模拟干旱胁迫对瞿麦种子萌发的影响

2020-11-16李诚王苗郭凤霞

农业与技术 2020年20期

李诚王苗郭凤霞

摘要：瞿麦作为分布较广的药用植物，其生长容易受到干旱的影响，本文通过PEG-6000模拟干旱胁迫，研究瞿麦种子在干旱情况下的萌发特征。本研究设置0，5%、10%、15%、20%、25%的PEG-6000溶液处理瞿麦种子萌发，结果表明：随着PEG-6000浓度的不断增大，瞿麦种子萌发指标均呈下降趋势;较高浓度的PEG-6000溶液均对瞿麦种子的萌发有强烈的抑制作用，同时瞿麦种子的胚根长度和幼苗生长也受到不同程度抑制，与对照组相比较，有显著性差异;当浓度高达20%时，完全抑制瞿麦种子的萌发。瞿麦种子容易受到干旱胁迫，干旱会影响瞿麦生长。

关键词：瞿麦;种子萌发;PEG-6000;干旱胁迫

中图分类号：S-3 文献标识码：A

DOI：10.19754/j.nyyjs.20201030010

瞿麦（Dianthus superbus L.）为石竹科石竹属多年生草本植物[1]。具有很高的药用价值，全草均可入药，味苦、性寒，歸心经、小肠经、膀胱经;有抗炎、抑菌、抗氧化、杀虫、利尿通淋、破血通经等功效[2];瞿麦中积雪草酸具有抗肿瘤的活性[3];瞿麦醇提取物在100%浓度下有轻微溶血反应[4]。常生长于山坡、草地、路旁和林下。喜潮湿、耐寒、忌干旱，以砂质或粘质土壤最宜生长。主要分布于东北、华北、西北地区，以及山东、江苏、浙江、江西、河南、湖北、四川、贵州、新疆等地[5]。

种子萌发是植物生长过程中的一个关键环节，种子萌发的特征与其生长环境有着密不可分的关系。影响种子萌发的因素有很多种，水分、盐分、温度、光照、土壤等是影响植物生长育的重要生态因素[6]。随着全球气候变暖，温室效应不断加剧，水资源紧缺的问题日益显著，我国作为人口大国水资源尤其匮乏，常年受到干旱的困扰[7]。干旱胁迫成为威胁植物生存和生长的主要自然灾害，造成很多农作物减产，中药材的产量也不断下降[8]。在文献报道中，关于瞿麦的药理作用、临床应用、化学成分等研究较多[9，10]，但对于瞿麦种子萌发状况的研究却很少有报道。以不同浓度的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫研究植物的耐旱性，用发芽率、发芽势、发芽指数、萌发值等作为耐旱性指标是较可靠的方法。

本实验采用不同浓度的PEG-6000溶液模拟干旱环境，对瞿麦种子进行干旱胁迫处理[11，12]，通过测定其发芽率、发芽势、发芽指数、萌发值等，对瞿麦种子在PEG-6000溶液模拟干旱胁迫下的萌发情况进行分析[13]，为瞿麦的栽培和种植提供一些理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验选取大小均匀、颗粒完整饱满的瞿麦种子。

1.2 试验方法

1.2.1 浸种处理

瞿麦种子用蒸馏水浸泡3h，充分吸水后捞出备用。

1.2.2 仪器的处理

将试验所需培养皿和滤纸用75%乙醇溶液消毒晾干后备用。

1.2.3 试验处理

在消毒后的培养皿（直径9mm）铺入2层滤纸，将种子整齐摆放于培养皿中，每皿30粒种子，分别加入7mL的蒸馏水（对照处理组）和浓度为5%、10%、15%、20%、25%的PEG-6000溶液，处理后将培养皿放入20℃的恒温培养箱（12h黑暗，12h光照;5700lx）中培养萌发，从第3天开始每天定时向每个培养皿中用胶头滴管加入蒸馏水和对应浓度的PEG-6000溶液以使培养皿中的滤纸充分吸水，并记录种子发芽个数。每个浓度做3个平行组。以胚芽突破种皮作为萌发开始的标志，以第1粒种子胚芽突破种皮的日期作为试验的开始时间，以连续3d没有种子露出胚芽作为试验的结束时间。

1.2.4 萌发指标

发芽率（%）=发芽结束时总的发芽种子数/总供试种子数×100%

发芽势（%）=前2d种子的发芽数/总供试种子总数×100%

发芽指数=∑（Gt/Dt）

式中，Gt为时间t日的萌发数，Dt为相应的萌发天数;发芽指数越高，发芽速度越快，活力越高。

萌发值（GV）=PV×MDG，PV=（日累计发芽数/达到该累计发芽数所需要的天数）的最大值，MDG=发芽数/发芽历期。

1.3 数据处理

试验数据用SPSS17.0进行单因素方差分析。检验不同处理间的差异显著性。P<0.05为差异显著;P<0.01为差异极显著。

2 结果与分析

2.1 不同浓度的PEG-6000溶液处理下瞿麦种子的萌发率当PEG-6000浓度浓度为5%时，瞿麦种子的萌发率较高，可达到90%以上，与对照组无显著差异;10%和15%PEG-6000浓度下，二者的发芽率有显著差异;当PEG-6000浓度上升时，瞿麦种子的萌发率在逐渐下降;在PEG-6000浓度达到20%和25%时，种子的萌发受抑制程度最大，种子不萌发，与其它浓度下的萌发率差异极显著。结果分析表明浓度较高的PEG-6000溶液对瞿麦种子萌发有抑制作用。

2.2 不同浓度的PEG-6000溶液处理下瞿麦种子的发芽进程 5% PEG-6000溶液和对照组的瞿麦种子的发芽进程较一致，在置床后的第1天开始萌发，第7天达到萌发高峰;10%和15% PEG-6000溶液处理后，瞿麦种子的萌发进程明显下降。由此可知，当PEG-6000的浓度升高时，种子的萌发进程呈下降趋势。

2.3 不同浓度的PEG-6000溶液处理下瞿麦种子的发芽势对照组瞿麦种子的发芽势达40%;10%和15%PEG-6000浓度处理时，种子的发芽势下降至21%和12%;当PEG-6000浓度不断升高时对瞿麦种子的发芽势有明显的抑制作用，且抑制程度随PEG-6000溶液浓度的升高而增强;对照组与其它浓度下的发芽势相比有极显著差异。由此可见，瞿麦种子的发芽势因干旱胁迫的增强而降低。

2.4 不同浓度的PEG-6000溶液处理下瞿麦种子的发芽指数对照组和5% PEG-6000溶液的浓度下，二者之间发芽指数无显著差异;当PEG-6000溶液的浓度为10%和15%时，瞿麦种子的发芽指数具有显著的差异;当PEG-6000溶液的浓度升高到20%时，种子的发芽指数为0。由此可见，较高浓度的PEG-6000溶液对瞿麦种子的萌发有抑制作用。

2.5 不同浓度的PEG-6000溶液处理下瞿麦种子的萌发值在对照组和5% PEG-6000浓度下瞿麦种子的萌发值没有显著差异;与10%和15% PEG-6000浓度相比具有显著差异;并且随着PEG-6000浓度的升高，萌发值也明显呈降低趋势。

2.6 不同浓度的PEG-6000溶液处理下瞿麦种子的胚根生长状况

瞿麦种子在对照处理和5% PEG-6000浓度下胚根生长状况相似，两者之间没有明显的差异，在前4d生长较缓慢，第4天之后生长比较迅速;而10%与15% PEG-6000溶液浓度下瞿麦种子生长从一开始就受到抑制;由此可见，随着PEG-6000溶液浓度的不断升高，不仅瞿麦种子的发芽个数在减少，而且胚根的增长度也在变小。由此可见，不同浓度的PEG-6000溶液对瞿麦种子的生长状况存在不同的影响。

3 讨论

本试验研究表明，瞿麦种子对不同浓度的PEG-6000溶液的耐受程度是不同的。瞿麦种子在对照组萌发较好，5%浓度的PEG-6000溶液对瞿麦种子的萌发几乎无影响;但较高浓度的PEG-6000溶液均对瞿麦种子的萌发有明显的抑制作用甚至出现了不萌发的现象;而且瞿麦胚根的生长也在PEG-6000溶液模拟的干旱胁迫下受到了抑制，随着PEG-6000溶液浓度的升高，胚根的长度均呈下降趋势。作为重要的药用植物，干旱对瞿麦的种子萌发影响较大，种植时要考虑干旱对种子萌发的影响。要从生理生态适合度方面分析瞿麦幼苗生长过程中对干旱胁迫的响应。

参考文献

[1] 中国科学院中国植物志编辑委员会.中国植物志（第26卷）[M].北京：北京科学出版社，2010：424.

[2]張骞澜.瞿麦化学成分研究及瞿麦单体皂苷体内代谢动力学探究[D].杭州：浙江大学，2014.

[3]张建超，余建清，张方蕾，等.瞿麦正丁醇部位抗肿瘤活性成分筛选[J].中国现代中药，2015，17（04）：326-330.

[4]敖云龙，杭盖，胡斯乐.蒙药材瞿麦的化学成分及药理作用研究进展[J].世界最新医学信息文摘，2017（52）：126-127.

[5]国家药典委员会.中华人民共和国药典[M].北京：中国医药科技出版社，2015.

[6]黄建，刘洪见，钱仁卷，等.不同浸种温度及时间预处理对瞿麦种子发芽的影响[J].北方园艺，2011（15）：95-97.

[7]王鹤，关琳，张丽辉，等.不同氮浓度对番茄种子萌发及幼苗生长的影响[J].长春师范大学学报，2018，37（08）：92-95.

[8]黄晓霞，胡少波，邓莉兰.土壤干旱和盐胁迫对帕洛特王幼苗生长及生理特性的影响[J].北方园艺，2011（15）：97-100.

[9]傅旭阳，田均勉.瞿麦的化学成分研究[J].中草药，2015，46（05）：645-648.

[10]张方蕾.瞿麦抗肿瘤有效部位的活性组分筛选及其成分分析[D].武汉：湖北中医药大学，2014.

[11]刘博，卫玲，肖俊红，等.PEG模拟干旱条件下大豆萌发特性研究[J].种子，2018，37（12）：62-66.