陳光明 趙光國 楊艷娟
摘要: [目的]研究川續(xù)斷種子的生物學(xué)特性與萌發(fā)特性。[方法]通過對(duì)川續(xù)斷種子的形態(tài)特征、解剖結(jié)構(gòu)的觀測(cè),并測(cè)定了千粒重、吸水率等特征。同時(shí),在不同溫度、不同光照條件、果皮去除與否等條件下測(cè)定了川續(xù)斷種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)。[結(jié)果]川續(xù)斷種子較小,呈四棱柱型,具有胚乳,千粒重為3.35 g,吸水率約為102%;川續(xù)斷種子在20 ℃的條件下發(fā)芽率較高,且萌發(fā)時(shí)需光照,而果皮的存在與否對(duì)萌發(fā)率影響不大。[結(jié)論]該研究為川續(xù)斷的擴(kuò)繁和大量栽培奠定了一定基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞: 川續(xù)斷;種子;生物學(xué)特性;萌發(fā)特性
中圖分類號(hào):S567 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 0517-6611(2015)08-043-02
川續(xù)斷(Dipsacus asperoides C.Y.cheng et T.M.Ai)為川續(xù)斷科川續(xù)斷屬植物[1],以干燥的根入藥[2],具有補(bǔ)肝腎、行血脈、續(xù)筋骨、安胎止漏的功效,是傷科與婦科的常用中藥[3],在民間驗(yàn)方中使用廣泛?,F(xiàn)代藥理研究發(fā)現(xiàn),川續(xù)斷系“全能性”新型藥物,具有增強(qiáng)免疫、促進(jìn)骨損傷愈合、抗炎、抗氧化等作用[4],用于治療風(fēng)濕性骨疼、腰膝酸疼、肝腎虛弱、遺精、尿頻、胎動(dòng)不安、月經(jīng)不調(diào)、崩漏、跌打損傷[5],其主要藥用成分是三萜皂苷類化合物、生物堿類、環(huán)烯醚帖類、揮發(fā)油類等[6],在2010版《中國藥典》中對(duì)川續(xù)斷的品種和質(zhì)量作了明確的規(guī)定[7]。
川續(xù)斷多為野生,由于多年的不斷采挖,使其資源量逐漸減少,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足市場(chǎng)需求。如果資源供給問題得不到解決,川續(xù)斷本身脆弱的原生生態(tài)系統(tǒng)將難以支撐市場(chǎng)需求,這必將導(dǎo)致續(xù)斷屬植物生物資源的減少和遺傳多樣性資源的喪失[8]。為了解決這一現(xiàn)狀必須進(jìn)行擴(kuò)大繁殖與人工栽培,而這又必須依賴于種子繁殖。但目前對(duì)川續(xù)斷種子特性及其發(fā)芽率等方面的研究較少。筆者在此通過對(duì)川續(xù)斷種子的形態(tài)特征、解剖結(jié)構(gòu)的觀測(cè),初步研究了川續(xù)斷種子的生物學(xué)特性,并通過設(shè)置光照和溫度條件,尋找提高其發(fā)芽率的途徑,確定最佳萌發(fā)條件,以期為大量擴(kuò)大繁殖和人工栽培提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料來源 試驗(yàn)種子來源于云南農(nóng)業(yè)大學(xué)后山教學(xué)實(shí)踐基地,于2013年11月份采收,采回后于通風(fēng)干燥處保存。
1.2 所用儀器設(shè)備 智能人工氣候培養(yǎng)箱(ZRX-2580D)、JA1003A電子天平(精確0.001 g)、培養(yǎng)皿、燒杯、容量瓶、定性濾紙、解剖鏡。
1.3 方法
1.3.1 形態(tài)特征及解剖結(jié)構(gòu)觀察。 利用解剖鏡觀察川續(xù)斷的種子形態(tài)特征,并觀測(cè)其解剖結(jié)構(gòu)。
1.3.2 千粒重的測(cè)定。采用百粒法測(cè)千粒重。用數(shù)種器從試驗(yàn)樣品中隨機(jī)數(shù)取8份,每份100粒續(xù)斷種子,3次重復(fù),分別稱重(g)保留小數(shù)位數(shù)參照GB/T3543-1995《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程》。
1.3.3 吸水率測(cè)定。
取種子1 g,置于有蒸餾水的燒杯中,在25 ℃恒溫下使其吸水,每隔2 h將種子從燒杯中取出用吸水紙吸干表面水分后稱量,直到種子重量恒定。重復(fù)3次。
吸水量△W=Wt-W(Wt為吸水t時(shí)間后的種子重量,W為吸水前的重量,單位為g);
種子吸水率(%)=△W/W×100[9]。
1.3.4 萌發(fā)特性研究。
1.3.4.1 溫度條件。
溫度對(duì)種子萌發(fā)的影響設(shè)為10、15、20、25、30 ℃ 5個(gè)溫度恒溫處理,在智能人工氣候培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。
1.3.4.2 光照條件。光照對(duì)種子萌發(fā)的影響分為自然光照和黑暗2個(gè)處理。自然光照為每天光照12 h,黑暗用錫箔紙遮光直至試驗(yàn)結(jié)束,在智能人工氣候培養(yǎng)箱中進(jìn)行培養(yǎng)。
1.3.4.3 剝?nèi)スぴ囼?yàn)。通過剝除果皮與有果皮在25 ℃相同條件下作發(fā)芽試驗(yàn),測(cè)定初始發(fā)芽天數(shù)、發(fā)芽率及發(fā)芽勢(shì)間接說明果皮對(duì)種子發(fā)芽的影響。做萌發(fā)試驗(yàn)時(shí)用定性濾紙作萌發(fā)基質(zhì),將其鋪在培養(yǎng)皿中,將種子整齊排列在定性濾紙上,試驗(yàn)期間注意保持定性濾紙濕潤。每個(gè)處理3次重復(fù),每次重復(fù)50粒種子。以胚芽伸出種子一半為萌發(fā)。自開始做試驗(yàn)起每天記錄發(fā)芽情況依據(jù)每天的發(fā)芽記錄計(jì)算發(fā)芽率。
發(fā)芽率(%)=(n/N)×100,式中,n為正常發(fā)芽的種子數(shù),N為測(cè)定樣品種子數(shù)。發(fā)芽勢(shì)是指規(guī)定的時(shí)間內(nèi)正常發(fā)芽的種子數(shù)占測(cè)定樣品種子數(shù)的百分率。該試驗(yàn)中在萌發(fā)后第12天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)。
1.4 數(shù)據(jù)處理與分析 應(yīng)用Excel軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析,并應(yīng)用最小差異顯著差值(LSD)進(jìn)行多重比較分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 形態(tài)特征及解剖結(jié)構(gòu)觀察 川續(xù)斷的果實(shí)較小,長3.5~4.5 mm,寬約1 mm,呈明顯的四棱柱形,每面中間略向外凸起;果皮表面被有纖細(xì)、白色、倒?fàn)畹亩倘崦?。果?shí)由下位子房發(fā)育而來,前端常殘留萼片及花柱,后端略凹(圖1);剝掉果皮可見種皮為一膜質(zhì)結(jié)構(gòu),較薄,側(cè)面有明顯的種臍,基底胎座,基部略狹,著生處形成一平面;長約3 mm(圖2)。
通過對(duì)橫切面和縱切面的觀察,川續(xù)斷的種子具有胚乳,包圍著胚,約占整個(gè)種子體積的一半(圖3a);胚位于種子中央,通過與種臍垂直方向的縱切面,可見其胚為典型的雙子葉植物胚,兩片子葉較長,約占胚的2/3,胚芽較?。▓D3b)。
2.2 種子千粒重 川續(xù)斷種子千粒重為3.35 g(表1),可見其種子較小,在種子萌發(fā)的過程中自身貯藏的可以利用的營養(yǎng)物質(zhì)非常有限,因此,播種時(shí)一旦種子萌發(fā)后就應(yīng)適當(dāng)施肥以滿足成苗的營養(yǎng)需求。
2.3 種子吸水率 由圖4可見,川續(xù)斷種子在前2 h內(nèi)迅速吸水,吸水率上升速度最快,這一階段屬于吸脹期。0~6 h內(nèi)吸水率呈逐漸上升趨勢(shì),到6 h時(shí)吸水率平均為102%,6 h后吸水速度變緩,飽和時(shí)的吸水率為110%左右??梢娫诿劝l(fā)過程中,前期水分充足是至關(guān)重要的,且果皮阻礙不是影響種子萌發(fā)的主要因素。
2.4 不同處理對(duì)川續(xù)斷種子萌發(fā)的影響
2.4.1 不同光照和溫度條件對(duì)川續(xù)斷種子萌發(fā)的影響。
由表2可見,川續(xù)斷在不同設(shè)置處理下發(fā)芽率呈顯著性差異。其次,果皮中可能存在抑制物質(zhì)影響種子的正常萌發(fā)。20 ℃
光照的平均發(fā)芽率最高,極顯著高于其他設(shè)置處理的發(fā)芽率,其次為20 ℃遮光。因此,保證川續(xù)斷種子發(fā)芽率的最佳條件應(yīng)為20 ℃有光照。發(fā)芽勢(shì)差異性不顯著,20 ℃遮光為最高,與20 ℃光照、25 ℃光照、25 ℃遮光、30 ℃光照、30 ℃遮光差異性不顯著,但顯著高于15 ℃遮光、15 ℃光照,極顯著高于10 ℃遮光、10 ℃光照。因此,在黑暗的條件下溫度適宜才能保證川續(xù)斷種子有較高的發(fā)芽勢(shì)。
2.4.2 果皮對(duì)種子萌發(fā)的影響。
由表3可見,在相同溫度和同樣果皮處理的條件下,無果皮的川續(xù)斷種子最先發(fā)芽。其中在溫度為20 ℃無果皮的條件下川續(xù)斷種子發(fā)芽最早,5 d就開始發(fā)芽,但在溫度20 ℃時(shí)果皮有無最終的發(fā)芽率沒有差異,說明果皮對(duì)種子的發(fā)芽率沒有影響。
3 小結(jié)與討論
種子大小是影響種子萌發(fā)的主要因素之一,較大的種子相對(duì)較小的種子具有較快的萌發(fā)速率和較大的萌發(fā)率。研究表明,種子大小能夠影響種子的萌發(fā)能力,直接影響幼苗的形態(tài)建成,最終影響整個(gè)群落的結(jié)構(gòu)[10]。川續(xù)斷的種子有明顯四棱,長3.5~4.5 mm,寬和厚近等,千粒重約為 3.35 g,可見其種子較小,說明種子萌發(fā)過程中自身可以利用的營養(yǎng)物質(zhì)非常有限,播種時(shí)一旦種子萌發(fā)后就應(yīng)適當(dāng)施肥或在播種前施足底肥以滿足后期成苗的營養(yǎng)需求。
川續(xù)斷種子吸水性良好,6 h后種子吸水率平均可以達(dá)102%。由于果皮的有無對(duì)種子的發(fā)芽勢(shì)有影響,而對(duì)最終發(fā)芽率沒有太大的影響,所以果皮對(duì)種子的發(fā)芽有一定影響但不是主要因素,可能存在某些抑制物質(zhì),這有待于以后探索。
不同溫度和光照處理?xiàng)l件下川續(xù)斷發(fā)芽率差異性顯著,在溫度為20 ℃且有光照的條件下川續(xù)斷發(fā)芽率最高,在溫度為20 ℃遮光的條件下川續(xù)斷發(fā)芽勢(shì)最好,所以川續(xù)斷最適宜的萌發(fā)溫度為20 ℃,這為以后的擴(kuò)繁和大量栽培奠定了一定基礎(chǔ)。
參考文獻(xiàn)
[1] 中國科學(xué)院中國植物志編輯委員會(huì).中國植物志.第七十三卷 第1分冊(cè)[M].北京:科學(xué)出版社,1986:45-46.
[2] 全國中草藥匯編編寫組.全國中草藥匯編·下冊(cè)[G].北京:人民衛(wèi)生出版社,2000:135-136.
[3] 宋立人,洪恂,丁續(xù)亮,等.中國中藥學(xué)大辭典(上)[S].北京:人民衛(wèi)生出版社,2001:2063-2065.
[4] 楊紅兵,詹亞華.續(xù)斷研究現(xiàn)狀[J].中華實(shí)用中西醫(yī)雜志,2005,18(2): 298-300.
[5] 吳春蕾,張志鋒,劉圓.川續(xù)斷科植物的研究進(jìn)展[J].成都醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào),2009,4(1): 66-71.
[6] 方志先.土家族藥物志[M].北京:中國醫(yī)藥科技出版社,2006:1064.
[7] 中華人民共和國衛(wèi)生部藥典委員會(huì).中國藥典(I部)[S].北京:人民衛(wèi)生出版社,2010:309-310.
[8] 董玉瓊.川續(xù)斷種質(zhì)資源評(píng)價(jià)與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究[D].北京:北京中醫(yī)藥大學(xué),2007.
[9] 霍仕平,張興瑞,向振凡,等.玉米種子萌發(fā)階段的吸水率研究[J]. 玉米科學(xué),2004,12(4):54-56.
[10] 武高林,杜國禎.植物種子大小與幼苗生長策略研究進(jìn)展[J].應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào),2008,19(1):191-197.