不同处理对远志种子萌发和幼苗生长的影响

曹福麟，杨冰月，罗 露，李 洁，雷瑞祥，魏艳妮，胡本祥，彭 亮

（陕西中医药大学，陕西 咸阳 712046）

远志为远志科远志属多年生草本植物远志Polgala tenuifoliaWilld.或卵叶远志Polygala sibiricaL.的干燥根。始载于《神农本草经》，为临床常用药，我国大宗药材之一［1］。随着临床需求的日益增多，远志的野生资源逐渐减少。近年来，我国已陆续建成远志栽培生产基地，陕西渭南澄县、合阳与山西闻喜、新绛等为主要产区，远志作为山西道地药材之一，有“关远志”之称［2］。但由于劳动强度大、投入高、栽培技术不易掌握，其生产规模一直难以扩大。目前，远志市场需求较大，导致种质资源急剧减少，部分产区资源也濒临枯竭。因此，开展远志种植资源与可持续利用的研究势在必行［3］。

近年来，超声波在提高转基因效率、诱导微生物变异、促进植物种子萌发等领域得到广泛应用和发展［4］。一系列研究证明，采用超声处理可以促进种子萌发和幼苗生长，提早成熟，增加产量。王顺民等［5］研究证明，超声波处理可促进苦荞麦的种子萌发以及促进还原糖和总黄酮的积累。赵萌萌等［6］研究证明，超声波可促进黄豆种子的萌发。阿继凯等［7-8］研究表明，唐古特大黄种子经超声波处理，种子萌发和幼苗平均根长、鲜重、叶片面积等明显增长。植物生长调节剂是一种人工合成化合物，具有生理活性、类似植物激素的特点［9］.，对植物生长发育具有调控作用，对一些植物种子萌发表现出促进或抑制作用［10］。

利用超声波处理及外源激素浸泡后，可提高药用植物种子的萌发。但关于超声波和外源激素对远志种子萌发及幼苗生长的影响报道较少。本实验以远志种子为材料，研究不同处理方式对种子萌发及幼苗生长的影响，以期为其种苗培育、规范化栽培提供理论依据。

1 材料

1.1 仪器 KQ-200DE 型超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）；人工培养箱（上海跃进医疗器械有限公司）；FA2104 型电子分析天平（上海民桥精密科学仪器有限公司）。

1.2 试剂与药物 外源激素为2，4 二氯苯氧基乙酸、水杨酸、细胞激动素，批号分别为170115、Z22J9Y64166、H26M9H57028。蒸馏水为自制。远志种子采自陕西省淳化县远志规范化栽培基地，千粒质量3.23 g，经陕西中医药大学胡本祥教授鉴定为远志Polygala tenuifoliaWilld.的种子。

2 方法

2.1 净度测定 种子净度是衡量种子质量的四大指标之一，也是种子检验的必检项目。净度分析所需种子数至少包含2 500 粒，而送检样品的质量应至少超过净度分析的10 倍。随机称取8 g 种子，挑出大小或质量上有明显不同的混杂物，然后称定净种子质量，重复3 次。

2.2 吸水率测定 称取1 g 无杂质、无破损的远志种子，放置于烧杯中加蒸馏水让其在室温下充分吸水膨胀，分别于2、4、8、12、24、36、48、60、72 h 时取出种子，并用滤纸吸干种子表面水分，重复3 次。采用质量法测定种子吸水进程，并根据种子吸水后的质量变化计算吸水速率［3-4］，绘制吸水率曲线，计算公式为吸水率=（浸种后质量-浸种前质量）/ 浸种前质量×100%。

2.3 种子预处理

2.3.1 超声处理 将远志种子消毒后用3 层纱布包裹束口，进行超声处理，温度变化控制在3 ℃以内。然后以2 层滤纸为苗床，排列于9 cm 培养皿中，每组30 粒，适时加入蒸馏水使苗床保持湿润。以超声波功率0 W 处理为对照组，种子放置在培养箱中暗培养，萌发温度25 ℃，每组重复3 次。每天定时观察，记录种子萌发数。

2.3.2 正交试验设计 为了获取最佳的超声处理条件，采用不同超声时间（A），不同超声温度（B），不同超声功率（C）组合设计成L9（34）正交试验，见表1。

表1 因素水平Tab.1 Factors and levels

2.3.3 不同植物生长调节剂处理 选取大小均一，饱满，无病虫害的远志种子，先用蒸馏水浸泡12 h，再用2% 的次氯酸钠消毒15 min，最后用蒸馏水冲洗种子至无次氯酸钠味。2，4-二氯苯氧基乙酸质量浓度分别为10、20、30、40、50 mg/L，水杨酸质 量浓度 分别为100、150、200、250、300 mg/L，细胞激动素质量浓度分别为20、30、40、50、60 mg/L，均设5 个质量浓度梯度。分别取各质量浓度激素20 mL 浸泡远志种子12、12、1 h。以蒸馏水处理的种子作为对照组。

将浸泡后的种子排列在放有2 层滤纸的90 cm培养皿中，每皿30 粒种子，重复3 次。在恒温恒湿培养箱中25 ℃培养。每天定时补充蒸馏水并记录种子萌发数，以第3 日计算发芽势、第9 日计算发芽率及发芽指数。发芽结束后，从每个培养皿随机选取5 株幼苗，用游标卡尺测量根长、株高，结果取平均值。测定鲜重后干燥至恒定质量，测干重。计算公式为发芽率=发芽种子总数/供试种子总数×100%；发芽势=规定时间发芽种子总数/供试种子总数×100%；发芽指数=∑（Gt/Dt），式中Gt在不同时间的发芽数，Dt发芽日数，∑为总和；活力指数（VI）=S×∑Gt/Dt（S 为幼苗根长）。

2.4 数据处理 采用单因素方差分析进行显著性检验。Origin2016 作图。

3 结果与分析

3.1 远志种子净度与吸水率的测定结果 种子净度约为80.42%。图1 表明，种子吸水率前24 h 急速上升，24～36 h 渐趋平缓，36 h 后进入稳定期，吸水率最高达57.62%，是自然风干种子质量的1.77 倍。

图1 种子吸水率曲线Fig.1 Water absorption curve of seeds

3.2 超声波处理对远志种子活力的影响 表2～3显示，以株高、根长、发芽率和发芽指数的综合评分为评价指标，根据R 值，可直观看出各因素影响程度依次是B＞C＞A，即温度的影响作用最大，其次是功率和时间。由K 值分析得出最佳提取方案为A2B3C3；方差分析结果表明温度（B）有影响（P＜0.05），因此，综合3 种因素对种子各项指标的影响，确定A2B3C3（超声20 min，温度70 ℃，功率200 W）为最佳处理条件。

表2 试验设计与结果Tab.2 Design and results of tests

表3 方差分析Tab.3 Analysis of variance

3.3 超声波处理对远志幼苗生长的影响 表2 显示，远志幼苗在T4 处理下根及株高显著长于对照组，在T2、T5 处理下对幼苗根长也有一定的促进作用。除T9 处理显著抑制幼苗根长外，其他处理组对幼苗根长的影响均不显著。

3.4 不同外源激素对远志种子萌发的影响 表4显示，远志种子经不同质量浓度2，4-二氯苯氧基乙酸处理后，种子的发芽率随处理质量浓度的增大呈先增高后降低的趋势。经20～40 mg/L 2，4-二氯苯氧基乙酸处理后的远志种子发芽率逐渐下降，但均高于对照组，其中20 mg/L 时发芽率高于对照组（P＜0.05），50 mg/L 时发芽率低于对照组，但无显著性差异。表明当2，4-二氯苯氧基乙酸质量浓度大于20 mg/L 时会抑制远志种子萌发。不同质量浓度2，4-二氯苯氧基乙酸处理后远志种子活力指数与对照组相比差异显著呈下降趋势，其中，在50 mg/L 时达到最低，仅为对照组的14.2%。当水杨酸浓度为150～300 mg/L 时，发芽率与活力指数均高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），其中150 mg/L 时发芽率最高，活力指数最高。当细胞激动素质量浓度为20～60 mg/L 时，发芽率均高于对照组，但差异无统计学意义（P＞0.05）。活力指数呈先升高后下降的趋势，其中30～60 mg/L 时均高于对照组，40 mg/L 时达到最高，差异有统计学意义（P＜0.05），质量浓度在20 mg/L 时，活力指数低于对照组（P＜0.05）。当质量浓度为40 mg/L时发芽势最好。

表4 不同外源激素对种子萌发的影响（，n＝3）Tab.4 Effects of different exogenous hormones on germination of seeds（，n＝3）

表4 不同外源激素对种子萌发的影响（，n＝3）Tab.4 Effects of different exogenous hormones on germination of seeds（，n＝3）

注：与对照组比较，不同小写字母表示P＜0.05。

3.5 不同外源激素对远志种子幼苗生长的影响 表5 显示，不同质量浓度2，4-二氯苯氧基乙酸与对照组比较对幼苗株高没有影响（P＞0.05）。10～50 mg/L 时幼苗 根长均 低于对照组，在50 mg/L时达到最低，表面随着质量浓度的增大对根长有着显著的抑制作用。不同质量浓度2，4-二氯苯氧基乙酸对鲜重及干重均表现出显著的抑制作用。

表6 显示，在不同质量浓度水杨酸处理下，幼苗株高呈先降低后增高的趋势，且均大于对照组，并在250 mg/L 时达到最大值，与对照相比差异有统计学意义（P＜0.05）。除100 mg/L 时根长低于对照组（P＞0.05），其余质量浓度根长均大于对照组，在150 mg/L 时根长大于对照组和其他质量浓度，达到5.58 cm，为对照组的1.94 倍，差异有统计学意义（P＜0.05），表明在此质量浓度下可显著促进远志幼苗的根长。当水杨酸＜150 mg/L 时，幼苗鲜重显著高于对照，可能幼苗早期生长良好。不同质量浓度水杨酸对幼苗干重没有显著影响。

表5 2，4-二氯苯氧基乙酸对种子幼苗生长的影响（，n＝3）Tab.5 Effects of 2，4-dichlorophenoxyacetic acid on seedling growth of seeds（，n＝3）

表5 2，4-二氯苯氧基乙酸对种子幼苗生长的影响（，n＝3）Tab.5 Effects of 2，4-dichlorophenoxyacetic acid on seedling growth of seeds（，n＝3）

注：与对照组比较，不同小写字母表示P＜0.05。

表6 水杨酸对种子幼苗生长的影响（，n＝3）Tab.6 Effects of salicylic acid on seedling growth of seeds（，n＝3）

表6 水杨酸对种子幼苗生长的影响（，n＝3）Tab.6 Effects of salicylic acid on seedling growth of seeds（，n＝3）

注：与对照组比较，不同小写字母表示P＜0.05。

表7 显示，幼苗株高呈先降低后升高的趋势，当20～30 mg/L 细胞激动素株高大于对照，但无显著性差异，当细胞激动素≥40 mg/L 时株高值逐渐增加，并在60 mg/L 时达到最大，差异有统计学意义（P＜0.05）。在40 mg/L 时根长达到最大，为5.64 cm，为对照组的1.96 倍，差异有统计学意义（P＜0.05），表明在此质量浓度下对幼苗根长的生长有显著促进作用。随着细胞激动素质量浓度的增大，幼苗鲜重呈逐渐增大的趋势，细胞激动素＜30 mg/L鲜重显著小于对照，细胞激动素≥30 mg/L鲜重显著高于对照，表明在此质量浓度范围内，对幼苗的生长具有良好的促进作用。不同质量浓度对幼苗干重没有显著影响。

表7 细胞激动素对种子幼苗生长的影响（，n＝3）Tab.7 Effects of cytokinin on seedling growth of seeds（，n＝3）

表7 细胞激动素对种子幼苗生长的影响（，n＝3）Tab.7 Effects of cytokinin on seedling growth of seeds（，n＝3）

注：与对照组比较，不同小写字母表示P＜0.05。

4 讨论

远志种子小，部分种子有休眠，隔年种子发芽率很低。而种子发芽势、发芽率、发芽指数等又是衡量种子质量的关键性指标，发芽率、发芽势和发芽指数高则种子发芽速度快、发芽能力强、出苗整齐。近年来栽培育种工作者研究了很多打破休眠、促进发芽的方法，其中超声波处理和激素处理使用比较多［11-12］。

4.1 超声波处理 超声波技术在药材栽培中已有一定的应用，具有广泛的应用前景［13］，可促进药用植物种子提高发芽率、加快幼苗生长，具有比野生或栽培的药用植物生长速度快的优点［14］。正交试验与方差分析结果表明，不同超声处理组对远志种子活力及幼苗生长的影响不同。当远志种子在超声时间20 min，温度70 ℃，输出功率200 W 条件下，各项指标均达到最佳。这可能与适度的超声波作用于种子的细胞时，会产生胞内微流、胞内质的旋转及涡流运动，提高细胞膜和细胞壁的穿透性，从而促进种子的新陈代谢［15］。

4.2 激素处理 外源激素法已成为阐明种子萌发的激素调控机制、调节幼苗生长等方面研究的重要手段，在多个物种得到广泛应用［16］。经过比较发现，不同外源激素在不同浓度对远志种子生长的影响不同。从发芽势、发芽率及活力指数来看，不同质量浓度细胞激动素处理后的远志种子3 项指标均高于对照组，也高于其他激素组。2，4 二氯苯氧基乙酸和水杨酸均表现出典型的低质量浓度促进，高质量浓度抑制的趋势。其中，10～30 mg/L 2，4二氯苯氧基乙酸处理时均对远志种子的发芽率有不同程度的促进作用，以20 mg/L 的效果最好，发芽率达90%，比对照组高1.13 倍。以150 mg/L 水杨酸效果最好。当2，4 二氯苯氧基乙酸≥30 mg/L，水杨酸≥200 mg/L 时，对远志种子萌发的各项指标均有不同程度的抑制作用，3 个激素组结合发芽势及活力指数相比，为细胞激动素＞水杨酸＞2，4二氯苯氧基乙酸。

不同外源激素对远志幼苗生长的影响不同。不同质量浓度2，4 二氯苯氧基乙酸处理下对幼苗生长各项指标均表现出明显的抑制作用。水杨酸对幼苗根长的影响表现出先增高后降低的趋势，并在150 mg/L 时达到最大，与对照组相比明显伸长。随着细胞激动素质量浓度升高，幼苗鲜重及干重呈逐渐升高的趋势，表明，在种子萌发到幼苗生长的不同阶段，所需的激素浓度也是不一样的。

综上所述，适宜的超声处理和植物生长调节剂浸种处理能够有效促进远志种子的萌发及幼苗的生长。综合本实验研究结果，认为最适宜的超声参数为超声时间20 min，温度70 ℃，输出功率200 W。外源激素整体效果为细胞激动素优于水杨酸优于2，4 二氯苯氧基乙酸。