早发芽30 d左右[12]，而KT处理青天葵休眠球茎10 d的效果要好于GA和ZT，说明KT更适合打破青天葵休眠球茎。KT能打破球茎休眠一方面是克服球茎内部的发芽抑制物ABA作用，另一方面诱导组织的细胞分裂和调节分化，利于植物细胞的生长[13-14]。

表3 浸泡时间对青天葵球茎休眠破除率(%)的影响

表4 培养箱不同温度对青天葵球茎休眠破除率(%)的影响

一定浓度的KT激素可提高打破青天葵休眠球茎概率和发芽质量。1～250 mg/L均可打破球茎休眠，但从KT用量、发芽整齐和健壮上看，5～80 mg/L为宜，以10 mg/L最好。郭晔红等[15]研究表明KT对白刺种子发芽有明显调控作用，6 mg/L为其最佳打破休眠促进发芽的激素浓度，与本试验的结果基本一致。说明KT对种子和球根植物休眠的打破具有比较好效果。

休眠球茎浸泡KT的时间要合适。青天葵休眠球茎打破浸泡KT时间相对比较短，在10 min到1 h，浸泡时间长反而下降，球茎浸泡10 min发芽整齐度、芽的健壮和用时少。这可能是球茎的种皮比较薄，激素很容易穿过到达休眠芽的细胞分裂中心，促进细胞分裂和分化。当浸泡时间过长，打破概率下降，原因是由于芽中心生长点细胞因氧气供给不足，呼吸作用受到抑制，细胞分裂不能进行。

适宜的温度促进休眠球茎的打破。当温度低于18 ℃，打破休眠球茎时间相对较长，而温度高于35 ℃则休眠球茎腐烂。原因在于温度过低，球茎内的酶活性低，休眠芽的细胞分裂和分化的速度较慢，芽萌发不快。相反，但温度超过35 ℃，休眠球茎内酶失活，细胞器被破坏，球茎含量高的淀粉发生腐烂。培养温度以25和28 ℃为打破青天葵球茎休眠的适宜温度。

4 结 论

从本研究结果上看，破除青天葵球茎休眠的最佳方案为选择10 mg/L的KT激素，浸泡时间10 min，在28 ℃的培养箱中培养，青天葵球茎休眠破除率最高，出芽效果最好。