脱水处理对后熟黄连种子生活力及发芽率的影响

罗婷婷，马云桐，裴瑾，邹玉霞，周碧乾，钟芙蓉

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脱水处理对后熟黄连种子生活力及发芽率的影响

罗婷婷，马云桐，裴瑾，邹玉霞，周碧乾，钟芙蓉

目的：研究不同脱水处理对后熟黄连种子萌发率的影响，以期为后熟黄连种子选择合理的贮藏方法提供科学依据。方法：分别以干燥箱（30℃，快速脱水）、干燥剂（硅胶）及氯化锂饱和水溶液（缓慢脱水）处理后熟黄连种子，测定不同含水量条件下后熟黄连种子的生活力及发芽率。结果：后熟黄连种子初始含水量为45.46%，生活力和发芽率为90%和86%；当含水量同样降至16.46%时，快速脱水处理后的生活力和发芽率为88%、62%，高于缓慢脱水处理后的生活力和发芽率69%、59%（干燥剂（硅胶）），73%、54%（氯化锂饱和水溶液）。三种脱水方法处理种子的生活力和发芽率均随着含水量的减少而降低。不同脱水处理种子的致死含水量分别为6.36%（干燥箱（30℃））和5.43%（干燥剂（硅胶））。结论：在一定脱水程度上，快速脱水比缓慢脱水对后熟黄连种子伤害小。后熟黄连种子不能在较低含水量条件下保持活力反映了其顽拗性的本质。

后熟黄连种子；脱水处理；生活力；发芽率

根据种子的贮藏行为，一般把种子分为正常性种子和顽拗性种子2种类型；正常性种子在成熟时完成脱水过程，因此能够以较低的含水量进行正常的生长发育；而顽拗性种子在成熟过程中并不发生脱水反应，种子在成熟脱落时仍然保持着较高的含水量，在整个生长过程对脱水和低温敏感；种子含水量的高低对于种子的生活力和贮藏寿命起着决定性作用[1]。不同种子的脱水耐性不同，但种子间可能存在一个脱水耐性的连续变化，在一定范围内，脱水速度越快，顽拗性种子耐受脱水的能力就越强，因为快速脱水缩短了种子在中间含水量状态停留的时间，代谢胁迫积累就较少，即快速脱水的种子没有足够的时间完成导致种子活力丧失的一系列恶化反应[2]。

黄连Coptischinensis Franch.为毛茛科黄连属多年生草本植物，具有清热燥湿、泻火解毒的功效，以干燥根茎入药[3]。野生黄连分布于湖北、湖南、四川、重庆、甘肃、贵州省海拔1200-1700 m的山谷密林之中，由于过度采挖，资源濒临灭绝，大多人工栽培，由于黄连种子体积小，对生长环境要求严格，自身要经过9个月左右的形态后熟和生理后熟过程才能萌发等特点[4]。完成后熟的种子是一种典型的顽拗性种子，种子含水量高。因此本文采用干燥箱（30℃，快速脱水）、干燥剂（硅胶）及氯化锂饱和水溶液（缓慢脱水）处理后熟黄连种子后，测定其种子的生活力及发芽率。以期为后熟黄连种子选择合理的贮藏方法提供科学依据。

1 材料与仪器

1.1 实验材料

后熟黄连种子采集于四川省雅安市天全乡小沟村，经成都中医药大学马云桐教授鉴定为毛茛科植物黄连（CoptischinensisFranch.）的种子。

1.2 实验仪器

智能光照培养箱、培养皿、滤纸、红四氮唑(TTC)、电热恒温干燥箱、干燥器、干燥剂（硅胶）及氯化锂等。

2 实验方法

2.1 种子脱水处理方法

本试验采用单因素完全随机处理，选取后熟黄连种子分别在干燥箱（30℃）、干燥剂（硅胶）及氯化锂饱和水溶液中处理12 h，每隔2 h测定种子含水量、生活力及发芽率。并脱水至含水量不再变化时测定种子生活力及发芽率。

2.2 种子含水量的测定

精密称取0.3 g后熟黄连种子，先用80℃温度预烘2～3小时后再加温到103℃（正负2℃）以下，一直到恒重，即干燥到两次重量之差不超过种子重量的1%为止。称重时应注意，称重瓶从烘箱中取出后必须加盖在干燥器内放凉才称重。在两组试验样品容许误差不超过0.5%范围内，前后两次称量的差值与未烘干前的比值为含水量，取其平均值则为所测种子的含水量。

2.3 种子生活力的测定

采用TTC染色法测定种子的生活力[5]，选取后熟黄连种子用蒸馏水在25℃恒温条件下浸泡2 h，用刀片将种子纵剖为两半，将其置于培养皿中，每个培养100个半粒，加人0.5%的TTC溶液，让TTC溶液刚好覆盖种子，然后将其置于30℃恒温箱中染色24 h。另一半种子置于沸水中，使其胚失去活性，使用同样的方法染色，以此作为对照，重复两次。

2.4 种子的发芽温度筛选

将后熟黄连种子放置于光照相同、不同的温度条件下进行发芽实验（参见2.5种子发芽实验方法），找出最佳发芽温度，共设置四个实验组（见表1），每组设四个重复，实验时间分别为20d。

表1 四个实验组情况表

2.5 种子的发芽实验

参考《国际种子检验规程》[5]的方法。设定发芽床为滤纸；通过四分法选取4 份后熟黄连种子，每份100 粒，均匀放置于直径9 cm的培养皿中，将不同脱水处理的后熟黄连种子放在最佳发芽温度进行发芽试验，重复四次，实验时间分别为20 d。以胚根突破种皮2 mm记为发芽，计算发芽率和发芽势。

发芽率%= (20天发芽的种子数÷实验用种子总粒数)×100%

发芽势%= (7天内发芽的种子数÷实验用种子总粒数)×100%

3 结果与分析

3.1 不同脱水处理对后熟黄连种子含水量影响

后熟的黄连种子初始含水量为45.46%，从图1中可以看出，采用干燥箱（30℃，快速脱水）处理的种子含水量在前2h就快速下降，脱水2 h后种子含水量降低至7.90%。采用干燥剂（硅胶）及氯化锂饱和水溶液缓慢脱水处理的种子含水量随着脱水时间的延长呈现下降趋势，降幅平缓。随着脱水时间的延长而迅速下降。

图1 不同脱水处理后熟黄连种子的含水量

3.2 不同脱水处理对后熟黄连种子生活力的影响

从图2中可以看出，随着后熟黄连种子的含水量降低，种子的生活力也逐渐降低，后熟黄连种子初始含水量为45.46%，生活力为90%；当含水量同样降至16.46%时，快速脱水处理后的生活力为88.%，显著高于缓慢脱水处理后的生活力为69%（干燥剂（硅胶））， 73%（氯化锂饱和水溶液）。采用干燥箱（30℃）快速脱水，当后熟黄连种子含水量由45.46%降至16.46%时生活力变化较为平稳，继续降低水分生活力下降较为迅速。干燥剂（硅胶）及氯化锂饱和水溶液对后熟黄连种子的生活力影响趋势基本一致，均是缓慢降低的过程，但采用氯化锂饱和水溶液脱水处理的种子生活力高于干燥剂（硅胶）脱水处理的种子（图2）。

图2 不同脱水处理后熟黄连种子的生活力

3.3 不同脱水处理对后熟黄连种子发芽率的影响

采用不同的脱水方法对后熟黄连种子进行脱水处理，随着种子内含水量的降低，种子的发芽率也逐渐降低。后熟黄连种子初始含水量为45.46%，发芽率为 86%；当含水量同样降至16.46%时，快速脱水处理后的发芽率为62%，缓慢脱水处理后的发芽率59%（干燥剂（硅胶）），54%（氯化锂饱和水溶液）（图3），三种处理之间差异不显著。

图3 不同脱水处理后熟黄连种子的发芽率

3.4 不同脱水处理至含水量不变对后熟黄连种子的生活力及发芽率的影响

采用不同脱水方法对后熟黄连种子处理至含水量不再变化时，干燥箱（30℃，快速脱水）及干燥剂（硅胶，缓慢脱水）脱水处理的种子含水量分别为6.36%、5.43%，种子的发芽率为0；而氯化锂的饱和水溶液所得最终含水量为7.90%(见表2)。

表2 不同脱水处理至最终含水量种子生活力、发芽率

3.5 后熟黄连种子的最佳发芽温度

四种不同温度下后熟黄连种子均能够正常发芽，随着温度的升高，其发芽势及发芽率存在一定差异，后熟黄连种子最适发芽温度为6-12℃，其种子的发芽率及发芽势均较高（见表3）。

表3 不同温度下后熟黄连种子的发芽情况

4 讨论

4.1 后熟黄连种子最适发芽温度为6-12℃，其种子的发芽率及发芽势均较高。发芽温度为20-24℃时，种子的萌发能力也较强，但发芽过程中伴随着烂苗现象，而发芽温度过低时，种子萌发较为缓慢。自然环境下，种子五月成熟脱落后需到翌年二月发芽，因此黄连种子的最适发芽温度可能与黄连的生长环境有关。

4.2不同的脱水方法对后熟黄连种子进行脱水处理，随着种子内含水量的降低，种子的生活力和发芽率也逐渐降低。本研究结果表明，在一定范围内，脱水速度越快，后熟黄连种子耐受脱水的能力就越强，以含水量16.46%为分界，高于此含水量时快速脱水对种子造成的伤害小于慢速脱水对种子的伤害。

4.3顽拗性种子具有共同的脱水敏感特征, King and Roberts (1979)[6]发现顽拗性种子对含水量降低的反应是非线性的, 含水量- 种子生命力曲线存在一个拐点,在这个拐点之上, 脱水对种子生命力的影响很小, 超过了这个限度种子生命力会陡然下降, 并将这一含水量定义为临界含水量( the Critical Moisture Content),类似于被Tompsett (1984 )[7]称之为最低安全含水量(theLowest Safe Moisture Content ) 的指标，顽拗性种子的最低安全含水量或临界含水量也因种而异,由图2，图3这个拐点在含水量为16.46%，因此，黄连种子的最低安全含水量可能在16.46%。

[1] 李磊,孙雪婷,张广辉,等.脱水速率对顽拗性三七种子脱水敏感性和抗氧化酶活性的影响[J].种子,2014,(12):1.

[2] 闫兴富,杜茜,王建礼,等.脱水处理对水蜡树种子萌发的影响[J].种子,2009,(07):93.

[3] 国家药典委员会.中国药典2015年版一部[S].北京:中国医药科技出版社,2015:304.

[4] 张春平,何平,何俊星,等.药用保护植物黄连种子萌发特性研究[J]. 西南大学学报(自然科学版),2008,(09):89.

[5] 国际种子检验协会(ISTA)编;农业部全国农作物种子质量监督检测中心,浙江大学种子科学中心译.1996国际种子检验规程[M].北京:中国农业出版社, 1999.

[6] KingMW, Roberts EH, 1979. The Storage of Recalcitrant Seeds: Achie- vementsand Possible Approaches [M]. Rome:International Boardfor Plant Genetic Resources.

[7] Tompsett PB, 1984. Desiccation studies in relation to the storage of Arau- cariaseeds[J].Ann ApplBiol,105:581.

（责任编辑：陈思敏）

Effect of dehydration treatment on viability and germination of the ripened seeds of Huanglian/

LUO Ting-ting, MA Yun-tong, PEI Jin ,ZOU Yu-xia, ZHOU Bi-qian, ZHONG Fu-rong//(School of Pharmacy, Chengdu University of Traditional Chinese Medicine, Chengdu 611137, Sichuan)

Objective: The effects of different dehydration treatments on the germination rate of the ripened seeds were studied in order to provide scienti fi c basis for selecting reasonable storage methods of Huanglian. Method: The seeds were treated respectively using air dry oven (30 ℃, rapid dehydration), desiccant (silica gel) and saturated aqueous solution of lithium chloride(slow dehydration), and the viability and germination rate of the seeds were measured under different water contents. Result: The viability and germination rate of Huanglian seeds were 90% and 86% when the initial water content of was 45.46% .When the water content was reduced to 16.46%, the viability and germination rate were 88% and 62%, which were higher than those treated by slow dehydration. The seeds viability and germination rate after slow dehydration treatment were 69%, 59% (desiccant (silica gel)), 73%, 54% (saturated aqueous lithium chloride solution). The viability and germination rate of seeds after three kinds of dehydration treatments decreased with the decrease of water content. The lethal water contents of different dehydrated seeds were 6.36% (air dry oven (30 ℃)) and 5.43% (desiccant). Conclusion: At a certain degree of dehydration, rapid dehydration has less damage than slow dehydration on Huanglian ripened seeds. It re fl ects its recalcitrant nature that the ripened Huanglian seeds can't maintain its vitality under the condition of low water content.

Ripened seeds of Huanglian; dehydration treatment; viability; germination rate

R 285.5

A

1674-926X(2017)02-002-03

中药种质资源库建设关键技术研究及示范(2014SZ0156)中药资源四川省青年科技创新研究团队(20151100028)

成都中医药大学药学院，四川 成都 611137

罗婷婷，在读硕士研究生，主要从事中药品种、质量及资源研究Tel:18280131227 Email:759693714@qq.com

马云桐，教授，主要从事中药品种、质量及资源研究Tel:13980598196 Email:mayuntong06@163.com

2016-12-12