环境因子对山茱萸种子萌发的影响

李文杨+阎腾飞

摘要：采用不同机械处理、水分和盐分等多因素试验设计，探讨了不同环境条件对山茱萸（Macrocarpium officinale）种子萌发特性的影响。结果表明，机械处理后的种子萌发率是未处理的种子的5倍；采用机械损伤后的种子进行水分和盐分胁迫试验，发现水分胁迫下种子萌发率呈先下降后上升再下降的趋势，在20% PEG6000处理条件下种子萌发率为52%，与无胁迫状态发芽率53%数据相近，表现出恢复发芽能力现象；盐分胁迫处理中，山茱萸种子在25 mmol/L NaCl处理条件下比未处理的空白对照的萌发率高5个百分点。

关键词：山茱萸（Macrocarpium officinale）；种子萌发；光照；機械处理；水分胁迫；盐分胁迫

中图分类号：S567；S351.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2017）17-3277-03

DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2017.17.022

The Influences of Environmental Factors on Seed

Germination of Macrocarpium officinale

LI Wen-yang， YAN Teng-fei

（Department of Forestry， Xinyang College of Agriculture and Forestry， Xinyang 464000， Henan， China）

Abstract： The effects on Macrocarpium officinale seed germination characteristics were investigated by setting different mechanical damage，moisture and salt processing conditions. Under the condition of mechiaical damage，the result showed that M. officinale seed germination rate was five times of control. The influences of drought and salt stress on M. officinale seed germination were studied by using the mechanical injured seed. The data showed drought stress in the germination rate decreased firstly，and then increased，and finally decreased. The seed germination rate was 52% under 20% PEG6000 treatment， and the data was similar with the control（53%）， suggested that 20% PEG6000 could recover germination ability. Under 25 mmol/L NaCl treatment， the seed germination rate was five percentage point higher than the control.

Key words： Macrocarpium officinale； seed germination； light condition； mechanical damage； drought stress； NaCl stress

山茱萸（Macrocarpium officinale），别名蜀枣、枣皮、魁实、鸡足、山萸肉等，为山茱萸科（Cornaceae）山茱萸属（Macrocarpium）植物，天然分布主要在中国亚热带和北温带之间的暖温带地区，例如河南、浙江、陕西等省，河南产区主要集中在西峡县，而在世界其他国家和地区分布稀少[1，2]。山茱萸是中国传统珍贵中药材，以干燥成熟果肉入药，具有补益肝肾，涩精固脱，降血糖、抗衰老、增强免疫机能等作用，可用于治疗糖尿病等多种疾病，药用价值极高，是六味地黄丸、八味系列地黄丸的主要原料，也是全国40味主要大宗药材品种。

山茱萸具有较高的经济效益，是目前国内国际市场上紧缺的药材之一，也是豫南地区农民致富的重要经济树种。长期以来，山茱萸多采用种子繁殖，但山茱萸从种子播种到开花结果一般需要8～10年[3]，而且种子萌发困难，在自然界中，山茱萸种子需要经过至少12～15个月的沤化方能出芽，而且发芽率仅50%以下。此外，现有结果树的质量良莠不齐，产量高低不一，品质差异较大，严重影响了山茱萸产业的发展。如何提高山茱萸种子的萌发率是一个亟待解决的问题。为此，试验拟通过机械处理、水分、盐分等条件处理，对山茱萸种子萌发特性进行研究，探讨影响山茱萸种子萌发的各种限制因素，寻找最适培育条件，以期缩短育种年限，为山茱萸在豫南地区的栽培和繁育起到推动作用。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料山茱萸种子于2015年11月采自河南省信阳市，去除果肉，种子晾晒处理后置于4 ℃冷藏。

1.2 试验方法

用四分法取山茱萸纯净种子若干，用0.4%（W/V）的高锰酸钾溶液浸2 h，取出用清水反复冲洗直至无高锰酸钾溶液残留；去离子水浸种24 h（水温从 80 ℃始温开始并自然冷却），在培养皿中放入滤纸作床置种。自然光照室内培养，日温21 ℃，设置处理梯度，每个处理水平均设3个重复。对照采用蒸馏水培养，开始观察幼苗发育的规律并做记录。endprint

按照《国际种子发芽规程》（胚根突出种皮的长度为种子长度的一半即为发芽的种子），于20 d终止发芽试验，计算发芽率、发芽势以及发芽指数。

发芽率=发芽的种子数/供试种子数×100%，发芽势=7 d发芽种子总数/种子播种粒数×100%；发芽指数（GI）=∑GT/DT（GT为T日种子发芽数，DT为相应种子发芽的天数）。

试验处理如下：

1）机械损伤处理。在室内自然光条件下，采用机械损伤处理的山茱萸种子进行萌发试验。山茱萸种皮坚硬，用手术剪仅破坏种子尖端小部分种皮，不伤及种胚，以未剪口的为对照[4]。

2）水分胁迫处理。水分胁迫采用不同浓度的PEG6000溶液进行模拟，浓度分别为0%（CK）、5%、10%、15%、20%、30%共6个处理，其渗透势[5]相当于0、-0.09、-0.24、-0.43、-0.66、-1.20 MPa。用不同质量浓度的PEG6000溶液渗透发芽床，每皿10 mL溶液，以后每天适量添加，保持不同水分胁迫处理梯度下水势恒定。

3）盐分胁迫处理。设置不同浓度NaCl溶液，浓度分别为0、25、50、100、150、200、300 mmol/L。每日定时补充适量溶液，使各处理盐溶液浓度保持不变，保持种子湿润。

2 结果与分析

2.1 机械损伤处理对山茱萸种子萌发的影响

机械损伤处理对山茱萸种子萌发的影响情况见表1。结果显示，自然光照条件（对照）下，山茱萸种子萌发率极低，仅为13.33%，发芽试验第7天仍无发芽迹象；机械损伤条件下种子萌发率为66.67%，发芽势为55.56%，发芽指数为17.5，与无机械损伤处理的山茱萸种子萌发相比差异显著（P<0.05）；试验结果表明，机械损伤处理能够显著提升山茱萸种子的萌发率。

2.2 水分脅迫对山茱萸种子萌发的影响

不同浓度PEG6000处理对山茱萸种子萌发的影响见图1。由图1可见，随PEG6000浓度的增加，萌发率表现为先上升后下降的趋势，20% PEG6000处理条件下山茱萸种子的萌发率最高，为52%；与无水分胁迫下山茱萸种子53%的萌发率相近，表现出恢复发芽能力的现象；随着水分胁迫的加重，山茱萸种子的萌发率受到抑制，PEG6000浓度超过20%条件下的山茱萸种子萌发率急剧下降。

2.3 盐分胁迫对山茱萸种子萌发的影响

不同NaCl浓度下山茱萸种子萌发率见图2。由图2可见，25 mmol/L NaCl的处理条件下对山茱萸种子萌发有促进作用，萌发率为56%，比未处理的空白对照的萌发率高5个百分点。山茱萸种子发芽率先随着NaCl浓度的增加而降低，到100～200 mmol/L NaCl浓度时发芽率又呈缓慢上升趋势，超过200 mmol/L NaCl浓度时发芽率下降，300 mmol/L NaCl的条件下山茱萸种子萌发率为39%，总体来看，NaCl浓度对山茱萸种子萌发的影响不明显。

3 小结

植物种子休眠是复杂的现象，引起种子休眠的原因有很多，可能是由一种因素造成，也有可能由多种因素所致，各因素之间相互制约共同调控着种子的休眠[6]。试验通过研究机械损伤、光照、水分和盐分等条件对山茱萸种子萌发的影响，发现机械损伤处理对山茱萸种子萌发具有显著的促进作用。山茱萸种子厚而坚硬，如不经过机械损伤处理，种子萌发率极低。近年来研究表明种皮构造与种子休眠有关系，刘雅帅[7]对山茱萸种子休眠机理的研究表明，种壳的透水、透气性差及种皮的机械束缚是山茱萸种子休眠的主要原因之一；这也可能是本研究中机械处理后山茱萸种子萌发率显著提高的原因。

种子是植物最重要的繁殖材料，发芽阶段受到胁迫的表现在一定程度上反映了该树种的耐受能力。本研究在水分和盐分条件胁迫山茱萸种子萌发试验中，采用的材料都是机械损伤后的种子进行发芽试验，试验结果表明，水分胁迫比盐分胁迫对山茱萸种子萌发的影响明显。水分胁迫中萌发率呈下降后上升再下降趋势，在20% PEG6000处理条件下种子萌发率为52%，与无胁迫状态发芽率53%数据相近，表现出恢复发芽的能力；盐分胁迫处理中山茱萸种子在25 mmol/L NaCl浓度时反而能促进山茱萸种子的萌发。山茱萸种子水分和盐分胁迫萌发试验与其他植物研究也有相似表现，如麦苗苗等[8]以连香树种子为试验材料，研究不同质量浓度PEG对种子萌发的影响，结果发现适宜质量浓度（140～301 g/L）的PEG预处理连香树种子，能促进种子萌发和芽苗生长；王瑞苓等[9]用NaCl胁迫华山松种子的发芽试验中，萌发率也呈现出先升高后降低的变化趋势，NaCl溶液浓度为25 mmol/L时发芽率、发芽势与简易活力指数达到最大。种子受到一定程度的胁迫会激发本身的抵抗机制，从而导致生活力水平的提高，本研究中水分和盐胁迫促进山茱萸种子萌发的原因还需进一步的研究。

参考文献：

[1] 王花红.山茱萸有效成分的含量测定及其指纹图谱研究[D].西安：陕西师范大学，2004.

[2] 吴卫刚.山茱萸生物学特性及加工工艺研究[D].郑州：河南农业大学，2009.

[3] 李依娜.山茱萸早结果、早丰产栽培技术[J].农村实用技术与信息，2001（7）：41-42.

[4] 许桂芳，刘明久，席世丽，等.破除红蓼种子休眠研究初报[J].种子，2005（1）：24-25.

[5] WANG Y G，JING J H，FENG W S，et al. Comparison of thermocouple psychromery and freezing point osmometer for measuring polyethylene glycol 6000 osmotic potentials[J].Plant Physiol，1996，32（4）：278-280.

[6] 陈彩霞，王九龄，智 信.国内外红松种子休眠及催芽问题研究动态[J].世界林业研究，1997（5）：4-9.

[7] 刘雅帅.山茱萸种子休眠机理的研究[D].南京：南京林业大学，2008.

[8] 麦苗苗，石大兴，王米力，等.PEG处理对连香树种子萌发与芽苗生长的影响[J].林业科学，2009（10）：94-99.

[9] 王瑞苓，汪元超，刘建祥，等.NaCl胁迫对云南松幼苗生长的影响[J].贵州农业科学，2013（3）：126-127.endprint