不同采收时间珊瑚菜种子的产量及质量

杨树林 杨太新 路宁宁

摘要：通过对不同采收时间珊瑚菜种子产量和质量的研究，确定其适宜采收时间，为珊瑚菜良种繁育和提高种子质量提供理论依据。结果表明，不同采收时间的珊瑚菜种子产量和质量差异显著。珊瑚菜种子的产量以T3（6月25日）处理的最高，为888.71 kg/hm2，且显著高于T4（6月30日）处理的706.69 kg/hm2;种子千粒质量和发芽率均随采收时间的推迟逐渐上升，T4处理的种子千粒质量和发芽率均达到最高，但均与T3处理差异不显著。种子的SOD、POD和CAT活性随采收时间的推迟均表现出逐渐增高的变化趋势，均以T4处理的活性最高。随采收时间的推迟，种子的ABA、GA3和ZR含量均呈逐渐下降的趋势，均以T4处理的含量最低，种子的IAA含量呈先上升后下降的趋势，以T2（6月20日）处理的最高，为52.82 ng/g。从种子的产量及质量考虑，河北安国及周边地区的珊瑚菜种子适宜采收时间为6月25日。

关键词：珊瑚菜;种子;采收时间;产量;质量

中图分类号： S567.23+9.04  文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2021）22-0162-05

收稿日期：2021-03-09

基金项目：河北省中药材产业技术体系创新团队项目（编号：HBCT2018060202）;太行山农业创新驿站安国药博园（编号：1717050）。

作者简介：杨树林（1996—），男，河北保定人，硕士研究生，研究方向为药用作物栽培。E-mail：1518632070@qq.com。

通信作者：杨太新，博士，教授，主要从事药用植物规范化栽培和管花肉苁蓉的科学研究。E-mail：yangtaixin@126.com。

伞形科植物珊瑚菜（Glehnia littoralis Fr. Schmidt ex Miq.）为常用中药北沙参的基原植物。北沙参性微寒，味甘、微苦，归肺、胃经，具有润肺益胃、养阴生津的功效[1]。北沙参有着悠久的栽培历史和较成熟的种植加工技术，主产于河北安国、山东莱阳和内蒙古赤峰三大产区。其中河北安国所产的北沙参是“八大祁药”之一，习称“祁沙参”[2]。

珊瑚菜为伞形科植物，其种子成熟度不一致，质量参差不齐，严重影响了优良种苗的培育，最终影响药材质量。乔凯宁等研究了珊瑚菜种子质量的检验方法：千粒质量采用千粒法;含水率用低温（105±2） ℃烘干法，烘干8 h，去果皮，15～25 ℃变温条件下纸间培养[3]。贾俊英等探讨了不同处理的珊瑚菜种子质量，分成3个等级，且研究显示，沙藏后的种子发芽率均高于沙藏前的[4]。舒春清等报道，珊瑚菜留主茎果盘上的种子，摘除侧枝小果盘，以集中养分，促使主茎果盘种子饱满[5]。韩晓伟等研究表明，低温沙藏能够降低抑制珊瑚菜种子萌发的香豆素类含量，促进种子萌发的植物激素比例开始增加[6]。但关于不同采收时间珊瑚菜种子的产量和质量研究未见报道，本文研究了不同采收时间珊瑚菜种子的结实率、荚果长、荚果宽、含水率、千粒质量、发芽率等指标，分析了种子的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性和脱落酸（ABA）、赤霉素（GA3）、吲哚乙酸（IAA）、玉米素核苷（ZR）内源激素含量等生理指标，旨在为进一步提高珊瑚菜种子质量和良种繁育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以安国药博园种植基地采收的珊瑚菜种子为试验材料，经河北农业大学杨太新教授鉴定均为伞形科植物珊瑚菜的种子。

BS-223S电子分析天平（北京赛多利斯仪器系统有限公司）;DHG-9240A电热恒温鼓风干燥箱（北京陆希科技有限公司）;Agilent1260型高效液相色谱仪（安捷伦中国科技有限公司）;UH5300型紫外分光光度計（上海天美科技有限公司）;BIC-250型智能光照培养箱（上海博迅实业有限公司）;台式高速冷冻离心机（德国希格玛离心机有限公司）;NAI-DCY-24F型氮吹仪（上海那艾精密仪器有限公司）;KQ-300VDV型双频数控超声波清洗器（昆山市超声仪器有限公司）等。

赤霉素、吲哚乙酸、玉米素核苷、脱落酸标准品和超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶试剂盒均购于北京索莱宝科技有限公司。

1.2 试验方法

1.2.1 试验设计

珊瑚菜种子采收时间试验在安国药博园药材种植基地（115°33′30″E、38°42′48″N）进行。自2020年6月15日起，每隔5 d对珊瑚菜种子进行取样调查，于6月30日结束取样，分别记为T1、T2、T3、T4。将不同采收时间的珊瑚菜种子，用清水洗净，去除杂质，测定种子含水率及其GA3、IAA、ZR、ABA内源激素含量和SOD、POD、CAT活性的变化。放在阴凉处风干后，测其结实率、果实长、果实宽、千粒质量等指标;低温沙藏3个月后测定其发芽率。珊瑚菜种子取样时，每次3点取样，每样点1 m2，精确称质量，计算种子的产量，产量（kg/hm2）=单位面积种子质量（g/m2）×667 m2×15×10-3。

1.2.2 测定方法

（1）含水率：不同采收时间的珊瑚菜种子，去除杂质后将其放在阴凉处风干，将各采收时间的种子随机称取3份，放入干燥样品盒中，样品盒的质量为m1，称量并记录样品和样品盒总质量为m2，之后将其在低恒温（105±2） ℃的烘箱中烘 8 h 至恒质量，称量并记录此时样品和样品盒总质量m3[3]。计算方如下：

种子含水率=（m2-m3）/（m2-m1）×100%。

（2）千粒质量：将珊瑚菜种子样品按不同采收时间随机取出1 000粒，在电子分析天平上称质量，并记录数据，重复3次。

（3）发芽率：将不同采收时间的珊瑚菜种子在水中充分浸泡后按照沙、种质量比3 ∶1进行混合，在4 ℃沙藏90 d，取出后洗净泥沙，然后分别随机取出50粒，在15～25 ℃变温条件下进行纸间培养，每天观察，保证发芽床湿润，记录发芽种子数，以连续3 d无新种子发芽为观察终点，重复3次，比较不同采收时间的种子发芽率[3]。

（4）酶的提取与测定：称量0.100 g沙藏后的珊瑚菜种子，加入1 mL的磷酸液缓冲液进行冰浴匀浆;离心10 min，取上清液，放置冰上待测。采用北京索莱宝试剂盒法，分别测定不同采收时间珊瑚菜种子的SOD、POD和CAT活性，试验步骤和结果计算均按照试剂盒说明书操作。

（5）内源激素含量测定：色谱条件：色谱柱AgilentTC-C18柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）;甲醇作为流动相A，pH值=3的冰乙酸作为流动相B，按照表1进行梯度洗脱;柱温：30 ℃;流速：1.0 mL/min;进样量：10 μL/次;检测波长：260 nm。

对照品溶液的制备：分别准确称取5 mg的ABA、GA3、IAA和ZR标准样品，甲醇溶解，定容在100 mL棕色容量瓶中，配制成浓度为50 mg/L的混合母液，再经过0.45 μm有机滤膜的过滤，即得混合对照品溶液。

样品的制备：称取1.000 g的珊瑚菜种子至预冷的研钵中，加入80%的预冷甲醇溶液8 mL（抗氧剂BTH），研磨匀浆，之后在4 ℃避光条件下浸提 16 h。浸提液在4 ℃、16 000 r/min离心5 min，将上清液转移至10 mL离心管中，加入0.2 g/g的聚乙烯比咯烷酮（PVPP）去除酚类等杂质，超声振荡 40 min，过滤，滤液过C18固相萃取柱，氮吹至水相（1.5～2 mL）。用1 mol/L柠檬酸将水相调节到pH值=3.0，加入3 mL乙酸乙酯进行萃取，超声振荡40 min，将上部液体转移至新的离心管氮吹（将乙酸乙酯吹干），加2 mL的甲醇复溶，过0.45 μm有机滤膜即进样品瓶，与对照品共同测定[7-8]。

线性关系建立：将混合对照品溶液用0.45 μm有机滤膜过滤，分别精密吸取混合对照品溶液2.5、5.0、7.5、10.0、12.5 μL，注入样品瓶，按上述色谱条件进样，记录色谱图（图1）。以进样体积为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准曲线，并计算出回归方程：GA3，Y1=78.168X1+42.405（r21=0.999 7）;IAA，Y2=791.06X2+9.434（r22=0.999 3）;ABA，Y3=4 798.9X3+48.418（r23=0.999 6）;ZR，Y4=89.121X4+68.542（r24=0.999 4）。

精密性试验：取混合对照品，20 μL连续进样5次，分别测定、记录ABA、GA3、IAA、ZR峰面积，计算RSD。结果ABA、GA3、IAA、ZR的RSD分别为0.64%、0.49%、0.53%、0.75%。说明试验仪器精密度良好。

重复性试验：取同一样品5份，在同一色谱条件下进行测定，记录面积，计算RSD。结果ABA、GA3、IAA、ZR的RSD分别为2.03%、1.78%、1.64%、1.55%，说明试验方法的重复性较好。

稳定性试验：将供试样品溶液置于室温下，分别于0、2、4、8、12、24、36 h按上述色譜条件进行测定，记录ABA、GA3、IAA、ZR峰面积，计算RSD。结果ABA、GA3、IAA、ZR的RSD分别为1.98%、1.75%、1.23%、1.34%，结果说明样品成分含量至少在36 h内稳定。

1.3 数据处理

采用Excel 2016和SPSS 23.0软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同采收时间的珊瑚菜种子产量比较

由表1可知，不同采收时间的珊瑚菜种子结实率、荚果长、荚果宽和产量均差异显著。不同采收时间的荚果结实率以T4处理的最高，为88.29%，T3处理的次之，T1处理的最低，为75.13%;不同采收时间的荚果长与结实率表现相同的变化趋势，T4处理的荚果长最长，为11.75 mm，T3处理的次之，T1处理的最短，为9.74 mm;不同采收时间的荚果宽以T4处理的最宽，为8.52 mm，T3处理的次之，T1处理的最窄，仅为7.42 mm;不同采收时间的珊瑚菜种子产量以T3处理的最高，为888.71 kg/hm2，T2处理的次之，T4处理的最低，仅为706.69 kg/hm2。

2.2 不同采收时间的珊瑚菜种子质量分析

由表2可知，不同采收时间种子的含水率、千粒质量和发芽率均差异显著。含水率以T1处理的46.18%最高，其次为T2处理的29.53%，以T4处理的8.06%最低;千粒质量以T4处理的21.55 g最高，其次为T3处理的20.41 g，两者差异不显著，但显著高于其他采收时间，T1处理的13.11 g最低;不同采收时间种子的发芽率与千粒质量表现相同的变化趋势，发芽率以T4处理的65.67%最高，其次是T3处理的63.39%，两者差异不显著，但显著高于其他采收时间，T1处理的最低，仅为22.64%。

2.3 不同采收时间珊瑚菜种子的酶活性分析

由表3可知，不同采收时间的珊瑚菜种子SOD活性以T4处理的139.37 U/g最高，其次是T3处理的134.52 U/g，两者差异不显著，但显著高于其他采收时间，以T1处理的51.08 U/g最低;不同采收时间的珊瑚菜种子POD和CAT活性表现出相同的变化趋势，不同采收时间的珊瑚菜种子POD活性以T4处理的541.24 U/g最高，其次是T3处理的539.68 U/g，两者差异不显著，但显著高于其他采收时间，以T1处理的332.53 U/g最低;不同采收时间的珊瑚菜种子CAT活性以T4处理的58.78 U/g最高，其次是T3处理的56.95 U/g，两者差异不显著，但显著高于其他采收时间，以T1处理的31.48 U/g最低。

2.4 不同采收时间珊瑚菜种子的内源激素含量分析

由表4可知，不同采收时间的珊瑚菜种子ABA、GA3和ZR含量均呈逐渐下降的变化趋势，IAA含量呈先上升后下降的变化趋势。不同采收时间的珊瑚菜种子ABA含量以T1处理的234.37 ng/g最高，显著高于其他采收时间，以T4处理的 79.54 ng/g 最低;不同采收时间的珊瑚菜种子IAA含量以T2处理的52.82 ng/g最高，显著高于其他采收时间，以T1处理的17.45 ng/g最低;不同采收时间的珊瑚菜种子GA3含量以T1处理的 9.13 ng/g 最高，显著高于其他采收时间的，以T4处理的5.79 ng/g最低;不同采收时间的珊瑚菜种子ZR含量以T1处理的11.10 ng/g最高，显著高于其他采收时间，以T4处理的7.21 ng/g最低。

3 讨论与结论

药用植物因品种、生长环境、栽培技术和产地等因素的不同使药材种子的最佳采收期也不相同。关于不同采收时间对种子质量的影响，唐晓敏等对金钱草种子适宜采收期的研究表明，单株产量从盛花期10～35 d表现为先增加后减少的变化趋势，在 30 d 达到最大值13.07 g，且种子质量表现为逐渐上升的变化趋势[9]。可见，确定药材种子合理的采收时间有利于提高药材种子的产量和质量。目前，关于不同采收时间对珊瑚菜种子产量及质量的研究未见报道。本试验研究了不同采收时间珊瑚菜种子的产量和质量，结果表明：随着采收时间的推迟，种子结实率、荚果长和荚果宽均表现为逐渐升高至平稳的变化趋势，以T4处理的最高，分别为88.29%、11.75 mm、8.52 mm;种子的产量表现为先增高后降低的变化趋势，以T3处理的最高，为888.71 kg/hm2。種子含水率逐渐降低，T4处理的含水率最低，为8.06%。种子千粒质量和发芽率均呈逐渐上升的趋势，T4处理的种子千粒质量和发芽率均最高，分别为21.55 g、65.67%，但与T3处理的差异不显著。本试验研究结果与唐晓敏等对金钱草种子的研究结果[9]基本相符。明确珊瑚菜种子适宜的采收时间，可为珊瑚菜留种田选择适宜生长周期的间作作物提供理论依据。

关于种子发育过程中生理指标的变化，严福林等对黔产南沙参（Adenophora tetraphylla）种子适宜采收期的研究表明，在一定时期内，种子的SOD和POD活性等指标随采收时间的推移呈上升的变化趋势[10]。郭宇等对西瓜种子不同发育时期内源激素含量变化的研究表明，2个品系西瓜的不同发育阶段种子内IAA含量呈先下降后上升再下降的变化趋势;ABA含量在开花后的8～12 d均迅速上升，至18 d时达到峰值，在22 d后种子趋于成熟时，ABA的含量则有所降低，待种子完全成熟时，ABA含量维持在一个相对平稳的状态;ZR和GA3含量均呈先上升后下降的变化趋势[11]。目前，关于不同采收时间珊瑚菜种子生理指标的变化未见报道，本试验对不同采收时间珊瑚菜种子生理指标变化的研究表明：珊瑚菜种子的SOD、POD和CAT活性随采收时间的推迟均表现逐渐增高的变化趋势，以T4处理的活性最高，分别为139.37、541.24、58.78 U/g，但与T3处理的差异不显著。另外，本试验结果还表明：珊瑚菜种子的ABA、GA3和ZR含量随采收时间的推迟均呈逐渐下降的变化趋势，均以T4处理的含量最低，分别为79.54、5.79、7.21 ng/g;IAA含量呈先上升后下降的变化趋势，以T2处理的最高，为52.82 ng/g。本试验研究结果揭示了珊瑚菜种子发育过程中3种保护酶活性的变化趋势，并可为揭示珊瑚菜种子发育过程中激素调节机制提供参考依据。

综上，从珊瑚菜种子的产量和质量及生理指标综合考虑，河北安国及周边地区珊瑚菜种子适宜采收时间为6月25日。确定珊瑚菜种子适宜的采收时间，为河北安国及周边地区珊瑚菜种子时期采收以实现良种繁育和人工种植推广提供理论依据。另外，有关如何提高采收后珊瑚菜种子的质量研究较少，不同调节剂对珊瑚菜种子发芽率及内含物质变化的影响有待进一步研究。

参考文献：

[1]国家药典委员会. 中华人民共和国药典（一部） [M]. 2020版. 北京：中国医药科技出版社，2020：103-104.

[2]许保海，赵惠萍，李 静. 北沙参本草考证及道地产地探源[J]. 中国药业，2017，26（23）：28-30.

[3]乔凯宁，杨太新，刘晓清. 祁沙参种子质量检验方法的研究[J]. 种子，2017，36（2）：123-126.

[4]贾俊英，杨 敏，徐建平，等. 北沙参种子质量分级标准初探[J]. 农学学报，2019，9（8）：41-47.

[5]舒春清，郭 杰，石玉文，等. 北沙参栽培技术与繁种方法[J]. 种子世界，2005（12）：36-37.

[6]韩晓伟，冯建明，严玉平，等. 香豆素和植物激素对北沙参种子萌发的影响[J]. 种子，2018，37（12）：97-101.

[7]周 荧，武玉祥，李永霞，等. 高效液相色谱测定蓝莓叶片内源激素的方法研究[J]. 中国果树，2018（3）：88-91.

[8]肖爱华，陈发菊，贾忠奎，等. 梯度洗脱高效液相色谱法测定红花玉兰中4种植物激素[J]. 分析试验室，2020，39（3）：249-254.

[9]唐晓敏，程轩轩，张春荣，等. 广金钱草种子适宜采收期研究[J]. 种子，2018，37（3）：98-101.

[10]严福林，谭云飞，杨川力，等. 黔产南沙参（Adenophora tetraphylla）种子适宜采收期[J]. 北方园艺，2019（13）：135-139.

[11]郭 宇，高美玲，刘秀杰，等. 西瓜种子不同发育时期内源激素含量变化[J]. 基因组学与应用生物学，2020，39（9）：4154-4161.