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(1.陜西步長(zhǎng)制藥有限公司，　陜西 西安 710075；　2.陜西國(guó)際商貿(mào)學(xué)院，　陜西 咸陽 712046)

黃精(PolygonatumsibiricumRed.)為百合科黃精屬多年生草本植物，以其根莖入藥，味甘、平，歸脾、肺、腎經(jīng)，具有補(bǔ)氣養(yǎng)陰、健脾、潤(rùn)肺、益腎的功效[1]。近代藥理研究表明，黃精具有抗衰老、降血糖、增強(qiáng)免疫、提高學(xué)習(xí)和記憶能力、抗動(dòng)脈硬化、保護(hù)心血管系統(tǒng)、抗腫瘤、抗炎、抗病原微生物等作用[2]。目前黃精藥材主要以野生為主，野生黃精主要分布在陜西、河北、遼寧、吉林、湖北、山東等省[3]。隨著黃精市場(chǎng)需求的不斷增加，許多地方已經(jīng)開始大面積引種種植黃精，黃精的繁殖方式分為根莖繁殖和種子繁殖，但長(zhǎng)期采用根莖繁殖會(huì)導(dǎo)致品種退化，不能適應(yīng)環(huán)境的改變，所以有學(xué)者對(duì)黃精種子的繁殖特性進(jìn)行了相關(guān)研究[4-8]，但是有關(guān)黃精種子的抗旱性和耐鹽性的研究卻鮮有報(bào)道。我國(guó)淡水資源嚴(yán)重不足，干旱嚴(yán)重影響了農(nóng)業(yè)和生態(tài)環(huán)境[9]，同時(shí)長(zhǎng)期的肥水管理不當(dāng)也導(dǎo)致土壤產(chǎn)生次生鹽漬化[10]，因此植物的耐旱性與耐鹽性受到普遍關(guān)注。通過比較不同濃度PEG-6000(聚乙二醇)、NaCl(中性鹽) 和NaHCO3(堿性鹽)脅迫下黃精種子的萌發(fā)情況，以探究黃精種子在逆境脅迫下的萌發(fā)規(guī)律和耐旱、耐鹽特性，為黃精種子進(jìn)行有性繁殖栽培提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1　材　料

黃精(PolygonatumsibiricumRed.)種子來自陜西步長(zhǎng)制藥有限公司黃精GAP基地，為2016年產(chǎn)黃精種子。

1.2　方　法

1.2.1種子大小的分選

通過人工挑選，從外觀形態(tài)上將黃精種子分為大、小2個(gè)等級(jí)的種子。

1.2.2種子的處理

選取大小均勻、色澤一致的黃精種子置于直徑9 cm的培養(yǎng)皿中，加入適量的3%過氧化氫溶液消毒15 min，傾倒去消毒液，再用蒸餾水清洗3～4次，待用。

1.2.3PEG-6000和NaCl、NaHCO3的脅迫處理

試驗(yàn)共設(shè)置7個(gè)PEG-6000脅迫濃度，其濃度分別為0、5%、10%、15%、20%、25%、30%，對(duì)應(yīng)的水勢(shì)分別為0，-0.05，-0.15，-0.32，-0.54，-0.81，-1.15 MPa[11]，分別處理不同大小黃精種子，一共14個(gè)處理。NaCl溶液的濃度梯度為50，100，200，300 mmol/L共4個(gè)處理；NaHCO3溶液的濃度梯度為50，100，200，300 mmol/L共4個(gè)處理，以蒸餾水作對(duì)照(ck)。每個(gè)處理4次重復(fù)，每次重復(fù)50粒種子。采用紙上發(fā)芽法，將黃精種子置于墊有2層濾紙直徑9 cm的培養(yǎng)皿中，于25 ℃、全黑暗的條件下進(jìn)行培養(yǎng)。發(fā)芽期限設(shè)定60 d，以胚根突破種皮視為發(fā)芽，每天向培養(yǎng)皿種子補(bǔ)加相應(yīng)的溶液，以維持恒定的處理液濃度，每5 d更換1次濾紙并加入適量處理溶液浸潤(rùn)，及時(shí)更換污染濾紙，發(fā)現(xiàn)霉?fàn)€種子及時(shí)清理，防止感染。

1.3　測(cè)定項(xiàng)目

1) 千粒重測(cè)定：采用百粒法，每次100粒，8次重復(fù)，計(jì)算其千粒重；

2) 發(fā)芽率(%)=發(fā)芽實(shí)驗(yàn)期間全部正常發(fā)芽數(shù)/供試種子總數(shù)×100%；

3) 相對(duì)發(fā)芽率(%)=處理發(fā)芽率/對(duì)照發(fā)芽率×100%；

4) 種子耐鹽適宜范圍=發(fā)芽率達(dá)到對(duì)照組發(fā)芽率75%時(shí)對(duì)應(yīng)的鹽溶液濃度[10]；

5) 種子耐鹽半致死濃度=發(fā)芽率達(dá)到對(duì)照發(fā)芽率的50%鹽溶液濃度[10]；

6) 種子耐鹽極限濃度=發(fā)芽率達(dá)到對(duì)照發(fā)芽率10%的鹽溶液濃度[10]；

7) 相對(duì)鹽害率(%)=(對(duì)照組發(fā)芽率-鹽處理發(fā)芽率)/對(duì)照組發(fā)芽率×100%[10]。

1.4　數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，使用Excel 2007進(jìn)行作圖。

2　結(jié)　果

2.1　黃精種子大小分級(jí)

種子形態(tài)上的大小可以從其千粒重反映出來，在相同種子含水量情況下，種子千粒重越大，表明種子內(nèi)部的貯存營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)越多。對(duì)人工分選的不同大小黃精種子千粒重進(jìn)行測(cè)定，結(jié)果表明，大黃精種子的千粒重為(36.788±0.544)g，小黃精種子的千粒重為(28.300±0.444)g。

2.2　PEG-6000處理對(duì)不同大小黃精種子萌發(fā)的影響

不同濃度PEG溶液處理后黃精種子的發(fā)芽率變化趨勢(shì)如圖1所示，隨著PEG溶液濃度的增大，大、小黃精種子的發(fā)芽率均呈現(xiàn)依次下降的趨勢(shì)。大黃精種子在5%PEG脅迫下，其發(fā)芽率與正常對(duì)照組(ck)無顯著差異(p>0.05)。小黃精種子在5%PEG脅迫下，其發(fā)芽率則低于正常對(duì)照組(ck)，差異顯著(p<0.05)。當(dāng)PEG溶液濃度達(dá)到15%以上，大、小黃精種子的萌發(fā)均被顯著抑制，發(fā)芽率均為0。

2.3　不同大小黃精種子耐旱性評(píng)價(jià)

表2黃精種子相對(duì)發(fā)芽率與鹽濃度的相關(guān)性分析

　處理回歸方程相關(guān)系數(shù)耐鹽適宜范圍(mmol/L)耐鹽半致死濃度(mmol/L)耐鹽極限濃度(mmol/L)　NaCly=77．250-0．318x-0．869??7．07585．692211．478　NaHCO3y=91．981-0．355x-0．940??47．834118．256230．932

注：**表示在0.01(雙側(cè))上顯著相關(guān)，x表示鹽濃度，y表示相對(duì)發(fā)芽率(%)。

表3黃精種子相對(duì)鹽害率

　處理鹽濃度(mmol/L)50100200300　NaCl38．365±4．296a82．390±2．717b99．371±0．629c100±0．000c　NaHCO316．352±2．148d59．120±3．464e95．598±1．582c100±0．000c

相對(duì)發(fā)芽率可以在一定程度上反映種子的耐旱性，相對(duì)發(fā)芽率越高則種子的耐旱性越強(qiáng)。表1結(jié)果顯示，隨著PEG處理液濃度的增大，大、小黃精種子的相對(duì)發(fā)芽率均顯著降低，當(dāng)PEG溶液濃度達(dá)到15%時(shí)，大、小黃精種子的相對(duì)發(fā)芽率均為0。在5%PEG溶液處理下大黃精種子的相對(duì)發(fā)芽率顯著高于小黃精種子的相對(duì)發(fā)芽率(p<0.05)，但當(dāng)PEG濃度為10%時(shí)，大黃精種子與小黃精種子的相對(duì)發(fā)芽率并無顯著差異。

注：同一系列不同字母表示不同處理之間差異顯著(p<0.05)。下同。圖1　PEG-6000處理對(duì)黃精種子發(fā)芽率的影響

表1PEG-6000處理后黃精種子的相對(duì)發(fā)芽率

處理大種子小種子5%PEG100．629±2．717a92．568±3．881d10%PEG64．151±1．624b67．567±3．310b15%PEG0．000±0．000c0．000±0．000c20%PEG0．000±0．000c0．000±0．000c25%PEG0．000±0．000c0．000±0．000c30%PEG0．000±0．000c0．000±0．000c

2.4　不同鹽脅迫處理對(duì)黃精種子萌發(fā)的影響

如圖2所示，隨著NaCl和NaHCO3處理液濃度的增加，黃精種子的發(fā)芽率均明顯降低。同一低鹽濃度(c<200 mmol/L)處理下，NaHCO3處理后黃精種子的發(fā)芽率均高于NaCl處理組，且存在顯著差異(p<0.05)。當(dāng)用濃度為200 mmol/L的NaCl和NaHCO3溶液處理黃精種子后，黃精種子的發(fā)芽率分別降低至0.5%和3.5%。

圖2　不同鹽脅迫處理對(duì)黃精種子發(fā)芽率的影響

2.5　黃精種子的耐鹽性評(píng)價(jià)

從表2可以看出，黃精種子對(duì)NaCl的耐鹽適宜范圍、耐鹽半致死濃度、耐鹽極限濃度均低于NaHCO3，2種鹽溶液濃度均與黃精種子的相對(duì)發(fā)芽率呈極顯著的負(fù)相關(guān)(p<0.01)。如表3所示，隨著鹽溶液濃度的增加，2種鹽脅迫處理對(duì)黃精種子的相對(duì)鹽害率均呈顯著的上升趨勢(shì)。在相同鹽濃度下，NaCl對(duì)黃精種子的相對(duì)鹽害率均高于NaHCO3，當(dāng)鹽濃度達(dá)到300 mmol/L時(shí)，2種鹽脅迫對(duì)黃精種子的相對(duì)鹽害率均為100%。

3　結(jié)論與討論

3.1　黃精種子大小與抗旱性

種子的萌芽特性與種子自身因素有很大的關(guān)系，諸如種子的大小、顏色、成熟度等。許多學(xué)者認(rèn)為，種子的萌發(fā)行為是種子自身固有屬性與外界環(huán)境因素(光、溫度、水分、養(yǎng)分)的共同作用的結(jié)果[12]。水分是種子萌發(fā)所必需的一種因素，種子萌發(fā)時(shí)期對(duì)水分的需求程度則可以反映出種子的抗旱性強(qiáng)弱。通過PEG-6000模擬水分脅迫來鑒定不同植物的抗旱性被認(rèn)為是一種比較可靠的方法[13]。本研究利用PEG-6000模擬干旱對(duì)不同大小黃精種子的抗旱性進(jìn)行了初步的研究，結(jié)果顯示，大黃精種子的抗旱性強(qiáng)于小黃精種子，這可能是由于大黃精種子自身貯存有較多的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，可以較好的抵抗外界不良環(huán)境，而小種子質(zhì)量較低，抵抗力較差[14]。當(dāng)PEG濃度超過一定的閾值(15%PEG)，則大、小黃精種子的萌發(fā)均被抑制?？傮w來看，黃精種子的抗旱能力較弱。

3.2　黃精種子的耐鹽性

鹽脅迫主要是通過滲透效應(yīng)和離子效應(yīng)造成植物的生理干旱[15]，進(jìn)而阻礙植物的正常生長(zhǎng)，而種子對(duì)鹽脅迫造成的滲透效應(yīng)與離子效應(yīng)的綜合適應(yīng)能力則被稱為種子耐鹽性[16]。隨著鹽溶液濃度的增大，導(dǎo)致溶液的滲透勢(shì)逐漸增加，致使種子胚細(xì)胞吸水困難，造成種子休眠或者延遲萌發(fā)。當(dāng)鹽濃度超過一定的閾值，則會(huì)破壞細(xì)胞膜的完整性，導(dǎo)致細(xì)胞代謝紊亂，造成種子死亡[17]。本實(shí)驗(yàn)對(duì)比了不同濃度NaCl(中性鹽)和NaHCO3(堿性鹽)對(duì)黃精種子萌發(fā)的影響，并對(duì)黃精種子的耐鹽性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，隨著鹽溶液濃度的增加，黃精種子的發(fā)芽率顯著降低，當(dāng)鹽溶液濃度達(dá)到200 mmol/L時(shí)，NaCl和NaHCO3處理后的黃精種子發(fā)芽率分別降低至0.5%和3.5%。黃精種子對(duì)NaCl的耐鹽適宜范圍、耐鹽半致死濃度、耐鹽極限濃度均低于NaHCO3，2種鹽溶液濃度均與黃精種子相對(duì)發(fā)芽率呈極顯著的負(fù)相關(guān)(p<0.01)。黃精種子對(duì)堿性鹽NaHCO3的耐受性要強(qiáng)于中性鹽NaCl。相同濃度的NaCl和NaHCO3溶液，其所含的Na+濃度均相同，其差別在于堿性鹽NaHCO3的pH值較高，這說明pH較高的堿性鹽對(duì)黃精種子萌芽的危害較中性鹽小。

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