不同种质野菊种子的质量研究

池莲锋， 魏 民， 李建领， 许 雷， 魏伟锋， 刘三波， 韩正洲， 刘晖晖

(1.华润三九医药股份有限公司， 广东 深圳 518110；2.华润三九(黄石)药业有限公司， 湖北 黄石 435000)

野菊(ChrysanthemumindicumL.)为菊科菊属多年生宿根植物，广布于东北、华北、华中、华南及西南各地[1]，其干燥头状花序野菊花(ChrysanthemiIndiciFlos)为大宗常用中药材，富含黄酮类、有机酸类、挥发油类等化学成分[2-3]，具有抗菌消炎、抗流感、保护心血管系统等多种药理作用[4]。

近年来随着市场需求量与日俱增，人工栽培野菊面积不断扩大。而目前野菊栽培种源混杂、种质不清，这一方面与我国立法规范《中药材种子种苗管理办法》的理念背道而驰，另一方面难以保证药材质量的稳定、可控。韩正洲等[5]、樊高洁等[6]通过UPLC-Q-TOF/MS技术的代谢组学方法对栽培与野生野菊花的代谢轮廓及化学成分进行了分析，结果显示差异明显，表明两者在化学成分上存在明显差异。种子是植物生存、繁殖及躲避不良环境因子而保持基因延续的一种形式，是植物进行有性生殖最重要器官，其质量优劣直接影响植物产量和质量[7-9]。种质是影响种子质量最为稳定和重要的因素，不同种质药材种子质量存在很大差异[10-11]。目前对野菊种子生物学特性、种子引发等研究较多，郑昊芳等[12]明确了野菊种子适宜发芽条件；李文鹤等[13]研究了PEG-6000处理对野菊种子萌发期抗旱性的影响；朱艳霞等[14]分析了野菊花种子人工老化过程的活力变化及PEG引发对种子活力的影响。但对不同种质野菊种子的质量研究鲜有报道。

本研究通过对不同种质野菊种子质量进行研究，探讨贮藏温度对野菊种子发芽率影响，以期为野菊品种选育和优质种子生产提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

收集湖北大悟、阳新、罗田、河南潢川等4份野生野菊，经郭巧生教授鉴定为野菊(ChrysanthemumindicumL.)，种植于湖北阳新野菊种质圃，每个野菊种植面积20 m2，常规管理，待不同野菊种子成熟时采样测定种子质量。

1.2 测定指标、方法

1.2.1种子形态观察及千粒重、净度、含水量测定

外观形态观察：利用体式显微镜(OLYMPUS SZX 61 体式显微镜)对野菊种子进行拍照观察并测量种子长度、宽度。

千粒重、净度、含水量测定：取净度测定后不同种质野菊种子，采用百粒法和烘干减重法分别测定种子千粒重与含水量，重复3次，计算平均值。

1.2.2种子萌发试验

种子经0.1% KMnO4消毒1 min，40 ℃温水浸种30 min后[17]，随机取50粒均置于已消毒铺有滤纸的培养皿中，25 ℃恒温培养箱培养，重复3次，每天统计种子发芽粒数，计算种子发芽率、发芽势及发芽指数。

其中：Gt表示第t天时的发芽粒数，Dt表示相应的发芽天数。

1.2.3种子贮藏处理

采用湖北阳新产业化野菊种子进行贮藏处理，取适量种子密封于纸袋中，置于室温、4 ℃、-20 ℃、-80 ℃，分别于贮藏0个月、3个月、6个月、9个月时测定种子发芽率。

1.3 统计分析

采用Excel 2010和SPSS 21软件进行数据处理及统计分析，采用一般线性模型分析种子发芽率。

2 结果与分析

2.1 野菊种质基本信息

大别山区为野菊花传统主产区，资源丰富。4份野菊种质采集地分别为湖北大悟、阳新、罗田及河南潢川，野菊种质同质圃物候期观测表明，不同野菊种质开花期及种子成熟期不同，以种质Ⅱ开花结实最早，以种质Ⅲ开花结实最晚，详细信息见表1。

表1 野菊种质信息基本情况

2.2 野菊种子形态观察及千粒重

不同种质野菊种子形态结构基本相同，均为瘦果，长卵圆形，扁平，表面褐色或黑褐色。顶端渐狭，基部钝圆且偏向一边弯曲，表面具有多条明显的纵棱，其中3～4条尤为明显，棱线从基部射出，收束于顶端。种子顶端与基部分别具有黄色或白色向内凹陷的黏质物，顶端为花冠、花萼着生的位置，基部生长于花盘上。从图1中可以看出，种质Ⅲ体型较为硕大、饱满，种质Ⅱ较为狭长，种质Ⅰ和种质Ⅳ比较相似，偏向卵圆形。

图1 不同种质野菊种子形态

不同种质野菊种子在种子大小方面差异较大(表2)。野菊种子长度种质Ⅲ>种质Ⅱ>种质Ⅳ>种质Ⅰ，种子宽度种质Ⅲ>种质Ⅳ>种质Ⅱ>种质Ⅰ，其中种质Ⅲ种子长度和宽度为1.34 mm和0.58 mm；较最小种质Ⅰ长12.6%和宽20.8%，差异显著。不同种质野菊种子千粒重差异显著，千粒重种质Ⅲ>种质Ⅳ>种质Ⅱ>种质Ⅰ，其中种质Ⅲ千粒重0.157 2 g，较种质Ⅰ千粒重高80.1%。

表2 不同种质野菊种子性状及千粒重差异(n=20)

2.3 不同野菊种质种子质量性状

不同野菊种质种子质量性状差异显著(表3)。种子净度以种质Ⅲ最高，为96.87%，种质Ⅰ最低，为85.90%。不同种质野菊种子发芽率种质Ⅲ>种质Ⅳ>种质Ⅱ>种质Ⅰ，其中种质Ⅲ发芽率为94.67%，较种质Ⅰ发芽率高46.4%，差异显著；发芽势和发芽指数均为种质Ⅲ>种质Ⅱ>种质Ⅳ>种质Ⅰ，种质Ⅲ发芽势显著高于其他种质，不同种质野菊种子含水量在8.90%～10.24%之间。

表3 不同种质野菊种子发芽分析

2.4 野菊种子发芽时间响应

不同种质野菊种子发芽时间响应不同，但发芽时滞均为2 d，6 d基本完成种子萌发(图2)。不同种质单日发芽粒数有较大差异，各种质以播种后第2天单日发芽粒数最高，其中种质Ⅲ第2天平均发芽粒数43.7粒，占总发芽量的87.4%；较种质Ⅰ第2天平均发芽粒数高133.7%。

图2 不同种质野菊种子发芽时间响应

2.5 不同贮藏温度种子发芽率动态分析

贮藏温度对野菊种子发芽率影响显著，低温贮藏能显著提升野菊种子发芽率(图3)。常温条件下，贮藏种子发芽率迅速降低，3个月后发芽率降为54.7%，降幅35.1%，贮藏 6个月后种子几乎不发芽。4 ℃、-20 ℃、-80 ℃贮藏野菊种子发芽率下降缓慢，贮藏半年后发芽率分别为82.0%、79.3%、75.3%；6个月后开始迅速下降，贮藏9个月后发芽率分别为50.0%、51.3%、30.7%。

图3 不同贮藏温度野菊种子发芽率动态分析

随着贮藏时间增加，种子发芽率不断降低，不同贮藏时间发芽率差异显著(p<0.001)；温度不同，种子发芽率不同，不同处理间种子发芽率差异显著(p<0.001)；贮藏温度、时间不同，种子发芽率不同，贮藏时间与贮藏温度存在交互效应(p<0.001)。

表4 不同贮藏温度野菊种子发芽率显著性分析

3 结论与讨论

种子是农业的基础和根本，种质是影响种子质量最为重要的因素之一，种质资源越多，遗传多样性越丰富，选育优良新品种可能性越高[15]。现已了解野菊属于广布种，全国各地均有分布，而本试验野菊来源仅限于大别山区，在较小范围内虽然不同种质野菊种子外观形态基本相同，但在种子长度、宽度、千粒重、净度、发芽率、发芽势、发芽指数方面差异显著。由此表明，野菊种质存在较为丰富的遗传多样性。目前，已有药用地黄、铁棍山药等中药材对优良种质进行筛选获得优良品种[16-17]，以此繁育出优质种子，因此，有必要进一步对野菊种质资源进行调查、收集建立种质圃，为野菊良种选育奠定基础。

种子贮藏是农业生产中重要环节，贮藏温度对种子寿命有重要影响，低温贮藏是目前种子保存最为有效的方法[18]。大量研究结果显示，低温贮藏能实现植物种质资源的中长期保存，保持遗传信息相对稳定[19-20]。本试验常温贮藏条件下野菊种子发芽率迅速降低，贮藏半年后种子几乎无活力，这可能与种子细小，养分储备少，且呼吸和代谢活动较强有关。低温贮藏能显著延长野菊种子发芽率，4 ℃、-20 ℃贮藏9个月后发芽率分别为50.0%、51.3%，显著高于-80 ℃种子发芽率(30.7%)，这可能与贮藏野菊种子含水量较高，超低温条件下种子容易死亡有关[21]。