丹参种子特性研究△

单成钢，张教洪，王光超，张锋，倪大鹏，朱彦威，王志芬

(1.山东省农业科学院 药用植物研究中心，山东 济南 250100；2.蒙阴神农中药饮片有限公司，山东 蒙阴 276214)

丹参种子特性研究△

单成钢1*，张教洪1，王光超2，张锋1，倪大鹏1，朱彦威1，王志芬1

(1.山东省农业科学院 药用植物研究中心，山东 济南 250100；2.蒙阴神农中药饮片有限公司，山东 蒙阴 276214)

本文研究了丹参种子不同采收部位和采收时间对种子数量和质量的影响，以及温水、高锰酸钾溶液、氯化钙溶液浸种等前处理方法对提高种子发芽率的作用。研究表明：主果穗的种子质量总体上好于侧果穗，果穗中下部的种子质量好于果穗上部，果穗上1/2～2/3果壳枯黄时进行采收才能收获的较多优质的种子。温水、高锰酸钾溶液和氯化钙溶液浸种处理对提高丹参种子发芽率都具有一定的效果，但最佳处理时间略有不同。因此，为提高收获丹参种子的质量，应尽可能在果壳半数以上至三分之二果壳枯黄时采收主果穗种子，并对果穗上端的种子进行去除。为提高陈化种子发芽率以温水浸种24 h或0.3%的高锰酸钾溶液浸种6 h处理为宜。

丹参；种子；采收；种子引发

丹参(SalviamiltiorrhizaBunge)为唇形科鼠尾草属多年生草本植物，以干燥根及根茎入药。种子育苗移栽是丹参生产上最常用的方法，但由于丹参花期长，受自然条件的影响大，造成种子成熟度不一致，出苗率低，在自然条件下丹参种子的萌发一般只有30%～40%[1]；常温状态下，每放置30d种子发芽率就下降10%[2],隔年的丹参种子发芽率几乎为零。目前关于采用超低温贮藏技术、超低氧贮藏技术以及超干贮藏技术的研究虽有报道[2]，但由于成本过高、技术复杂等原因尚未在生产中应用。因此通过深入研究种子特性寻求提高种子质量的方法是解决生产中种子问题的关键，也是实施中药材规范化种植(GAP)的当务之急[4]。通过种子形态结构观察发现，在丹参果实的果皮外层有10～20 μm厚度的黏液物质覆盖，黏液物质能够迅速吸水膨胀[3]。新鲜种子经过预先冷冻、PEG或GA3 等溶液浸种处理都可以明显提高发芽势和发芽率[3-8]。本文分别从如何获得高质量的种子和如何提高已退化种子质量两方面入手，着重研究了丹参种子采收部位和采收标准，以及通过前处理提高种子发芽率的方法，以期为丹参种子质量控制提供借鉴。

1 材料与方法

1.1 试验材料

山东农科院药用植物研究中心种质资源圃栽培二年丹参产种子，室内阴干脱粒备用。品种为蒙阴农家种。采收部位和采收标准试验采用当月采收新种子，前处理实验则采用常温下陈放6个月的丹参种子。

1.2 试验方法

果穗不同部位种子试验：分别于丹参果穗2/3枯黄时采收不同部位果穗30穗和顶生主果穗的不同部位，顶生主果穗P1(见图1)，侧生主果穗P2，顶生侧果穗P3，顶生主果穗上段P4、中段P5、下段P6，分别调查每部分的种子量和种子千粒重。再分别置于垫有2 层湿滤纸的培养皿中,每皿摆放50粒,并加盖保湿,在温度25 ℃光照培养箱内发芽。重复3次,每次重复50粒种子。

图1 不同位置果穗示意图

不同采收标准种子试验：分别于果穗全绿S1，1/3枯黄S2，1/2枯黄S3，2/3枯黄S4，全部枯黄S5时各采收果穗30穗，调查种子量和千粒重。再分别进行发芽试验，方法同果穗不同部位种子试验。

不同前处理方法对种子发芽率的影响：将丹参种子分别浸于40 ℃温水(R1)、0.3%K2MnO4(R2)、1%的CaCl2溶液(R3)，浸种时间为6 h(T1)、12 h(T2)、24 h(T3)，完全随机区组设计，共计9个处理，不进行浸泡的干种子设为对照(CK)。浸种后无菌水冲洗3次,分别进行发芽试验，方法同果穗不同部位种子试验。

发芽率的计算方法：

发芽率GP(%)=(14 d内正常发芽的种子数/供试种子总数)×100%

2 结果与分析

2.1 丹参不同位置果穗种子质量的差异

由图2所示，顶生主果穗(P1)千粒重最大，达1.5 g，侧生主果穗(P2)与顶生侧果穗(P3)种子千粒重均为1.4 g，低于P1千粒重7.1%，经方差分析，千粒重差异未达显著水平(P=0.579>0.05)。由图3所示，P1单穗种子粒数最多，平均126粒，P2单穗种子粒数91粒，P3单穗种子粒数仅为73粒，P1分别高于P2、P3单穗粒数38.4%和72.6%，经方差分析，穗粒数差异显著(P=0.001<0.05)。采用LSD法进行差异性比较，P1、P2、P3之间均存在显著性差异。由图4所示，P1种子的发芽率为63.33%，P2为52.67%，P3为59.33%，P1>P3>P2，经方差分析，发芽率差异显著(P=0.025<0.05)。采用LSD法进行差异性比较，P1与P2之间存在显著性差异，P1与P3以及P2与P3之间差异未达显著水平。可见，在同样采收条件下(2/3果穗枯黄时)，无论从种子的千粒重、数量、发芽率来看，顶生主果穗表现都是最好的，顶生侧果穗与侧生主果穗相比千粒重相同，而种子粒数上顶生侧果穗高于侧生主果穗，发芽率上侧生主果穗好于顶生侧果穗，各有优势。综合分析，采收时应尽量以采收顶生主果穗和侧生主果穗为主，以保证较高的种子发芽率。

图2 不同部位种子千粒重

图3 不同部位种子粒数

图4 不同部位种子发芽率

2.2 同一果穗不同部位的种子质量差异

由图2所示，果穗上段(P4)千粒重最低，只有1.3 g，说明有很多瘪粒在其中，果穗下段(P6)千粒重最大，为1.47 g，分别高于中段、上段7.3%和13.1%，经方差分析，千粒重差异未达显著差异(P=0.086>0.05)。由图3所示，P4单穗种子粒数最多，平均13粒，P5单穗种子粒数31粒，P6单穗种子粒数仅为18粒，P4、P5单穗粒数分别高于P6单穗粒数138.9%和72.2%，经方差分析，单穗种子粒数存在显著差异(P=0.013<0.05)。采用LSD法进行差异性比较，P1与P3之间存在显著性差异，P1与P2以及P2与P3之间差异未达显著水平。由图4所示，P4种子的发芽率为40.67%，P5、P6均为58.67%，P4发芽率明显低于P5和P6，经方差分析，发芽率差异不显著(P=0.033<0.05)。采用LSD法进行差异性比较，P1与P3以及P1与P2之间存在显著性差异，而P2与P3之间差异未达显著水平。可见，同一果穗的上、中、下段的种子发育存在较大差异，在规定的采收标准下(2/3果穗枯黄时)，位于上段的种子尚未成熟，所以千粒重和发芽率较低，但能够收获到的种子数量较多。而位于中下段的种子成熟度较高，千粒重、发芽率都比较高，但由于成熟种子的落粒性，中下段，特别是下段种子脱落较多，能够收获到的种子数量少。综合分析，采收时候，以2/3果穗枯黄为采收标准，所收获的种子中约有53.3%是中下段种子，46.7%属于果穗上段种子，由于发芽率低的上段种子占有比重太大，造成了种子整体发芽率不高，若有条件应尽量分离掉果穗上段的成熟度低的种子，以保证种子质量较高。

2.3 不同采收标准对种子质量的影响

由图5所示，在果壳为绿色状态下(S1)采收的种子千粒重只有0.97 g，在果穗上1/3、1/2果壳枯黄时(S2、S3)采收的种子千粒重分别为1.40 g、1.43 g当果穗上2/3果壳枯黄时(S4)采收的种子千粒重为1.53 g，分别高于S2、S3千粒重9.29%和6.99%，当果穗上果壳全部变黄时(S5)所采收种子千粒重又降为1.20 g，经方差分析，千粒重存在极显著差异(P=0.000<0.05)。采用LSD法进行差异性比较，S1与S2、S3、S4、S5之间均存在显著性差异，S5与S2、S3、S4之间均存在显著差异，其他差异均不显著。由图6所示，S5收获种子粒数最少54粒，S2收获种子最多为123粒，是S5的两倍多，其次S3为111粒，S4为99粒，S1处理收获种子数不足80粒，经方差分析，种子粒数存在极显著差异(P=0.000<0.05)。采用LSD法进行差异性比较，除S2与S3，S3与S4之间差异不显著外，其他差异均达到显著或极显著水平。由图7所示，S1发芽率最低只有38.00%，其次是S5为46.67%，S2、S3、S4发芽率均高于60%，其中S4发芽率最高达73.33%，高出S1发芽率92.97%，经方差分析，发芽率存在极显著差异(P=0.002<0.05)。采用LSD法进行差异性比较，除S1与S5、S2与S3、S2与S3、S3与S4之间差异不显著外，其他差异均达到显著或极显著水平。可见，依照不同的采收标准采收的种子数量和质量存在较大差异，在果壳全绿和全部枯黄的情况下采收的种子数量少、质量差，这是由于未成熟的种子占有较大的比重或者成熟种子大量脱落的缘故。综合分析，应以果穗上1/2-2/3果壳枯黄时进行采收才能收获的较多优质的种子，传统上以2/3果壳枯黄为标准进行采收是有一定的科学道理的。

图5 不同采收标准下种子的千粒重

图6 不同采收标准下种子的粒数

图7 不同采收标准下种子的发芽率

2.4 不同前处理方法对种子发芽率的影响

由图8所示，40 ℃温水(R1)浸种可显著提高发芽率，并随浸种时间延长效果更加明显，其中浸种24 h(T3)发芽率最高，达到37.3%，比对照提高133.31%，其次是浸种12 h(T2)比对照提高83.33%，浸种6 h(T1)也比对照提高41.67%；0.3%K2MnO4(R2)溶液浸种6 h(T1)发芽率达到45.00%，比对照提高181.25%，R2T2处理发芽率达到38.00%，比对照提高137.50%，R2T3处理也比对照提高75.00%；1%CaCl2溶液(R3)浸种6 h(T1)发芽率为19.00%，比对照提高18.75%，R3T2处理发芽率最高，达到31.00%，比对照提高93.75%，R3T3比对照提高35.42%。可见，三种前处理方法对提高丹参种子发芽率都具有一定的效果，但最佳处理时间略有不同，40 ℃温水最佳处理是浸种24 h，0.3% K2MnO4(R2)溶液最佳浸种时间是6 h，延长时间则发芽率反而降低，1%CaCl2溶液最佳浸种时间为12 h。综合分析，按处理效果优劣依次排序为：R2T1，R2T2，R1T3，R3T2，R1T2，R2T3，R1T1，R3T3，R3T1，经方差分析，处理间差异达极显著水平(P=0.00<0.05)。

图8 不同前处理对种子发芽率的影响

3 讨论与结论

丹参为轮伞花序6花或多花，下部者疏离，上部者密集，组成长4.5～17 cm具长梗的顶生或腋生总状花序[5]。具有由下而上依次开花、结果和变黄(成熟)的生长发育特性，造成种子成熟度不一致，出苗率低[1]，且种子成熟后易脱落。因此，需要在收获丹参种子的数量和质量之间寻找一个平衡。本文通过研究发现主果穗的种子质量总体上好于侧果穗，果穗中下部的种子质量好于果穗上部，果穗上1/2～2/3果壳枯黄时进行采收才能收获的较多优质的种子。另外，两年生丹参群体的生育进程比较一致，每一茬花开花时间相对集中，可以通过分批采收种子的方法，保证每批收获的种子质量相对均匀一致。

随着钙调蛋白(CaM)的发现,Ca2+作为细胞内功能调节的第二信使,在与钙调蛋白结合后能调控植物生长发育的各种过程，Ca2+可以明显的提高老化种子的发芽率[6-7]。低浓度的NO和CaCl2浸种能够有效地提高丹参种子活力，而高浓度NO和CaCl2则降低了丹参种子的活力[8]，但对CaCl2最佳浸种时间未做进一步研究。高锰酸钾溶液是一种很好的杀菌剂和强氧化剂,可以使种子表面的菌体酶蛋白失活，同时可以造成种子的种皮软化，改善种皮通透性，促进水分和其他物质进入种子，提高种子发芽速度和发芽率[9]。本文发现无论是温水、高锰酸钾溶液还是氯化钙溶液浸种处理对提高丹参种子发芽率都具有一定的效果，但最佳处理时间略有不同。

综上所述，为提高收获丹参种子的质量，应尽可能在果壳半数以上至三分之二果壳枯黄时采收主果穗种子，并对果穗上端的种子采用剪除或风选等方法去除。为提高陈化种子发芽率可采用温水浸种24 h或者0.3%的高锰酸钾溶液浸种6 h处理。

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StudyontheSeedCharacteristicofSalviamiltiorrhiza

SHAN Cheng-gang1,ZHANG Jiao-hong1,WANG Guang-chao2,Zhang Feng,NI Da-peng1,ZHU Jing-bin1,WANG Zhi-fen1*

(1.InstituteofAgro-foodScienceandTechnology/ResearchCenterofMedicinalPlants,ShandongAcademyofAgriculturalSciences,Jinan250100，China；2.MengyinShennongChineseTraditionalMedicineCo.,Ltd，Mengyin276200，China)

The influences of harvesting position and time onSalviamiltiorrhizaseeds quantity and quality,and the seeds germination rate improving effects of different previous processing methods such as soaking seeds in warm water,K2MnO4solution,CaCl2solution,etc.have been systematically studied in this paper.Results showed that the quality of seeds harvested on main fruit clusters was generally better than that on branch ones,while the seeds produced by the middle and back parts of fruit clusters were superior to those on the forepart of the clusters.Larger amount of high quality seeds could be obtained when 1/2～2/3 seed vessels of fruit cluster turns yellow.Immersing seeds in warm water,K2MnO4solution and CaCl2solution are all beneficial to germination rate,but the optimum processing way is different.Soaking in warm water for 24 h or in 0.3% K2MnO4solution for 6 h presents obvious advantage over the other methods.

SalviamiltiorrhizaBunge;Seed;Harvest;Seed priming

2013-01-15)

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山东省科技发展计划(2011GSF11907)；山东省农业良种工程重大课题(2011LZ01-03)；国家科技重大专项(2009ZX09308-002-041)

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单成钢，博士，副研究员，从事药用植物育种与栽培研究，E-mail：shanchenggang@126.com