李云靜, 張建逵, 何婉婉, 康廷國, 王 冰
(遼寧中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院, 遼寧 大連116600)
中藥黃芩為唇形科植物黃芩(Scutallaria baicalensis Georgi)的干燥根。味苦性寒。具有清熱燥濕、瀉火解毒、止血、安胎之功效[1]。目前市售黃芩的主流商品是栽培品。但栽培黃芩的種子質(zhì)量參差不齊,種子質(zhì)量直接影響到種苗的生長以及藥材的品質(zhì)與產(chǎn)量。因此,需要通過科學(xué)有效的方法對市場流通的黃芩種子進行質(zhì)量檢驗。本實驗對黃芩種子質(zhì)量檢驗方法進行了初步研究,以期為今后制定黃芩種子質(zhì)量檢驗規(guī)程以及質(zhì)量分級標準提供參考。
黃芩種子分別采自山東省沂水縣,河北省承德市,陜西省澄城縣,山西省長治縣,安徽省亳州市和甘肅省隴西縣等6地。經(jīng)遼寧中醫(yī)藥大學(xué)王冰教授鑒定,均為唇形科植物黃芩(Scutallaria baicalensis Georgi)的種子。
參照《農(nóng)作物種子檢驗規(guī)程扦樣》(GB/T 3543.2)的標準執(zhí)行[2]。根據(jù)黃芩種子市場流通情況和單次可能的交易量,凈度分析不少于2 500粒種子,送檢樣品量應(yīng)不少于凈度分析10倍量原則,確定凈度分析及送檢的最小樣品量。
依照《農(nóng)作物種子檢驗規(guī)程凈度分析》(GB/T 3543.3)執(zhí)行[2]。將扦樣得到的種子,分別稱取5g,置于潔凈的玻璃板上,在不損傷種子的基礎(chǔ)上,用鑷子將凈種子與雜質(zhì)及其他種子區(qū)分開,并分別稱重,重復(fù)3次,計算凈種子率。
凈種子率(%)=凈種子質(zhì)量/(雜質(zhì)質(zhì)量+其他種子質(zhì)量)×100%。
觀察種子外觀形態(tài)表面特征及顏色,每個產(chǎn)地隨機數(shù)取100粒凈種子,4次重復(fù),用游標卡尺對種子的長度、寬度與厚度進行逐粒測量,并對測量結(jié)果進行記錄。
分別用百粒法、五百粒法和千粒法測定每份種子樣品的重量。分別計算變異系數(shù)。
參照《農(nóng)作物種子檢驗規(guī)程水分測定》(GB/T 3543.6)執(zhí)行[10]。分別采用高溫烘干法和低恒溫烘干法測定每個產(chǎn)地種子樣品的含水量。
1)低恒溫烘干法:分別在(105±2)℃低恒溫條件下設(shè)置5,10,15,20h計算種子水分損失量。
2)高溫烘干法:分別在(133±2)℃高溫條件下,設(shè)置1,2,3,4,5h計算種子水分損失量。
以上測定每產(chǎn)地3次重復(fù),每重復(fù)(5±0.001)g。
2.6.1 氯化三苯基四氮唑法(TTC法)
將各產(chǎn)地的黃芩種子編號,每產(chǎn)地種子隨機分為2組,一組用沸水煮15min至失活,作為空白對照,另一組用蒸餾水在室溫下浸泡5h,使種皮軟化種子吸脹。每批種子均用濃度為0.4%,0.7%,1%的氯化三苯基四氮唑溶液染色,染色溫度為25,30,35,40℃共4個水平,染色時間分別為2,4,6h。染色結(jié)束后根據(jù)種胚的著色部位及著色程度來鑒定種子的生活力,每個處理設(shè)3次重復(fù),每重復(fù)100粒。并計算有生活力種子的百分率。用均勻設(shè)計法來優(yōu)化種子的最優(yōu)染色條件。
2.6.2 紅墨水染色法
將各產(chǎn)地的黃芩種子編號,每產(chǎn)地種子隨機分為2組,一組用沸水煮15min至失活,作為空白對照(死種子),另一組直接染色。用靛紅染色劑配制成濃度為5%的靛紅染色液,在30℃恒溫條件下染色,染色時間分別為2,3h。染色完畢后,用自來水沖洗4~5次,洗去染色液,根據(jù)種胚著色程度及空白對照來鑒定種子的生活力,每個處理3次重復(fù),每重復(fù)100粒。計算有生活力種子的百分率。
2.6.3 溴麝香草酚藍法(BTB法)
將各產(chǎn)地的黃芩種子編號,每產(chǎn)地種子隨機分為2組,一組用沸水煮15min至失活,作為空白對照,另一組用蒸餾水在室溫下浸泡5h使種子吸脹。然后分別把已經(jīng)吸脹的黃芩種子整齊的接種于備好的0.05%,0.1%,0.2%的 BTB瓊脂凝膠中,在30℃恒溫條件下培養(yǎng)2h后,觀察種子周圍出現(xiàn)黃色暈圈的情況,若出現(xiàn)暈圈則表明種子有活力。每個產(chǎn)地各濃度水平設(shè)3次重復(fù),每重復(fù)100粒。計算有生活力種子的百分率。
2.7.1 發(fā)芽前處理方法的選擇
種子先用0.1%的次氯酸鈉溶液浸泡10min消毒,再用蒸餾水沖洗4~5遍,之后進行發(fā)芽前處理。1)種子未用蒸餾水常溫浸泡吸脹,直接進行發(fā)芽試驗;2)種子用蒸餾水常溫浸泡過夜,吸脹后進行發(fā)芽試驗。以上種子以紗布墊雙層濾紙為發(fā)芽床,恒溫25℃無光照培養(yǎng)箱中進行發(fā)芽試驗,每處理3次重復(fù),每重復(fù)100粒種子。
2.7.2 發(fā)芽床的選擇
各產(chǎn)地種子經(jīng)蒸餾水常溫浸泡過夜吸脹后,選取紙上,紙間,沙上,沙間,紗布,紗布墊紙6種發(fā)芽床試驗。將各個產(chǎn)地的種子分別置于6種不同發(fā)芽床,在25℃恒溫,無光照條件的培養(yǎng)箱中發(fā)芽。每處理3次重復(fù),每重復(fù)100粒種子并計算發(fā)芽率。
2.7.3 發(fā)芽溫度的選擇
各產(chǎn)地種子經(jīng)蒸餾水常溫浸泡過夜吸脹后,以紗布墊紙為發(fā)芽床,分別置于15,25,35℃恒溫無光照恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng),每處理3次重復(fù),每重復(fù)100粒種子并計算發(fā)芽率。
2.7.4 發(fā)芽首次和末次計數(shù)時間的確定
記錄種子初次和末次發(fā)芽時間,以胚根突出種皮長度達到種子長度一半時的天數(shù)作為初次計數(shù)時間;以種子發(fā)芽數(shù)達到最高,以后再無發(fā)芽種子出現(xiàn)時的天數(shù)作為末次計數(shù)時間。
2.7.5 發(fā)芽率和發(fā)芽勢的測定
通常種子著床后3~5d時種子發(fā)芽速度最大,因此在種子培養(yǎng)5d時計算發(fā)芽勢。
發(fā)芽率(%)=發(fā)芽種子總數(shù)/供試種子數(shù)×100%;
發(fā)芽勢(%)=發(fā)芽高峰期發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100%。
2.8.1 帶菌率檢驗
各產(chǎn)地種子隨機抽取10粒,參照文獻[2]和文獻[3]的方法操作。
2.8.2 害蟲檢驗
各產(chǎn)地種子隨機抽取50粒,參照文獻[4]的方法操作。
參照《農(nóng)作物種子檢驗規(guī)程》(GB/T 3543.2)的標準執(zhí)行,種子批的最大重量為10 000kg,送檢樣品最少為50g,凈度分析試樣最少為5g(不少于2 500粒)[2]。
各產(chǎn)地的黃芩種子凈度測定結(jié)果見表1。種子凈度均能達到90%以上。使用此方法做凈度分析,各組試樣增失差距均沒有偏離原始質(zhì)量的5%。因此,本方法科學(xué)可行。
種子真實性鑒定結(jié)果如下:小堅果,長圓形至卵圓形,扁平,腹面近基部具果臍,長0.85~2.35mm,寬0.38~1.75mm,厚0.19~1.36mm,黑褐色或淺黑褐色,種皮表面具不規(guī)則棱,千粒重一般為1.469~1.910g。
表1 種子的凈度分析
采用3種不同方法對黃芩種子重量分析比較的結(jié)果見表2。百粒法的變異系數(shù)大于4.0%;通過方差分析,五百粒法及千粒法2種方法測定6份種子試樣的重量,各處理間無顯著性差異(p=0.201>0.05),并且數(shù)據(jù)重復(fù)間變異系數(shù)均小于4.0%,測定值均有效。因此,五百粒法和千粒法均可用于黃芩種子的重量測定,鑒于前者所需的種子量較少,故選用五百粒法。
表2 種子不同重量測定方法比較
采用2種方法對各產(chǎn)地黃芩種子試樣進行水分測定,結(jié)果見表3。從表3可看出,黃芩種子在高溫下烘干4h后,失水量基本保持穩(wěn)定。低恒溫烘干后5~15 h內(nèi)失水量差異較大,20h后重量基本穩(wěn)定。對高溫烘干4h和低溫烘干15h進行差異顯著性檢驗,2種烘干方法間測定值無顯著性差異(p>0.05)。鑒于低恒溫烘干法耗時較長,故選擇高溫烘干4h為宜。
3.6.1 氯化三苯基四氮唑法(TTC法)
影響染色效果的因素主要有染色溫度(A),染色時間(B),TTC濃度(C),采用均勻設(shè)計的方法,以種胚的染色率為評價指標,參照回歸方程選擇最佳染色條件?;貧w方程為:Y =-84.911+2.651×A+5.479×B+23.611×C,R=0.954。因此優(yōu)化的條件為:TTC濃度1%,染色溫度40℃,染色時間為6h。
3.6.2 紅墨水染色法
從表4可看出。對不同培養(yǎng)時間的具生活力種子平均比率進行差異性檢驗,結(jié)果無顯著性差異(p>0.05),故紅墨水染色法的條件為30℃恒溫條件下染色2h。
3.6.3 溴麝香草酚藍法(BTB法)
從表5可看出,其中濃度為0.05%,0.1%的BTB瓊脂凝膠中均有種子周圍出現(xiàn)黃色暈圈,但濃度為0.2%BTB瓊脂凝膠中的種子周圍并未出現(xiàn)黃色暈圈,無法統(tǒng)計具生活力種子比率。其原因可能是由于黃芩種子呼吸作用釋放出的CO2濃度較低,未達到顯色的程度。對0.05%和0.1%2個濃度的具生活力種子比率進行差異性檢驗,結(jié)果并無顯著性差異(p>0.05),考慮到節(jié)省實驗材料,故選擇濃度為0.05%,的BTB瓊脂凝膠進行顯色培養(yǎng)。
3.7.1 發(fā)芽前處理方法
從表6可看出,吸脹處理和未吸脹處理種子發(fā)芽率有極顯著性差異(p<0.01)。因此應(yīng)將種子用蒸餾水于室溫下浸泡過夜,使種子吸脹后置于發(fā)芽床上進行發(fā)芽培養(yǎng)。
3.7.2 發(fā)芽床與發(fā)芽溫度的選擇
不同產(chǎn)地的黃芩種子均已經(jīng)過1%的次氯酸鈉溶液消毒10min,并浸泡過夜使之吸脹,不同發(fā)芽床、不同發(fā)芽溫度下的發(fā)芽率和發(fā)芽勢見表7,由表7可見,種子在紗布墊紙的發(fā)芽床上的發(fā)芽率和發(fā)芽勢均為最高,25℃為最佳培養(yǎng)溫度。故種子最佳發(fā)芽條件為25℃時紗布墊紙培養(yǎng)床。
表3 不同烘干方法種子失水量的變化
表4 紅墨水法測定種子的生活力
表5 BTB法測定種子的生活力
表6 不同前處理方法的種子發(fā)芽率
3.7.3 發(fā)芽天數(shù)的確定
黃芩種子經(jīng)浸泡吸脹,置床后第2天便出現(xiàn)發(fā)芽現(xiàn)象,第5天后發(fā)芽速度明顯下降,逐漸緩慢,第8天幾乎停止發(fā)芽,見圖1。所以第2天為初次發(fā)芽記錄時間,第7天為末次發(fā)芽記錄時間。
圖1 種子發(fā)芽率隨發(fā)芽天數(shù)變化趨勢
3.7.4 種子生活力與種子發(fā)芽率相關(guān)性分析
選取最適發(fā)芽條件及3種生活力測定法的最優(yōu)條件對不同產(chǎn)地的種子進行培養(yǎng),對其發(fā)芽率與生活力進行測定,結(jié)果如表8所示。
將3種生活力測定方法的結(jié)果與相應(yīng)的發(fā)芽率結(jié)果進行相關(guān)性分析,其中BTB法和紅墨水法測定結(jié)果與發(fā)芽率測定結(jié)果相關(guān)性均不顯著(p>0.05)。TTC法測定結(jié)果與發(fā)芽率測定結(jié)果具有極顯著相關(guān)性(p<0.01),相關(guān)系數(shù)為r=0.943。故選擇 TTC法為黃芩種子生活力測定方法。
對6批種子進行帶菌率及害蟲檢驗,結(jié)果見表9。
根據(jù)以上實驗結(jié)果,初步建立了適合黃芩種子的質(zhì)量檢驗方法,見表10。
表7 不同發(fā)芽床、不同發(fā)芽溫度下的發(fā)芽率和發(fā)芽勢
表8 種子生活力與發(fā)芽率
表9 帶菌率及害蟲檢出率
表10 黃芩種子質(zhì)量檢驗方法
4.1 實驗分別使用了TTC法,BTB法及紅墨水染色法對6份不同產(chǎn)地的黃芩種子進行了生活力檢測,種子均能檢測出有較高的生活力,但考慮到生活力與種子實際發(fā)芽率間的關(guān)系,只有將生活力測定結(jié)果與種子的實際發(fā)芽率進行相關(guān)性分析之后,才可根據(jù)相關(guān)性的大小來判定哪種生活力檢測方法最適合。本實驗所采用的生活力檢測方法與國家標準的相同,亦可說明TTC法檢測的科學(xué)合理性。
4.2 本實驗的種子質(zhì)量檢驗方法與地方標準[5-6]相比,增加了種子健康度的檢驗,可為今后種子分級標準的制定提供更全面的參考。
4.3 在重量,含水量,生活力,發(fā)芽率及健康度等指標的檢測中均采用了不同的方法,而測定方法的不同,測出的結(jié)果也不同。所以若要使種子質(zhì)量檢驗結(jié)果準確、一致,則必須要制定一個統(tǒng)一、科學(xué)有效的種子質(zhì)量檢驗方法。
4.4 開展中藥材種子質(zhì)量研究,制定中藥材種子質(zhì)量級標準,是推進中藥材規(guī)范化栽培的一項重要任務(wù)[7]。近5年來,已有白花蛇舌草[8]、川白芷[9]、苦參[10]、王不留行[11]、水 飛 薊[12]牛 蒡[13]、云 木 香[14]等 種 子 的 質(zhì)量檢驗方法研究報道。黃芩種子目前還沒有國家質(zhì)量標準,本研究選參照《農(nóng)作物種子檢驗規(guī)程》,從扦樣、凈度分析、真實性鑒定,重量測定、發(fā)芽試驗、水分測定、生活力測定、健康度測定8個方面對黃芩種子質(zhì)量檢驗方法進行了研究,初步確定了黃芩種子的質(zhì)量檢驗方法,為制定黃芩種子檢驗規(guī)程及分級標準奠定了基礎(chǔ),對促進黃芩規(guī)范化種植具有推動作用。
[1]國家藥典委員會,中華人民共和國藥典(一部)[S].北京:中國醫(yī)藥科技出版社,2015:301-302.
[2]國家技術(shù)監(jiān)督局,農(nóng)作物種子檢驗規(guī)程(GB/T 3543-1995)[S].1995.
[3]孫榮進,杜婷,楊光義,等.蔓荊子種子生活力的測定及其與發(fā)芽率的相關(guān)性研究[J].中國實驗方劑學(xué)雜志,2011,17(17):130-133.
[4]周陛勛.林木種子檢驗[M].北京:中國標準出版社,1986:171-172.
[5]安徽省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.安徽省地方標準:黃芩種子(DB 34/554-2005)[S].2005.
[6]河北省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.河北省地方標準:中藥材種子質(zhì)量標準第2部分:黃芩(DB 13/T 1083.2-2009)[S].2009.
[7]任德全,周榮漢.中藥材生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(GAP)實施指南[M].北京:中國農(nóng)業(yè)出版社,2003:26-26.
[8]盧魏魏,朱再標,郭巧生,等.白花蛇舌草種子質(zhì)量檢驗方法研究[J].中國中藥雜志,2012,37(10):1 366-1 371.
[9]楊枝中,蔣運斌,穆向榮,等.川白芷種子質(zhì)量檢驗方法研究[J].種子,2013,32(12):119-122.
[10]李安平,吳尚英,關(guān)扎根,等.苦參種子質(zhì)量檢驗方法的研究[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2013,29(16):175-180.
[11]高欽,楊太新,劉曉清,等.王不留行種子質(zhì)量檢驗方法的研究[J].種子,2014,33(10):116-120.
[12]張愛霞,陳葉,祁林強,等.水飛薊種子質(zhì)量檢驗方法研究[J].中草藥,2015,46(4):580-583.
[13]李彤彤,金燕清,王秋玲,等.牛蒡子質(zhì)量檢驗方法研究[J].中國現(xiàn)代中藥,2015,17(4):382-386.
[14]王鈺,陳大霞,李隆云,等.云木香種子質(zhì)量檢驗方法的研究[J].種子,2011,30(6):106-109.