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        不同消毒條件對(duì)白術(shù)種子萌發(fā)的影響研究

        2015-10-23 00:47:22劉小麗朱夢(mèng)晴許楠等
        安徽農(nóng)學(xué)通報(bào) 2015年19期
        關(guān)鍵詞:種子萌發(fā)白術(shù)

        劉小麗+朱夢(mèng)晴+許楠等

        摘 要:以白術(shù)(Atractylodes macrocephala)種子為實(shí)驗(yàn)材料,研究了不同消毒條件對(duì)白術(shù)種子萌發(fā)的影響。結(jié)果表明:隨著NaClO濃度的增加,殺菌效果越來越好,但發(fā)芽率卻越來越低。就本實(shí)驗(yàn)而言,先把白術(shù)種子在流水下沖2h,剝?nèi)シN皮,再在流水下沖1h,之后用75%的酒精浸泡30s,最后用10%的NaClO溶液浸泡15min,效果最好。對(duì)于白術(shù)幼苗生長(zhǎng)的影響,還有待于進(jìn)一步的研究和總結(jié)。

        關(guān)鍵詞:白術(shù);種子萌發(fā);NaClO溶液

        中圖分類號(hào) Q947.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731(2015)19-22-04

        Influence of Different Sterilization Conditions on Atractylodes macrocephala Seed Germination

        Liu Xiaoli1,2 et al.

        (1School of Life Sciences,F(xiàn)uyang Normal University,F(xiàn)uyang 236041,China;2Engineering Technology Research Center of Anti-aging Chinese Herbal Medicine,F(xiàn)uyang 236041,China)

        Abstract:Taking Atractylodes macrocephala seeds as experimental materials,the thesis studied the effects of different sterilization conditions on germination of Atractylodes macrocephala seeds. The experimental results show that:with the increasing of NaClO concentration,bactericidal effect is better,but the germination rate is lower. Therefore,in this experiment,firstly rinse the Atractylodes macrocephala seeds under running water for 2 hours,stripped off the seed coat,and then rinse them under running water for another 1 hour,then soak for 30 seconds with 75% alcohol,immersed in 10% NaClO solution for 15 mins,In this case,the effect is the best.The influence on Atractylodes macrocephala seedlings growth still needs further study and conclusion.

        Key words:Atractylodes macrocephala;Seed germination;NaClO solution

        白術(shù)(Atractylodes macrocephala)是菊科蒼術(shù)屬藥用植物,具有燥濕利水、健脾益氣、止汗安胎之效[1],同時(shí)還具有抗衰老、抗腫瘤、抗炎抗菌等藥用作用[2],有效成分主要是白術(shù)多糖、白術(shù)內(nèi)酯、揮發(fā)性成分以及白術(shù)氨基酸[2]。由于其具有很高的藥用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值,目前對(duì)于白術(shù)的高產(chǎn)栽培技術(shù)[3]及莖尖組織培養(yǎng)和快繁技術(shù)優(yōu)化[4]已有研究。

        1 材料與方法

        1.1 材料 白術(shù)種子,2012年采于亳州。經(jīng)適度的晾曬,選取飽滿的種子作為實(shí)驗(yàn)材料。

        1.2 試劑

        1.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑 自來水,蒸餾水,無菌水,NaClO溶液(濃度分別為1%、6%、8%、10%、12%、14%),75%的酒精。

        1.2.2 MS培養(yǎng)基的配制 (1)配制好MS培養(yǎng)基的4種母液:母液Ⅰ,母液Ⅱ,母液Ⅲ,母液Ⅳ。(2)配制400mLMS培養(yǎng)基需要:母液Ⅰ20mL,母液Ⅱ、母液Ⅲ、母液Ⅳ各2mL,瓊脂3.2g,蔗糖12g,然后加蒸餾水定容至400mL,調(diào)節(jié)pH為6.0。

        1.3 主要實(shí)驗(yàn)儀器 生化培養(yǎng)箱(ZSD-A1270)、恒溫振蕩器(ZHWY-100B)、電子精密天平(FAI604N)、數(shù)碼恒溫水浴鍋(HH-2)、電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱(XMTD-8222)、海爾低溫保存箱(DW-401262)、超凈工作臺(tái)、高壓滅菌鍋、移液槍以及其他常規(guī)實(shí)驗(yàn)用具。

        1.4 實(shí)驗(yàn)方法

        1.4.1 高壓滅菌處理 將待用的燒杯,培養(yǎng)瓶,配置好的MS培養(yǎng)基以及其他待用的可以滅菌的東西用報(bào)紙包好,放入高壓滅菌鍋中滅菌。

        1.4.2 種子前期處理 (1)挑選飽滿且大小相同的白術(shù)種子100粒,分為2組,每組50粒。一組用自來水緩緩沖2h,剝?nèi)シN皮,再在緩流下沖1h;另一組只用自來水沖洗3h,不剝?nèi)シN皮。然后2組種子都用75%的酒精浸泡30s,用無菌水沖洗4次,將其播種于培養(yǎng)基上,每組5瓶,每瓶10粒,放于相同條件下培養(yǎng),觀察萌發(fā)情況和被污染的情況。(2)挑選50粒同樣飽滿且大小相同的白術(shù)種子,用自來水緩緩沖2h,剝?nèi)シN皮,再在緩流下沖1h后,用75%的酒精浸泡30s,用無菌水沖洗4次,再用20mL的1%的NaClO溶液浸泡,然后將在NaClO溶液中浸泡的種子放在轉(zhuǎn)速為180r/min、溫度為28℃的搖床上振蕩8h,換無菌水后仍放在相同轉(zhuǎn)速和溫度的搖床上振蕩過夜后從搖床中取出,在超凈工作臺(tái)中用無菌水沖洗至無色后,接種于培養(yǎng)基上,每組5瓶,每瓶10粒。放于和上述相同的條件下培養(yǎng),觀察生長(zhǎng)情況。

        1.4.3 種子消毒處理 通過對(duì)種子前期處理的比較,選出最好的處理方法,接著進(jìn)行以下實(shí)驗(yàn):(1)設(shè)置相同的浸泡時(shí)間5min,將前期處理后的種子,分別放入以下5種濃度:6%、8%、10%、12%、14%的NaClO溶液中浸泡;(2)設(shè)置相同的浸泡時(shí)間10min,將前期處理后的種子,分別放入以下5種濃度:6%、8%、10%、12%、14%的NaClO溶液中浸泡;(3)設(shè)置相同的浸泡時(shí)間15min,將前期處理后的種子,分別放入以下5種濃度:6%、8%、10%、12%、14%的NaClO溶液中浸泡;(4)設(shè)置相同的浸泡時(shí)間20min,將前期處理后的種子,分別放入以下5種濃度:6%、8%、10%、12%、14%的NaClO溶液中浸泡;(5)設(shè)置相同的浸泡時(shí)間25min,將前期處理后的種子,分別放入以下5種濃度:6%、8%、10%、12%、14%的NaClO溶液中浸泡。然后將這些浸泡后的種子用無菌水沖洗,并且在沖洗的過程中要來回振蕩燒杯,使燒杯中的種子與無菌水充分接觸,直到燒杯中的無菌水呈現(xiàn)無色,停止沖洗。用吸水紙吸干種子表面的水分。將其播種在裝有大約30mL的固體MS培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶中,每個(gè)培養(yǎng)瓶中放10粒種子,相同處理時(shí)間的每個(gè)濃度4瓶。把培養(yǎng)瓶放在20℃恒溫條件下培養(yǎng),觀察種子的萌發(fā)情況和污染情況。

        1.4.4 種子轉(zhuǎn)移 通過以上的處理,在培養(yǎng)瓶中的種子有的會(huì)萌發(fā),有的會(huì)被污染,也可能會(huì)萌發(fā)的同時(shí)也被污染,于是我們挑選出那些未被污染的種子,將其放在新的盛有培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶中,在相同的條件下培養(yǎng),觀察生長(zhǎng)情況。若是仍有污染,則繼續(xù)轉(zhuǎn)移,直至沒有污染,為培養(yǎng)出無菌苗奠定基礎(chǔ)。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 種子的前期處理 從表1可以看出,3組種子中都有未萌發(fā)的,原因可能是種子自身的因素,也可能是實(shí)驗(yàn)過程中試劑或是操作對(duì)其的影響。是否剝?nèi)シN皮對(duì)種子的萌發(fā)影響很小,但污染的情況卻不同:剝?nèi)シN皮后,污染率較低,而未剝?nèi)シN皮的污染率較高,原因可能是種皮上帶有大量的霉菌、細(xì)菌等微生物;而NaClO溶液浸泡的的種子雖然污染率降低了,但萌發(fā)率卻不高,可能是由于在NaClO溶液中浸泡時(shí)間過長(zhǎng),影響了種子的活力,從而影響種子的萌發(fā)率。通過以上3組實(shí)驗(yàn)的比較,選取用自來水緩緩沖2h,剝?nèi)シN皮,再在緩流下沖1h的方法對(duì)種子進(jìn)行前期處理,效果最好。

        表1 種子剝皮與否和NaClO溶液處理后的觀察結(jié)果

        [組別\&接種數(shù)

        (粒)\&萌發(fā)數(shù)

        (粒)\&污染數(shù)

        (粒)\&萌發(fā)率

        (%)\&污染率

        (%)\&剝皮\&50\&44\&42\&88\&84\&未剝皮\&50\&41\&48\&82\&96\&NaClO溶液的處理\&50\&31\&39\&62\&78\&]

        2.2 種子的消毒處理 從表2~表6可以看出,隨著NaClO溶液濃度的增加,相同時(shí)間浸泡的種子的發(fā)芽率逐漸降低,而殺菌效果卻呈上升趨勢(shì);而且隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng),相同濃度的溶液浸泡后發(fā)芽的種子數(shù)目在下降,而殺菌效果越來越好。表2和表3中,雖然萌發(fā)率很高,但污染卻較為嚴(yán)重;表5和表6污染率較低,但萌發(fā)率也低;表4中的萌發(fā)率都在50%之上,而污染率除了濃度為6%的其他濃度浸泡后都在50%之下,較為理想。通過以上的比較,選取表4中,即選擇用不同濃度的NaClO溶液浸泡15min效果最佳。當(dāng)NaClO的濃度為8%、10%時(shí),種子的萌發(fā)率和殺菌效果較為理想,效果較好。又通過轉(zhuǎn)移后種子和無菌苗的生長(zhǎng)狀況,選取10%的效果最好。

        表2 不同濃度NaClO溶液處理種子5min的效果

        [NaClO濃度(%)\&接種數(shù)

        (粒)\&萌發(fā)數(shù)

        (粒)\&污染數(shù)

        (粒)\&萌發(fā)率(%)\&污染率(%)\&6\&40\&34\&32\&85\&80\&8\&40\&32\&31\&80\&77.5\&10\&40\&30\&29\&75\&72.5\&12\&40\&27\&28\&67.5\&70\&14\&40\&24\&25\&60\&62.5\&]

        表3 不同濃度NaClO溶液處理種子10min的效果

        [NaClO濃度(%)\&接種數(shù)

        (粒)\&萌發(fā)數(shù)

        (粒)\&污染數(shù)

        (粒)\&萌發(fā)率

        (%)\&污染率

        (%)\&6\&40\&33\&32\&82.5\&80\&8\&40\&31\&30\&77.5\&75\&10\&40\&29\&28\&72.5\&70\&12\&40\&25\&25\&62.5\&62.5\&14\&40\&22\&23\&55\&57.5\&]

        表4 不同濃度NaClO溶液處理種子15min的效果

        [NaClO濃度(%)\&接種數(shù)

        (粒)\&萌發(fā)數(shù)

        (粒)\&污染數(shù)

        (粒)\&萌發(fā)率

        (%)\&污染率

        (%)\&6\&40\&31\&23\&77.5\&57.5\&8\&40\&30\&20\&75\&50\&10\&40\&28\&18\&70\&45\&12\&40\&25\&17\&62.5\&42.5\&14\&40\&21\&15\&52.5\&37.5\&]

        表5 不同濃度NaClO溶液處理種子20min的效果

        [NaClO濃度(%)\&接種數(shù)

        (粒)\&萌發(fā)數(shù)

        (粒)\&污染數(shù)

        (粒)\&萌發(fā)率

        (%)\&污染率

        (%)\&6\&40\&23\&18\&57.5\&45\&8\&40\&20\&16\&50\&40\&10\&40\&18\&15\&45\&37.5\&12\&40\&17\&13\&42.5\&32.5\&14\&40\&15\&11\&37.5\&27.5\&]

        表6 不同濃度NaClO溶液處理種子25min的效果

        [NaClO濃度(%)\&接種數(shù)

        (粒)\&萌發(fā)數(shù)

        (粒)\&污染數(shù)

        (粒)\&萌發(fā)率

        (%)\&污染率

        (%)\&6\&40\&19\&16\&47.5\&40\&8\&40\&17\&14\&42.5\&35\&10\&40\&14\&13\&35\&32.5\&12\&40\&13\&11\&32.5\&27.5\&14\&40\&10\&8\&25\&20\&]

        3 結(jié)論

        對(duì)白術(shù)種子萌發(fā)的研究是本實(shí)驗(yàn)的目的,為了提高播種質(zhì)量,預(yù)先要進(jìn)行浸種催芽處理[5]。浸種時(shí)間的長(zhǎng)短,對(duì)種子的吸水情況有顯著影響,而合適的浸種時(shí)間有利于提高種子的發(fā)芽率。而對(duì)種子浸種產(chǎn)生的效果,專家學(xué)者們卻持不同的看法,一種看法是種子催芽前不適宜浸種,因?yàn)榻N后種子的發(fā)芽率會(huì)降低[6],另一種看法是浸種時(shí)間的長(zhǎng)短對(duì)種子的發(fā)芽率并沒有顯著的影響[7-8]。也有人認(rèn)為,浸種時(shí)間過長(zhǎng),會(huì)影響種子發(fā)芽率的提高。而本實(shí)驗(yàn)直接采用流水對(duì)種子進(jìn)行沖,而后又通過不同處理?xiàng)l件對(duì)白術(shù)種子進(jìn)行消毒,從而找到最優(yōu)化的處理?xiàng)l件,獲得無菌苗,為進(jìn)一步利用無菌苗的根、莖、葉誘導(dǎo)毛狀根奠定基礎(chǔ)。

        本實(shí)驗(yàn)表明,用自來水緩緩沖2h,剝?nèi)シN皮,再在緩流下沖1h,然后用75%的酒精浸泡30s,用無菌水沖洗4次;再在濃度為10%的NaClO溶液中浸泡15min,最后將這些浸泡后的種子用無菌水沖洗至無色;用吸水紙吸干種子表面的水分。將其播種在裝有大約30mL的固體MS培養(yǎng)基的培養(yǎng)瓶中進(jìn)行培養(yǎng),效果最佳。圖1為經(jīng)過以上步驟后萌發(fā)的種子。

        圖1 種子萌發(fā)情況

        4 討論

        水是種子萌發(fā)必不可少的條件之一,而吸取足夠的水分是種子能夠獨(dú)立生活的第一步[9],也是關(guān)鍵的一步。在用自來水沖的過程中,水的流速應(yīng)適中,且應(yīng)使種子都與水接觸,否則會(huì)影響種子的發(fā)芽率;在種子萌發(fā)的過程中,會(huì)有部分的種子腐爛變黑,可能是結(jié)實(shí)期種子受病蟲危害[10]所導(dǎo)致的。在剝?nèi)シN皮的過程中,注意不要傷到胚乳,因?yàn)榕呷槭欠N子集中養(yǎng)料的地方,而且種子在脫離胚乳的環(huán)境中,即使在適于胚生長(zhǎng)的條件下,仍不能生長(zhǎng)與分化,這充分證明了胚本身也是休眠的[11];同時(shí)更要注意的是不要傷到胚,因?yàn)榕邔?duì)于種子來說非常重要,將來會(huì)發(fā)育成植物的器官。

        關(guān)于種子的消毒劑有很多種,其中升汞的消毒效果最好[12],但由于升汞毒性較大,因此本文選用NaClO溶液進(jìn)行消毒。種子的生活力與發(fā)芽率有明確的相關(guān)性[13],隨著NaClO溶液濃度的增加,進(jìn)而影響種子的生活力,導(dǎo)致種子萌發(fā)率降低;同時(shí)NaClO溶液的濃度越大,對(duì)霉菌細(xì)菌等微生物的生長(zhǎng)起抑制作用,從而起到殺菌的效果;隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng),NaClO溶液會(huì)破壞細(xì)胞膜的通透性,進(jìn)入細(xì)胞,影響酶的活性,甚至使種子完全失活,從而影響種子的萌發(fā)率。不同濃度的NaClO溶液對(duì)白術(shù)種子處理不同的時(shí)間后,獲得的無菌苗生長(zhǎng)情況如圖2所示。而不同消毒條件對(duì)幼苗后續(xù)生長(zhǎng)的影響,還有待于作進(jìn)一步的研究。

        圖2 無菌苗生長(zhǎng)情況

        參考文獻(xiàn)

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        (責(zé)編:張宏民)

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