化学方法处理对刺五加种子萌发特性的影响

韩笑 李悦 逄东霖 马尧

摘要：为解决刺五加种子发芽难，出苗率低的问题，本实验从研究刺五加种子萌发的内外条件入手，适当采用化学方法，研究内外条件对其生理指标的影响，解决人工繁殖中种子萌发率低的难题。试验表明：刺五加种子没有发芽，与形态后熟有关，采用赤霉素处理效果好，浓度越大越好，以200～300mg/L为最佳。硫酸处理浓度不超过60%;过氧化氢处理浓度不超过4%;高锰酸钾处理浓度不超过0.9%，这些都有利于种皮的破损。

关键词：化学处理方法;刺五加种子;生理指标

基金项目：2018年吉林省大学生科技创新创业训练计划项目《不同前处理对刺五加种子萌发特性的影响》，项目编号：吉农院合字〔2018〕第002号

中图分类号：S567.19                              文献标识码：  A                    DOI编号：   10.14025/j.cnki.jlny.2019.18.022

刺五加（Acanthopanax senticosus（Rupr. et Maxim.）Harms），又名五加参、刺拐棒，是五加科植物，刺五加的根和根茎，在我国本草医籍中均有记述。刺五加主要分布于东北、华北及陕西、四川、广西等地。树皮作五加皮入药。叶、茎、果实亦可供药用。该药性温，味辛、微苦，无毒，入脾肾经。能扶正固本、补肾健脾、益智安神。主治脾肾阳虚，腰膝酸软，体虚乏力，失眠，多梦，食欲不振[1]。

经多处实地考察，未见刺五加灌木丛下有实生苗，说明种群自然更新较难。扦插生根率和移栽率极低，种子发芽极其困难，当年播种发芽率极低，大多隔年发芽，给种苗繁殖带来诸多不便。本实验从研究刺五加种子萌发的内外条件入手，如寻找生长的适宜条件，适当用化学物质处理，研究内外条件对其生理指标的影响，解决人工繁殖中种子萌发率低的难题。提高刺五加种子发芽率，从而获得更高的经济效益和药用价值。

1 材料与方法

1.1 材料

所用种子于2018年5月20日采自吉林农业科技学院左家校区中药学院实习基地，经中药学院奚广生教授鉴定为五加科五加属植物刺五加（Acanthopanax senticosus（Rupr. et Maxim.）Harms）。挑选无瘪粒、完全成熟的刺五加种子，水选，除杂，晾晒，层析后，置于冰箱处保存。

1.2方法

1.2.1硫酸处理 种子在室温下分别用浓度为0%、20%、40%、60%、80%的硫酸处理，不处理的为空白对照，处理时间为以清水浸种最适宜时间为准。

1.2.2 过氧化氢处理 种子在室温下分别用浓度为0%、1%、2%、3%、4%的过氧化氢处理，不处理的为空白对照，处理时间为以清水浸种最适宜时间为准。

1.2.3 高锰酸钾处理 种子在室温下分别用浓度为0%、0.3%、0.6%、0.9%、0.12%的高锰酸钾处理，不处理的为空白对照，处理时间为以清水浸种最适宜时间为准。

1.2.4 赤霉素处理 种子在室温下分别用浓度为0mg/L、100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L的赤霉素处理，不处理的为空白对照，处理时间为以清水浸种最适宜时间为准。

1.2.5 指标测定 将化学方法处理结束后的刺五加种子分别用清水洗净，置于铺有2 层滤纸的培养皿中，每皿100粒，8次重复，4次重复为种子发芽实验，另外，4次重复的种子在发芽时用于测各种生理指标的材料。培养皿中放入清水，以没种子一半的厚度为准。采用GTOP-310B 光照培养箱培养，培养箱温度24℃～25℃。发芽期限设定20d。

将种子用清水浸种、热水浸种、低温层积、变温层积等方式处理后，冲洗干净，测得各项生理指标，如电导率、可溶性蛋白质、淀粉、丙二醛含量;种子含水量、过氧化酶和过氧化物酶活性，找出种子内部生理生化变化的规律。

种子含水量测定：采用鲜重法[2]。

种子可溶性蛋白质含量测定：采用G-250考马斯亮蓝法[2]。

种子淀粉含量测定：采用蒽酮法[2]。

种子电导率含量测定：采用电导法[3]。

种子丙二醛含量测定：采用硫代巴比妥酸法[2]。

种子过氧化氢酶活性测定：采用高锰酸钾滴定法[2]。

种子过氧化物酶活性测定：采用比色法[2]。

1.3数据分析

测定的所有的数据都采用SPSS 18.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1硫酸处理刺五加种子其生理生化指标的变化（见表1）

从表1可以看出，不同浓度的硫酸处理种子，种子发芽率为0。

随着处理种子的硫酸浓度的增加，种子含水量逐渐增加，与对照种子的含水量有极显著差异，从种子含水量说明种子透水率低，说明处理种子的硫酸浓度与含水量有密切关系。

种子中可溶性蛋白质含量随硫酸浓度的增加而不断变化，硫酸浓度为40%达到最高，之后可溶性蛋白质含量逐渐下降，可能有硫酸浓度过高造成一定的伤害有关。各种处理与对照相比差异显著。60%～80%的硫酸浓度处理差异不显著。

种子中淀粉含量随硫酸浓度的增加逐渐是先上升再减小，20%的硫酸浓度与对照相比差异不显著，但40%、60%、80%硫酸浓度各种处理与对照相比差異极显著。硫酸处理只增加种皮的透性。

种子中丙二醛含量随硫酸浓度的增加逐渐增加，含量在硫酸浓度为80%时达到最高，各种处理与对照相比差异极显著。种子中丙二醛含量的最高值比对照增加4倍，变化程度极显著。

种子中电导率含量随处理种子的硫酸浓度增加而逐渐增加，各种处理与对照相比差异极显著。种子中电导率含量的最高值比对照增加只有不到1倍，变化程度不显著。

种子中过氧化氢酶活性随硫酸浓度的增加逐渐增加，60%浓度时达到最高，随后下降，各种处理与对照相比差异极显著。

种子的过氧化物酶活性随硫酸浓度逐渐增加，先上升后下降再上升再下降，各种处理与对照相比差异极显著。

硫酸浓度处理对于刺五加种子内的生理指标都有一定影响，处理种子的硫酸达到一定浓度，其各种生理指标变化显著，硫酸浓度增加到80%时酶活性会下降，对种子可能造成一定的酸害。

2.2 过氧化氢处理刺五加种子其生理生化指标的变化（见表2）

从表2可以看出，不同濃度的过氧化氢处理种子，种子发芽率为0。

随着过氧化氢浓度的增加，种子含水量逐渐增加，与对照种子的含水量有极显著差异，从种子含水量说明种子透水率低，说明过氧化氢浓度与含水量有密切关系。

种子中可溶性蛋白质含量随过氧化氢浓度逐渐增加，可溶性蛋白质含量在3%达到最高，随之下降，但各种处理与对照相比差异极显著。处理的种子中可溶性蛋白质含量最高值比对照增加只有1倍，变化不显著。

种子中淀粉含量随过氧化氢浓度逐渐减小，1%～2%过氧化氢浓度处理的淀粉含量与对照差异不显著;3%～4%过氧化氢浓度处理的淀粉含量与对照差异极显著。

种子中丙二醛含量随过氧化氢浓度逐渐增加，含量增加在2%达到最高，随之下降，但各种处理与对照相比差异极显著。处理的种子中丙二醛含量最高值比对照增加只有1倍，变化程度不显著。

种子中电导率含量随过氧化氢浓度逐渐增加，各种处理与对照相比差异极显著。处理的种子中电导率含量最高值比对照增加最多只有1倍，变化程度不显著。

种子中过氧化氢酶活性随浸种时间逐渐增加，先上升又降低，各种处理与对照相比差异极显著。

种子的过氧化物酶活性随过氧化氢浓度逐渐增加，先上升再降低再上升即不规律的变化，各种处理与对照相比差异极显著。

过氧化氢处理种子对于刺五加种子内的生理指标都有一定的影响，过氧化氢浓度越高，其各种生理指标变化越显著。同时过氧化氢处理种子也增加了刺五加种皮的透性。

2.3高锰酸钾处理刺五加种子其生理生化指标的变化（见表3）

由表3可以看出，不同浓度的高锰酸钾处理种子，种子发芽率为0。

随着高锰酸钾浓度的增加，种子含水量逐渐增加，与对照种子的含水量有极显著差异，从种子含水量说明种子透水率低，说明高锰酸钾浓度与含水量有密切关系。

种子中可溶性蛋白质含量随高锰酸钾浓度逐渐增加，先上升再下降再上升即不规律变化。蛋白质含量在高锰酸钾浓度为1.2%时达到最高，但各种处理与对照相比差异极显著。处理的种子中可溶性蛋白质含量最高值比对照增加只有1倍，变化不显著。

种子中淀粉含量随高锰酸钾浓度逐渐上升，高锰酸钾浓度为0.3%时达到最高。先上升再下降再上升即不规律的变化，但各种处理与对照相比差异不显著。

种子中丙二醛含量随高锰酸钾浓度逐渐增加，含量增加在高锰酸钾浓度为0.3%达到最高，先上升再下降，再上升再下降，即不规律变化，但各种处理与对照相比差异极显著。处理的种子中丙二醛含量最高值比对照增加只有1倍，变化程度不显著。

种子的电导率含量随高锰酸钾浓度逐渐增加，各种处理与对照相比差异极显著。处理的种子中电导率含量最高值比对照增加只有1倍多，变化程度不显著。

种子的过氧化氢酶活性随高锰酸钾浓度逐渐增加，各种处理与对照相比差异极显著。

种子的过氧化物酶活性随高锰酸钾浓度逐渐增加，高锰酸钾浓度为0.9%时达到最高，随后下降。各种处理与对照相比差异极显著。

高锰酸钾处理种子对于刺五加种子内的生理指标都有一定的影响，高锰酸钾浓度与各种生理指标变化有的有规律，有的无规律。

2.4 赤霉素处理刺五加种子其生理生化指标的变化（见表4）

从表4可以看出，不同浓度的赤霉素处理种子，种子发芽率为0。

随着赤霉素浓度的增加，种子含水量逐渐增加，与对照种子的含水量有极显著差异，从种子含水量说明种子透水率高，说明赤霉素浓度与含水量有密切关系。

种子中可溶性蛋白质含量随赤霉素浓度逐渐增加，蛋白质含量在100mg/L达到最高，随后下降再上升即不规律变化。但各种处理与对照相比差异显著。种子中可溶性的蛋白质含量最高值约为对照的1倍，其他变化显著，可能是蛋白质发生分解。

种子中淀粉含量随赤霉素浓度逐渐下降。各种处理与对照相比差异极显著。

种子中丙二醛含量随赤霉素浓度逐渐上升，赤霉素浓度100mg/L达到最高，随后下降，但各种处理与对照相比差异极显著。种子中丙二醛含量最高值比对照减少只有1倍，变化程度不显著。

种子中电导率含量随赤霉素浓度逐渐增加，赤霉素浓度200mg/L达到最高，随后下降再上升即不规律变化。各种处理与对照相比差异极显著。处理种子中电导率含量的最高值比对照增加只有1倍多，变化程度不显著。

种子的过氧化氢酶活性随赤霉素浓度逐渐增加，各种处理与对照相比差异极显著。

种子的过氧化物酶活性随赤霉素浓度逐渐增加。各种处理与对照相比差异极显著。

赤霉素处理种子对于刺五加种子内的生理指标都有一定的影响，赤霉素浓度越高，其各种生理指标变化越显著。

3 结论

通过以上对刺五加种子的化学处理实验，可以看出对刺五加种子的不同处理会影响种子内部的生理指标变化。种皮厚度抑制了种子发芽，使种子透水率低，影响了种子发芽率。同时，种子的后熟作用也限制了种子的萌发，但种子内也发生相应有规律或无规律的生理生化指标变化。用化学的方法处理种子，通过其生理指标的变化，找出影响种子发芽率的因素是种子的后熟作用，用赤霉素处理是使种子发芽的主要方法，其他化学方法主要是使种皮透性加大，通过本实验探究找到刺五加种子不发芽的原因。

参考文献

[1]邢朝斌，沈海龙，黄剑，等.不同温度、时间层积处理对刺五加种子发芽的影响[J].辽宁林业科技，2006（05）：9-11.

[2]张治安，陈展宇.植物生理学实验技术[D].吉林大学出版社，2015（07）：31-89。

作者简介：韩笑，在读本科生，研究方向：中药资源与开发。

通讯作者：马尧，硕士，教授，研究方向：植物生理生化教学和科研。