王 苑，李錦鵬，吳冬艷，郭 襄，廖 波，周 麗

(興義民族師范學(xué)院，貴州興義 562400)

滇黃精(PolygonatumkingianumColl.et Hemsl)別稱大黃精、老虎姜，為百合科黃精屬多年生草本植物，主產(chǎn)于我國貴州、廣西、云南等省(區(qū))，其根狀莖肥大，呈塊狀或結(jié)節(jié)狀，株型高大，產(chǎn)量高[1]，是中藥黃精的重要基原植物之一，具有補氣養(yǎng)陰、健脾、潤肺、益腎等功效，常用于治療脾胃虛弱、體倦乏力、口干食少、肺虛燥咳、精血不足、內(nèi)熱消渴等癥，對糖尿病有療效。滇黃精藥理作用表明，它具有擴(kuò)張血管、促進(jìn)血液偱環(huán)、降低血壓等作用，對腎上腺素引起的血糖過高有抑制作用，能防止粥樣動脈硬化，對肝臟脂肪浸潤有一定作用，對傷寒桿菌、結(jié)核桿菌、金黃色葡萄球菌及皮膚真菌有抑制作用，具有促進(jìn)免疫功能，且能增強人體抗病、抗衰老能力。

滇黃精用途廣泛，隨著其用量逐年增加，其野生資源已不能滿足市場需求，加上多年來只挖不種，滇黃精野生資源蘊藏量銳減。人工栽培滇黃精需要2年或2年以上才能收獲，而采取常規(guī)方法播種時滇黃精種子萌發(fā)率相對較低，且相關(guān)研究較少。本試驗通過研究滇黃精種子的繁殖生物學(xué)特性，以期為滇黃精人工栽培奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料與儀器

試驗在貴州省興義民族師范學(xué)院生物學(xué)實驗室和栽培大棚內(nèi)進(jìn)行，于2015年11中旬果實開始發(fā)白時采收滇黃精果實。主要儀器設(shè)備有智能人工氣候培養(yǎng)箱、培養(yǎng)皿、電子天平、顯微鏡等。

1.2 滇黃精花、果實、種子的生物學(xué)特性

以校園內(nèi)人工栽培的滇黃精為材料，測量塊莖直徑為 5～6 cm植株上的花，每株測30朵花，重復(fù)3次；子房及種子采用常規(guī)石蠟制片法制片，用鐵礬-蘇木精染色法染色，用加拿大樹膠封片，在Olympus顯微鏡下觀察并拍照。隨機選取30個滇黃精成熟果實，用天平稱單果質(zhì)量，用游標(biāo)卡尺測量果實縱、橫徑，重復(fù)3次，計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差。隨機選取1 000粒種子，用精準(zhǔn)度為0.01 g的天平稱質(zhì)量，重復(fù)3次，計算平均值和標(biāo)準(zhǔn)誤差。

1.3 不同貯藏方法對種子萌發(fā)的影響

試驗共設(shè)8個處理(表1)，將成熟果實用0.1%HgCl2消毒，無菌水清洗3遍；隨機分為3組，密封保存于經(jīng)滅菌的組培瓶中，滅菌后的果實不會發(fā)霉或腐爛，保存在瓶子中果實不易失水，有助于種子的保濕，分別于4、25 ℃和自然條件下貯藏，處理編號分別為Z1、Z2、Z3；將成熟果實清洗干凈，分別直接放置于4、25 ℃和自然條件下貯藏，此時果實自然緩慢失水，種子處于半干狀態(tài)，處理編號分別為Z4、Z5、Z6；采用人工取種，對種皮有一定損傷，取種后自然風(fēng)干貯藏，處理編號為Z7；發(fā)酵取種法，對種皮無損傷，取種后自然風(fēng)干貯藏，處理編號為Z8。將各類種子播種于直徑為1 mm的沙中，濕度保持在45%～50%，溫度為25 ℃，每個處理種子數(shù)30粒，重復(fù)3次。播種后20 d，統(tǒng)計第1次種子的萌發(fā)數(shù)量，之后每隔1周統(tǒng)計1次種子的萌發(fā)情況。

表1 種子貯藏條件

1.4 不同萌發(fā)溫度對種子萌發(fā)的影響

將4 ℃保濕保存4個月的滇黃精種子分別在15、20、25、30 ℃ 4個溫度條件下進(jìn)行沙藏萌發(fā)，濕度保持在45%～50%，每個處理種子數(shù)30粒，重復(fù)3次，調(diào)查統(tǒng)計種子萌發(fā)率、分化率，以胚根突破種皮視為萌發(fā)，胚根長度>5 mm、根莖部有膨大視為分化。萌發(fā)率、分化率計算公式分別如下：

萌發(fā)率=(萌發(fā)種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%；

分化率=(分化種子數(shù)/萌發(fā)種子數(shù))×100%。

1.5 不同種子對吸水率的影響

分別選取質(zhì)粒均勻、顆粒飽滿的自然風(fēng)干種子1組、4 ℃低溫保濕貯藏的種子2組、剛發(fā)酵漂洗出的鮮種子3組，每組種子240粒，用天平分別稱量原始質(zhì)量；把各組種子分別置于直徑為120 mm、底部墊2層濾紙的培養(yǎng)皿中，加入適量蒸餾水，以恰好淹沒種子為宜；蓋上培養(yǎng)皿蓋，置于25 ℃培養(yǎng)箱中進(jìn)行吸水試驗，前16 h每隔2 h稱量1次種子質(zhì)量，之后每隔 1 d 稱量1次種子質(zhì)量，每次測定后重新?lián)Q水，直至種子質(zhì)量不再變化為止，計算種子吸水率，公式如下：

種子吸水率=(種子吸水后質(zhì)量-種子吸水前質(zhì)量)/種子吸水前質(zhì)量×100%。

2 結(jié)果與分析

2.1 滇黃精花、果實、種子的生物學(xué)特性

試驗結(jié)果表明，滇黃精花與莖葉的分化同時進(jìn)行，春季抽生莖、展葉后花便從葉腋處長出，每個節(jié)位上的花序數(shù)與同節(jié)上的葉片數(shù)相等。滇黃精為傘形花序，總花梗長1～2 cm，下垂，先端生4朵小花，花梗長0.5～1.5 cm，苞片膜質(zhì)，白色微小，位于花梗下部(圖1-A)；花被基部長1.5～2.0 cm，筒狀，朱紅色，花被筒內(nèi)部淺黃色，頂部6裂，長0.3～0.6 cm，先端呈嫩黃綠色；雄蕊6枚，花絲著生于花筒中部，花絲長 0.3～0.5 cm，花藥長0.4～0.6 cm，“丁”字形著藥，雌蕊1枚，花柱長0.8～1.7 cm，子房長0.4～0.6 cm(圖1-B)，由3心皮構(gòu)成3室，每室有2列胚珠(圖1-C)；花開時胚珠已發(fā)育完全，倒生胚珠，雙珠被，卵細(xì)胞位于近珠孔端(圖1-D)。

花后60 d剝?nèi)∮坠械挠啄鄯N子，種子很柔軟，長 0.55 cm，寬0.36 cm，胚乳呈凝膠狀，顯微鏡觀察可見胚呈明顯的長柱形，長0.18 cm，寬0.05 cm，已見開始分化(圖1-E)；花后90 d的種子形態(tài)更為飽滿，胚乳有固定形態(tài)，胚進(jìn)一步分化(圖1-F)；花后180 d的果實長勢均勻，漿果近球形，果實平均單果質(zhì)量為(3.93±0.47) g，縱、橫徑分別為(1.85±0.16)、(1.90±0.11) cm；果實內(nèi)有3室，每室有2～6粒成熟種子，胚分化較完全，胚體前端的盾片呈長柱形結(jié)構(gòu)(圖1-G)，并在種子萌發(fā)時會一直留在種子中將胚乳的營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)運給小苗(圖1-H)。種子在花后180 d達(dá)到生理成熟，這時果實由青轉(zhuǎn)白時可采收，用種皮為青白色的果實剝?nèi)》N子時果肉不易與種皮分離，想要清理干凈種子上的果肉容易造成種皮傷害，此時將果實放入塑料袋中密封2～3周進(jìn)行發(fā)酵，逐漸有果實變黃發(fā)軟，這時取種很容易，又不會對種子造成傷害，所以采用發(fā)酵法取種最好。

滇黃精種子顆粒均勻，種子之間質(zhì)量差異不大，鮮種子千粒質(zhì)量為(85.09±0.40) g，干種子千粒質(zhì)量為(46.04±0.40) g；種子表面光滑，種皮長軸兩端分布著種臍和種孔；50粒種子的胚、胚乳質(zhì)量分別為(0.026±0.003 6)、(3.373±0.069 0) g，胚與胚乳的質(zhì)量比為1 ∶129.73。對種子進(jìn)行解剖，顯微鏡下觀察其結(jié)構(gòu)可以看出，種胚細(xì)小，包埋于胚乳中，胚乳厚而緊密，胚結(jié)構(gòu)分化不完整的種子所占比例相對較少。

2.2 不同貯藏條件對種子萌發(fā)的影響

由表2可知，播種后20 d，Z3處理的種子萌發(fā)率相對最高，達(dá)到83.75%，而一直處于生長最適溫度保存的種子(Z2處理)萌發(fā)率相對較低，為38.46%，說明貯藏時溫度變化有利于提高種子的萌發(fā)率；半干種子在前20 d萌發(fā)較慢，21～50 d萌發(fā)相對較快，之后有所減慢，說明半干狀態(tài)保存的種子在播種后需要一定的時間恢復(fù)生長；Z7處理由于種皮有損傷，其萌發(fā)率在處理80 d時相對最低，僅為12.50%；播種后80 d，Z1、Z2、Z3處理的種子萌發(fā)率高于95.0%，Z4、Z5、Z6處理的種子萌發(fā)率不到70.0%，Z7、Z8處理的種子萌發(fā)率約為20%，說明種子的保濕儲存有助于提高種子的萌發(fā)率，完全干的種子萌發(fā)率相對較低。

表2 不同貯藏條件對種子萌發(fā)的影響

2.3 不同溫度對種子萌發(fā)和分化的影響

由圖2可知，隨著溫度的增加，滇黃精種子的萌發(fā)率提高；播種后20 d，15 ℃條件下的滇黃精種子萌發(fā)率相對最低，僅為13.48%，其他3個溫度條件下的種子萌發(fā)率均超過 50.0%；播種后41 d，除15 ℃條件下的種子萌發(fā)率為 69.67% 外，其他3個溫度處理的種子萌發(fā)率均在93.0%以上。由圖3可知，隨溫度的增加，種子萌發(fā)后的分化率也提高；播種后20 d，15 ℃條件下的滇黃精種子分化率為0%，27 d 時分化率為27.27%，48 d時達(dá)91.42%，分化速度相對較慢，其他3個溫度處理種子萌發(fā)的分化率相對較高，48 d時達(dá)到98.0%以上?？傮w而言，在20～30 ℃溫度條件下，滇黃精種子的萌發(fā)率和分化率相對較高，生長速度也較快。

2.4 不同種子對吸水率的影響

由圖4可知，4 ℃低溫保濕貯藏的種子和剛發(fā)酵漂洗出來的鮮種子其吸水規(guī)律基本相似，24 h內(nèi)吸水緩慢，吸水率小于35.0%，24～48 h吸水速度增加也較為緩慢，吸水率增加量在5.0百分點內(nèi)，2～3 d吸水速度相對較快，吸水率增加量在16.0百分點左右，3～7 d吸水速度又有所放緩，每天的吸水率增加量由8.0百分點逐漸降低到2.0百分點左右；滇黃精干種子在初期吸水相對較快，6 h內(nèi)吸水率高達(dá)37.35%，24 h時達(dá)到79.67%，3 d時吸水率高達(dá)85.34%，之后種子吸水率略有下降，部分種子發(fā)臭并出現(xiàn)腐爛，這是由于種子在自然干燥過程中緩慢脫水，導(dǎo)致水膜結(jié)構(gòu)受到破壞[2]，種子喪失活力，吸脹早期吸水極快，后期易腐爛發(fā)臭。

2.5 滇黃精種子的萌發(fā)過程

由圖1-I、圖1-J可見，滇黃精種子表皮白色光滑，種皮上有種臍和種孔分布于種子長軸的兩端；種子萌發(fā)時，胚根從種孔處伸出并逐漸長長，根上密被根毛；隨后，胚中的胚軸部長長、膨大形成第1塊根狀莖，第1張葉片逐漸生長形成；整個萌發(fā)過程中，胚根對面的頂部細(xì)胞形成的圓柱狀體始終將種子與新植株連接在一起，雖然這個圓柱狀體易與種子分離，但仍然起到將胚乳內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)運輸?shù)叫∶缰械闹匾饔谩?/p>

3 結(jié)論與討論

水稻、花生、玉米等常規(guī)種子經(jīng)干燥貯藏后其萌發(fā)率仍然很高，而由于種皮障礙、胚形態(tài)發(fā)育不完全、生理后熟、種子內(nèi)有化學(xué)萌發(fā)抑制物等原因，有一些種子易產(chǎn)生休眠現(xiàn)象。張潔等研究表明，紫椴樹的種皮對種子吸水有阻礙作用，導(dǎo)致種子萌發(fā)緩慢[2]；假色槭種子由于存在萌發(fā)抑制物質(zhì)而導(dǎo)致休眠[3]；雷山杜鵑種子種皮內(nèi)含有抑制白菜種子萌發(fā)的物質(zhì)[4]；紫斑牡丹種子由于胚軸休眠，需要用GA3處理以提高其萌發(fā)率[5]；金光菊種子需要一定的光照才能萌發(fā)[6]；海倫兜蘭、白芨等蘭科種子由于胚結(jié)構(gòu)不完整，需要組培育苗[7-8]。

滇黃精果實由青轉(zhuǎn)白時可進(jìn)行采收，用種皮青白色的果實剝?nèi)》N子時，果肉不易與種皮分離，此時清理干凈種子上的果肉容易對種皮造成傷害，而將果實放入塑料袋中密封2～3周進(jìn)行發(fā)酵，待果實變黃發(fā)軟時取種相對容易，且不會對種子造成傷害。本試驗結(jié)果表明，滇黃精成熟種子中的胚已有一定的分化，胚與胚乳質(zhì)量比為1 ∶129.73，具有胚占種子比例相對較低的特性；種子較耐低溫，4 ℃保濕條件下貯藏，不影響滇黃精種子的萌發(fā)，屬于低度頑拗性種子[9]；滇黃精種子萌發(fā)對溫度的適應(yīng)范圍較大，15 ℃時滇黃精種子的萌發(fā)生長及萌發(fā)后種子的分化較慢；在20～30 ℃范圍內(nèi)，滇黃精種子的萌發(fā)率和分化率相對較高，生長速度較快；滇黃精種子干會大大降低種子的萌發(fā)率，提高種子萌發(fā)的爛種率，而采用含水率為45%的濕沙進(jìn)行保濕貯藏，可使滇黃精種子播種后的萌發(fā)率保持在95.0%以上。