孫悅 包旭宏 陳紅剛 王彥峰 徐曉娟

摘要 ［目的］研究鐮形棘豆種子萌發(fā)特性，提高鐮形棘豆種子發(fā)芽率。［方法］對(duì)鐮形棘豆種子進(jìn)行形態(tài)特征鑒定，并測(cè)定凈度、百粒重、生活力、吸水率、發(fā)芽率等指標(biāo)，比較不同處理方法和濃硫酸浸泡時(shí)間對(duì)鐮形棘豆種子萌發(fā)的影響。［結(jié)果］鐮形棘豆種子凈度為93.2%，百粒重為0.339 9 g，生活力為80%，濃硫酸浸泡種子的發(fā)芽率均顯著高于對(duì)照組（P<0.05），其中浸泡8 min的種子發(fā)芽率高達(dá)93.33%。［結(jié)論］鐮形棘豆種子有硬實(shí)現(xiàn)象，用濃硫酸浸泡8 min可有效破除其硬實(shí)現(xiàn)象，提高種子發(fā)芽率。

關(guān)鍵詞 鐮形棘豆；種子形態(tài)特征；萌發(fā)特性；發(fā)芽率

中圖分類號(hào) S 567.23? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A

文章編號(hào) 0517-6611（2023）12-0154-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.12.035

Study on Germination Characteristics of Oxytropis falcata Seeds

SUN Yue1，BAO Xu-hong2，3，CHEN Hong-gang1 et al

（1.Gansu University of Chinese Medicine，Lanzhou， Gansu 730000;2.Tibet Qizheng Tibetan Medicine Co.， Ltd.，Linzhi，Tibet 860000;3.Gansu Qizheng Tibetan Medicine Co.， Ltd.，Lanzhou，Gansu 730000）

Abstract ［Objective］To study the germination characteristics of Oxytropis falcata seeds and improve the germination rate of Oxytropis falcata seeds. ［Method］The morphological characteristics of Oxytropis falcata seeds were identified， and the clarity， 100-grain weight， vitality， water absorption， germination rate and other indexes were determined， and the effects of different treatment methods and soaking time in concentrated sulfuric acid on the germination of Oxytropis falcata seeds were compared. ［Result］The clarity of the Oxytropis falcata seeds was 93.2%， the weight of 100 seeds was 0.339 9 g， the viability was 80%， and the germination rate of concentrated sulfuric acid soaked seeds was significantly higher than that of the control group （P<0.05）， among which the germination rate of 8 min concentrated sulfuric acid-soaked seeds was as high as 93.33%. ［Conclusion］The seeds of Oxytropis falcata have a hard image， and soaking with concentrated sulfuric acid for 8 min can effectively break the hard realization image and improve the germination rate of seeds.

Key words Oxytropis falcata;Seed morphological characteristics;Germination characteristics;Germination rate

基金項(xiàng)目 國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2019YFC1712305）。

作者簡介 孫悅（1999—），女，甘肅天水人，碩士研究生，研究方向：中藥炮制與制劑工藝。*通信作者，正高級(jí)工程師，從事中藏藥材資源及新藥制劑研究開發(fā)工作。

收稿日期 2022-07-18；修回日期 2022-08-18

鐮形棘豆（Oxytropis falcata Bunge）為豆科（Leguminosae）棘豆屬（Oxytropis D.C.）多年生草本植物，又名鐮莢棘豆、九頭草、莪大夏;生于海拔2 700～4 500 m的山坡、河谷、河漫灘草甸，分布于甘肅、青海、新疆、四川和西藏等地［1］；其味辛、性寒，入肺、脾二經(jīng)，可治高熱、喉炎、黃水瘡、便血等外用治刀傷［2］。據(jù)《晶本株草》等藏藥藥典記載其全草可入藥，在藏藥中被稱作草藥之王，鐮形棘豆可治扁桃體炎、氣管炎、流行性感冒、炭疽病、麻風(fēng)病等［3-4］。鐮形棘豆是多種復(fù)方藏藥制劑的主要組成藥材，如奇正青鵬軟膏、奇正消痛貼膏、六味鐮形棘豆散、九味青鵬散、十八味歐曲丸、二十九味羌活散、達(dá)斯瑪保丸等制劑［5］。

目前對(duì)鐮形棘豆的研究多集中在化學(xué)成分和臨床藥理等方面，對(duì)鐮形棘豆種子萌發(fā)特性和人工繁育鮮有報(bào)道。有研究調(diào)查發(fā)現(xiàn)，鐮形棘豆分布區(qū)域狹窄，植被稀疏，自身繁殖率低下，種群更新十分緩慢，恢復(fù)能力極差［6］，由于人們的過度開采，在藏區(qū)已很難找到分布的野生資源，其野生資源瀕臨滅絕。該試驗(yàn)對(duì)鐮形棘豆種子進(jìn)行形態(tài)特征鑒定，并測(cè)定凈度、百粒重、生活力、吸水率、發(fā)芽率等指標(biāo)，系統(tǒng)分析鐮形棘豆的種子質(zhì)量，旨在為鐮形棘豆規(guī)范化種植提供可靠基源，使這一民族藥材得以可持續(xù)利用與開發(fā)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

1.1.1 試材。鐮形棘豆種子于2021年12月收集于甘肅奇正藏藥公司青海海南種植基地，海拔3 000～3 400 m（99°～101.5°E，35.5°～37.0°N），主要位于日月山隆起帶及青海湖盆地，植被以高原草甸為主，為青海省主要牧區(qū)之一，同時(shí)耕作油菜和牧草。土壤以砂壤土、草甸土為主。由甘肅中醫(yī)藥大學(xué)杜弢教授鑒定為鐮形棘豆（Oxytropis falcata Bunge）種子，陰干后4 ℃冰箱儲(chǔ)存（圖1）。試驗(yàn)在甘肅中醫(yī)藥大學(xué)和平校區(qū)栽培實(shí)驗(yàn)室完成。

1.1.2 儀器。體式顯微鏡，型號(hào)SN71，寧波舜宇儀器有限公司；光照培養(yǎng)箱，型號(hào)GTOP-500Y，浙江托普儀器有限公司；人工氣候箱，型號(hào)LRH-550-G，廣東泰宏科學(xué)儀器股份有限公司；電子分析天平，型號(hào)PTX-FA210S，華志電子科技有限公司；精密鼓風(fēng)干燥箱，型號(hào)101-2SB，杭州綠博儀器有限公司；立式壓力蒸汽滅菌器，型號(hào)LDZX-50KBS，上海申安醫(yī)療機(jī)械廠。

1.1.3 試劑。TTC溶液，批號(hào)070601，上海藍(lán)李科技發(fā)展有限公司；8%次氯酸鈉溶液，批號(hào)20190601，天津市大茂化學(xué)試劑廠；

98%濃硫酸，批號(hào)20210903，天津市大茂化學(xué)試劑廠。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種子形態(tài)特征觀察。隨機(jī)挑選20粒種子，觀察種子的顏色、形狀、縱剖面及表面特征，測(cè)量種子長度、寬度、厚度。

1.2.2 種子凈度測(cè)定。

參照GB/T 3543.3—1995《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程凈度分析》方法［7］，隨機(jī)稱取供試種子3 g，將種子進(jìn)行凈選，分好種子、其他種子、有生命雜質(zhì)和無生命雜質(zhì)，分別稱重，重復(fù)3次。

1.2.3 種子百粒重測(cè)定。

取凈選后的種子，參照GB/T 3543.7—1995《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程其他項(xiàng)目》方法［8］，隨機(jī)選取3組種子，每組100粒，精密稱重（0.000 1 g），重復(fù)5次。

1.2.4 種子吸水率測(cè)定。

隨機(jī)稱取鐮形棘豆種子2份，每份2.0 g。其中一份用研缽研磨種子至種皮脫落，但不損傷胚為宜，另一份為完整種子，不做處理（CK），每個(gè)處理加入75 mL蒸餾水浸泡，置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱，于2、4、6、8、24、36、48 h取出種子，用吸水紙把表面多余水分吸干再稱重，重復(fù)3次。計(jì)算種子吸水率，并繪制吸水率圖。

吸水率=種子吸水后質(zhì)量-種子干重種子干重×100%

1.2.5 種子生活力測(cè)定。

參照范為等［9］的研究方法測(cè)定鐮形棘豆種子生活力。

生活力=有生活力種子數(shù)供試種子數(shù)×100%

1.2.6 不同處理方法對(duì)鐮形棘豆種子萌發(fā)的影響。

1.2.6.1 機(jī)械處理種皮 。

隨機(jī)挑選備用種子1 000粒，將種

子置于石英砂的研缽中研磨，研破種皮，但不傷及內(nèi)部的胚，以種子表面失去光澤為止，用蒸餾水浸泡24 h，置于吸水紙上晾干待用。

1.2.6.2 化學(xué)處理。

隨機(jī)選取1 000粒鐮形棘豆種子，放入盛有濃硫酸的燒杯中，濃硫酸浸泡（2、5、8、11、14 min）后，用孔徑0.8～1.0 mm的濾網(wǎng)將種子過濾出來，用蒸餾水沖洗種子至pH試紙檢測(cè)呈中性后，用5%次氯酸鈉溶液消毒5 min，后用無菌水漂洗3次［10］，置于吸水紙上晾干待用。

1.2.6.3 熱水處理。

隨機(jī)挑選備用種子1 000粒，放入盛有80 ℃熱水的小燒杯中，用玻璃棒攪拌使所有種子均勻受熱，5 min后將種子取出，置于吸水紙上晾干待用。

將處理完的種子移入培養(yǎng)箱，采用紙上法對(duì)不同方法處理后的種子進(jìn)行萌發(fā)行為［11］。開始發(fā)芽后，每日定時(shí)檢查并記載每組重復(fù)的種子發(fā)芽數(shù)，同時(shí)取出已發(fā)芽的種子。以蒸餾水浸泡種子24 h為對(duì)照（CK）。每皿播種50粒，每個(gè)處理3次重復(fù)，25 ℃全光照恒溫培養(yǎng)，測(cè)定發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)，第6天統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)，直到連續(xù)15 d后不再有發(fā)芽種子出現(xiàn)時(shí)為止，萌發(fā)試驗(yàn)結(jié)束。

按下列公式計(jì)算種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)等萌發(fā)指標(biāo)。

發(fā)芽率=發(fā)芽種子總數(shù)供試種子總數(shù)×100%

發(fā)芽勢(shì)=第6天發(fā)芽種子數(shù)供試種子數(shù)×100%

發(fā)芽指數(shù)＝GtDt

式中，Gt為第t天種子的發(fā)芽數(shù)；Dt為相應(yīng)的發(fā)芽天數(shù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析 使用Microsoft Excel 2019進(jìn)行數(shù)據(jù)整理及作圖，采用SPSS 17.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 鐮形棘豆種子形態(tài)特征

通過外部形態(tài)觀測(cè)，鐮形棘豆種子顏色在褐色至黑色之間，形狀主要為腎形，表面有光澤，較堅(jiān)硬。種子長為（2.34±0.26）mm，寬為（1.91±0.14）mm，厚為（0.97±0.10）mm，百粒重為（0.339 9±0.009 0）g。種臍位于腹面微凹處，2片子葉，胚根呈環(huán)狀彎曲并短于子葉（圖2）。

2.2 鐮形棘豆種子凈度 經(jīng)測(cè)定，鐮形棘豆種子凈度為93.2%，3次重復(fù)的結(jié)果誤差在5%以內(nèi)。說明種子含有較少的雜質(zhì)，表明此分析方法準(zhǔn)確可行。

2.3 鐮形棘豆種子吸水率

鐮形棘豆種子的吸水過程可分為快速吸水期、緩慢吸水期和近飽和期3個(gè)時(shí)期。由圖3可知，機(jī)械損傷的去種皮種子前2 h的吸水率持續(xù)上升，2～8 h的吸水率上升平穩(wěn)，8 h后吸水率趨于平緩，至48 h吸水率達(dá)到133.88%的近飽和期；完整種子（CK）前4 h的吸水率快速上升，4～8 h的吸水率緩慢增加，至48 h吸水率達(dá)到47.56%的近飽和狀態(tài)。該試驗(yàn)表明，鐮形棘豆種子存在吸水障礙問題，種皮有較差的透水性，破壞外種皮可促進(jìn)種子的吸水。

2.4 鐮形棘豆種子生活力

鐮形棘豆種子在不同處理組合下生活力最高為80%，最低為40%，相差較大。由圖4可知，處理組合A1B3C3的種子生活力最高，染色效果也最好（圖5），與其他處理組合存在顯著差異（P<0.05）。由表1可知，各因素的主次為染色溫度、TTC濃度、染色時(shí)間，其中染色時(shí)間的效應(yīng)無顯著性，染色溫度和TTC濃度差異顯著（P<0.05）。

2.5 不同處理方法對(duì)鐮形棘豆種子發(fā)芽的影響

對(duì)鐮形棘豆種子分別進(jìn)行熱水、研磨、濃硫酸浸泡3種方式的處理，分別測(cè)其發(fā)芽率及發(fā)芽勢(shì)，研究鐮形棘豆種子的最佳萌發(fā)方式，結(jié)果如表2所示，研磨種皮和濃硫酸浸泡2種方法均可以顯著提高鐮形棘豆的發(fā)芽率，加快種子萌發(fā)進(jìn)程，縮短平均萌發(fā)時(shí)間。由表2可知，用濃硫酸浸泡過的鐮形棘豆種子較其他處理方法生長最好，胚根最長且萌發(fā)時(shí)滯最短，發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均最高。經(jīng)熱水處理后的種子和CK無差異，發(fā)芽率才16.00%，表明熱水處理對(duì)鐮形棘豆種皮機(jī)械束縛的解除無效果，說明鐮形棘豆種子可能對(duì)高溫敏感，或是種皮硬實(shí)程度較高，通過熱水的軟化仍不能破除休眠。經(jīng)研磨處理的種子發(fā)芽率可達(dá)66.66%，原因可能是研磨過程中對(duì)種皮造成一定程度傷害或摩擦不均勻?qū)е路N胚沖破種皮的束縛擁有更好的透水性，該結(jié)果也證明種皮透性是鐮形棘豆種子發(fā)芽率低的主要限制因素。

2.6 濃硫酸處理時(shí)間對(duì)鐮形棘豆種子發(fā)芽的影響

由表3可知，隨著濃硫酸浸泡時(shí)間的延長，鐮形棘豆種子發(fā)芽率呈現(xiàn)

出先上升后下降的趨勢(shì)；濃硫酸浸泡2、5、8、11、14 min 均能不同程度地破除硬實(shí)，且與對(duì)照相比差異顯著（P<0.05），其中浸泡 8 min的效果最好，浸泡11、14 min 的種子發(fā)芽率低于 8 min 處理，可能浸泡時(shí)間過長，致部分種胚受損。因此，可選擇濃硫酸浸泡8 min作為破除鐮形棘豆種子硬實(shí)的最佳方法。

3 結(jié)論與討論

硬實(shí)是種子休眠的一種形式，是豆科植物中普遍存在的現(xiàn)象，主要是由種皮不透水所致［12-13］。彭幼芬［14］認(rèn)為，種子硬實(shí)數(shù)量由基因控制，與種子的成熟度和環(huán)境有關(guān)。硬實(shí)種子可長期保持其生活力，對(duì)種質(zhì)資源的保存有特殊意義［15］，但硬實(shí)又會(huì)造成發(fā)芽率低，種苗稀少，種群更新慢。從該試驗(yàn)吸水率測(cè)定可以明顯看出鐮形棘豆種子的種皮有較差的透水性，從而導(dǎo)致種子發(fā)芽率低。

濃硫酸浸種是破除種子硬實(shí)最常用的化學(xué)方法，酸蝕可以把種皮變薄，增加種皮的透性。陳葉等［16］用濃硫酸處理4、6、8、10 min破除鐮形棘豆種子硬實(shí)，用蒸餾水浸種24 h，再用激動(dòng)素（CTK）+硝酸鉀（KNO3）組合處理進(jìn)行種子引發(fā)，其中濃硫酸處理8 min效果最好，種子的發(fā)芽率達(dá)82.7%，與該研究結(jié)果一致。賈娟等［17］設(shè)置濃硫酸處理鐮形棘豆種子5、15、20、40、60 min，其中濃硫酸處理20 min效果最好，發(fā)芽率達(dá)74%，與該研究相差較大，可能與種源的生境不同相關(guān)，年降水量、海拔、年均氣溫、經(jīng)緯度、土壤等生態(tài)因子的差異［18］及種粒大小、成熟度劃分均會(huì)影響種子的萌發(fā)特性和種子的質(zhì)量，有待于今后的深入研究。

該試驗(yàn)中，98%的濃硫酸浸泡8 min鐮形棘豆種子發(fā)芽率可達(dá)93.33%，說明濃硫酸浸泡能夠很好地破除鐮形棘豆種子的硬實(shí)，破壞種皮結(jié)構(gòu)，增加種皮的透性，縮短種子完成萌發(fā)所需要時(shí)間，并加快萌發(fā)進(jìn)程。雖然濃硫酸破除硬實(shí)效果顯著，但操作時(shí)需小心謹(jǐn)慎，種子處理后要完全洗凈，否則易造成酸害。

參考文獻(xiàn)

［1］ 中國科學(xué)院西北高原生物研究所.青海植物志：第2卷［M］.西寧：青海人民出版社，1999：233.

［2］ 青海省生物研究所，同仁縣隆務(wù)診療所.青藏高原藥物圖鑒：第1冊(cè)［M］.西寧：青海人民出版社，1972：104.

［3］ 王彥君，明海霞.鐮形棘豆主要成分及生物學(xué)活性研究進(jìn)展［J］.中華中醫(yī)藥學(xué)刊，2021，39（10）：108-111.

［4］ 才讓草，李魁，楊紅巖，等.藏藥莪大夏的研究進(jìn)展［J］.中國藥事，2018，32（8）：1069-1072.

［5］ 陳錦珊，楊欽磊，劉曉玲，等.藏藥鐮形棘豆的化學(xué)成分、藥理作用及毒理學(xué)研究進(jìn)展［J］.中國藥房，2016，27（28）：3945-3948.

［6］ 羅天，陳文娟，閆曉娟，等.祁連山部分地區(qū)鐮莢棘豆資源調(diào)查初報(bào)［J］.中國野生植物資源，2020，39（2）：66-68.

［7］ 國家技術(shù)監(jiān)督局.農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程 凈度分析：GB/T 3543.3—1995［S］. 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1996.

［8］ 國家技術(shù)監(jiān)督局.農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程其他項(xiàng)目檢驗(yàn)：GB/T 3543.7—1995［S］.北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1996.

［9］ 范為，熊維政，董誠明，等.顛茄種子質(zhì)量檢驗(yàn)方法研究［J］.種子，2021，40（9）：125-129.

［10］ 賈鑫，王素巍，張英，等.赤霉素和生長素浸種對(duì)多葉棘豆種子萌發(fā)的影響［J］.種子，2020，39（10）：12-15，22.

［11］ 曲艷， 李青豐. 四種豆科種子休眠及萌發(fā)特性的研究［J］.草原與草業(yè)，2018，30（4）：35-40.

［12］ 楊期和，尹小娟，葉萬輝.硬實(shí)種子休眠的機(jī)制和解除方法［J］.植物學(xué)通報(bào)，2006，41（1）：108-118.

［13］ 張立峰，吳興文，佘躍輝.兩型豆種子硬實(shí)特性及其休眠破除方法［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2012，40（28）：13698-13701.

［14］ 彭幼芬.世界林木種子生理研究的概況和趨勢(shì)［J］.世界林業(yè)研究，1998，11（2）：8-12.

［15］ 許岳飛，畢玉芬，羅富成，等.銀合歡硬實(shí)種子處理方法研究［J］.草業(yè)科學(xué)，2006，23（8）：58-62.

［16］ 陳葉，閆曉娟，權(quán)建華，等.鐮莢棘豆種子破除休眠及活力改善方法研究［J］.中草藥，2020，51（12）：3298-3303.

［17］ 賈娟，劉芳，蘇紅田，等.不同處理方法對(duì)5種豆科牧草種子萌發(fā)特性的影響［J］.草地學(xué)報(bào)，2012，20（2）：342-347.

［18］ 孫淑英，李福，任宇，等.不同種源黃芪種子質(zhì)量研究［J］.中藥材，2017，40（11）：2557-2562.