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        不同種質(zhì)野菊種子的質(zhì)量研究

        2021-12-09 11:15:36池蓮鋒李建領(lǐng)魏偉鋒劉三波韓正洲劉暉暉
        耕作與栽培 2021年5期
        關(guān)鍵詞:野菊粒數(shù)發(fā)芽率

        池蓮鋒, 魏 民, 李建領(lǐng), 許 雷, 魏偉鋒, 劉三波, 韓正洲, 劉暉暉

        (1.華潤三九醫(yī)藥股份有限公司, 廣東 深圳 518110;2.華潤三九(黃石)藥業(yè)有限公司, 湖北 黃石 435000)

        野菊(ChrysanthemumindicumL.)為菊科菊屬多年生宿根植物,廣布于東北、華北、華中、華南及西南各地[1],其干燥頭狀花序野菊花(ChrysanthemiIndiciFlos)為大宗常用中藥材,富含黃酮類、有機(jī)酸類、揮發(fā)油類等化學(xué)成分[2-3],具有抗菌消炎、抗流感、保護(hù)心血管系統(tǒng)等多種藥理作用[4]。

        近年來隨著市場(chǎng)需求量與日俱增,人工栽培野菊面積不斷擴(kuò)大。而目前野菊栽培種源混雜、種質(zhì)不清,這一方面與我國立法規(guī)范《中藥材種子種苗管理辦法》的理念背道而馳,另一方面難以保證藥材質(zhì)量的穩(wěn)定、可控。韓正洲等[5]、樊高潔等[6]通過UPLC-Q-TOF/MS技術(shù)的代謝組學(xué)方法對(duì)栽培與野生野菊花的代謝輪廓及化學(xué)成分進(jìn)行了分析,結(jié)果顯示差異明顯,表明兩者在化學(xué)成分上存在明顯差異。種子是植物生存、繁殖及躲避不良環(huán)境因子而保持基因延續(xù)的一種形式,是植物進(jìn)行有性生殖最重要器官,其質(zhì)量?jī)?yōu)劣直接影響植物產(chǎn)量和質(zhì)量[7-9]。種質(zhì)是影響種子質(zhì)量最為穩(wěn)定和重要的因素,不同種質(zhì)藥材種子質(zhì)量存在很大差異[10-11]。目前對(duì)野菊種子生物學(xué)特性、種子引發(fā)等研究較多,鄭昊芳等[12]明確了野菊種子適宜發(fā)芽條件;李文鶴等[13]研究了PEG-6000處理對(duì)野菊種子萌發(fā)期抗旱性的影響;朱艷霞等[14]分析了野菊花種子人工老化過程的活力變化及PEG引發(fā)對(duì)種子活力的影響。但對(duì)不同種質(zhì)野菊種子的質(zhì)量研究鮮有報(bào)道。

        本研究通過對(duì)不同種質(zhì)野菊種子質(zhì)量進(jìn)行研究,探討貯藏溫度對(duì)野菊種子發(fā)芽率影響,以期為野菊品種選育和優(yōu)質(zhì)種子生產(chǎn)提供參考。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)材料

        收集湖北大悟、陽新、羅田、河南潢川等4份野生野菊,經(jīng)郭巧生教授鑒定為野菊(ChrysanthemumindicumL.),種植于湖北陽新野菊種質(zhì)圃,每個(gè)野菊種植面積20 m2,常規(guī)管理,待不同野菊種子成熟時(shí)采樣測(cè)定種子質(zhì)量。

        1.2 測(cè)定指標(biāo)、方法

        1.2.1種子形態(tài)觀察及千粒重、凈度、含水量測(cè)定

        外觀形態(tài)觀察:利用體式顯微鏡(OLYMPUS SZX 61 體式顯微鏡)對(duì)野菊種子進(jìn)行拍照觀察并測(cè)量種子長(zhǎng)度、寬度。

        千粒重、凈度、含水量測(cè)定:取凈度測(cè)定后不同種質(zhì)野菊種子,采用百粒法和烘干減重法分別測(cè)定種子千粒重與含水量,重復(fù)3次,計(jì)算平均值。

        1.2.2種子萌發(fā)試驗(yàn)

        種子經(jīng)0.1% KMnO4消毒1 min,40 ℃溫水浸種30 min后[17],隨機(jī)取50粒均置于已消毒鋪有濾紙的培養(yǎng)皿中,25 ℃恒溫培養(yǎng)箱培養(yǎng),重復(fù)3次,每天統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽粒數(shù),計(jì)算種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及發(fā)芽指數(shù)。

        其中:Gt表示第t天時(shí)的發(fā)芽粒數(shù),Dt表示相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

        1.2.3種子貯藏處理

        采用湖北陽新產(chǎn)業(yè)化野菊種子進(jìn)行貯藏處理,取適量種子密封于紙袋中,置于室溫、4 ℃、-20 ℃、-80 ℃,分別于貯藏0個(gè)月、3個(gè)月、6個(gè)月、9個(gè)月時(shí)測(cè)定種子發(fā)芽率。

        1.3 統(tǒng)計(jì)分析

        采用Excel 2010和SPSS 21軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理及統(tǒng)計(jì)分析,采用一般線性模型分析種子發(fā)芽率。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 野菊種質(zhì)基本信息

        大別山區(qū)為野菊花傳統(tǒng)主產(chǎn)區(qū),資源豐富。4份野菊種質(zhì)采集地分別為湖北大悟、陽新、羅田及河南潢川,野菊種質(zhì)同質(zhì)圃物候期觀測(cè)表明,不同野菊種質(zhì)開花期及種子成熟期不同,以種質(zhì)Ⅱ開花結(jié)實(shí)最早,以種質(zhì)Ⅲ開花結(jié)實(shí)最晚,詳細(xì)信息見表1。

        表1 野菊種質(zhì)信息基本情況

        2.2 野菊種子形態(tài)觀察及千粒重

        不同種質(zhì)野菊種子形態(tài)結(jié)構(gòu)基本相同,均為瘦果,長(zhǎng)卵圓形,扁平,表面褐色或黑褐色。頂端漸狹,基部鈍圓且偏向一邊彎曲,表面具有多條明顯的縱棱,其中3~4條尤為明顯,棱線從基部射出,收束于頂端。種子頂端與基部分別具有黃色或白色向內(nèi)凹陷的黏質(zhì)物,頂端為花冠、花萼著生的位置,基部生長(zhǎng)于花盤上。從圖1中可以看出,種質(zhì)Ⅲ體型較為碩大、飽滿,種質(zhì)Ⅱ較為狹長(zhǎng),種質(zhì)Ⅰ和種質(zhì)Ⅳ比較相似,偏向卵圓形。

        圖1 不同種質(zhì)野菊種子形態(tài)

        不同種質(zhì)野菊種子在種子大小方面差異較大(表2)。野菊種子長(zhǎng)度種質(zhì)Ⅲ>種質(zhì)Ⅱ>種質(zhì)Ⅳ>種質(zhì)Ⅰ,種子寬度種質(zhì)Ⅲ>種質(zhì)Ⅳ>種質(zhì)Ⅱ>種質(zhì)Ⅰ,其中種質(zhì)Ⅲ種子長(zhǎng)度和寬度為1.34 mm和0.58 mm;較最小種質(zhì)Ⅰ長(zhǎng)12.6%和寬20.8%,差異顯著。不同種質(zhì)野菊種子千粒重差異顯著,千粒重種質(zhì)Ⅲ>種質(zhì)Ⅳ>種質(zhì)Ⅱ>種質(zhì)Ⅰ,其中種質(zhì)Ⅲ千粒重0.157 2 g,較種質(zhì)Ⅰ千粒重高80.1%。

        表2 不同種質(zhì)野菊種子性狀及千粒重差異(n=20)

        2.3 不同野菊種質(zhì)種子質(zhì)量性狀

        不同野菊種質(zhì)種子質(zhì)量性狀差異顯著(表3)。種子凈度以種質(zhì)Ⅲ最高,為96.87%,種質(zhì)Ⅰ最低,為85.90%。不同種質(zhì)野菊種子發(fā)芽率種質(zhì)Ⅲ>種質(zhì)Ⅳ>種質(zhì)Ⅱ>種質(zhì)Ⅰ,其中種質(zhì)Ⅲ發(fā)芽率為94.67%,較種質(zhì)Ⅰ發(fā)芽率高46.4%,差異顯著;發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)均為種質(zhì)Ⅲ>種質(zhì)Ⅱ>種質(zhì)Ⅳ>種質(zhì)Ⅰ,種質(zhì)Ⅲ發(fā)芽勢(shì)顯著高于其他種質(zhì),不同種質(zhì)野菊種子含水量在8.90%~10.24%之間。

        表3 不同種質(zhì)野菊種子發(fā)芽分析

        2.4 野菊種子發(fā)芽時(shí)間響應(yīng)

        不同種質(zhì)野菊種子發(fā)芽時(shí)間響應(yīng)不同,但發(fā)芽時(shí)滯均為2 d,6 d基本完成種子萌發(fā)(圖2)。不同種質(zhì)單日發(fā)芽粒數(shù)有較大差異,各種質(zhì)以播種后第2天單日發(fā)芽粒數(shù)最高,其中種質(zhì)Ⅲ第2天平均發(fā)芽粒數(shù)43.7粒,占總發(fā)芽量的87.4%;較種質(zhì)Ⅰ第2天平均發(fā)芽粒數(shù)高133.7%。

        圖2 不同種質(zhì)野菊種子發(fā)芽時(shí)間響應(yīng)

        2.5 不同貯藏溫度種子發(fā)芽率動(dòng)態(tài)分析

        貯藏溫度對(duì)野菊種子發(fā)芽率影響顯著,低溫貯藏能顯著提升野菊種子發(fā)芽率(圖3)。常溫條件下,貯藏種子發(fā)芽率迅速降低,3個(gè)月后發(fā)芽率降為54.7%,降幅35.1%,貯藏 6個(gè)月后種子幾乎不發(fā)芽。4 ℃、-20 ℃、-80 ℃貯藏野菊種子發(fā)芽率下降緩慢,貯藏半年后發(fā)芽率分別為82.0%、79.3%、75.3%;6個(gè)月后開始迅速下降,貯藏9個(gè)月后發(fā)芽率分別為50.0%、51.3%、30.7%。

        圖3 不同貯藏溫度野菊種子發(fā)芽率動(dòng)態(tài)分析

        隨著貯藏時(shí)間增加,種子發(fā)芽率不斷降低,不同貯藏時(shí)間發(fā)芽率差異顯著(p<0.001);溫度不同,種子發(fā)芽率不同,不同處理間種子發(fā)芽率差異顯著(p<0.001);貯藏溫度、時(shí)間不同,種子發(fā)芽率不同,貯藏時(shí)間與貯藏溫度存在交互效應(yīng)(p<0.001)。

        表4 不同貯藏溫度野菊種子發(fā)芽率顯著性分析

        3 結(jié)論與討論

        種子是農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)和根本,種質(zhì)是影響種子質(zhì)量最為重要的因素之一,種質(zhì)資源越多,遺傳多樣性越豐富,選育優(yōu)良新品種可能性越高[15]?,F(xiàn)已了解野菊屬于廣布種,全國各地均有分布,而本試驗(yàn)野菊來源僅限于大別山區(qū),在較小范圍內(nèi)雖然不同種質(zhì)野菊種子外觀形態(tài)基本相同,但在種子長(zhǎng)度、寬度、千粒重、凈度、發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)方面差異顯著。由此表明,野菊種質(zhì)存在較為豐富的遺傳多樣性。目前,已有藥用地黃、鐵棍山藥等中藥材對(duì)優(yōu)良種質(zhì)進(jìn)行篩選獲得優(yōu)良品種[16-17],以此繁育出優(yōu)質(zhì)種子,因此,有必要進(jìn)一步對(duì)野菊種質(zhì)資源進(jìn)行調(diào)查、收集建立種質(zhì)圃,為野菊良種選育奠定基礎(chǔ)。

        種子貯藏是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中重要環(huán)節(jié),貯藏溫度對(duì)種子壽命有重要影響,低溫貯藏是目前種子保存最為有效的方法[18]。大量研究結(jié)果顯示,低溫貯藏能實(shí)現(xiàn)植物種質(zhì)資源的中長(zhǎng)期保存,保持遺傳信息相對(duì)穩(wěn)定[19-20]。本試驗(yàn)常溫貯藏條件下野菊種子發(fā)芽率迅速降低,貯藏半年后種子幾乎無活力,這可能與種子細(xì)小,養(yǎng)分儲(chǔ)備少,且呼吸和代謝活動(dòng)較強(qiáng)有關(guān)。低溫貯藏能顯著延長(zhǎng)野菊種子發(fā)芽率,4 ℃、-20 ℃貯藏9個(gè)月后發(fā)芽率分別為50.0%、51.3%,顯著高于-80 ℃種子發(fā)芽率(30.7%),這可能與貯藏野菊種子含水量較高,超低溫條件下種子容易死亡有關(guān)[21]。

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