不同处理对藏药波棱瓜种子萌发的影响

孙宁阳+张宏川+王蕾+符小红+顾健

摘要：为了摸清不同浸种时间、预处理和不同试剂对波棱瓜种子萌发的影响，在种子培养箱中模拟种子萌发环境，研究不同浸种时间（3、6、9、12、15、18、21、24、27 h）、不同预处理（低温、高温、超声波）和不同质量分数的赤霉素（GA3，50～200 mg/L）、6-苄基腺嘌呤（6-BA，10～40 mg/L）、硝酸鉀（KNO3，1 000～4 000 mg/L）及3种试剂混合（6-BA+GA3+KNO3）浸种方法对波棱瓜种子萌发的影响。结果表明，在不同浸种时间下，波棱瓜种子发芽率、发芽势差异显著，最佳浸种时间24 h；不同预处理都可以促进种子萌发，在40 kHz强度的超声波处理60 min后种子萌发有明显的提高；不同质量浓度的KNO3溶液和赤霉素GA3溶液都能促进波棱瓜种子萌发，6-BA溶液质量浓度升高对波棱瓜种子发芽有一定的抑制作用；混合试剂对波棱瓜种子萌发率不如单一试剂高。波棱瓜的种子采用40 kHz强度的超声波处理60 min后，用1 000 mg/L KNO3溶液浸泡24 h处理效果最好，发芽率为62.5%。

关键词：波棱瓜；种子；萌发；浸种时间；预处理；GA3；6-BA；KNO3

中图分类号： S567.041文献标志码： A文章编号：1002-1302（2017）07-0143-03

波棱瓜为葫芦科波棱瓜属植物，分布于中国青藏高原东部的四川、云南、西藏等地[1]。波棱瓜（Herpetospermum pedunculosum）种子具有清胆热、泻肝火、清热解毒的功效，用于治疗肝胆及消化不良等疾病，是藏医常用药[2]。近些年来，中医药、藏医药飞速发展，波棱瓜在中医临床、保健食品等方面也有开发的价值，这些因素导致波棱瓜种子的用量日益增加。波棱瓜原植物在青藏高原东南部广泛分布，但是由于蕴藏量低、自然条件下产量低等原因，远不能满足市场需求[3]。

植物在生长过程中重要的一个环节就是种子萌发[4]。实生苗的数量及成活率是植物种群数量的决定性因素[5]。由于波棱瓜种子种皮硬，有发达的角质层，具有较强的休眠性，发芽率极低，因此存在浸种催芽过程中发芽率低、不易发芽、出芽不整齐、人工栽培困难等问题，这些问题对资源保存造成潜在危机[6]。研究表明，不同浸种时间、预处理方式及不同质量浓度的GA3、6-BA、KNO3溶液的处理都可有效打破种子的休眠，可能是因为其软化种皮，提高种子的通透性并降低种子萌发抑制物的含量，提高了种子活力[7-12]。因此，本试验以四川省甘孜州泸定县波棱瓜种植基地的种子为试验材料，研究不同浸种时间、不同预处理以及不同质量浓度的试剂处理对波棱瓜种子萌发的影响。

1材料与方法

1.1供试材料

波棱瓜种子于2014年10月购于四川省甘孜州泸定县波棱瓜种植基地，分别用游标卡尺随机测定30粒成熟种子的纵轴和横轴长度，并分别求得平均值，种子质量是用电子分析天平随机称取100粒×8组，并求得平均值。

1.2室内萌发试验

依次进行不同浸种时间、不同预处理和不同试剂处理对波棱瓜种子萌发的影响试验。试验均在培养箱中进行，种子均在萌发试验前用3% K2MnO4溶液消毒 15 min，然后用蒸馏水冲洗干净后，按照《国际种子检验规程》和《农作物种子检验规程》[13]中规定的滤纸培养皿发芽法进行发芽试验，将处理后的种子均匀置于铺有2层滤纸的直径为9 cm的玻璃培养皿中，以蒸馏水保持其湿润。以2层滤纸作为发芽床，置于玻璃培养皿（直径11 cm）中，发芽过程中保持滤纸湿润，种子胚根长度与种子长度相当即为萌发开始，每天记录萌发的种子数，以连续3 d不再有新的种子萌发为试验结束标志。

1.2.1浸种时间和种子萌发的关系选取饱满的波棱瓜种子100粒，置于25 ℃培养箱中进行不同浸种时间试验，每隔3 h取出种子，用滤纸吸干种子表面的水分，然后放入培养箱中，模拟光强度为3 000 lx，连续光照10 h，再进行14 h黑暗处理进行萌发试验，每天定时统计萌发数，重复3次试验。

1.2.2不同预处理和种子萌发的关系对照（CK）：将50粒种子放于铺有双层滤纸的培养皿中，加蒸馏水置于25 ℃培养箱内，模拟光强度为3 000 lx，连续光照10 h，再进行14 h黑暗处理，进行萌发试验，每天定时统计萌发数，重复3次试验。超声波预处理：将种子放于盛有蒸馏水的烧杯中，将超声仪调至40 kHz的强度，超声波处理60 min，处理后用清水冲洗，按对照的方法进行萌发试验。热水处理：将种子分别放入50、70 ℃热水中，浸泡30 min后，按对照的方法进行萌发试验。低温处理：将种子放于2～8 ℃冰箱内，放置5 d后取出种子，用蒸馏水冲洗，按对照的方法进行萌发试验。

1.2.3不同试剂处理和种子萌发的关系将100粒波棱瓜种子分别浸入KNO3溶液（1 000、2 000、4 000 mg/L）、GA3溶液（50、100、200 mg/L）和6-BA溶液（10、20、40 mg/L）中 25 ℃ 下浸种24 h。浸种后用蒸馏水冲洗干净，模拟光强度为3 000 lx，连续光照10 h，再进行14 h黑暗处理，进行萌发试验，每天定时统计萌发数，重复3次试验。

1.3种子萌发的测定及计算方法

种子萌发指标的测定及计算参照付菁等的方法[14]进行。种子发芽率指萌发种子数占参试种子总数的比例，可以表示群体种子形成幼苗的潜势，计算公式：发芽率（GR）=发芽种子数/供试种子数×100%；发芽势指种子发芽达到高峰时的萌发率，计算公式：发芽势（GP）=发芽高峰期发芽的种子数/供试种子数×100%。

1.4数据处理

所有数据均采用“平均值±标准差”表示，运用 SPSS 18.0 进行方差分析和多重比较。

2结果与分析

2.1种子大小和千粒质量

波棱瓜种子为淡褐色，种皮粗糙，较坚硬，种子饱满，长（13.6±0.94）mm、宽（5.6±0.46）mm，千粒质量（10.2±0.49）g。

2.2浸种时间对波棱瓜种子萌发的影响

波棱瓜种子的萌发与浸种时间有密切关系。表1结果显示，波棱瓜种子发芽率、发芽势在不同浸种时间下表现出显著差异（P<0.05）。3 h条件下波棱瓜种子的发芽率仅为8%，24 h条件下则达到30%，是3 h条件下的3.75倍。综上可知，在浸种24 h条件下，波棱瓜种子的发芽率均高于其他浸种时间，发芽势在24 h和27 h浸种时间处理间仅差1百分点，综合考虑波棱瓜种子的最适宜浸种时间为24 h。

2.3不同预处理对种子发芽的影响

从图1可以看出，不同预处理对波棱瓜种子的发芽率和发芽势的影响存在显著差异（P<0.05），其中超声波处理后种子发芽率显著提高，为56%；其次是对照组和50 ℃热水处理的种子，发芽率分别为29%、26%；再次是4 ℃低温和 70 ℃ 处理后的发芽率仅为23%、18%。说明波棱瓜种子萌发预处理应选择40 kHz强度的超声波处理60 min。

2.4不同试剂处理对种子萌发的影响

2.4.1KNO3对波棱瓜种子萌发的影响从表2可知，不同质量浓度KNO3溶液处理对波棱瓜种子的萌发有一定的促进作用。方差分析结果表明，不同质量浓度的KNO3溶液对波棱瓜种子发芽势和发芽率的影响有显著差异。在本试验条件下，波棱瓜种子的最适质量浓度是1 000 mg/L KNO3，处理后发芽势和发芽率分别比对照提高16、33.5百分点，与对照差异显著。随着KNO3质量浓度的提高，发芽率逐渐降低，当质量浓度达到4 000 mg/L时，发芽率比对照提高11百分点。

2.4.2GA3对波棱瓜种子萌发的影响从表3可知，不同质量浓度GA3溶液处理对波棱瓜种子的萌发有一定的促进作用。方差分析结果表明，溶液为50、200 mg/L的溶液对波棱瓜种子发芽势和发芽率的影响有显著差异。在本试验条件下，波棱瓜种子的最适发芽质量浓度为50 mg/L，在该质量浓度下处理的种子，发芽势和发芽率分别比对照提高12、27百分点，并且发芽率与其他质量浓度处理差异显著。

2.4.36-BA对波棱瓜种子萌发的影响从表4可知，10、20 mg/L质量浓度6-BA溶液对波棱瓜种子发芽率和发芽势影响不显著，而40 mg/L 6-BA溶液顯著抑制了波棱瓜种子的发芽率和发芽势。波棱瓜种子在10 mg/L 6-BA处理时发芽最好，处理后发芽率比对照提高8百分点。较低质量浓度的6-BA对波棱瓜种子萌发有一定程度的促进作用，但较高质量浓度有一定的抑制作用。

2.4.43种试剂混合处理对波棱瓜种子萌发的影响从表5可知，3种试剂混合处理也能使波棱瓜种子发芽率有不同幅度提高。其中混合KNO3+6-BA试剂处理后的种子发芽率为42.5%，与对照相比差异显著，但是低于KNO3单一试剂处理；其次是混合KNO3+GA3试剂处理后的种子发芽率为385%，与对照差异显著；最后混合6-BA+GA3和KNO3+GA3+6-BA试剂处理后的种子发芽率分别为31.2%和30.0%，与对照差异不显著。

3结论与讨论

3.1种子最佳的浸种时间

本试验结果表明，不同浸种时间对波棱瓜种子发芽率的影响存在显著差异，浸种24 h发芽率最好，浸种时间过短或过长对种子萌发都有一定的影响。由于种子在发芽过程中要吸收水分，用来活化种胚内部的蛋白质、酶等物质，因此如果浸种时间太短，吸水不足，细胞器活化慢，种子萌动受到影响，从而不利于发芽[15]；如果浸种时间过长，水中氧气少会导致种子无氧发酵现象的发生，造成种子出苗率偏低[16]。

3.2种子最佳的预处理

本研究表明，超声波处理可以促进种子萌发，因为超声波可以使种子表面的蜡质层变薄或者使蜡质层与种皮分离，提高种子的通透性，打破种子休眠。有文献报道长鄂鸡眼草种子用80 ℃热水处理时对种子损伤较大，以50 ℃保温15 min或是60 ℃保温10 min最好。本研究对波棱瓜种子进行热水处理，种子发芽率都不如超声波处理的高，可能是因为50 ℃热水不能打破种子的休眠而70 ℃热水又会破坏种子内的活性物质，所以预处理最好的方式就是用40 kHz强度的超声波处理60 min。

3.3浸泡种子的最佳试剂

1 000 mg/L KNO3可以促进波棱瓜种子萌发，其促进作用可能是因为在该质量浓度下有效利用的钾离子较多，种子在发芽的过程中需要大量的蛋白质，而钾离子能促进蛋白质的合成，当钾离子充足时，形成的蛋白质较多，从而为种子的发芽提供所需的各种蛋白质，同时在细胞内钾离子可作为丙酮酸激酶、果糖激酶、苹果酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、淀粉合成酶等60多种酶的激活剂。

低质量浓度的GA3对种子萌发有一定的促进作用，可能是因为低质量浓度GA3可有效解除波棱瓜种子的休眠。GA3的加入可有效改变种子内的激素比例，促使本来处于休眠状态的种胚恢复伸长生长的能力，促使种子萌发。

6-BA是细胞分裂素，用其浸种能促进种子萌发，而用高质量浓度的6-BA浸泡波棱瓜种子却抑制了种子的萌发，可能的原因是波棱瓜种子自身含有较高6-BA，处理后使其对种子萌发产生抑制；种子中的内含物与6-BA作用，产生对种子萌发抑制的中间产物，具体机理尚不清楚，有待进一步研究。

3种试剂混合处理对种子萌发都有不同程度的促进作用，其中有硝酸钾组的混合试剂对种子的萌发比其他几组好，3种试剂混合不如2种试剂混合的效果好，可能是因为混合试剂中硝酸钾所占的质量浓度高，而硝酸钾又是种子萌发过程中必需的物质，所以有硝酸钾组的种子萌发率高，至于几种试剂在种子萌发过程是否有相互作用，有待进一步研究。

综上所述，不同预处理对波棱瓜种子都有不同程度的促进作用，但用40 kHz强度的超声波处理60 min效果最好；不同质量浓度KNO3及低质量浓度的GA3试剂对波棱瓜种子均有一定的有促进作用，但高质量浓度的6-BA对种子的萌发有一定的抑制作用。在种植过程中用40 kHz强度的超声波处理60 min，然后1 000 mg/L KNO3浸种24 h，可以有效打破波棱瓜种子的休眠，能够提高种子的发芽率。

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