肋柱花种子萌发影响因素研究△

朱虹，张春红，2，韦坤华，张乐，2，李旻辉，2*，周立社*

(1.内蒙古科技大学包头医学院，内蒙古 包头 014060；2.内蒙古自治区特色药用植物培育与保护工程技术研究中心，内蒙古 包头 014060；3.广西壮族自治区药用植物园，广西药用资源保护与遗传改良重点实验室，广西 南宁 530023)

·中药农业·

肋柱花种子萌发影响因素研究△

朱虹1，张春红1，2，韦坤华3，张乐1，2，李旻辉1，2*，周立社1*

(1.内蒙古科技大学包头医学院，内蒙古 包头 014060；2.内蒙古自治区特色药用植物培育与保护工程技术研究中心，内蒙古 包头 014060；3.广西壮族自治区药用植物园，广西药用资源保护与遗传改良重点实验室，广西 南宁 530023)

目的：通过选用不同的贮存温度和不同浓度的赤霉素溶液处理肋柱花种子，找出肋柱花种子萌发的影响因素，为肋柱花的大规模栽培和有性繁殖的生产实践提供科学指导。方法：采用培养皿萌发法，以发芽率、平均根长和种子简化活力指数为指标，考察不同的贮存温度和不同浓度的赤霉素溶液对肋柱花种子萌发的影响。结果：在贮存温度对肋柱花种子萌发影响的实验中：室外变温组、4 ℃冰箱组和常温对照组的发芽率分别为95.3%、10.5%和6.0%；平均根长为1.19 cm、1.15 cm和1.12 cm；种子简化活力指数为1.134 1%、0.120 8%、0.067 2%。不同浓度(25 mg·L-1、50 mg·L-1、100 mg·L-1、200 mg·L-1、500 mg·L-1、1000 mg·L-1)赤霉素浸泡后种子的发芽率分别为89.6%、91.0%、94.0%、93.3%、95.0%、90.0%；平均根长为1.12 cm、1.13 cm、1.17 cm、1.15 cm、1.18 cm、1.13 cm；种子简化活力指数为1.003 5%、1.028 3%、1.099 8%、1.072 9%、1.121 0%、1.017 0%。结论：室外变温或赤霉素浸种均能显著促进肋柱花种子的萌发。

肋柱花；种子；萌发

蒙药肋柱花为龙胆科植物肋柱花Lomatogoniumrotatum(L.)Fries ex Nym.的干燥全草，味苦，性寒、钝、糙、轻、燥。用于“协日”热、瘟疫、流感、伤寒、中暑头热、肝胆热、黄疸、胃“协日”、伤热等症[1]。肋柱花主要分布于内蒙古、西藏、云南、四川、青海、甘肃、新疆等地[2]，生于海拔4200 m以下的山坡、草坡及灌丛中[3]。肋柱花为蒙医传统要药，蒙药名哈比日根—地格达，应用广泛，在肋柱花四味汤散、地格达·苏木汤、土木香十味汤散等复方中用作主药或辅药，应用历史悠久，在蒙医药中有着不可替代的地位[4]。由于肋柱花药材目前100%来源野生资源，再加之人为的干扰和盲目采挖，肋柱花的野生资源逐年锐减。我们调查发现，肋柱花在锡林郭勒、通辽等地的分布资源已经逐渐减少，只有在呼伦贝尔盟还有较大面积的分布。同时发现少数地方，蒙医还在用肋柱花作为“地格达”使用，大部分地区的蒙医则用堇菜科植物紫花地丁来替代入药，保护和扩大繁殖栽培这一珍稀物种已刻不容缓。目前，与肋柱花种子萌发相关的研究尚未见报道，本文首次采用不同贮藏方法和不同浓度的赤霉素处理肋柱花种子，测定其发芽率、平均根长和种子简化活力指数，寻找提高肋柱花种子发芽率的途径，旨在为肋柱花的大规模栽培和有性繁殖的生产实践提供科学指导，从根本上解决肋柱花的资源短缺问题。

1 材料与方法

1.1 实验材料

1.1.1 种子 供试种子于2012年8月采自内蒙古呼伦贝尔盟根河市郊区的野生肋柱花植株上，室内阴干后装入纸质信封中常温保存。

1.1.2 实验仪器 RGQ-360N型人工气候箱(上海森信公司)，ME204型万分之一天平(梅特勒-托利多仪器上海有限公司)，SZ760型连续变倍体视显微镜(重庆奥特光学仪器有限责任公司)。

1.1.3 试剂 GB0738赤霉素(生工生物工程(上海)股份有限公司)，无水乙醇(天津市北联精细化学药品开发有限公司)，次氯酸钠(天津市北联精细化学药品开发有限公司)。

1.2 实验方法

1.2.1 种子选择 肋柱花种子为椭圆形，黄褐色-黑褐色，表面为不规则颗粒状，有金属光泽，其千粒重为63.097±4.186 mg。我们选择黑褐色、有光泽的饱满肋柱花种子作为实验材料，见图1。

图1 显微镜下肋柱花种子

1.2.2 贮存温度对肋柱花种子萌发的影响 取1 g无杂质的优质肋柱花种子，平均分为3份(实验组2份，对照组1份)，分别装入50 μm小网眼尼龙布袋中，实验组种子在盛有自来水的锥形瓶中浸种24 h，使之充分吸水膨胀，按以下方式进行处理：

①室外变温组：浸泡完成的种子袋埋在室外装有湿沙的坑里，贮存4个月。

②4 ℃冰箱组：浸泡完成的种子袋放入4 ℃冰箱中，贮存时间4个月。

注：实验组种子于种子收集当年11月初开始贮存。

贮存完成后将所有种子取出，接种前进行种子灭菌消毒，将实验组和对照组种子(常温贮存于干燥器内，实验前用流水冲洗30 min，再用蒸馏水浸泡24 h)分别置于灭菌后的三角瓶中，用无菌水冲洗种子。再用75%的乙醇消毒1 min，弃去乙醇，加入20%次氯酸钠消毒7～8 min，弃去次氯酸钠，再加入20%次氯酸钠消毒7～8 min。消毒完毕后，弃去次氯酸钠，用无菌水漂洗种子6次，每次5 min。

1.2.3 赤霉素对肋柱花种子萌发的影响 取1 g常温贮存无杂质的优质肋柱花种子，依照上述方法进行灭菌消毒。灭菌后的种子平均分为7份，分别浸入浓度为25 mg·L-1、50 mg·L-1、100 mg·L-1、200 mg·L-1、500 mg·L-1、1000 mg·L-1的赤霉素溶液和无菌水中，每个处理重复3次，室温浸种24 h。

1.2.4 种子萌发发芽率的考察 在直径为9 cm的培养皿内铺一层脱脂棉，上面盖一层滤纸，让脱脂棉和滤纸都吸足水分(无菌水)，将以上各组种子均匀的撒在滤纸上，种子上再盖一层滤纸。各处理每皿100粒，重复3次，置于25 ℃人工气候箱中培养，保持发芽床湿润。每天观察，每24 h记录1次。以胚芽长出1 cm为发芽标准，30天为一个周期，统计种子的发芽率，测量幼苗根长，计算种子简化活力指数(G·S)。

发芽率=(种子发芽总数/供试种子数)×100%

G·S=发芽率%×生长量(平均根长cm)

2 结果与分析

2.1 贮存温度对肋柱花种子萌发的影响

由表1可知，室外变温组、4 ℃冰箱组和常温对照组的发芽率分别为95.3%，10.5%和6.0%。室外变温贮存对肋柱花种子发芽率的影响与对照组相比达极显著差异(P<0.01)，与4 ℃冰箱相比，有显著差异(P<0.05)。与其它两种贮存温度相比，室外变温贮存更是提早了肋柱花种子的萌发。各贮存温度对根长影响不明显，与对照组相比，均无显著差异(P>0.05)。室外变温组的种子简化活力指数最高，为1.134 1%，与常温对照组的0.067 2% 和4℃冰箱组的0.120 8% 相比，均有极显著差异(P< 0.01)。因此室外变温贮存有效地提高了肋柱花种子的萌发(图2)。

表1 贮存温度对肋柱花种子萌发的影响

注：**表示与对照组相比，在P=0.01水平上有极显著性差异。

图2 贮存温度对肋柱花种子萌发的影响

2.2 赤霉素对肋柱花种子萌发的影响

6种不同浓度赤霉素处理结果(见表2)表明：赤霉素处理对种子的萌发影响较明显且种子长势较好。不同浓度赤霉素对肋柱花种子的发芽率影响与对照组相比均有极显著差异(P<0.01)，除了25 mg·L-1处理发芽率为89.6%外，其它浓度赤霉素浸泡处理的种子发芽率均在90%以上。6种不同浓度赤霉素浸种后种子简化活力指数为1.003 5%、1.028 3%、1.099 8%、1.072 9%、1.121 0%、1.017 0%，和对照组0.074 8%相比，均有极显著差异(P<0.01)。表明：赤霉素处理对提高肋柱花种子的发芽率作用明显。

表2 赤霉素对肋柱花种子萌发的影响

注：**表示与对照组相比，在P=0.01水平上有极显著性差异。

3 讨论

3.1 贮存温度对肋柱花种子萌发的影响

本实验所用肋柱花种子采自内蒙古呼伦贝尔盟根河市，根河市气候属寒温带湿润型森林气候，寒冷湿润，冬长夏短。年平均气温-5.3 ℃，一月平均气温接近-30 ℃，日温度差及年温度差较大，结冻期长达210 d以上。实验设计的种子室外变温贮存，考虑与肋柱花野生环境相适应，实验所在地冬季气温低，室外平均温度-12 ℃，白天平均气温-10 ℃，夜间平均气温-15 ℃，形成了肋柱花种子贮存的低温环境。经过4个月日夜温差较大的结冻期处理后，种子的发芽率极大地提高，可能与冬季湿沙结冰，极小的减少了种子水分的流失，对种子起到了一定的保水作用，从而提高了种子的发芽率。本研究使用的室外变温贮存，不仅有效地促进了肋柱花种子的萌发，同时也为找到适合肋柱花种子长期贮存的方法奠定了基础。

3.2 赤霉素对肋柱花种子萌发的影响

本研究前期已进行过不同植物激素对肋柱花种子萌发影响的预实验，根据预实验结果发现，赤霉素对肋柱花种子的萌发有较显著的影响。因此，本实验研究了不同浓度(25 mg·L-1、50 mg·L-1、100 mg·L-1、200 mg·L-1、500 mg·L-1、1000 mg·L-1)赤霉素对肋柱花种子萌发的影响。

赤霉素是一类重要的植物生长调节激素，也是对种子萌发效果最好、研究最多的一类激素，可以打破种子休眠、刺激种子萌发[5-6]，已有研究表明，赤霉素对水稻、番茄等作物的种子萌发都有一定的促进作用[7-8]。本实验中不同浓度赤霉素提高了肋柱花种子的发芽率。可能与赤霉素影响细胞数目的增加和细胞的伸长有关，赤霉素溶液能显著提高胚乳中α-淀粉酶的活性，使细胞壁的水解酶活性增强，从而使胚细胞发生较大幅度的伸长，促进种子萌发进人生长阶段[9]。由实验结果可知，肋柱花种子的发芽率在本实验所选浓度范围内无明显差异，因此，还需进一步扩大浓度范围，找到肋柱花种子开始萌发和终止萌发的浓度，从而找出最适合肋柱花种子萌发的浓度。

[1] 中华人民共和国卫生部.中华人民共和国卫生部药品标准(蒙药册)[S].1998：15.

[2] 赵一之.内蒙古肋柱花属植物分类及其地理分布研究[J].植物研究，2004，24(1)：7-8.

[3] 刘尚武，何廷农.肋柱花属的系统研究[J].植物分类学报，1992，30(4)：289-319.

[4] 张春红，陈苏依勒，张娜，等.“地格达类”蒙药研究进展[J].中国中药杂志，2013，38(24)：4362-4368.

[5] 杨秀莲，王良桂.桂花种子对赤霉素处理的生理生化响应[J].南京林业大学学报(自然科学版)，2012，36(1)：63-67.

[6] 刘启彤，聂荣邦，黄一兰，等.赤霉素提高烤烟种子活力的研究[J].种子，2008，27(3)：75-77.

[7] 薛志忠，吴新海.赤霉素对盐胁迫下番茄种子萌发特性的影响[J].北方园艺，2011，(15)：59-61.

[8] 温福平，张檀，张朝晖，等.赤霉素对盐胁迫抑制水稻种子萌发的缓解作用的蛋白质组分析[J].作物学报，2009，35(3)：483-489.

[9] 叶利民，徐芬芬，周琴.外源GA3对盐胁迫下水稻种子萌发的影响[J].湖北农业科学，2010，49(9)：2065-2067.

StudyonInfluencingFactorofLomatogoniumrotatumSeedGermination

ZHUHong1，ZHANGChunhong1，2，WEIKunhua3，ZHANGLe1，2，LIMinhui1，2*，ZHOULishe1*

(1.BaotouMedicalCollege，Baotou，InnerMongolia014060，China； 2.InnerMongoliaResearchCenterofCharacteristicMedicinalPlantsCultivationandProtectionEngineeringTechnology，Baotou，InnerMongolia014060，China；3.GuangxiKeyLaboratoryofMedicinalResourcesProtectionandGeneticImprovement，GuangxiBotanicalGardenofMedicinalPlants，Nanning530023，China)

Objective：To study the major influencing factors ofLomatogoniumrotatumseed germination aiming to provide a scientific guidance for large scale cultivation and sexual propagation ofL.rotatum.Methods：Different storage temperatures and concentrations of gibberellin solution were choosed to treat the seeds，and petri dish method was used for the seed germination experiment.Seed germination rate，average root length and simplified vigor index were measured in a seed germination period.Results：The germination rates of outdoor alternating temperature group，4 ℃ refrigerator group and normal temperature group were 95.3%，10.5% and 6.0%，respectively.The average root lengths of these groups were 1.19 cm，1.15 cm，1.12 cm，respectively.The seed simplified vigor indexs were 1.134 1%，0.120 8%，0.067 2%，respectively.The germination rates of different concentrations，(25 mg·L-1，50 mg·L-1，100 mg·L-1，200 mg·L-1，500 mg·L-1and 1000 mg·L-1)of gibberellin solution soaked seeds were 89.6%，91.0%，94.0%，93.3%，95.0%，90.0%，respectively.The average root lengths were 1.12 cm，1.13 cm，1.17 cm，1.15 cm，1.18 cm，1.13 cm，respectively，and seed simplified vigor indexes were 1.003 5%，1.028 3%、1.099 8%，1.072 9%，1.121 0%，1.017 0%，recpectively.Conclusion：Outdoor alternating temperature storage or gibberellin soaking showed obvious effect on promotingL.rotatumseed germination.

Lomatogoniumrotatum；soil buried frozen；gibberellin

10.13313/j.issn.1673-4890.2015.3.010

2014-10-19)

“十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAI28B02)；国家自然基金(81060372)；内蒙古自治区高等学校青年科技英才支持计划项目(NJYT-13-B18); 内蒙古自治区教育厅项目(NJZY13239)

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李旻辉，教授，硕士生导师，E-mail:li_minhui@aliyun.com 周立社，教授，硕士生导师，E-mail:zhoulishe@sohu.com