楊艷娟,陳光明,資付益,侯 彥,李寧芳,余朝良
(云南新興職業(yè)學院,云南昆明 650501)
紫丹參來源于唇形科鼠尾草屬植物云南鼠尾草(SalviayunnanensisC.H.Wright)的根[1],一直作為云南省地方習用藥材,分布區(qū)域主要集中在云南、貴州、四川等省[2];化學成分主要為丹參酮I、丹參酮ⅡA、亞甲基丹參醌、隱丹參酮等[3-5];藥理活性與正品丹參很相似[6-8],在臨床中主要用于治療月經不調、風濕痹痛、子宮出血、吐血、乳腺炎等癥[9]。紫丹參在云南的藥用歷史悠久,幾乎完全依靠野生資源的采挖來滿足市場的需求,而長期的野外采挖且不注重可持續(xù)發(fā)展使其野生種質資源幾乎瀕臨滅絕。目前,通過人工種植是解決藥材資源緊缺的比較有效的途徑。近年來,國內對正品丹參(S.miltiorrhizaBunge)的研究頗多,內容涉及繁育系統(tǒng)、化學成分及藥理活性等方面的研究,對紫丹參化學成分、生物活性、資源調查和生藥學的研究也有部分,但涉及到紫丹參種子生物學特性的研究鮮見報道,其種子萌發(fā)特性的研究也僅有一例[10]。為了解決紫丹參人工種植的問題,筆者將以紫丹參的種子為材料,對其進行生物學特性和萌發(fā)特性研究,以期為其種子育苗、規(guī)范化栽培及保護和開發(fā)提供依據。
1.1材料紫丹參種子2017年6—8月采集于云南省曲靖市富源縣墨紅鎮(zhèn)關山頭村委會稻堆山村松樹林下和荒草坡。
1.2儀器及試材光照培養(yǎng)箱(XMTE-3102)、JA1003A電子天平(精確0.001 g)、容量瓶、培養(yǎng)皿、定性濾紙、解剖刀、游標卡尺、掃描電子顯微鏡(NOVA NANOSEM-450)。
1.3方法
1.3.1形態(tài)特征及解剖結構觀察。利用游標卡尺測量種子的長和寬;通過掃描電子顯微鏡觀察紫丹參的種子形態(tài)特征和解剖結構。
1.3.2千粒重的測定。采用百粒法測千粒重,即從試驗樣品中隨機數取10份,每份紫丹參種子100粒,分別稱重(g),重復稱量3次,保留小數位數參照GB/T3543—1995《農作物種子檢驗規(guī)程》。
1.3.3吸水率測定。取種子1 g,置于有蒸餾水的培養(yǎng)皿中,在25 ℃恒溫下使其吸水,每隔2 h將種子從培養(yǎng)皿中取出用吸水紙吸干表面水分后稱量,直到種子重量恒定。重復3次。吸水量△W=Wt-W(Wt為吸水t時間后的種子重量,W為吸水前的重量,單位為g);種子吸水率=△W/W×100%[11]。
1.3.4萌發(fā)特性研究。
1.3.4.1溫度條件。溫度對種子萌發(fā)的影響設為10、15、20、25、30 ℃ 5個溫度梯度恒溫處理,在光照培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。
1.3.4.2光照條件。光照對種子萌發(fā)的影響分為自然光照和黑暗2個處理。自然光照為每天光照12 h,黑暗用錫箔紙遮光直至試驗結束,在光照培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。
萌發(fā)試驗期間以定性濾紙作為萌發(fā)的基質,將其平鋪于培養(yǎng)皿中,種子整齊排列在定性濾紙上,試驗期間注意保持濕潤。每個處理設置3次重復,每次重復100粒種子;以胚芽伸出種子一半即判定為萌發(fā)。
2.1形態(tài)特征及解剖結構觀察通過測量紫丹參種子的長為(2.66±0.21)mm,寬為(1.59±0.15)mm。在掃描電鏡下觀察(圖1),紫丹參種子(種子狀果實)呈卵球形,兩端鈍尖,種臍圓形,腹面和背面均具網紋,網眼呈不規(guī)則多邊形;從種子的橫切面可以看出,紫丹參種子(種子狀果實)果皮明顯分為3層,外果皮、中果皮和內果皮,為雙子葉植物,幾乎看不到胚乳。
注:a.種子腹面觀;b.種子背面觀;c.種子表面;d.種子橫切面Note:a is ventral view of seeds;b is view of backside of seeds;c is surface of seeds;d is cross section of seeds 圖1 紫丹參種子掃描電鏡觀察Fig.1 Scanning electron microscope observation of seeds of Salvia yunnanensis
2.2千粒重的測定通過百粒法測定千粒重,紫丹參種子的千粒重約為0.911 g,種子非常小,種子雖然也儲存一定的營養(yǎng)物質,但難以滿足種子萌發(fā)后期的營養(yǎng)需求,由此,用種子進行繁殖時需施用一定量的種肥才能滿足萌發(fā)的后期需求。
2.3吸水率的測定從圖2可以看出,紫丹參種子在前4 h內吸水迅速,吸水率迅速上升,最高可達230%,可以初步判斷這一階段為種子吸脹期;往后4 h內吸水率緩慢增加,直至吸水10 h及其以后吸水率基本保持不變,吸水率最高達248%,平均達179%。由圖可見,種子萌發(fā)的前4 h是種子吸水的關鍵時期,這一時期如果缺水,種子不會萌發(fā)。
圖2 紫丹參種子吸水率Fig.2 Sucked water rate of the seeds of Salvia yunnanensis
2.4萌發(fā)特性研究紫丹參種子于光照條件下溫度設置為10和15 ℃均不能萌發(fā),黑暗條件下溫度為10 ℃紫丹參種子也不能萌發(fā)。從圖3可以看出,紫丹參種子在光照條件下種子的萌發(fā)率均高于黑暗條件下,且光照條件下以25 ℃時種子的萌發(fā)率最高可達16%,平均可達11%。
研究表明,植物種子的大小決定了其萌發(fā)能力的強弱,種子越大萌發(fā)率越高。通過測量長和寬及千粒重得出,紫丹參種子屬于比較小的種子,胚乳幾乎無,因此需施加一定肥料才能使種子順利萌發(fā)并出苗。紫丹參種子的表面特征可以作為植物分類的基本依據,同時,后續(xù)應該對不同產地的紫丹參種子表面特征進行分析,研究不同生態(tài)環(huán)境下造成的影響。
紫丹參種子在前4 h內吸水率迅速上升屬于吸脹期,表明播種時前4 h要使種子充分吸脹吸水,如這一時期缺水,種子將很難萌發(fā)。
不同溫度和光照條件下紫丹參種子萌發(fā)率差異顯著,在有光照且溫度為25 ℃條件下萌發(fā)率最高,由可判斷出紫丹參種子適宜的萌發(fā)溫度為25 ℃,且需要光照。在此結論的指導下,為了順利進行紫丹參的種子繁殖還需進一步研究出苗條件試驗,以便指導生產實踐。
注:a1.20 ℃;a2.25 ℃;a3.30 ℃;b1.15 ℃;b2.20 ℃;b3.25 ℃;b4.30 ℃圖3 不同溫度的光照(a)和黑暗(b)條件下紫丹參種子萌發(fā)率Fig.3 Germination rate of Salvia yunnanensis seeds under different temperature light(a)and dark(b)conditions