香榧种子内含发芽抑制物对种子萌发的影响

孙　娜，陈　黎，刘　序，卢雪佳，邢　磊

（黄山学院 生命与环境科学学院，安徽 黄山 245041）

香榧种子内含发芽抑制物对种子萌发的影响

孙娜，陈黎，刘序，卢雪佳，邢磊

（黄山学院 生命与环境科学学院，安徽 黄山 245041）

研究了抑制萌发物质对香榧种子休眠的影响，用GC-MS联用仪对香榧种子各部分甲醇浸提液进行了生物测定，鉴定香榧种子不同部位所含有机物质的种类。结果表明香榧种子外种皮、内种皮和胚乳的浸提液对白菜种子发芽率和幼苗的茎、根生长均有抑制作用，抑制强度为：内种皮＞外种皮＞胚乳，且随浸提液浓度的增大，抑制作用增强。从香榧种子的外种皮、内种皮和胚乳中鉴定出多种有机化合物，并鉴定出物质种类和相对含量。其中包括以亚油酸、亚油酸甲酯、beta-谷甾醇、邻苯二酚为主的酸类、酯类、醇类、酚类等。香榧种子各部位均含有已确定为发芽抑制物质的邻苯二酚，表明香榧种子的外种皮、内种皮和胚乳中均含有抑制种子萌发物质。

香榧种子；休眠；抑制物质

香榧（Torreya grandis Fort.et Lindl.cv.Merrillii），是一种经济价值和营养价值较高的干果类树种，常绿乔木，坚果［1-3］。其种仁含17种氨基酸与19种矿物元素，含油率高达546.2-614.7g·kg-1，并含有极丰富的烟酸和叶酸，且不饱和脂肪酸占脂肪酸的79.41%［4］。是集食用、药用、油用、材用、观赏为一体的珍贵干果树种。目前关于香榧的研究主要集中在起源、假种皮成分分析以及种植栽培等方面［5］，但对香榧种子休眠、催芽、种子萌发及苗木培育等方面少有报道。对香榧种子各部位甲醇浸提液进行生物测定及GC-MS鉴定，探究种子中发芽抑制活性物质的种类、相对含量，研究香榧种子休眠、萌发为苗木培育提供理论依据。

1　材料来源

香榧种子于2013年10月采集于黄山区汤口镇汤口村山地。供试香榧种子树龄80a，水洗后除去假种皮、室内自然晾干后于4℃冰箱备用，种子千粒重4128.88g；生物测定所用白菜种子为市售536白菜种子，纯度96%、净度98%、含水量≤7%、发芽率≥85%。

2　实验方法

2.1香榧种子各部分甲醇浸提液的生物测定

将香榧种子分离为外种皮、内种皮和胚乳3部分，各取10g置于研钵中，研磨后用80%甲醇50ml，放置4°C环境下浸提48h，重复2次，将2次滤液混合，在35°C条件下蒸干浓缩，用蒸留水定容至20ml为原液。再分别稀释为原液的10%、20%、40%、60% 和100%，贮于5°C下备用。抑制活性的生物测定参照赵敏等的方法［6］。分别取上述不同浓度的浸提液5ml置于烧杯中进行测定，以同体积蒸馏水为对照，每处理3个重复，每个重复100粒白菜种子，48h后统发芽的白菜种子数。然后在25°C、12h光照、75%湿度、1200lx人工气候箱中培养，72h后分别测出根和茎的长度。

2.2香榧种子发芽抑制物的鉴定

2.2.1测定样品的制备

将香榧种子的外种皮、内种皮和胚乳进行分离，各取分离物10g研磨后用80%甲醇浸提，重复2次，将滤液混合后在35°C下减压浓缩蒸干。然后再用甲醇将其定容至5ml，即得到甲醇提取物的浓缩样品。用于GC-MS测试。

2.2.2GC-MS分析

测定仪器为美国Agilent公司生产的（Agilent HP7890-5975C）气相-质谱连用仪，其载气为高纯He，体积流量设为1mLmin-1；采用HP-5MS弹性石英毛细管柱 30mx250μmx0.25μm。起始温度为40°C测定3分钟，接着是4°Cmin-1到160°C测定3分钟，后6°Cmin-1到285°C测定10分钟。进样温度280°C，进样量1μl。最后由计算机控制的库存信号检索各个成分的质谱图并参考保留值。

2.2.3发芽抑制物相对含量的测定

以离子流程图中每个峰面积与全部峰面积的比值代表该物质的相对含量。

3　结果与分析

3.1香榧种子各部分发芽抑制物质对白菜种子生长的影响

由图1可以看出，各处理对白菜种子的萌发均有抑制作用，外种皮、内种皮和胚乳均随着浸提液浓度的增加，白菜种子的发芽数呈逐渐降低的趋势，其中内种皮的抑制作用最强。当浸提液浓度升高到80%时，白菜发芽数为零。对不同部位不同浓度的发芽抑制物质对白菜种子生长的影响进行方差分析，结果表明各部位各浓度下的白菜种子发芽数存在极显著差异。白菜种子在外种皮、内种皮，胚乳浸提液浓度为10%时发芽最多，分别为 65.2%，34.15，47.3%，均明显低于对照组 92%，抑制作用表现为：内种皮＞胚乳＞外种皮，且随着浸提液浓度的增大抑制作用增强。表明不同部位的浸提液抑制作用差异显著，相同部位不同浓度间的抑制作用也有显著性差异。

图1　香榧种子各部位内含物质不同浓度甲醇浸提液对白菜种子发芽的影响

用香榧种子不同部位不同浓度的浸提液对白菜种子萌发及胚根的生长影响情况进行方差分析，由图2可知，外种皮、内种皮以及胚乳的不同浓度浸提液对白菜种子胚根、茎长的生长均有抑制作用且差异显著，并随浓度的升高抑制作用加强，其中内种皮的抑制作用最强，外种皮和胚乳的抑制作用相近。0.1mgL-1的内种皮浸提液与对照组相比，胚根的生长速度减半，抑制作用达到极显著水平。0.6mgL-1的外种皮、胚乳、内种皮的抑制作用依次增强，胚根长分别为5.2mm、3.2mm、2.6mm均小于对照组胚根长16.2mm，浓度升高到0.8mgL-1时，胚根不再生长。

图2　香榧种子不同部位内源物质对白菜根生长的作用

图3　香榧种子不同部位内源物质对白菜茎生长的作用

由图3看出，茎的生长在浓度为10%时，抑制作用不明显，随浓度的增大，抑制作用明显加强，表现为内种皮＞外种皮＞胚乳。方差分析结果表明，外种皮10%、胚乳10%、20%甲醇浸提液的茎长生长与对照相比没有显著差异，而其他各处理组间差异均达到显著或极显著水平。浸提液浓度最大时抑制作用达到最强，茎长为0，表明不同部位不同浓度、相同部位不同浓度间所含发芽抑制物的抑制作用不同且差异显著。

3.2香榧种子各部位中有机化合物种类及相对含量

3.2.1香榧种子外种皮中有机化合物种类及相对含量

采用GC-MS分析法鉴定了香榧种子外种皮甲醇萃取液，共分离出87个峰。选择相似度较大相对含量较高的有机化合物8种，通过计算机检索出化合物的有关信息（见表1），其中已确定有抑制作用的是邻苯二酚（0.99%），香榧外种皮中其他含量较大的为：未知1（7.11%）、beta-谷甾醇相对含量6.93%、油酸甲酯相对含量4.23%、亚油酸甲酯相对含量2.18%；但对上述物质是否存在抑制活性，还需用标准品进一步确定。

表1　香榧种子中有机化合物种类及相对含量

3.2.2香榧种子内种皮中有机化合物种类及含量

从香榧种子内种皮甲醇萃取液，得到总离子流程图，分离出48个峰，选择离子流程图中相似度较大相对含量较高的有机化合物8种（见图4）。

由表1可知，香榧内种皮中含量较大的为亚油酸甲酯（17.63%）、油酸甲酯（12.22%）、beta-谷甾醇（12.24%）、4，5，6，7-四氯邻苯二甲酰亚胺 （11.02%）、邻苯二酚 （1.01%）。除此之外棕榈酸、3，4-二氢-2，5，8-三甲-2-2H-1-苯并吡喃-6-醇等物质也可能存在发芽抑制活性，但是否有抑制作用作用还需要用标准品进一步验证。

3.2.3香榧种子胚乳中有机化合物种类及含量

香榧种子胚乳的甲醇提取物中得到的有机化合物约10种（见表1），香榧胚乳中相对含量较大的有3，4-二氢-2，5，8-三甲-2-2H-1-苯并吡喃-6-醇，相对含量为7.63%，未知3，相对含量为9.06%，未知2，相对含量为5.21%，beta-香树精，相对含量为2.17%，油酸相对含量1.65%、亚油酸相对含量1.21%。相对含量为1.76%。未知物质有无抑制作用，需要进一步研究。

4　结论与讨论

对香榧种子进行生物测定，表明香榧种子外种皮、内种皮和胚乳甲醇浸提液对白菜种子发芽及茎根长生长均有抑制作用。外种皮和胚乳的低浓度浸提液对白菜种子茎长的影响差异不显著，其他各处理均达到显著抑制水平。其中内种皮甲醇浸提液对白菜种子的发芽和生长均表现极显著抑制作用，抑制物质可能主要存在于内种皮中。

有关研究表明，内源抑制物质的存在是植物种子休眠的主要原因［7］，内源抑制物是指植物种子的种皮或其他部位存在某种或某些能够阻碍种子生理活动或某个代谢环节的物质，种子必须经过一定时间，待这些化学物质分解后才能解除抑制作用而萌发［8］。种子在后熟过程中是否起作用也有待于进一步研究。结合种子研磨液的浸提、GC-MS鉴定从香榧种子外种皮、内种皮、胚乳3个部位的甲醇浸提液中分离鉴定出多种物质，包括以亚油酸为主的有机酸类、亚油酸甲酯为主的酯类、邻苯二酚为主的酚类、beta-谷甾醇为主的醇类等，这与张艳杰等［9］在南方红豆杉种子透性及甲醇浸提液的生物测定一文中的研究结果极为相似。此外，3个部位中均含有发芽抑制物质邻苯二酚，这与韩东等［10］在对西洋参种子中发芽抑制物质的研究结果一致。研究表明，香榧种子外种皮、内种皮以及胚乳的内含物的抑制作用有着很大的差异，这种差异可能是由种子各部分所含的抑制物种类及含量有所不同引起的。在香榧种子各部位中均含有发芽抑制物质邻苯二酚，但其抑制作用明显不同，可能是因为同种物质的含量不同对种子发芽产生不同影响。

GC-MS鉴定的结果表明，香榧种子的中种皮、内种皮及胚乳中存在着种类不尽相同、抑制强度各异的萌发抑制物质，说明内源抑制物种类具有多样性，但在种子内哪一种或几种起抑制作用还有待于进一步研究。

［1］武栋.安徽徽州榧树种群内种子理化性质的分析［D］.杭州：浙江农林大学，2012：8-13.

［2］梁淑云，丁之恩，胡文翠.安徽香榧资源概况及栽培技术［J］.经济林研究，2006，24（2）：59-62.

［3］沈登锋，曾燕如，喻卫武，等.榧树种质资源的收集与种子理化性质的初步分析 ［J］.浙江农林大学学报，2011，28（5）：747-752.

［4］黎章矩，骆成方，程晓建，等.香榧种子成分分析及营养评价［J］.浙江林学院学报，2005，22（5）：540-544.

［5］黎章矩，程晓建，戴文圣，等.香榧品种起源考证［J］.浙江林学院学报，2005，22（4）：443-448.

［6］赵敏，王炎，张伟.北五味子内源抑制物质特性的初步研究［J］.东北林业大学学报，1991，27（5）：62-64.

［7］黄耀阁，崔树玉，杨继祥，等.野生药用植物种子休眠的成因及解决的途径［J］.吉林农业大学学报，1993，（1）：203-207.

［8］黄丹，徐岳香，胡海波.植物种子休眠原因与机理的研究进展［J］.亚热带植物科学，2010，9（2）：78-83.

［9］张艳杰，高捍东，鲁顺保.南方红豆杉种子透性及甲醇浸提液的生物测定［J］.江西农业大学学报，2007，29（3）：384-389.

［10］韩东，李向高，黄耀阁，等.西洋参果实不同部位发芽抑制物质的研究［J］.特产研究，2011，（2）：13-18.

责任编辑：胡德明

The Effects of Germination Inhibitors Contained in Torreya grandis Seeds on Seed Germination

Sun Na，Chen Li，Liu Xu，Lu Xuejia，Xing Lei
（School of Life and Environmental Sciences，Huangshan University，Huangshan 245041，China）

The influence of germination inhibiting substances on Torreya seeds dormancy is studied. Biological determination on the methanol extract from different parts of Torreya grandis seeds is conducted by GC-MS in order to determine the type of organic matters contained in different parts of Torreya grandis seeds.The results show that the testa，inner seed coat and endosperm extraction liquid can inhibit the germination rate of cabbage seeds and the growth of seedling stems and roots.The inhibitory strength is like this：endotesta＞exosperm＞endosperm.The inhibition enhances with the increase of the concentration of the leaching solution.From the testa，inner seed coat and endosperm extraction liquid of Torreya seeds，a variety of organic compounds are identified.And the type and relative content of the substances are identified，among which acids，esters，alcohols and phenols such as linoleic acid，linoleic acid methyl ester，beta sitosterol and catechol are included.Catechol which has been identified as a germination inhibitor contains in each part of Torreya seeds.The results show that inhibiting seed germination substances are contained in the exotesta，inner seed coat and endosperm of Torreya seeds.

Torreya seeds；dormancy；inhibiting substances

S3

A

1672-447X（2016）03-0044-004

2016-03-15

国家级大学生创新创业训练计划项目（201539）；安徽省质教育厅量工程项目（201502）；黄山学院自然科学研究项目（2014xkj001）

孙娜（1993-），安徽淮北人，黄山学院生命与环境科学学院学生，研究方向为森林培育；陈黎（1965-），安徽金寨人，黄山学院生命与环境科学学院副教授，研究方向为植物栽培。