不同产地辽细辛种子特性及质量分级研究

于春雷， 李 旭， 孙文松

(1.辽宁省农科院药用植物研究所， 辽宁 辽阳 111000； 2.辽宁省经济作物研究所， 辽宁 辽阳 111000)

辽细辛(Asarumheterotropoidesvar.manshuricum(Maxim.)Kitag.)为马兜铃科细辛属多年生草本植物[1]。具特异辛香气味，根入药，有解表散寒、祛风止痛、通窍、温肺化饮的功效。临床上常用于治疗风寒头痛、痰饮咳喘、关节疼痛、鼻塞、牙痛等症[2]。辽细辛为东北著名的道地中药材，应用历史悠久，需求刚性强。除药用外，辽细辛在化工业方面也得以广泛应用，常用于靶向药物、日用品、香精、杀虫剂、绿色农药等产品开发[3-4]。需求量的增加促进了种植面积扩大，但近年来辽细辛药材商品质量却逐年下降，种植区域也呈现集中趋势。经实地考察发现，气候因素、品种特性退化以及种子质量参差不齐，造成了辽细辛药材产量和质量的不均一和种植区域的改变。因此，通过对不同产地辽细辛种子特性分析，建立辽细辛种子质量标准，为发掘良种区域、保障优质种子种苗的供应提供科学依据，为实现市售种子规范化奠定理论基础，最终实现从中药材产业链源头把控药材品质的目的。

本研究参考GB/T 3543—1995 农作物种子检验规程[5]，在辽细辛道地产区收集13份种子，进行净度、千粒重、发芽率、发芽势、含水量、生活力指标的测定，应用现代统计学方法，分析凝练种子质量评价指标[6-8]。在对不同产地辽细辛种子质量标准分级的基础上，对种植区域地理位置与种子品质进行相关性分析，为发掘良种区域，保护良种资源提供理论依据。本研究结果对提高药材产量和质量、降低生产成本、促进辽细辛规范化种植以及推动辽细辛GAP基地建设均具有重要意义。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1供试种子

2020年6月于辽细辛东北道地产区采集的13份辽细辛种子。经辽宁省农科院药用植物研究所中药材研究室鉴定为马兜铃科植物辽细辛(Asarumheterotropoidesvar.manshuricum(Maxim.)Kitag.)的成熟种子。种子采集后，去除果皮阴干，置于4 ℃冰箱内冷藏，于1个月内完成各项检测。供试种子信息见表1。

表1 辽细辛种子信息Table 1 Information of A. heterotropoides seeds

1.1.2仪 器

RQH-250型人工气候箱(上海精宏试验设备有限公司)，MGC-250型光照培养箱(上海鳌珍仪器制造有限公司)，电热鼓风干燥箱(上海一恒科学仪器有限公司)，ME 204/02电子天平(梅特勒-托利多仪器(上海)有限公司)。

1.1.3试 剂

纯净水(杭州娃哈哈集团有限公司)，无水乙醇(辽宁泉瑞试剂有限公司)，2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)(北京酷来搏科技有限公司)。

1.2 方 法

1.2.1净度分析

按照GB/T 3543 农作物种子检验规程 净度分析的规定，净度分析试验样品应至少含有2 500个种子单位的重量。采用“四分法”取样，对于不同产地的辽细辛种子分别称取60 g。将种子置于操作台白板之上，分离样品中其他植物种子和杂质，将分离后的辽细辛净种子、杂质分别称重，每个产地重复3次，计算种子净度，重型混杂物进行结果换算。

种子净度(%)=[净种子重量/(净种子重量+其他种子重量+杂质重量)]×100%。

1.2.2含水量测定

按照GB/T 3543 农作物种子检验规程 水分测定的规定，采用低恒温(105±2)℃烘干法进行测定，计算含水量。

种子水分(%)=[(M2-M3)/(M2-M1)]×100%。

式中：M1为干燥样品盒重量(g)；M2为干燥样品盒和烘前样品总重量(g)；M3为干燥样品盒和烘后样品总重量(g)。

1.2.3千粒重测定

对净度分析后的样品种子分别采用百粒法、五百粒法和千粒法测定其重量，每种方法重复3次，比较平均值与变异系数。

1.2.4生活力测定

称取0.25 g TTC溶解于少许95%乙醇后，用蒸馏水稀释并定容至250 mL，调节pH至7.0，配置成0.1%TTC溶液备用。在不同产地的种子中随机选取50粒，重复3次，浸泡6 h。用解剖刀将种子纵向切开置于染色液中常温染色18 h[9]，取出后用清水冲洗1～2次，观察种子染色情况。种子纵切面全部或大部分被染成红色的即为具有生活力的种子，没被染色的为失去生活力的种子。

1.2.5发芽率测定

按照GB/T 3543 农作物种子检验规程 发芽试验的规定，选用双层滤纸作为发芽床。在不同地区的辽细辛净种子中随机抽取300粒，3次重复，每次重复100粒。将种子均匀摆放于发芽床上，置于温度15 ℃，光照/黑暗(12 h/12 h)的MGC-250型光照培养箱中，从第1粒种子发芽开始，每隔10 d记录种子发芽数，至第5周结束，计算平均发芽率[10]。

1.3 数据处理

利用Exce 2010进行数据整理，SPSS 22.0统计分析软件进行相关性分析和聚类分析，根据分析结果划分辽细辛种子等级。

2 结果与分析

2.1 不同产地辽细辛种子各指标分析

2.1.1净度与含水量分析

表2表明，不同来源的辽细辛种子净度差异显著(p<0.05)，净度范围在87.81%～98.31%之间。有8份样品净度达到92%以上，占检测样品的61.54%。辽细辛种子中杂质主要为干瘪种子，其他植物种子等杂质较少，因此种子净度间接反映了种子成熟度，是种子品质的重要影响因素。13份样品中来自吉林通化快大茂镇、通化富江乡、通化柳河向阳乡的3份样品和辽宁新宾北四平乡、旺门清镇、红升乡的3份样品种子净度均达到了95%以上，说明上述地区采集的种子成熟度较高，品质较好。含水量的测定结果表明，不同来源的辽细辛种子含水量在10.90%～12.19%区间内。方差分析表明，辽宁省抚顺市新宾县响水河乡、平顶山镇、木奇镇，辽宁省抚顺市清原县英额门镇，辽宁省丹东市宽甸县下露河朝鲜族乡的5份种子含水量显著高于辽宁省抚顺市新宾县北四平乡和吉林省通化市柳河县向阳乡，其他来源种子间差异均不显著。

表2 辽细辛种子净度和含水量分析Table 2 Clarity and water content analysis of A. heterotropoides seeds

2.1.2千粒重分析

表3表明，百粒重、五百粒重、千粒重3种方法测定千粒重在3.547 8～4.813 0 g之间，平均值为4.370 9 g。不同来源辽细辛种子间千粒重差异显著(p<0.05)，吉林通化快大茂镇、通化富江乡、通化柳河向阳乡的3份样品和辽宁新宾北四平乡、旺门清镇、红升乡、永陵镇的4份种子的千粒重均显著高于其他地区。3种方法测定的辽细辛种子千粒重变异系数最大值为2.76%，说明3种方法均适用于辽细辛种子重量的测定，这与郭靖等[7]对辽细辛千粒重测定方法的研究结论相同。但本试验中千粒重法变异系数均在1.55%以下，在测定中可作为优选方法。

表3 不同测定方法的辽细辛种子千粒重Table 3 The 1000-seed weight of A. heterotropoides seeds determined by different methods

2.1.3生活力和发芽率分析

表4表明，13份辽细辛种子生活力范围为62.67%～93.67%，平均值为80.16%。不同来源辽细辛种子生活力差异显著(p<0.05)，其中吉林省的3份种子生活力均在93%以上，显著高于其他来源的种子。辽宁新宾北四平乡、响水河乡、旺清门镇、红升乡、永陵镇的5份种子生活力达到82%以上。种子生活力受收获、加工、存储等外在因素以及种子特性和种子个体发育等内在因素的共同影响。此次实地采种过程中，最大限度地保证外在影响因素的一致性，因此本研究中内因是种子生活力差异性的主要影响因素。13份种子发芽率在52.50%～93.13%之间，平均值为75.26%。不同来源辽细辛种子间发芽率差异显著(p<0.05)，吉林省的3份种子的发芽率均显著高于其他地区，其中吉林柳河向阳乡和吉利通化富江乡的种子发芽率达到92%以上，占测试种子总数的15.38%。吉林通化快大茂镇、辽宁新宾北四平乡、辽宁新宾旺清门镇、辽宁新宾红升乡的种子发芽率均达到80%以上，占测试种子的30.77%。

表4 辽细辛种子生活力和发芽率分析Table 4 Analysis of viability and germination rate of A. heterotropoides seeds

2.2 辽细辛种子质量分级标准制定

2.2.1检测指标相关性分析

对13份种子的5项质量指标与采集地地理坐标进行相关性分析。表5表明，质量指标中净度、千粒重、发芽率和生活力之间呈极显著正相关性，含水量与其他指标间呈现负相关性，说明5项指标均为辽细辛种子等级划分中的重要依据。其中发芽率与生活力相关系数达到0.988，结合实际生产中的可操作性，将两项指标合并为一项生活力，作为种子等级划分的主要指标之一。因含水量受环境影响较大，加之辽细辛种子具有顽拗特性，测定其安全水标准对于种子等级划分更为重要，故含水量不作为主要指标。采集地地理坐标与种子质量指标的相关性分析表明，种子净度与海拔呈显著相关，发芽率与经度呈显著相关，生活力与经纬度显著相关，说明种子质量存在显著的地域差异，因此，本研究中将净度、千粒重、生活力作为辽细辛种子质量等级划分的主要指标，含水量和采集地区作为参考指标。

表5 种子各项指标的相关性分析Table 5 Correlation analysis of each index in seed

2.2.2检测指标系统聚类分析

采用SPSS 22.0软件对辽细辛种子的5项指标进行系统聚类分析，聚类方法采用组间链接法，区间选择平方欧氏距离。图1表明，13份种子在阈值为10处聚为2类。第1类包括吉林不同来源的3份种子与辽宁新宾县旺清门镇、响水河乡、红升乡、永陵镇、北四平乡的5份种子。第2类包括辽宁抚顺新宾平顶山镇、红庙子乡、木奇镇，清原英额门镇和丹东市宽甸下露河朝鲜族乡的5份种子。

图1 辽细辛种子5项指标系统聚类分析Fig.1 Hierarchical cluster analysis of five indexes in A. heterotropoides seeds

2.2.3种子质量等级划分

对辽细辛种子质量指标进行K-平均值聚类分析，结果见表6。

表6 种子质量指标K-平均值聚类分析Table 6 K-mean clustering analysis of seed quality index

综合每项分析结果及K-聚类分析确定的各指标范围，以种子的净度、千粒重、生活力为分级指标，将辽细辛种子分为3级，结果见表7。以最低定级作为分级原则，13个不同产地的辽细辛种子分为一级种子2个，二级种子6个，三级种子5个。

表7 种子质量分级标准Table 7 Seed quality grading standard

3 结论与讨论

本研究收集了不同来源的13份辽细辛种子，对净度、千粒重、含水量、生活力、发芽率进行检测研究，通过统计分析将辽细辛种子分为3个质量等级。实际生产中，为保证药材品质建议选择1～2级种子。本研究发现，不同来源的辽细辛种子质量之间存在显著差异。相关性分析结果表明，采集地的纬度与海拔与种子质量显著相关。系统聚类分析结果以及13份种子等级的划分表明，高品质辽细辛种子多集中在北纬41°40′59″～42°02′45″，海拔308.5～494.1 m区域内。

辽细辛种子具有顽拗特性，种子安全水的确定尤为重要。常温下北细辛含水量区间52.4%～66.7%为限量标准[10]。邢丽伟等[11]研究表明，4 ℃存储条件下含水量降至15%以上时，辽细辛的种子活力不会受到影响。本研究根据对不同来源种子含水量的测定，初步确定辽细辛种子存储安全水范围为10.90%～11.86%，该指标的确定将冷藏条件下辽细辛种子安全含水量区间进一步降低。含水量的降低可以延长种子保存时间，对于辽细辛种质保存具有重要意义。