賈俊英，楊 敏，徐建平，王聰聰，張春紅，李旻輝,3

（1內(nèi)蒙古民族大學(xué)，內(nèi)蒙古通遼028000；2包頭醫(yī)學(xué)院，內(nèi)蒙古包頭014060；3內(nèi)蒙古自治區(qū)中醫(yī)藥研究所，呼和浩特010110）

0 引言

北沙參為傘形科植物珊瑚菜Glehnia littoralisFr.Schmidt ex Miq.的干燥根，是中國(guó)的傳統(tǒng)中藥材之一。其味甘、微苦，性微寒，歸肺、胃經(jīng)，屬補(bǔ)陰藥，具有養(yǎng)陰清肺、益胃生津的功效，常用于治療肺熱燥咳，勞嗽痰血，胃陰不足，熱病傷津，咽干口渴等癥[1]。除藥用外，其還具有良好的食用價(jià)值[2]。近年來(lái)北沙參的市場(chǎng)需求量不斷擴(kuò)大，目前主要依靠人工栽培來(lái)滿足需求。北沙參適應(yīng)性較強(qiáng)，保肥保水能力較強(qiáng)的砂質(zhì)、半砂質(zhì)壤土的土壤類(lèi)型適宜種植栽培[3-4]。隨著種植區(qū)域的不斷擴(kuò)大，北沙參的主產(chǎn)區(qū)從原道地產(chǎn)區(qū)山東萊陽(yáng)、牟平、文登、日照等沿海縣市發(fā)展到了現(xiàn)今的河北安國(guó)、內(nèi)蒙古赤峰等地區(qū)，種植面積大幅增加[5-9]。2012年，內(nèi)蒙古赤峰市牛家營(yíng)子鎮(zhèn)的北沙參被評(píng)為中國(guó)地理標(biāo)志產(chǎn)品，其產(chǎn)量占全國(guó)的20%以上，所產(chǎn)藥材色澤純正、形狀條長(zhǎng)無(wú)分支，外皮細(xì)嫩，品味及有效成分含量高、商品性好，質(zhì)量為全國(guó)上乘，主要銷(xiāo)往廣州、浙江等地；國(guó)際市場(chǎng)上，主要銷(xiāo)往新加坡、日本、韓國(guó)及美國(guó)和澳洲。河北亦是北沙參的主要產(chǎn)區(qū)之一，該省安國(guó)所產(chǎn)的北沙參顏色淺黃，形狀粗短，廣泛銷(xiāo)往全國(guó)各地藥用[10-15]。

當(dāng)前市場(chǎng)上，北沙參種子生產(chǎn)以個(gè)體農(nóng)戶(hù)自留種為主，農(nóng)民缺乏技術(shù)指導(dǎo)，加之北沙參種子具有休眠的生物學(xué)特性，種子處理和保存方式各異，導(dǎo)致種子質(zhì)量參差不齊，給北沙參的生產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重威脅[16-17]。制定北沙參種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于企業(yè)從事北沙參規(guī)范種植、提高藥材產(chǎn)量和質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，推動(dòng)北沙參GAP基地建設(shè)，保護(hù)良種資源等諸多方面具有重要的意義[18]。本研究通過(guò)對(duì)赤峰和河北兩個(gè)產(chǎn)地的北沙參種子進(jìn)行凈度、飽滿度、含水量、千粒重、發(fā)芽率及生活力等各項(xiàng)指標(biāo)研究探索，初步制定出北沙參種子的質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，以期為其質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

2016 年 7 月至 2017 年 9 月，于內(nèi)蒙古赤峰喀喇沁旗和河北安國(guó)各采集傘形科珊瑚菜秋季收獲后陰干的種子6批，2018年3月，又自?xún)?nèi)蒙古赤峰喀喇沁旗和河北安國(guó)各購(gòu)買(mǎi)了6 批經(jīng)過(guò)沙藏越冬后的種子，經(jīng)內(nèi)蒙古科技大學(xué)包頭醫(yī)學(xué)院張春紅教授鑒定均為多年生草本植物珊瑚菜(Glehnia littoralisFr.Schmidt ex Miq.)的種子。

1.2 方法

1.2.1 種子外觀形態(tài)觀測(cè) 在每份成熟的北沙參種子中隨機(jī)取樣若干粒，放在坐標(biāo)紙上，通過(guò)實(shí)體解剖鏡觀察種子的顏色、形態(tài)、橫切面、縱切面，并測(cè)量種子的大小。

1.2.2 種子凈度測(cè)定 取3 張白紙平鋪在潔凈的臺(tái)面上，稱(chēng)取60 g種子均勻地?cái)偡旁诎准埳希瑪偝烧叫?，然后?根直尺從一側(cè)兩角對(duì)角線方向延伸交匯于中心點(diǎn)，往外將左側(cè)1/4的種子撥到另外一張紙上，同法將右側(cè)1/4 的種子撥到另外一張紙上，將撥出的種子放入種子袋中，直至撥出的質(zhì)量約為30 g為止，稱(chēng)重記為W1，再將純凈種子和雜質(zhì)區(qū)分開(kāi)，分別稱(chēng)重，純凈種子記為W2，雜質(zhì)記為W3，然后利用以下公式進(jìn)行種子凈度計(jì)算，重復(fù)3 次。每批種子試驗(yàn)條件及方法均相同。

式中W1：用四分法分離后的種子量(g)；W2：純凈種子量(g)；W3：雜質(zhì)量(g)。

1.2.3 種子千粒重測(cè)定 凈度分析后，將凈種子用四分法分成4份，從每份中隨機(jī)取250粒，共1000粒為1組，重復(fù)3次。每批種子的試驗(yàn)條件及處理方法均相同。

1.2.4 種子含水量測(cè)定 每批種子分別隨機(jī)稱(chēng)取樣品3份，置于已恒重的稱(chēng)量瓶稱(chēng)重，每份約10 g，將樣品均勻攤平后放入烘箱中；待烘箱溫度上升至(103±2)℃后開(kāi)始計(jì)時(shí)，烘干12 h；在烘箱內(nèi)將稱(chēng)量瓶蓋子蓋好，取出后迅速放入干燥器中冷卻30 min，精密稱(chēng)定重量，再繼續(xù)干燥2 h，取出，置干燥器中，室溫冷卻30 min，精密稱(chēng)定重量，至連續(xù)2次干燥后稱(chēng)重的差異在5 mg以下為止。記錄此時(shí)的重量，放在干燥器中備用。

式中W1：種子樣品重量(g)；W2：稱(chēng)量瓶恒重的重量(g)；W3：（稱(chēng)量瓶+樣品）干燥至連續(xù)2次稱(chēng)重的差異不超過(guò)5 mg后的重量(g)。

1.2.5 種子發(fā)芽率測(cè)定 每個(gè)批次各取樣品3 份，每份樣品隨機(jī)選取25粒種子（沙藏后的種子需用蒸餾水洗凈表面沙子，北沙參上一年的干種子提前浸種12 h），分別以砂子和濾紙作為發(fā)芽床，放置于溫度分別設(shè)置為15℃、20℃、25℃的人工氣候箱中培養(yǎng)，培養(yǎng)條件為濕度為50%，光照強(qiáng)度12000 lx，光照時(shí)間12 h/d，根據(jù)種子發(fā)芽率確定最佳培養(yǎng)條件，在最佳條件下進(jìn)行種子萌發(fā)試驗(yàn)，每天記錄種子萌發(fā)情況，以3天無(wú)新種子萌發(fā)則視為發(fā)芽結(jié)束，并記錄最終天數(shù)。

1.2.6 種子生活力 用去離子水配置濃度為0.3 g/L、pH 6.8～7.2的TTC溶液，置于棕色瓶中，避光4℃保存。將上述各批次的種子隨機(jī)選取25 粒，分別用溫水（約30℃）浸泡10 h，使種子充分吸脹，以增強(qiáng)種胚的呼吸強(qiáng)度，使顯色迅速。顯色完成后隨機(jī)取吸脹的北沙參種子，沿種子胚的中心線縱切為二半。分別置于4 個(gè)培養(yǎng)皿中，作為平行，加入適量預(yù)先配制好的TTC 溶液。然后置于25℃恒溫箱中避光染色24 h。染色結(jié)束后，用清水沖洗種子1～2次，觀察種胚被染色情況。凡種胚被染成紅色的即為具有生命力的種子；種胚不被染色的為死種子；如果種胚中非關(guān)鍵性部位（如子葉的一部分）被染色，而胚根或胚芽的尖端不染色都屬于不能正常發(fā)芽的種子，但具有生活力。

1.3 數(shù)據(jù)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用SPSS 17.0 軟件進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果處理分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 外觀形態(tài)觀測(cè)結(jié)果分析

經(jīng)觀測(cè)分析，北沙參種子為植物學(xué)包衣種子，雙懸果，圓球形或橢圓形，長(zhǎng)1.2～1.9 cm，寬0.6～1.2 cm，厚0.4～0.8 cm，表面黃褐色或黃棕色，頂端鈍圓，分果背面隆起，腹面較平，橫切面弧形，胚細(xì)小，乳白色，埋生于種仁基部。種子外觀形態(tài)詳見(jiàn)圖1。

圖1 種子的外觀形態(tài)圖

2.2 凈度測(cè)定結(jié)果分析

凈度作為分析種子質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，GB/T 3543.3—1995“農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程”定義，凡能明確的鑒別出他們是屬于所分析的種子，即使是未成熟的、瘦小的、皺縮的、帶病的或發(fā)過(guò)芽的種子單位都應(yīng)作為凈種子。凈度低的種子，其利用率低。本研究按GB/T 3543.3—1995“農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程”的凈度分析要求采用四分法對(duì)北沙參種子進(jìn)行凈度試驗(yàn)，各試驗(yàn)品增失差均小于5%，表明此種方法切實(shí)可行。從表1 可以看出，種子的凈度分別在95.0%、90.0%以及85.0%3個(gè)層次，即按照這3個(gè)層次將種子的凈度分為3個(gè)等級(jí)，詳見(jiàn)表1。

表1 凈度測(cè)定結(jié)果%

2.3 千粒重測(cè)定結(jié)果分析

千粒重作為檢驗(yàn)種子活力的一項(xiàng)指標(biāo)，它體現(xiàn)種子大小與飽滿程度，粒越大，越飽滿，發(fā)芽率越高。通過(guò)對(duì)北沙參種子的千粒重測(cè)定數(shù)據(jù)分析可知，北沙參種子的千粒重可分為不小于23 g、不小于18 g、不小于15 g 3個(gè)等級(jí)，詳見(jiàn)表2。

表2 千粒重測(cè)定結(jié)果g

2.4 含水量測(cè)定結(jié)果分析

采用低恒溫烘干法按GB/T 3543.6—1995 進(jìn)行北沙參種子的含水量測(cè)定試驗(yàn)，在相同的處理?xiàng)l件下，北沙參種子的含水量可分為8.0%～12.0%、≥12.0%或≤8.0%2個(gè)級(jí)別，詳見(jiàn)表3。

表3 含水量測(cè)定結(jié)果 %

2.5 發(fā)芽率測(cè)定結(jié)果分析

發(fā)芽率是衡量種子質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，發(fā)芽率高的種子表明其生活力強(qiáng)。通過(guò)比較分析測(cè)定結(jié)果，發(fā)現(xiàn)陳年未沙藏的北沙參種子發(fā)芽率為0，表明陳年未沙藏種子幾乎失去生活力；溫度條件為15℃時(shí)，種子萌發(fā)的時(shí)間普遍比溫度條件為20℃時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)，且溫度條件為15℃時(shí)種子發(fā)芽率較低，相同地，溫度條件為25℃時(shí)，種子萌發(fā)的時(shí)間普遍比溫度條件為20℃時(shí)的時(shí)間長(zhǎng)，且在25℃時(shí)的種子發(fā)芽率較低。因此，上一年沙藏后的北沙參種子最佳萌發(fā)溫度為20℃，基質(zhì)為沙子，具體試驗(yàn)結(jié)果詳見(jiàn)表4。

基于以上數(shù)據(jù)的分析，在粒數(shù)、溫度、光照等外界條件相同的條件下，未沙藏過(guò)的北沙參種子的平均發(fā)芽率分別在不小于12.0%、不小于10.0%以及不小于8.0%的范圍內(nèi)，因此可以分為3個(gè)級(jí)別；沙藏過(guò)的北沙參種子的平均發(fā)芽率分別在不小于65.0%、不小于60.0%以及不小于55.0%的范圍內(nèi)，因此根據(jù)種子的萌發(fā)試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)同樣可以將北沙參種子的發(fā)芽率分為3個(gè)級(jí)別，詳見(jiàn)表5。

2.6 生活力測(cè)定結(jié)果分析

種子的生活力指種子的發(fā)芽潛在能力和種胚所具有的生命力，通常是指一批種子中具有生命力（即活的）種子數(shù)占種子總數(shù)的百分率。種子的生活力也是衡量種子質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，種子的生活力越強(qiáng)說(shuō)明種子的質(zhì)量越好。本次試驗(yàn)結(jié)果表明，同一產(chǎn)地的北沙參種子，未沙藏的生活力分別在不小于35.0%、25.0%、15.0%的范圍內(nèi)，因此可以將北沙參的生活力分為3 個(gè)等級(jí)；同樣，沙藏的生活力分別在不小于70.0%、65.0%、60.0%的范圍內(nèi)，因此可將沙藏后的北沙參的生活力分為3 個(gè)等級(jí)；通過(guò)沙藏與未沙藏的生活力的比較，表明沙藏后的種子生活力高，詳見(jiàn)表6。

2.7 北沙參種子的質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

采用分級(jí)方法確定等級(jí)最低標(biāo)準(zhǔn)原則，即任何一項(xiàng)指標(biāo)不符合規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，則該種子不能作為相應(yīng)等級(jí)的合格種子。根據(jù)上述試驗(yàn)研究，將沙藏前與沙藏后的北沙參種子質(zhì)量各分為3 個(gè)等級(jí)，北沙參種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的3 個(gè)等級(jí)分別為：一級(jí)種子凈度要大于95.0%，飽滿度不低于70.0%，發(fā)芽率不低于12.0%，生活力不低于35.0%，含水量在8.0%～12.0%之間，千粒重不低于23.0 g；二級(jí)種子凈度不低于90.0%，飽滿度不低于60.0%，發(fā)芽率不低于10.0%，生活力不低于25.0%，含水量在8.0%～12.0%之間，千粒重不低于18.0 g；三級(jí)種子凈度不低于85.0%，飽滿度不低于50.0%，發(fā)芽率不低于8.0%，生活力不低于15.0%，含水量大于等于12.0%或者小于等于8.0%，千粒重不低于15.0 g。另外，對(duì)于沙藏后的北沙參種子質(zhì)量劃分3 個(gè)等級(jí)分別為：一級(jí)種子飽滿度不低70.0%，種子發(fā)芽率不低于65.0%，生活力不低于70.0%；二級(jí)種子飽滿度不低于60.0%，發(fā)芽率不低于60.0%，生活力不低于65.0%；三級(jí)種子飽滿度不低于50.0%，發(fā)芽率不低于55.0%，生活力不低于60.0%，詳見(jiàn)表7和表8。

表4 發(fā)芽率數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

表5 發(fā)芽率測(cè)定結(jié)果 %

表6 生活力測(cè)定結(jié)果%

3 討論與結(jié)論

隨著中藥逐步走向國(guó)際市場(chǎng)，臨床上對(duì)藥材資源的需求量越來(lái)越大，致使野生藥用資源量大幅縮減，許多藥材資源逐漸枯竭，瀕危狀況日益嚴(yán)重，而野生北沙參作為中國(guó)漸危植物之一，早在1999年就被國(guó)家列為II 級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生植物[19]。目前，對(duì)于北沙參的研究大都集中在藥理，化學(xué)成分和種植技術(shù)等幾個(gè)方面，而關(guān)于北沙參種子的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)研究還處在基礎(chǔ)階段。趙玉玲等[20]通過(guò)測(cè)定經(jīng)不同貯藏方式的北沙參種子的發(fā)芽率，發(fā)現(xiàn)北沙參種子的發(fā)芽率不高，在11%～13%左右，后續(xù)相關(guān)研究進(jìn)展緩慢，這主要與北沙參種子的發(fā)芽率較低有關(guān)[21]。通過(guò)對(duì)北沙參種子的生物學(xué)特性研究并查看相關(guān)文獻(xiàn)資料，發(fā)現(xiàn)北沙參種子發(fā)芽率不高可能與以下3 個(gè)原因有關(guān)：第一，根據(jù)Khan 種子休眠類(lèi)型的分類(lèi)方法，北沙參種子屬于深度休眠類(lèi)型[22]，經(jīng)相關(guān)研究表明這可能與北沙參種子內(nèi)含有高含量的香豆素類(lèi)成分（香豆素是最早被確定為誘導(dǎo)休眠的物質(zhì)之一）[23]有關(guān)，該物質(zhì)的存在也許大大地抑制了種子的發(fā)芽；第二，北沙參種子采收時(shí)成熟度不夠，胚尚未發(fā)育完全即成熟脫落，所以將采收后的種子直接進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)或者投入生產(chǎn)后，其發(fā)芽率不高；第三，北沙參種子在儲(chǔ)存時(shí)含水量的高低會(huì)對(duì)發(fā)芽產(chǎn)生較大的影響，種子極度干燥會(huì)使其細(xì)胞質(zhì)膜構(gòu)造損傷嚴(yán)重，后期播種時(shí)質(zhì)膜修復(fù)發(fā)生困難，生理代謝功能失調(diào)，對(duì)發(fā)芽產(chǎn)生及其不利的影響，而含水量過(guò)大又會(huì)導(dǎo)致種子發(fā)熱、變質(zhì)甚至霉變，所以北沙參種子的含水量過(guò)高或者過(guò)低均會(huì)導(dǎo)致發(fā)芽率低下[24-25]。北沙參種子的壽命只能保持2年，種子還必須經(jīng)過(guò)一個(gè)低溫后熟的過(guò)程，才能順利發(fā)芽出土。因此，為了提高北沙參種子的發(fā)芽率，本試驗(yàn)對(duì)不同產(chǎn)地的北沙參種子進(jìn)行了預(yù)處理，即低溫沙藏。試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過(guò)預(yù)處理的種子發(fā)芽率大大增加，可達(dá)50%以上。

表7 未經(jīng)沙藏的北沙參種子質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

表8 沙藏后的北沙參種子質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)%

北沙參作為人工栽培藥材，優(yōu)良的種子是保證藥材質(zhì)量穩(wěn)定和增產(chǎn)增收的重要因素，然而在實(shí)際的種植與生產(chǎn)中，其種子種苗提純、復(fù)壯工作滯后，變異退化，嚴(yán)重影響了道地藥材的質(zhì)量穩(wěn)定。另外，其基原植物珊瑚菜為異花授粉植物，遺傳變異現(xiàn)象顯著，又由于北沙參在藥典中不分品種，種子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的匱乏導(dǎo)致道地藥材質(zhì)量下降，給人們用藥安全、有效帶來(lái)了極大隱患[20]。所以，本研究通過(guò)對(duì)大量的科學(xué)調(diào)查、試驗(yàn)和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的研究，綜合考慮影響北沙參種子品質(zhì)的各種因素，對(duì)北沙參種子的凈度、飽滿度、含水量、千粒重、發(fā)芽率及生活力等指標(biāo)進(jìn)行系統(tǒng)性地試驗(yàn)研究，初步制定了北沙參種子質(zhì)量分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)進(jìn)一步對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析，表明一級(jí)與二級(jí)北沙參種子的質(zhì)量較好，能有效指導(dǎo)實(shí)踐，具有較強(qiáng)的實(shí)用性和適用性，有利于促進(jìn)北沙參生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展。

本試驗(yàn)所選取的種子質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)以及相關(guān)測(cè)定方法，具有科學(xué)、簡(jiǎn)單、便捷、易操作等優(yōu)點(diǎn)，但因試驗(yàn)中所用種子來(lái)自?xún)?nèi)蒙古赤峰和河北安國(guó)兩大主產(chǎn)區(qū)，制定出的標(biāo)準(zhǔn)是否適宜其他種源的種子，試驗(yàn)中經(jīng)過(guò)預(yù)處理的條件是否在其他產(chǎn)區(qū)同樣適用，這些有待于進(jìn)一步研究。