物理方法处理对刺五加种子萌发特性的影响

关越 吴梦娜 唐琴 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，适当用物理方法处理，研究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，与种皮过厚有关，可以采用热水浸种，温度不超过40℃;再可以用变温处理，增大温差使种皮破损;层积处理可以加快种子萌发。

关键词：物理方法;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.2019.18.025

刺五加（Acanthopanax senticosus（Rupr. et Maxim.）Harms），又名五加參、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。《本草纲目》称刺五加为“本经上品”，能“补中益气，坚筋骨，强意志，久服轻身耐老”。民间有“宁得一把五加，不用金玉满车”的说法[1]。

针对刺五加种子质量差，自然状态后熟时间长和出苗率低，是其有性生殖过程的一个薄弱环节的萌发特性，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，适当用物理方法处理，从而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清水浸种 选择完好种子，将种子放入清水中浸种，浸种时间分别为0h、12h、24h、36h、48h，不浸种为对照。找出适宜发芽的最佳时间。

1.2.2热水浸种 选择完好种子，将种子放入热水中浸种，热水的温度分别为20℃、30℃、40℃、50℃，由培养箱调控温度，浸种时间以清水浸种最适宜时间为准，室温为对照。

1.2.3低温层积处理方法 筛选好的种子放于温度35℃水中浸泡48h，使种子充分膨胀后将种子捞出控干;用50%的多菌灵消毒30min;湿沙与种子分层装在盆内，上层覆盖一层细沙，置低温下层积，放一支温度计，每两天记录一次温度值，分别放置20d、40d、60d、80d。要定期通气和保持沙子湿润（手捏成团，一颠即散）。

1.2.4变温处理方法 筛选好的种子放于温度25℃水中浸泡，时间以清水浸种最佳时间为准，使种子充分膨胀后捞出控干;用50%的多菌灵消毒30min;白天温度为25℃，夜间温度为15℃，没有变温的种子为对照。

1.2.5 指标测定 将物理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，以没过种子一半的厚度为准，不要没过种子。采用 GTOP-310B 光照培养箱培养，培养箱温度 24℃～25℃。发芽期限设定为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

测定的所有数据都采用SPSS 18.0软件进行统计分析。

2 结果与分析

2.1不同时间的清水浸种，刺五加种子各项生理生化指标的变化

清水浸种刺五加种子实验结果，如表1。

从表1可以看出，不同时间的清水浸种，种子发芽率为0。

随着清水浸种时间的增加，种子含水量逐渐增加，与对照种子的含水量有极显著差异;清水处理12h和清水处理24h中种子含水量差异不显著。种子含水量说明种子透水率低，清水浸种时间与含水量有密切关系。

种子中的可溶性蛋白质含量随浸种时间逐渐增加，可溶性蛋白质含量增加在36h达到最高，随之下降，但各种处理与对照相比差异极显著。处理的种子中的可溶性蛋白质含量最高值比对照增加最多只有1倍，变化不显著。浸种48h，后可溶性蛋白质下降，可能是种子内可溶性蛋白质转化为其他物质所导致的。

种子中的淀粉含量随浸种时间逐渐降低，但各种处理与对照相比差异极显著。随着含水量的浸种时间增加，积累的淀粉在淀粉酶的作用下可能分解造成的。

种子中丙二醛含量随浸种时间逐渐增加，含量增加在36h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最多只有1倍，变化程度不显著。

种子中电导率含量随浸种时间逐渐增加，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，先上升又减低再上升，即不规律的变化，处理的种子中过氧化氢酶活性含量最高值比对照增加最多只有1倍，各种处理与对照相比差异不显著。

种子中过氧化物酶活性随浸种时间逐渐增加，种子中过氧化物酶活性含量最高值比对照增加最多只有1倍，各种处理与对照相比差异极显著。

清水浸种对于刺五加种子内的生理指标都有一定的影响，清水浸种时间越长，其各种生理指标变化越显著，种子没有发芽不仅与体内生理生化变化有关，还与种子的透水率有密切关系。透水率低影响种子内部生理生化变化，还影响其发芽率。说明种子种皮较厚，影响种子的发芽，体内物质变化不显著。

2.2 热水浸种刺五加种子各项生理生化指标的变化

热水浸种刺五加种子测定生理生化指标，见表2。

从表2可以看出，不同温度的热水浸种，种子发芽率为0。

随着热水浸种温度的增加，种子含水量逐渐增加，与对照相比种子的含水量有极显著的差异，从种子含水量变化表明种子透水率低，热水浸种温度与含水量有密切关系。

種子中可溶性蛋白质含量随热水浸种温度的增加逐渐减少，呈先上升又降低的趋势，20℃热水浸种处理和30℃热水浸种处理的种子中可溶性蛋白质含量变化不显著，40℃热水浸种处理和50℃热水浸种处理的种子中可溶性蛋白质含量变化不显著，但这两组处理的可溶性蛋白质含量变化与对照可溶性蛋白质含量有极显著差异。处理的种子中可溶性蛋白质含量最高值比对照减少只有1倍，变化不显著。40℃、50℃热水浸种的可溶性蛋白质含量下降，与温度有关。温度高，使蛋白质变性。

种子中淀粉的含量随温度的升高逐渐降低，30℃热水和40℃热水处理的种子中淀粉含量变化不显著，但50℃热水处理的种子中淀粉含量与对照相比差异极显著。

种子中的丙二醛的含量随温度升高而升高，与对照相比有极显著的差异，在温度50℃时最高值比对照扩大5倍，变化显著。

种子中的电导率的含量随温度升高而升高，与对照相比有极显著的差异，在温度50℃时最高值比对照扩大2倍，变化显著。

种子中的过氧化氢酶活性随温度升高而减少，在30℃时达到最高，随之下降，30℃、40℃热水处理与对照相比差异极显著，但变化不显著。50℃与对照相比差异不显著。

种子中的过氧化物酶活性随温度升高而减少，在30℃时达到最高，随之下降，与对照相比差异极显著，但只减少1倍，变化不显著。

热水浸种对于刺五加种子的生理指标存在一定的影响，温度越高，其各项生理指标与对照相比差异越显著。因此，种子的透水率低，影响其发芽，还影响了种子的内部生理生化变化，同时不同温度的热水浸种也影响生理生化指标，尤其是酶活性受到很大的影响，超过40℃时酶活性明显下降。热水处理确实使种子的含水量明显增加，同时也使种皮的透性增加。

2.3低温层积处理刺五加种子内生理生化指标的变化

低温层积处理刺五加种子内生理生化指标，见表3。

由表3可以看出，不同层积天数的处理，种子发芽率为0。

随着种子层积天数的增加，种子的含水量逐渐增加，在80天时，种子含水量的最高值与对照相比增加了近7倍，与对照相比差异极显著。从含水量看出，种子的透水性高，与层积的天数有密切关系。

种子中可溶性蛋白质的含量随层积天数逐渐增加，与对照相比差异极显著。

种子中淀粉含量随着层积天数的增加而逐渐减少，各种处理的淀粉差异显著，但各种处理与对照相比差异显著。

种子中的丙二醛含量随层积天数的增加而逐渐增加，种子中丙二醛含量的最高值与对照相比扩大了近5倍，因此，与对照相比差异极显著，变化明显。

种子中电导率的含量随层积天数的增加而升高，各种处理与对照相比有极显著的差异。

种子中过氧化氢酶活性随层积天数的增加而逐渐增加，各种处理与对照相比差异极显著，种子中过氧化氢酶活性的最高值与对照相比增加4.9倍，变化显著。

种子中过氧化物酶活性随层积天数的增加逐渐增加，各种处理与对照相比差异极显著。种子中过氧化物酶活性的最高值与对照相比增加1.4倍，变化显著。

层积天数对于刺五加种子的生理生化指标产生了非常大的影响，尤其是种子的含水量，说明随着天数的增加，种子的含水量越高，越有利于发芽。但种子没有发芽，说明与种子内部的生理指标变化有关，还与种子的形态后熟有关。层积天数处理的时间越长，种子发芽能力越强。

2.4变温处理刺五加种子内生理生化指标变化

变温处理刺五加种子生理生化指标，见表4。

由表4可以看出，对照与变温处理的种子，发芽率为0。

由种子含水量可以看出，经过变温处理的种子，比对照的含水量增加，差异显著。

种子中可溶性蛋白质的含量经过变温的处理与对照相比变化不显著。

种子中淀粉的含量经过变温的处理与对照相比含量下降不显著。

种子中丙二醛的含量经过变温的处理，丙二醛含量比对照相比减少，说明变温有利于种子细胞膜不被过氧化。

种子中的电导率的含量经过变温的处理，处理种子电导率含量比对照相比增加，扩大了1倍，差异不显著。

种子中过氧化氢酶活性经过变温的处理与对照相比变化不显著，增加了1.5倍。

种子中的过氧化物酶活性经过变温的处理，过氧化物酶活性含量比对照相比增加，扩大了1.17倍，差异不显著。

经过变温的处理，对刺五加种子生理指标存在一定影响，但变化不大。变温增加了种皮透性，但没有层积处理变化显著。

3 结论

透水率低影响种子内部生理生化变化，还影响其发芽率。说明种子种皮较厚，影响种子的发芽，体内物质变化不大。

刺五加种子没有发芽，与种皮过厚有关，可以采用热水浸种，温度不超过40℃。

层积天数对于刺五加种子的生理生化指标产生了非常大的影响，尤其是种子的含水量，说明随着天数的增加，种子的含水量越高，越有利于发芽。但种子没有发芽，说明还与种子内部的生理指标变化有关，还与种子的形态后熟有关。层积天数处理的时间越长，种子发芽能力越大。

变温增加了种皮透性，增大温差使种皮破损。

通过以上对刺五加种子物理方法处理，刺五加种子没有发芽，与种皮过厚有关，可以采用热水浸种，温度不超过40℃;还可以用变温处理，增大温差使种皮破损。

参考文献

[1]赵淑兰，沈育杰，杨义明.刺五加种子不同处理对胚后熟及出苗率的影响[J].特产研究，2005（04）：24-26.

[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：关越，在读本科生，研究方向：中草药栽培与鉴定。

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。