不同来源年份藏麻黄种子萌发及抗旱性评价

何文佳

(西藏自治区农牧科学院水产科学研究所，拉萨 850002)

麻黄作为药用植物已有五千多年的应用历史，始载于《神农本草经》，主中风，伤寒头痛，温虐，发表汗，去邪热气，止咳逆上气，除寒热，破积聚[1]。青藏高原自然条件独特而复杂蕴育了品种丰富的藏药材资源，藏麻黄(E.saxatilis)为西藏特有种[2]，在《月王药诊》、《晶珠本草》以及《四部医典》等藏药古籍中均有对藏麻黄全草入药的记载[3]，作为藏医药常用的基源植物，藏麻黄是重要的藏药资源。

干旱是全世界共同面临的自然灾害，我国属于干旱频发国家，且西南地区的干旱最为严重[4]，青藏高原大部分地区处于干旱半干旱区[5]。麻黄根系发达、分蘖能力强，具有防风固沙、改善地区生境以及涵养水源的作用，是重要的生态、经济药用灌木之一[6]。目前国内外对麻黄的研究集中于化学成分方面，而对于麻黄抗逆性方面的研究较少。对于麻黄的研究，多集中于草麻黄和中麻黄方面，对于藏麻黄所开展的研究颇少。随着藏医药的发展，对麻黄的需求日益增长，麻黄种植展现出较好的发展前景。种子作为植物繁育的重要方式，其品质的好坏关系到植物是否正常生长以及产量的高低。种子萌发时期属于植物抗逆性研究的关键时期。麻黄植物存在授粉不完全而导致种子不能成熟和种子活力较低，从而对种子的萌发能力产生影响。本试验测定了与藏麻黄种子萌发和幼苗生长的相关指标，评价了藏麻黄的抗旱性，以期为藏麻黄的推广栽培，养护和抗逆性研究提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 研究材料

藏麻黄种子于2017年7月，2019年7月采集自西藏自治区拉萨市，成熟的种子带回实验室，晾干后置于阴凉干燥处保存。剔除空壳和被害虫侵染的藏麻黄种子，选取饱满的种子作为供试材料。

1.2 研究方法

随机选取50粒种子，用游标卡尺测量麻黄种子的横茎和纵茎，3次重复，取平均值。再随机选取100粒种子，用分析天平称重，3次重复，取平均值，测算藏麻黄种子千粒重。

将3个不同储存年限的藏麻黄种子，各取50粒，设置3组重复。将种子置于0.8% NaClO溶液中消毒30 min，用蒸馏水冲洗干净后置于蒸馏水中24 h，使其充分吸水膨胀。将麻黄种子分别放置在提前经过高压灭菌的直径为90 mm铺有2层滤纸的培养皿中。每个培养皿中加入5 mL蒸馏水，每隔2 d更换培养皿中的水。将装有藏麻黄种子的培养皿放置在光照培养箱中，培养箱温度设置为25 ℃，光照强度5级，光照周期16 h/8 h(光照/黑暗)。每隔2 d于10：00时对藏麻黄种子的发芽情况进行统计和记录。

表2 不同储存年限麻黄种子生长指标隶属函数值及耐旱性评价

1.3 种子萌发指标的测定

采用纸皿法，测定并计算种子的发芽率、发芽势、发芽指数。

发芽率(%)=(发芽种子数/供试种子总数)×100%;

发芽势(%)=(10 d内种子发芽数/供试种子总数)×100%;

发芽指数=∑(发芽种子数/发芽天数)。

采用模糊数学中隶属函数方法，以发芽率、发芽势、发芽指数、胚根长、胚轴长等5个指标作为抗旱性评价依据对藏麻黄抗旱性能力进行综合评价，其公式为[7]：

式中：F′为i年限j性状的隶属值，Fij为某年限某一指标的测定值，Fmax为某指标中的最大值，Fmin为某指标中的最小值，Fi为i年限的总隶属值，n为测定指标数。

1.4 藏麻黄幼苗中生理指标的测定

采集土培14 d的麻黄幼苗，运用分光光度法测定藏麻黄叶绿素a，叶绿素b和总叶绿素含量。运用酸性茚三酮染色法测定藏麻黄脯氨酸含量。

1.5 数据统计与分析

采用 Microsoft Excel软件和IBM spss statistics 21.0软件对数据进行处理分析。

2 结果与分析

2.1 不同储存年限种子基本情况

不同储存年限供试麻黄种子的横茎、纵茎、千粒质量如表1，不同储存年限之间无显著差异(p>0.05)。

表1 不同储存年限麻黄种子基本特征

2.2 不同储存年限种子萌发情况

由图1可看出，2017年，2018年，2019年麻黄种子最终发芽率分别为 38.0%，49.4%，68.0%。2019年麻黄种子的发芽率最高，2018年的种子发芽率次之，2017年的种子发芽率最低。种子发芽势和发芽指数如图2、图3。

2.3 麻黄抗旱性性综合评价

根据隶属函数值对抗旱性进行分级，分为耐旱型(1级)，较耐旱型(2级)，中间型(3级)，干旱较敏感型(4级)和干旱敏感型(5级)[7]。藏麻黄隶属函数值在0.4～0.6之间为3级，属于中间型(表2)。

图1 不同年限种子发芽率

图2 不同年限种子发芽势

图3 不同年限种子发芽指数

2.4 麻黄幼苗叶绿素和脯氨酸含量

叶绿素和脯氨酸作为植物抗旱的重要生理指标。测得藏麻黄幼苗叶绿素a，叶绿素b，总叶绿素，脯氨酸含量如图4。

图4 叶绿素和脯氨酸含量

3 讨 论

植物抗旱性是多种因素影响的综合性状，其中种子的萌发和幼苗生长是植物抗逆性的直观反映。本试验以藏麻黄种子发芽率、发芽势、发芽指数、胚根长和胚轴长作为综合评价指标。植物中所含的脯氨酸可通过调节细胞渗透势来适应干旱环境。随着存储年限的增加，藏麻黄种子发芽率、发芽势和发芽指数呈下降的趋势。该研究结果与张丽等[8]的研究结果一致，麻黄种子随着储存时间的增加，种子衰老程度表现出加快的现象。王桔红等[9]测定了膜果麻黄种子萌发率为93.4%，中麻黄种子萌发率64.6%。中麻黄为国家药典规定使用的麻黄，藏麻黄种子萌发率(68.0%)低于膜果麻黄，但高于中麻黄种子萌发率，不同种麻黄种子萌发能力存在差异。这与麻黄物种以及长期适应不同的环境，在不同的选择压力下产生出不同的生活史对策有关。

Andrea Mondoni等[10]研究发现，高山植物种子存活期明显低于低地植物种子，环境和遗传因素决定种子存活率高低。种子存活率受环境条件的影响较大，可能与气候等有关适应性遗传差异有关。对种子的萌发能力进行探究，能够了解种子的抗逆性，对于种子收集保存的有效管理至关重要[11]。对于麻黄种子萌发能力随储存时间的增加而降低的现象，需要考虑在种子保存过程中使用新的储藏技术，如冷冻保存等，定期对存储的种子进行种子活力测定。对于遭受采摘挖掘而使麻黄资源日渐减少的状况，可将麻黄进行易地种植保护，或是通过种子库等方法保护麻黄资源，为原生境保护和栖息地恢复提供繁殖材料。