王景儀，孫寧，王妍，楊文琪，潘志達(dá)

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濃硫酸與溫水浸種對決明子萌發(fā)的影響研究

王景儀，孫寧通信作者，王妍，楊文琪，潘志達(dá)

（天津農(nóng)學(xué)院農(nóng)學(xué)與資源環(huán)境學(xué)院，天津 300384）

決明子是具較高醫(yī)療養(yǎng)生價(jià)值的中草藥之一，屬于硬實(shí)種子，因發(fā)芽率低導(dǎo)致其產(chǎn)量也較低。本文利用溫水和不同濃度的濃硫酸浸種處理對種皮進(jìn)行軟化，發(fā)芽后檢測決明子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、葉綠素含量、游離脯氨酸含量等指標(biāo)。結(jié)果表明：決明子在80%濃硫酸中浸種20 min或60 ℃溫水浸種2 h處理下，發(fā)芽率均達(dá)95%以上，并可明顯的促進(jìn)幼苗的初期生長。

決明子；種皮軟化；發(fā)芽率；幼苗

決明子是豆科植物決明（L.）的成熟干燥種子，作為一種重要的中草藥，因其有明目之功效而名。決明子的藥材功效較多，可用于治療目赤澀痛、羞明多淚、頭痛眩暈、目暗不明、大便秘結(jié)；有清肝明目、潤腸通便、降脂減肥之功效[1]。

決明子為硬實(shí)性種子，其種皮堅(jiān)硬且外披蠟質(zhì)層，因此種子吸水膨脹困難，易造成發(fā)芽率低且萌發(fā)不整齊，傳統(tǒng)生產(chǎn)或試驗(yàn)中常采用機(jī)械損傷法和化學(xué)藥劑處理損傷法，但常出現(xiàn)由于損傷或處理不當(dāng)造成種子內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損而影響萌發(fā)的情況[2-3]。本試驗(yàn)對決明子進(jìn)行濃硫酸處理和不同溫度浸種處理，在培養(yǎng)期間對發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、葉綠素含量和游離脯氨酸含量進(jìn)行測定，通過對決明子硬實(shí)和萌發(fā)特性的研究，以探尋軟化種皮、打破種子硬實(shí)、提高種子萌發(fā)率、生產(chǎn)壯苗的方法，為提高決明子成苗力、獲得穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)打下基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料

選取大小均勻且顆粒飽滿的決明子，用0.1%的NaClO浸泡消毒10 min，無菌水清洗4次，將種子表面的水吸干備用。

1.2 方法

1.2.1 種皮軟化處理

將預(yù)處理的種子分別進(jìn)行濃硫酸處理和溫水浸種處理。將種子分別用40%、60%、80%濃硫酸浸泡20 min，處理后用蒸餾水清洗，對照組（CK）用蒸餾水處理。另將決明子分別浸泡于3種溫度（40、60、80 ℃）水浴條件下，以室溫（25 ℃）冷水浸泡為對照組，各組分別處理為10 min、30 min、2 h。

1.2.2 生長指標(biāo)的測定

將各處理種子放入培養(yǎng)皿，每皿兩層濾紙，設(shè)3次重復(fù)。將種子置于25 ℃恒溫培養(yǎng)室中進(jìn)行光照培養(yǎng)，試驗(yàn)過程中保持發(fā)芽紙濕潤，每天觀察記錄種子發(fā)芽情況。以決明子突破種皮的胚軸長度達(dá)到種子自身長度為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，若連續(xù)3 d發(fā)芽種子數(shù)目沒有增長，則視為發(fā)芽完全。統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù)等萌發(fā)情況，并測定幼苗鮮重、葉綠素含量（Arnon比色法）和游離脯氨酸含量（Troll酸性茚三酮顯色法）。

發(fā)芽勢：初次記錄時(shí)間內(nèi)發(fā)芽的種子數(shù)占供試種子數(shù)的百分率。

發(fā)芽指數(shù)=∑（/），其中：為時(shí)間內(nèi)的發(fā)芽數(shù)，為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)。

活力指數(shù)=發(fā)芽指數(shù)×單株重（g）

發(fā)芽率（%）=發(fā)芽個(gè)數(shù)÷接種個(gè)數(shù)×100

2 結(jié)果與分析

2.1 濃硫酸處理對決明子發(fā)芽與幼苗生長的影響

利用濃硫酸較強(qiáng)的腐蝕特性對種皮進(jìn)行腐蝕和劃傷，起到軟化種皮的作用。由表1、圖1可以看出，用濃硫酸處理能顯著促進(jìn)決明子的萌發(fā)，其中80% H2SO4處理效果明顯，發(fā)芽率達(dá)到了95.7%，活力指數(shù)高于對照171.3%。說明高濃度H2SO4處理能顯著地促進(jìn)幼苗胚軸和胚根的生長，并可加快子葉的展開速度，用80% H2SO4處理的幼苗的單株鮮重高于對照34.5%。

表1 濃硫酸對決明子發(fā)芽及早期幼苗生長的影響

注：表中字母表示差異顯著性（α=0.05）

a??????????b

（a為80%濃硫酸處理；b為對照）

2.2 不同浸種溫度對決明子發(fā)芽與幼苗生長的影響

與對照相比較，溫水浸種處理均能提高決明種子的發(fā)芽率及種子活力，但不同浸種溫度和時(shí)間對決明種子發(fā)芽率有不同影響。由圖2～圖4可知，在水溫25（CK）、40、60 ℃浸種條件下，發(fā)芽率與浸種時(shí)間基本呈正向關(guān)系；80 ℃溫水浸種條件下，發(fā)芽率隨浸種時(shí)間的延長而降低，可能是由于浸種溫度過高、時(shí)間過長（80 ℃、2 h）對種子造成損傷，影響了發(fā)芽率。各處理中，以60 ℃的溫水中浸泡2 h處理的決明種子發(fā)芽率最高，達(dá)到97.6%。

圖2 浸種溫度對決明子發(fā)芽率與發(fā)芽勢的影響

圖3 浸種溫度對決明子發(fā)芽指數(shù)的影響

圖4 浸種溫度對決明子活力指數(shù)的影響

2.3 濃硫酸與溫水浸種對幼苗葉綠素含量和游離脯氨酸含量的影響

2.3.1 濃硫酸對決明幼苗葉綠素含量的影響

用不同濃度的濃硫酸處理的決明子，其幼苗葉綠素含量均明顯高于對照。本試驗(yàn)表明，隨著濃硫酸濃度的增加，葉綠素含量呈上升趨勢（見圖5）。

圖5 濃硫酸浸種對幼苗葉綠素含量的影響

2.3.2 不同溫度浸種處理對決明幼苗葉綠素含量的影響

經(jīng)過不同溫度、不同時(shí)間的浸種處理，決明幼苗的葉綠素含量與對照均無顯著差別，均在9.25 mg/g左右，說明不同溫度浸種處理對決明子幼苗葉綠素含量幾乎無影響（圖6）。

圖6 不同溫度浸種對幼苗葉綠素含量的影響

2.4 種皮軟化方式對決明幼苗游離脯氨酸含量的影響

植物在脅迫條件下體內(nèi)會積累大量的脯氨酸，且脯氨酸含量會隨著脅迫時(shí)間的延長逐漸增多，因此植物體內(nèi)的脯氨酸含量常常作為檢測各種生長條件下植物生長活性的一個(gè)重要參考指標(biāo)。本試驗(yàn)中，種皮軟化方式對決明幼苗中游離脯氨酸含量的影響如表2所示。

表2 不同種皮軟化方式對幼苗游離脯氨酸含量的影響

由表2可以看出，在各種條件下處理的決明子的幼苗游離脯氨酸含量與對照相比并不顯著，只有個(gè)別處理的游離脯氨酸含量略有增加（80% H2SO4），可能在濃H2SO4處理種子后清理有些許殘留，造成幼苗后期生長的游離脯氨酸含量增加。

3 小結(jié)

3.1 化學(xué)試劑和溫水浸種處理對種子萌發(fā)的作用

種子的發(fā)芽率是決定種子品質(zhì)優(yōu)劣的重要指標(biāo)之一。發(fā)芽率、發(fā)芽勢高的種子在播種時(shí)可以提高出苗率、成苗率，提高種苗的整齊度，不延誤作物生長季節(jié)，促進(jìn)豐收[4]。通過軟化種皮，打破決明子休眠，提高發(fā)芽率及促進(jìn)幼苗早期生長就顯得尤為重要。

H2SO4、KOH和KNO3等比較常用的種皮軟化處理劑，是通過腐蝕種殼使之變薄，或消除珠孔等部位的堵塞物等途徑，來增強(qiáng)種胚與外界的通透性，進(jìn)而提高發(fā)芽率和加快發(fā)芽速率[5]。為提高硬實(shí)種子的發(fā)芽率、促進(jìn)幼苗的早期生長發(fā)育，在試劑軟化種皮處理中，濃硫酸等腐蝕溶液浸種是一種有效方法。有研究[5-6]報(bào)道：適宜濃度的濃硫酸處理在能夠顯著提高樹莓種子發(fā)芽率的同時(shí)，對幼苗的生長也具有很好的促進(jìn)作用。本試驗(yàn)結(jié)果表明，用80%濃硫酸處理決明子，可使其萌發(fā)迅速，在1～2 d內(nèi)全部發(fā)芽；適宜濃度的濃硫酸能顯著地提高決明子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢，具有提高種子迅速整齊出苗的能力。

本試驗(yàn)中，決明子以60 ℃溫水浸種2 h處理萌發(fā)效果最佳，且種子發(fā)芽率高于濃硫酸處理。溫水處理更容易使決明種子種皮軟化，且隨著浸種時(shí)間的延長，決明子的吸水程度有所增高，增加了決明子的發(fā)芽率。從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的角度來看，相對于化學(xué)試劑軟化種皮，溫水浸種處理操作簡單、成本低廉，對實(shí)際生產(chǎn)更具指導(dǎo)意義。

3.2 決明幼苗葉綠素和游離脯氨酸含量的研究意義

葉綠素是葉綠體的重要組成部分，是植物光合作用的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。葉綠素的含量與植物的光合作用有著密切的關(guān)系。葉綠素含量高，則葉片的生理活性高，進(jìn)而促進(jìn)光合作用；含量低則造成葉片衰老，光合作用能力也隨之降低。而脯氨酸常作為植物對逆境響應(yīng)的檢測指標(biāo)之一，在一定程度上，植物體內(nèi)的脯氨酸含量反映了植物體受脅迫影響的程度，并可以作為植物對逆境響應(yīng)的一個(gè)參考指標(biāo)。

本試驗(yàn)通過試劑處理和浸種處理來軟化種皮，在提高發(fā)芽率的同時(shí)，也力求對決明幼苗的早期生長起到促進(jìn)作用，進(jìn)而培育壯苗。幼苗中葉綠素和游離脯氨酸的含量多少能反映幼苗的生長狀況，可以通過這兩個(gè)指標(biāo)判斷各處理方式對幼苗早期生長所起的作用與影響。

[1] 明?蘭茂. 滇南本草整理組. 滇南本草（卷2）[M]. 2版.昆明：云南人民出社，1975.

[2] 張春平，何平，杜丹丹，等. 決明種子硬實(shí)及萌發(fā)特性研究[J]. 中草藥，2010，41（10）：1700-1704.

[3] 衛(wèi)士美，王量. 黃芪種子處理技術(shù)[J]. 種子科技，2010（11）：41-42.

[4] 馮文麗，蔡曉紅，馬瑜. 不同浸種處理對決明子發(fā)芽率的影響[J]. 中藥與臨床，2012，3（2）：10-11.

[5] 段修安. 不同化學(xué)藥劑處理對樹莓種子發(fā)芽率和幼苗株高的影響[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，22（3）：457-458.

[6] 張玉平，許奕華，魯韌強(qiáng)，等. 濃硫酸處理黑莓種子的發(fā)芽試驗(yàn)[J]. 北方園藝，2008（1）：44-45.

責(zé)任編輯：楊霞

Effects of Concentrated Sulfuric Acid and Warm Water Soaking on the Seeds Germination of

WANG Jing-yi, SUN NingCorrespongding Author, WANG Yan, YANG Wen-qi, PAN Zhi-da

（College of Agronomy and Resource Environment, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China）

is one of the Chinese herbal medicines with high value of medical health. The seed ofis belonging to hard seeds, which results in the lower germination rate while the low yield. Warm water and different concentrated H2SO4were used to soften seed-coat; and the indexes, such as its seeds’ germination potential, germination rate, chlorophyll content, free proline content, etc. were measured after the seeds germinating. The results showed that the seed germination rate was up to 95% under the soaking treatment of 80% H2SO4with 20 min or 60 ℃water with 2 h, and it could obviously promote the initial growth of seedlings.

L.; seed -coat softening; germination rate; seedlings

1008-5394（2017）01-0005-03

S567.239

A

2016-01-05

天津市科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“非洲紫羅蘭新品種的引進(jìn)及培育技術(shù)的研究”（09ZCKFNC01600）；天津市級大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目“決明子離體培養(yǎng)及細(xì)胞懸浮系的建立”（201510061050）；天津農(nóng)學(xué)院精品課程建設(shè)項(xiàng)目“植物細(xì)胞工程”（無編號）

王景儀（1994-），女，江蘇徐州人，學(xué)士，主要從事植物組織培養(yǎng)方面的工作。E-mail：649562049@qq.com。

孫寧（1979-），女，河北承德人，高級實(shí)驗(yàn)師，碩士，主要從事生物技術(shù)方面的教學(xué)與研究工作。E-mail：sning79@sina.com。