落地生根茎水提液对穿心莲种子萌发及幼苗生长的影响

2019-08-06刘潇晗李奕健石志棉苏雨苗杜勤

广州中医药大学学报 2019年8期

刘潇晗，李奕健，石志棉，苏雨苗，杜勤

（广州中医药大学，广东广州 510405）

穿心莲来源于爵床科植物穿心莲Andrographis paniculata（Burm.f.）Nees，以地上部分入药[1]，又名一见喜、苦胆草、春叶秋莲等，该药材性味苦寒，具有清热解毒、凉血、消肿的功效及抗菌等作用[2]。穿心莲药材的临床需求量大，但其野生资源较少，药材资源全部来源于人工种植。目前受环境气候、人工栽培等因素的影响，穿心莲的质量产量不断降低，品种也不断退化[3]，因此，研究高产、优质的穿心莲的栽培新方法十分必要。

落地生根来源于景天科植物落地生根Bryophyllum pinnatum（L.f.）Oken，别名花蝴蝶、倒吊莲、土三七、叶生根、番鬼牡丹、叶爆芽、天灯笼、枪刀草等[4]。落地生根生命力强，易栽培、适应性强，资源丰富，价廉易得[5，6]。落地生根植株内生菌具有固氮、分泌生长素等促生长作用[7]。本研究考察落地生根提取液对穿心莲种子萌发及幼苗生长的影响，现将研究结果报道如下。

1 材料与方法

1.1 材料穿心莲种子于2017年10月收集于广州大学城，经广州中医药大学药用植物学教研室杜勤教授鉴定为爵床科穿心莲属植物穿心莲Andrographis paniculata（Burm.f.）Nees的成熟种子；落地生根于2017年12月收集于广州大学城，经广州中医药大学药用植物学教研室杜勤教授鉴定为景天科植物落地生根Bryophyllum pinnatum（L.f.）Oken的全草。

1.2 仪器 GZX-9023MBE电热鼓风干燥箱（上海博迅实业有限公司医疗设备厂）；JJ300电子天平（广州湘仪机电设备有限公司）；QF-PRX-160智能人工气候箱（上海乔枫实业有限公司）；755 B紫外分光光度计（上海精密科学仪器有限公司制造）；TG6-W微量高速离心机（长沙湘仪离心机仪器有限公司）；OK-Y104植物营养测定仪（郑州欧柯奇仪器制造有限公司）。

1.3 试剂愈创木酚（C7H8O2）分析纯（上海麦克林生化科技有限公司，批号：20171021）；过氧化氢（H2O2）分析纯（天津市致远化学试剂有限公司，批号：20130302）；磷酸二氢钾（KH2PO4）分析纯（天津市致远化学试剂有限公司，批号：2014081052）；磷酸氢二钾三水合物（K2HPO4·3H2O）分析纯（天津市致远化学试剂有限公司，批号：2016081002）。

1.4 落地生根茎水提液的制备精密称取落地生根的茎150 g，剪成约2 cm小段，研碎，加450 mL蒸馏水浸泡60 min，每15 min振荡1次。双层纱布过滤，取滤液（为母液，浓度为100%）备用，分别取20、40、60、80、100 mL上清液定容至100 mL，配成体积分数为20%、40%、60%、80%、100%的水提液，用作种子萌发的效应试验。

1.5 穿心莲种子萌发试验参照童家赟等[8，9]的方法，用各浓度的落地生根茎水提液浸泡穿心莲供试种子24 h后，用蒸馏水冲洗2～3次，均匀放入培养皿（铺有一层湿纱布和一层湿滤纸），每皿50颗，4次重复。滤纸每天同一时间用对应的提取液润湿。以蒸馏水作同样处理为对照。将培养皿置于27.5℃的智能人工气候箱中培养，每天记录种子发芽数，剔除长霉菌及腐烂的种子，直至种子连续2 d无种子萌发视为萌发结束。

1.6 穿心莲幼苗生长指标测定用各浓度的落地生根茎水提液浸泡穿心莲供试种子24 h后，用蒸馏水冲洗2～3次，均匀放入培养皿，培养皿事（铺有一层湿纱布和一层湿滤纸），每皿50颗，4次重复。滤纸每天同一时间用对应的提取液湿润。用蒸馏水作同样处理为对照。将培养皿置于27.5℃的智能人工气候箱中培养，每天剔除长霉菌及腐烂的种子。第15天时，随机选取10棵幼苗，用蒸馏水清洗后晾干，记录鲜质量，测量根长及茎长[1]。

1.7 穿心莲幼苗POD酶活性测定根据“1.5”项下方法进行穿心莲发芽试验，第15天时，称取各组新鲜穿心莲幼苗0.4 g于研钵中，加入1 mL提取液，研磨成匀浆；再加入9 mL 0.05 mol/L磷酸缓冲液（pH6.0），以4 000 r/min离心15 min，收集上清液。取分光光度计比色皿2只，将4 mL反应混合液（0.05 mol/L pH6.0磷酸缓冲液2 mL、酶液1 mL、愈创木酚溶液1 mL）和1 mL体积分数0.3%H2O2加入试管中，立即混匀并迅速倒入比色皿中，于470 nm波长紫外分光光度计下记录吸光度值。以后每30 s记录1次，记录4 min，以缓冲液代替酶液作对照。各组重复3次。

1.8 穿心莲植株生长指标测定根据“1.5”项下方法进行穿心莲发芽试验。第7天将幼苗移植至土壤（经各浓度落地生根水提液湿润）。第8天起浇自来水以保持湿润。第66天时，随机选取6棵植株，用蒸馏水清洗后晾干，记录全株鲜质量、地上部分鲜质量及地下部分鲜质量，并计算根冠比，测量第1对真叶的叶长、叶宽、含氮量及叶绿素含量。

1.9 统计方法及公式试验过程中保持发芽床湿润，每天观察种子萌发情况，以胚根突破种皮为种子发芽的标准，每天记录种子发芽数，剔除长霉菌及腐烂的种子，直至连续2 d无萌发种子为止。根据最适萌发条件下的发芽表现，确定初次和末次计数时间。以达到50%发芽率的天数为初次计数时间，以种子萌发达到最高，以后再无萌发种子出现时的天数为末次计数时间[10]。采用SPSS 22.0统计分析软件对数据进行方差分析，以Duncan法检验比较不同处理间的差异性（以P＜0.05为差异有统计学意义），用Microsoft Excel 2016软件对数据进行绘图。本研究涉及到的公式：发芽率（%）=（发芽种子粒数/供试种子粒数）×100%；发芽势（%）=（规定时间内发芽种子粒数/供试种子粒数）×100%；根冠比=地下部分鲜质量/地上部分鲜质量。

2 结果

2.1 落地生根提取液对穿心莲种子萌发的影响不同浓度落地生根浸提液处理穿心莲种子2 d后，结果见表1、图1。20%处理组和60%处理组的种子发芽率与0%对照组无显著性差异，但60%处理组的发芽率为82%，显著高于40%处理组（P＜0.05），可促进穿心莲种子在发芽周期的前2 d内萌发。80%处理组的发芽率为90%，比0%对照组高出的12%（P＜0.05），可促进穿心莲种子萌发，提高种子发芽率。40%处理组和100%处理组与对照组相比，均对穿心莲种子的发芽率呈显著抑制作用。另外，由表1可知，60%处理组可提高发芽势，其他处理组均抑制发芽势。表明浓度为60%～80%处理组的落地生根茎水提液间可促进穿心莲种子萌发，促进发芽率和发芽势，且效果显著。

表1 落地生根茎水提液对穿心莲种子萌发的影响Table 1 The effect of the water extract from stem ofHerba Seu Radix Bryophylli Pinnati on seedgermination of Herba Andrographitis（±s，n=4）

注：同行数据末，不含相同字母者表示经Duncan法检验差异显著（P＜0.05）

发芽势（p/%）42.2±2.2b 36.0±2.3c 34.1±1.7c 48.0±2.0a 39.0±1.7b 32.0±0.8c落地生根茎水提液浓度（φ/%）0 20 40 60 80 100发芽率（p/%）78.0±3.7b 77.0±6.0b 68.1±5.9c 82.0±5.0b 90.0±1.6a 67.1±9.1c

图1 不同浓度落地生根茎水提液处理对穿心莲种子萌发的影响Figure 1 The effect of different concentrations of water extract of stem of Herba Seu Radix Bryophylli Pinnati on seed germination of Herba Andrographitis

2.2 落地生根茎水提液对穿心莲幼苗生长的影响不同浓度落地生根茎水提液处理穿心莲种子15 d后，对其幼苗生长的影响见表2。各个浓度落地生根茎水提液均可以促进生长15 d的穿心莲幼苗根、茎及鲜质量增加。20%、40%、60%处理组与0%对照组相比，穿心莲幼苗根长、茎长及鲜质量均有增加，差异有统计学意义（P＜0.05）；80%处理组和100%处理组穿心莲幼苗茎长较0%对照组分别增加221.43%和203.57%，鲜质量较0%对照组分别增加106.67%和100%，差异有统计学意义（P＜0.05）。表明各浓度落地生根茎水提液均可促进穿心莲幼苗根、茎及鲜质量的增加，其中浓度为40%的落地生根水提液对根长及浓度为80%的落地生根水提液对茎长、全株鲜质量的效果最明显。

2.3 落地生根茎提取液对穿心莲幼苗POD酶活性的影响用不同浓度落地生根茎水提液处理穿心莲幼苗。由图2可知，浓度在0%～80%时，幼苗POD酶活性随落地生根茎水提液浓度的增加而降低；浓度高于80%时，幼苗POD酶活性则随落地生根茎水提液的浓度增加而增高，但仍处于抑制状态。表明落地生根茎水提液对穿心莲幼苗POD酶活性具有抑制作用。

表2 落地生根茎水提液对穿心莲幼苗生长的影响Table 2 The effect of the water extract from stem of Herba Seu Radix Bryophylli Pinnati on the seedling growth of Herba Andrographitis （±s，n=4）

注：同列数据末，不含相同字母者表示经Duncan法检验差异显著（P＜0.05）

全株鲜质量（m/g）0.075±0.004d 0.105±0.004c 0.100±0.004c 0.135±0.004b 0.155±0.004a 0.150±0.030a落地生根茎水提液浓度（φ/%）0 20 40 60 80 100根长（l/cm）2.430±0.514c 3.140±0.474a 3.440±0.425a 3.290±0.821a 3.070±0.481ab 2.570±0.638bc茎长（l/cm）0.560±0.052d 0.930±0.182c 1.530±0.287b 1.580±0.199b 1.800±0.226a 1.700±0.323ab

图2 落地生根茎水提液对穿心莲幼苗POD酶活性的影响Figure 2 The effect of water extract from stem of Herba Seu Radix Bryophylli Pinnati on the activity of POD of Herba Andrographitis seedlings（±s，n=4）

2.4 落地生根茎水提液对穿心莲植株的影响

2.4.1 落地生根茎水提液对穿心莲植株生长的影响用不同浓度的落地生根茎水提液处理穿心莲植株。由表3、图3可知，与0%对照组比较，60%、80%、100%处理组的鲜质量分别增加43.48%、18.26%、9.57%，差异有统计学意义（P＜0.05），20%处理组和40%处理组虽抑制植株鲜质量的增加，但差异无统计学意义（P＞0.05）。各浓度处理组根冠比均比0%对照组增大，差异均有统计学意义（P＜0.05），其中80%、100%处理组的增效作用更明显，与0%对照组比较分别增加49.47%、37.37%。

2.4.2 落地生根茎水提液对穿心莲植株叶的影响由表3可知，与0%对照组比较，40%处理组的叶绿素显著增加14.15%，含氮量增加11.54%（P＜0.05），其他处理组叶绿素含量及含氮量均无显著性差异。由图4可知，经落地生根茎水提液处理后，穿心莲叶长及叶宽均增加。其中40%处理组穿心莲叶长、叶宽增加显著，分别增加13.07%、21.95%。可见40%落地生根茎水提液对穿心莲植株叶长、叶宽生长的促进作用最明显。

表3 落地生根茎水提液对穿心莲植株生长的影响Table 3 The effects of water extract from stem of Herba Seu Radix Bryophylli Pinnati on plant growth of Herba Andrographitis （±s，n=4）

注：同列数据末，不含相同字母者表示经Duncan法检验差异显著（P＜0.05）

落地生根茎水提液浓度（φ/%）叶含氮量（w/%）1.560±0.042bc 1.540±0.134c 1.740±0.134a 1.700±0.071ab 1.560±0.089bc 1.540±0.114c 0 20 40 60 80 100全株鲜质量（m/g）0.115±0.004d 0.108±0.002e 0.111±0.003de 0.165±0.004a 0.136±0.001b 0.126±0.201c根冠比（p）0.281±0.001f 0.373±0.004c 0.321±0.006d 0.303±0.081e 0.420±0.007a 0.386±0.127b叶绿素含量[w/（mg·g-1）]14.280±0.536b 14.060±1.692b 16.300±1.500a 15.860±0.879ab 14.360±1.222b 14.040±1.553b

图3 不同浓度落地生根茎水提液处理对穿心莲植株生长的影响Figure 3 The effect of different concentrations of water extract from stem of Herba Seu Radix Bryophylli Pinnati on the growth of Herba Andrographitis plant

图4 落地生根茎水提液对穿心莲植株叶生长的影响Figure 4 The effect of the water extract from stem of Herba Seu Radix Bryophylli Pinnati on the growth of Herba Andrographitis leaves（±s，n=4）

3 讨论

本研究重点考察落地生根茎水提液对穿心莲种子萌发及幼苗生长的影响。采用不同浓度落地生根茎水提液的方法对穿心莲种子进行处理，测定穿心莲种子的发芽率、发芽势和POD酶活性等指标。

本研究结果显示，穿心莲种子萌发时，随落地生根茎水提液浓度的递增，20%和40%浓度的落地生根茎水提液处理穿心莲种子，种子发芽率和发芽势均略有降低。60%浓度的落地生根茎水提液处理穿心莲种子，可提高发芽率和发芽势。80%浓度显著提高了种子发芽率，但发芽势降低。100%落地生根茎水提液处理后，种子发芽率和发芽势均降低，对种子萌发呈抑制作用。由此可见，促进种子萌发的最适浓度在60%～80%之间。

穿心莲幼苗生长时，各个浓度的落地生根茎水提液均可促进穿心莲根、茎的生长及增加鲜质量。40%的落地生根茎水提液对根的促进作用最为明显，浓度为80%的落地生根茎水提液对茎和鲜质量的促进作用最明显。由于穿心莲的有效成分主要在茎叶中，故浓度80%的落地生根茎水提液对穿心莲幼苗生长促进作用最强。

POD酶在植物生长发育过程中活性会不断发生变化。POD酶参与了木质素的合成，一般老化组织中活性较高，幼嫩组织中活性较弱，因此POD酶可作为评价组织老化的一种生理指标[11]。本实验结果表明，各浓度的落地生根茎水提液均能抑制穿心莲幼苗内POD酶的活性。故落地生根茎水提液抑制了穿心莲幼苗中POD酶的活性，从而可以减缓穿心莲的衰老，促进穿心莲的生长。

由于穿心莲的入药部位为干燥地上部分，因此在穿心莲植株生长时，宜添加浓度40%的落地生根茎水提液，以促进植株叶片的面积、叶绿素含量、氮含量的增加。

综上所述，在一定浓度范围内，落地生根茎水提液对穿心莲种子萌发和幼苗生长具有促进作用。