不同处理对苦皮藤种子萌发的试验研究

王 鹏，王文静

(河南牧业经济学院 食品与生物工程学院， 河南 郑州 450000)

苦皮藤(CelastrusangulatusMax.)属于卫矛科(Celastraceae)南蛇藤属(Celastrus)植物[1]。因苦皮藤的根皮和种子内含有杀虫的活性成分[2-4]，在我国民间就有用于其根粉防治蔬菜害虫的传统[2]。在现实生产中也有从苦皮藤根皮中提取有效成分制成生物农药，用于防治植物有害昆虫[5-8]。虽然利用苦皮藤根皮粉或根皮提取物制成的生物农药防治害虫效果明显[9-10]，但野生的苦皮藤数量有限，采挖易造成水土流失，破坏生态环境。研究表明，苦皮藤种子不能自我繁殖，人工播种也不能发芽，人工培育的苦皮藤苗木主要以根插繁殖为主[11]，其次也有使用组织培养进行繁殖的研究[12-13]，但对利用种子进行繁殖的研究鲜有报道。经调查，苦皮藤雌株每年都有大量的种子产生，如果使用种子播种，每年都可繁育大量的苗木，成本低，快速便捷，可充分满足市场对苦皮藤植物的需求。本文利用苦皮藤成熟种子，开展不同处理对苦皮藤种子萌发影响的试验，寻求打破苦皮藤种子繁殖的瓶颈，这将对苦皮藤资源的开发和利用具有现实意义。

1 材料与方法

1.1 材料

采集已成熟的苦皮藤种子，采集时间：2017年11月10日-15日，采集地点：河南南召伏牛山。

1.2 方法

将采来的苦皮藤果实剥去果皮和红色的假种皮，露出褐色的种子，将种子用清水漂洗，置阴凉干燥处晾干，筛捡出籽粒饱满的种子，做如下处理：

1.2.1 沙藏 露地沙藏和冰箱中沙藏

露地沙藏：先将种子、河沙分别用0.3%的高锰酸钾消毒，将消毒的河沙调成用手握成团一松即散的湿度。按照种子：沙=1:3的比例混合，放入20cm深的坑中贮藏。冰箱中贮藏：按上述方法将种子与河沙放在消毒过的保鲜盒中，放入4℃冰箱中贮藏。露地沙藏和冰箱中沙藏的种子，经30、45、60、75、90d处理后，播种于128穴盘中，置于人工智能气候培养箱中培养，每7d统计一次萌芽率。穴盘基质配比为1/3草炭+1/3蛭石+1/3珍珠岩(下同)；人工智能气候培养箱的培养条件即时间、光照、温度、湿度分别是：2h、500lx、18℃、85%，2h 1000lx、20℃、85%，8h、1500lx、25℃、85%，2h、1000lx、20℃、85%，2h、500lx、18℃、85%，8h、0lx、15℃、85%，如此每天一个周期循环(下同)。

1.2.2 温、开水浸种处理

将种子分别用20、40、60、80、100℃水浸种处理，将处理后的种子播种于128穴盘中，置于人工智能气候培养箱中培养，每周统计一次萌芽率。

1.2.3 GA3浸种处理

将种子分别用浓度为0.2、0.4、0.6、0.8、1 mg·L-1的GA3浸种20min，将处理后的种子播种于128穴盘中，放置于人工智能气候培养箱中培养，每周统计一次萌芽率。

1.2.4 种子切皮处理

用手术刀将种子的种皮切开、切缝或削切掉一部分，露出种子里面胚的部分。将处理后的种子播种于128穴盘中，置于人工智能气候培养箱中培养，每周统计一次萌芽率。

1.2.5 种子切胚培养试管苗

(1)培养基配制：1/2MS+0.5mg·L-1NAA

(2)接种：将经过灭菌处理过的种子，在超净工作台上用手术刀进行切胚处理，然后接种于培养基为1/2MS+0.5mg·L-1NAA的培养瓶中，置于人工智能气候培养箱中培养，每7d观察一次。接种数量为48瓶，每瓶3粒-4粒种子。

1.2.6 种子直播

将采回来的苦皮藤种子直接播种于苗圃苗床中，保持土壤湿润，每15d统计一次。将一部分种子室内贮藏到第二年4月15日直接播种于苗圃苗床中，保持土壤湿润，每15d统计一次。

2 结果与分析

2.1 沙藏处理对苦皮藤种子萌芽的影响

分别将经过30、45、60、75、90d露地沙藏、冰箱中沙藏处理过的种子播种于128穴盘中，统计结果如表1所示。

表1 沙藏处理苦皮藤种子萌芽情况 %

发芽率：发芽的种子数占播种种子数的百分比(下同)

两种沙藏处理过的种子，发芽率均为0。对没有发芽的种子进行解剖发现，经30d-60d处理过的种子，大部分种子子叶淡绿色，蜷缩于种子内；75d-90d的种子，大部分种子内的子叶褐化，充满水分，其原因可能是沙藏30d-60d的种子胚已经发育，子叶萌发，但由于种皮紧固而不能突破，直至60d以后，种子内部的水分积聚，氧气缺乏，种子内的酶失去活性，种胚死亡。

从解剖结果发现，经沙藏处理过的种子，种皮逐渐软化，恢复了吸收能力，尽管内部的胚萌动，但也没有足够的能力突破种皮。沙藏处理过的种子不发芽可能是种皮中某种物质的存在致使种皮牢固而不易被突破的原因所致。

2.2 温、开水浸种处理对苦皮藤种子萌芽的影响

经不同温度的水浸种后播种，苦皮藤种子萌芽情况如表2所示。

表2 不同温度的水浸处理苦皮藤种子萌芽情况 %

从表2中可以看出，20、40℃的温水处理，苦皮藤种子没有发芽；60℃的热水处理，发芽率为4.6%，80℃的热水处理,发芽率为12.5%，100℃的开水处理，发芽率为46.5%。温开水处理的主要作用是软化种皮，增强种子的吸水能力。从沙藏的种子种皮软化但仍没有发芽的情况来看，苦皮藤种皮中可能有其他物质的存在，使用100℃的开水烫种，可使这类物质的作用解除。另外，也可能是高温使种皮快速软化，种子内部快速获得水分，酶的活性快速被激活所致。60、80℃的热水还不能达到快速软化种皮的作用，因此发芽率也远远低于100℃的开水烫种处理。

2.3 不同浓度的GA3浸种处理对苦皮藤种子萌芽的影响

使用不同浓度的GA3浸种处理后，苦皮藤种子的萌芽情况如表3所示。

表3 不同浓度的GA3浸种处理苦皮藤种子萌芽情况 %

从表3中可以看出，经不同浓度GA3处理过的苦皮藤种子，播种后都没有发芽。GA3具有打破种子生理休眠的作用[14]，实验结果表明，苦皮藤种子经GA3处理后没有发芽，说明苦皮藤种子不能萌发不是因为生理休眠的原因，极有可能是因为种子种皮致密，GA3不能进入种子内部，对种子的萌发起不到调节作用所致。

2.4 切种皮处理对苦皮藤种子萌发的影响

经不同方法切种皮处理过的苦皮藤种子，播种后的萌芽率如表4所示。

表4 切种皮处理苦皮藤种子萌芽情况 %

从表4中可以看出，播种第7d时萌芽率为3.0%，14d时萌芽率为15.4%，21d时萌芽率为22.5%，28d时为26.0%，35d时萌芽率(26.2%)没有显著增加。可见，切种皮处理有助于苦皮藤种子萌发，在播种近一个月时(28d)，萌芽率为26.0%，但远低于烫种处理46.5%的发芽率。切去种子的种皮，可以让种子直接吸水，发芽较早，7d时已有少量发芽，随后发芽率逐步增加。经对发芽和没有发芽的种子进行解剖发现，发芽的种子切皮的位置在胚根处或临近胚根的一端，而没有发芽的种子切皮的位置在胚根的远端和只对种皮切缝处理。没有发芽的种子，虽然种子已充分吸水，胚的活性增加，但由于种皮的原因,胚根没能及时突破坚固的种皮，但也有少量(约5.0%)是因为胚并没有完全形成。烫种处理能使整个种皮软化、结构疏松，所以发芽率大于切种皮处理过的种子。

2.5 种子切胚培养对苦皮藤种子萌发的影响

采用植物组织培养的方法，将切胚的种子接种于1/2MS+0.5mg·L-1NAA培养基中，除了约有8%的污染外，接种后的萌芽情况表5所示。

表5 种子切胚培养苦皮藤种子萌芽情况 %

从表5中可以看出，在切胚培养7d时，有1.8%的子叶萌发和0.5%的根萌出。培养14d时萌发率升高，产生子叶的有10.0%，产生根的有1.6%，产生根茎叶的有2.0%。在培养21、28d时，子叶、根和根茎叶的萌发率都升高，在培养28d时达到最高，分别是：只有子叶萌发的占38.5%，只有根伸出的有2.4%，根茎叶全株的有11.5%，个别植株主根伸长到6cm左右，须根普遍较少。在培养35d时，开始有部分子叶产生玻璃化现象，萌发的子叶下降到31.5%；全株萌发的子叶也有发生玻璃化现象，尤其是临近培养基的子叶，萌发的植株下降到8.4%；根的萌发率为2.5%，较21、28d时没有显著增加。培养到42d时，子叶的玻璃化现象严重，根的伸长也开始衰弱，子叶的萌发率只剩下22.4%，全株的存活率也下降到6.8%，根的萌发没有变化。上述现象表明，切胚处理能够促进子叶和根的萌发，但能够生成全株的种子并不多，这与切胚时将种子一切为二有关，也可能与培养基的激素成分有关。NAA是属于生长激素类，单独使用只有利于根的萌发[15]，这也是个别植株的根能够长到6cm以上的原因。全株萌发的植株，根显著增长，子叶虽有萌发，但新的幼叶和胚芽、胚轴都没有明显的变化。因此，要想依靠切胚培养获得大量的可以移栽的植株，还需要调整培养基中激素的成分和含量进行试验研究。

2.6 大田直接播种对苦皮藤种子萌发的影响

将采回的苦皮藤种子直接播种于大田中，萌芽情况如表6所示。

表6 大田直接播种苦皮藤种子萌芽情况 %

由表6中可以看出，苦皮藤种子成熟后随采随播和室内贮藏于第二年春播都不能使种子发芽。对没有发芽的种子进行解剖发现，有的内部的子叶和胚都很完整，有的没有完全形成，有的子叶发黄，有的种子内部完全腐烂，但从外观来看，种子完好，颜色发暗，种皮软化。这种现象与沙藏处理过的种子有相似之处。结果表明，直播的种子不发芽还是由于种皮紧固的原因所致。

3 结论

影响种子萌发有内外两种因素，外因主要是水分、温度、氧气、光照等，内因主要是休眠的作用[16-19]。从外因来看，充足的水分、适宜的温度、充足的氧气，三者缺一不可。根据以上分析，高温浸种、切种皮处理和切胚培养都能诱导种子萌发，而沙藏处理(露地沙藏、冰箱中沙藏)、不同浓度的赤霉素处理和播种都不能使苦皮藤种子萌发，这都与致密的种皮有关。开水烫种使致密的种皮快速软化吸水、吸氧，切种皮和切胚都能使种子直接吸水、吸氧，为种子的萌发创造条件；沙藏处理、赤霉素处理和直接播种都不能使种子的种皮快速软化吸水、吸氧，当经贮藏播种后，种皮得到了软化，水分进入了种子内部，种胚活动，但胚根不能突破种皮，直至种胚死于胎中，这可能是种皮中有一些物质的存在致使种皮纤维依然紧密相连。从切胚和切皮培养的实验来看，引起苦皮藤种子休眠的内因还是种皮，突破了种皮，也就打破了休眠。

综合以上,高温烫种(100℃)能够促进苦皮藤种子萌发，发芽率最高为46.5%；切种皮处理也可促进苦皮藤种子萌发，播种45d时发芽率达到26.2%，发芽率低于高温烫种，这与切皮的位置有关；切胚培养也能诱导苦皮藤种子发芽，但形成的植株移栽成活的难度大；沙藏处理、赤霉素浸种和直接播种都不能使苦皮藤种子发芽。