川牛膝种子成熟度与发芽率、生活力之间关系的研究

杨梅，刘维，吴清华，陈翠平，王倩，裴瑾

·品种品质·

川牛膝种子成熟度与发芽率、生活力之间关系的研究

杨梅，刘维，吴清华，陈翠平，王倩，裴瑾

目的：研究川牛膝种子成熟度与发芽率、生活力之间的关系。方法：观察不同成熟程度川牛膝果实及种子的外观形态，并在室温光照条件下进行发芽率实验及生活力测定实验，记录川牛膝种子的发芽率、发芽势及生活力。结果：不同成熟度川牛膝种子在外观形态方面存在明显差异，成熟的川牛膝种子的发芽率及生活力平均值分别为88.93%和94.40%，明显高于未完全成熟的川牛膝种子。结论：本实验首次研究了川牛膝种子不同成熟度与发芽率、生活力之间的关系，通过探索成熟度对川牛膝种子质量的影响，为后续保存川牛膝优良种质提供理论依据。

川牛膝；种子；成熟度；发芽率；生活力

川牛膝为苋科杯苋属多年生草本植物川牛膝Cyathula offcinalis Kuan的干燥根[1]。“川牛膝”之名，最早见于唐·蔺道人《仙授理伤续断方》，为四川地方习用品，南宋时期作为怀牛膝的替代品入药，元明以后才逐渐分化成为独立品种。其栽培历史可依据《本草纲目》所说：“牛膝处处有之，谓之土牛膝，不堪服用，唯北土及川中人家栽莳者为良”，追溯到明代[2]。别名有牛膝、天全牛膝、甜牛膝、红毛药等。主产于四川乐山、雅安，重庆奉节、巫山、巫溪，湖北恩施，湖南邵阳等地，为著名川产道地药材。具有逐瘀通经，通利关节，利尿通淋的功效，临床用于治疗经闭癥瘕，跌打损伤，风湿痹痛，尿血血淋等病症[1]。

川牛膝目前主要为人工栽培品，采用种子繁殖，并以药农自行留种为主。种子成熟度是影响种子质量的重要因素之一[3]，但实际采收种子过程中，由于药农缺乏相关的专业知识与技术，导致收集的川牛膝种子成熟度存在较大差异。本文研究了川牛膝种子不同成熟度与种子发芽率及千粒重之间的关系，旨在探明不同成熟度对川牛膝种子质量的影响，以期为后续保存川牛膝优良种质提供理论依

据，为川牛膝药材的生产提供优良的种质资源。

1 材料与仪器

1.1 实验材料

川牛膝种子采自四川省乐山市金口河区，经成都中医药大学裴瑾教授鉴定为苋科杯苋属植物川牛膝（Cyathula officinalis Kuan）的种子。采集的川牛膝种子样品共8批，根据果序颜色的不同分为两类，分别编号为HS1、HS2、HS3、HS4、HS5和LS1、LS2、LS3。除去果梗及残存的花被片等杂质，分别保存备用。见图1、图2和图3。

1.2 仪器与试剂

智能光照培养箱GTOP-260B（浙江托普仪器有限公司）；X-射线成像系统（Faxitron MX-20）；解剖显微镜（ZEISS Stereo Discovery. V12）；电子分析天平QUINTIX224-1CN(北京Sartorius天平有限公司）；培养皿；滤纸；Na2HPO4；KH2PO4；红四氮唑（TTC）等。

2 实验方法与结果

2.1 果序的颜色比较

因川牛膝种子样品采集时，正值川牛膝主产区采挖药材。采用肉眼观察果序的颜色，通过观察发现，此期间川牛膝果序的颜色存在差异，大部分川牛膝（编号为HS）在采挖时果序的颜色为黄色，部分川牛膝（编号为LS）在采挖时果序的颜色为黄绿色。见图1和图2。

图2 编号为LS的果序

图1 编号为HS的果序

2.2 不同批次种子形态观察

采用肉眼和体式显微镜观察果实、种子外观形态，通过用X-Ray成像系统透射成像，观察HS和LS川牛膝的种子形态特征。川牛膝果实为胞果，椭圆形或倒卵形，淡黄色，包裹在宿存花被内，长5.0～6.2mm，宽1.8～2.2mm。花柱长约1.5mm，宿存（图5）。种子1粒，椭圆形，透镜状，带红色，光亮，长1.9～2.4mm，宽1.2～1.7mm（图3）。采用X射线成像系统观察，LS川牛膝的种子在X光透射成像后，可以观察到未发育完全的干瘪种子形态，见图5和图6。

实验结果表明：编号为HS的川牛膝果实为黄褐色，种子为棕色，带红光；编号为LS的川牛膝果实为黄色或黄绿色，种子为黄棕色，带红光。由图3和图4可知，HS川牛膝果实和种子的颜色均比LS川牛膝的果实和种子的颜色深。同时，由图5和图6可知，HS川牛膝种子更加饱满，发育更完全。

图3 不同颜色果序的川牛膝果实照片

图4 不同颜色果序的川牛膝种子照片

图5 HS种子X-Ray成像

图6 LS种子X-Ray成像

图7 体式显微镜观察川牛膝种子形态，放大倍数为2倍

2.3 种子物理指标的测定

2.3.1 种子千粒重的测定 千粒重表示的是1000粒种子的重量，它是体现种子大小与饱满程度的一项指标，千粒重越重，饱满种子占供试样品质量的百分率越高，种子品质越好。选择千粒法[4]测定，将样品充分混合，从中随机取3份，每份1000粒，称重，精确到0.001g，取其平均值，即种子的千粒重。研究结

果见表1。

2.3.2 种子含水量的测定 参照《农作物种子检验规程》GB /T 3543.6种子水分测定方法，对种子的含水量进行测定。

先将称量瓶预先烘干、冷却、称重，称取川牛膝种子5g放入预先烘干和称重过的称量瓶内，再称重(精确至0.001g)，每个样本做两次重复。使供箱通电预热至110～115℃，将样品摊平放入烘箱内的上层，使箱温在5～10min内回至103±2℃时开始计时，烘8h，取出移入干燥器内冷却至室温再称重。研究结果见表1。

表1 HS和LS川牛膝种子千粒重及含水量比较

结果：HS和LS川牛膝种子的千粒重差异显著，HS川牛膝种子的千粒重平均值为2.354g，LS川牛膝种子的千粒重平均值为1.388g，由此可知，HS川牛膝千粒重明显高于LS川牛膝种子。同时由表1可知，HS和LS川牛膝种子的含水量存在差异，HS川牛膝种子的含水量平均值为13.65%，而LS川牛膝种子的含水量平均值为12.41%。

2.4 发芽试验

参考张祎楠[5]的方法。设定发芽床为滤纸；发芽温度定为25℃；培养皿水分为70%；光照条件为8h光照，16h黑暗。首次计数时间为第2天；末次计数时间：第10天。每份材料重复3次，每次重复随机取100粒种子进行发芽，胚轴长度达到真种子自身长度时计为发芽。

发芽率以最终种子发芽数占供试种子数的百分比计。发芽势是指种子发芽初期，它在规定时间内能正常发芽的种子粒数占供试种子粒数的百分率。本实验以第7d作为计算发芽势的时间。发芽指数：发芽指数GI=∑（Gt/Dt ）（Gt为在t天的种子发芽数，Dt为相对应的种子发芽天数）。结果见表2。

2.5 生活力测定

四唑为白色粉末，水溶液无色，在种子组织活细胞内脱氢酶的作用下，无色的氯化三苯基四氮唑接收活种子代谢过程中呼吸链上的氢，在活细胞里变成还原态的红色、稳定、不扩散的三苯基甲腊。根据四唑染色的颜色和部位，区分种子红色的有生活力部分和无色的死亡部分。

参照张祎楠[5]的方法，采用0.5%的红四氮唑（TTC）测定川牛膝种子的生活力。将川牛膝种子剥出，并用蒸馏水在25℃恒温条件下浸泡24h，用刀片将种子纵剖为两半，将其置于培养皿中，每个培养皿50个半粒，加入0.5%的TTC溶液，让TTC溶液刚好覆盖种子，然后将其置于28℃恒温箱中染色5h。另一半川牛膝种子置于沸水中，使其胚失去活性，使用同样的方法染色，以此作为对照。实验结果见表2。

表2 HS和LS川牛膝种子的发芽情况及生活力比较

结果：HS和LS川牛膝种子的发芽能力及生活力存在显著差异。HS川牛膝种子的发芽能力及生活力明显高于LS川牛膝种子。

3 结论与讨论

3.1 通过对HS和LS川牛膝种子从果序颜色、果实与种子外观形态比较、千粒重与含水量的比较及发芽试验等方面的研究比较发现，HS和LS川牛膝的种子在外部形态特征上存在一定差异，HS川牛膝种皮的颜色比LS川牛膝种皮的颜色深，HS川牛膝种子中干瘪种子的比例比LS川牛膝种子低。所以可以确定编号为LS的川牛膝种子未完全成熟。

3.2 HS川牛膝种子的发芽率、发芽势及生活力均比LS川牛膝种子高。说明川牛膝种子的成熟度是影响种子质量的关键因素之一。所以在川牛膝种子生产过程中，适时采收是提高种子质量的重要措施之一。

3.3 种子生活力通常是指一批种子中具有生命力（即活的）种子数占种子总数的百分率。一般情况下，高活力的种子在适宜条件下一定能发芽，而且发芽快，出苗整齐的种子也一定有高的生活力；能发芽的种子都是具有生活力的种子，但是有生活力的种子不一定能发芽。实验研究结果表明，LS川牛膝的种子（未完全成熟）的生活力平均值达78.00%，其发芽率平均值才20.66%。导致此结果的原因为种子在发育过程中已经形成了胚，并且其胚组织具有活性，由于未发育成熟而不具备发芽能力，所以出现了高生活力低发芽率的情况。

[1] 国家药典委员会.中国药典2010年版一部[S].北京:中国医药科技出版社,2010:35.

[2] 彭成.中华道地药材[M].北京:中国中医药出版社,2011:2810.

[3] 范巧佳,方志然,孙磊,等.川牛膝种子发芽特性的研究[J].四川农业大学学报,2013,31(3):254.

[4] 国际种子检验协会.颜启传,毕辛华(译).国际种子检验规程[S].北京:农业出版社,1985.

[5] 张祎楠.川牛膝种质资源评价研究[D].成都:成都中医药大学学位论文,2013.

（责任编辑：胡慧玲）

Study on the connection among the maturity,the germination rate and the viability of Cyathula officinalis Kuan seed

YANG Mei, LIU Wei, WU Qing-hua, CHEN Cui-ping, WANG Qian, PEI Jin//(Pharmacy College, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine; The Ministry of Education Key Laboratory of Standardization of Chinese Herbal Medicine; Key laboratory of Systematic Research, Development and Utilization of Chinese Medicine Resources in Sichuan Province—Key Laboratory Breeding Base of Co-founded by Sichuan Province and MOST, Chengdu 611137, Sichuan)

Objective:To study the connection among the maturity, the germination rate and the viability of Cyathula officinalis Kuan seed.Method:The appearance shape of different maturity Cyathula officinalis Kuan fruit and seeds were observed. The germination and viability measurement experiments were carried out at room temperature and under light. The maturity, germination rate and the viability of Cyathula officinalis Kuan seed were recorded.Result:Obvious difference was found in appearance of the different maturity Cyathula offcinalis Kuan seeds. The average germination rate and viability of mature seed were 88.93% and 94.40% respectively which were signifcantly higher than that of the immature seeds.Conclusion:The connection among the maturity, the germination rate and the viability of Cyathula offcinalis Kuan seed are investigated for the frst time by exploring the infuence of maturity on the quality of Cyathula offcinalis Kuan seed, as to provide theoretical basis for preserving Cyathula offcinalis excellent germplasm.

Cyathula offcinalis Kuan; seed; maturity; germination rate; viability

R 282

A

1674-926X(2015)02-001-03

四川省科技厅科技项目（2014SZ0156）

成都中医药大学药学院 中药材标准化教育部重点实验室 四川省中药资源系统研究与开发利用重点实验室—省部共建国家重点实验室培育基地，四川 成都 611137

杨梅(1989-)，女，硕士生，从事中药品种、质量及资源研究

Tel:15882425997 Email:731816886@qq.com

裴瑾(1970-)，女，教授，从事中药品种、质量及资源研究

Tel:(028)61800231 Email:peixjin@163.com

2015-02-06