广金钱草种子适宜采收期研究

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(1.广东药科大学中药学院，　广州 510006；2.国家中医药管理局岭南药材生产与开发重点研究室，　广州 510006；3.中药材国家现代农业产业技术体系广州综合试验站(CARS-21-16)，　广州 510006；4.广东省南药规范化种植与综合开发工程技术研究中心　广州 510006)

广金钱草(Desmodiumstyracifolium(Osbeck) Merr.)为豆科山蚂蝗属(Desmodium)植物，为两广地区常用大宗中药材，始载于《岭南草药志》，以龙鳞草记载，1977 年《中华人民共和国药典》收录并定名为“广金钱草”。以干燥地上部分入药，具有利湿退黄、利尿通淋的功效，主要用于治疗黄疸尿赤、热淋、石淋、小便涩痛、水肿尿少等症[1]。因为广金钱草疗效确切，其年消耗量越来越大，野生资源不能满足人们医疗保健的需要和制药企业对中药材原料的需求[2]，开展大面积人工种植势在必行。生产上广金钱草主要依靠种子繁殖，目前关于种子生产方面的研究报道较少，仅限于种子硬实、萌发[3]等，未见种子采收期的研究，其落果性很强，收获期过早或过晚都会影响种子产量和质量，从而影响种苗的质量，最终降低药材产量和质量。因此，本研究以采收时间对广金钱草种子质量和产量影响研究为目标，动态监测种子成熟过程中生理变化，综合多项指标确定广金钱草种子最佳采收期，为广金钱草种子生产及质量标准的建立提供理论依据和技术参考。

1　实验材料和仪器

1.1　实验地自然概况

本试验于广州市广东药科大学药用植物园实验基地进行(113°42′E，22°52′N)。土壤基本状况：pH值7.22，有机质2.00%，其中含氨态氮7.4 mg/kg，速效磷60 mg/kg，速效钾60 mg/kg，肥力中等。属于南亚热带季风气候，年均气温22 ℃，年降水量1 736 mm，年蒸发量1 700～1 800 mm，年日照时数1 800～2 100 h。

1.2　供试材料

供试用广金钱草种子购自广西省玉林市药材市场，浓硫酸浸泡9 min[3]，发芽率为92%，将处理好的种子与干净河沙按照1∶3比例混合，于2014年4月中旬撒播，进行正常大田管理，6月中旬移栽，共移栽100株。从盛花期开始10～35 d，每隔5 d收集种子1次，按照全株分别采集，10次重复。

1.3　仪　器

UV-2450紫外分光光度计(日本岛津仪器有限公司)； TG 16-WS台式高速离心机(长沙湘智仪器有限公司)； DK-S 26电热恒温水浴锅、DHG电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏仪器有限公司)；JA 2603 B万分之一电子分析天平(上海精密科学仪器有限公司)。

2　实验方法

2.1　种子千粒重、发芽率测定

表1不同发育时期广金钱草种子的形态变化

盛花期后天数(d)果荚颜色长度(mm)宽度(mm)种皮颜色比例(%)种子形状绿：84．33±8．7610绿色1．22±0．07Dd0．86±0．05Dd黄：9．67±4．81近圆形黄褐：6．00±1．53绿：44．38±5．2915绿色1．47±0．05Cc1．03±0．04Cc黄：46．85±0．88近圆形黄褐：8．77±2．03绿：20．33±7．5420黄绿1．75±0．02Bb1．23±0．02Bb黄：66．00±6．43肾形黄褐：13．67±0．67绿：13．67±8．0125黄1．87±0．04AaB1．32±0．03Aba黄：73．67±8．11肾形黄褐：12．67±2．03绿：6．00±2．0830黄褐1．92±0．02Aa1．35±0．02Aa黄：79．67±3．28肾形黄褐：14．33±1．20绿：6．01±1．0235黄褐1．90±0．05AaB1．33±0．03Aba黄：78．32±3．33肾形黄褐：15．67±2．00

注：表中大写字母表示差异极显著p<0.01，小写字母表示差异显著p<0.05。下同。

按《农作物种子检验规程》(中华人民共和国国家标准GB/T 3543.1—3543.7)[4]进行。

种子千粒重：随机选取自然风干种子1 000粒称重，重复3次。

种子发芽率：以滤纸作为发芽床，每个培养皿均匀摆放100粒种子，放入光照培养箱(恒温25 ℃)进行培养，各设5次重复。10 d为发芽期界限，胚根露出1 mm视为发芽。

发芽率(%)=发芽种子数(第10天)/供试种子总数×100%。

2.2　种子含水量测定

将5.00 g风干的种子称重，放入105 ℃烘箱烘至恒重，取出后放在干燥器内冷却称重，公式如下[5]。

含水量(%)=(W2-W3)/(W2-W1)×100%

W1为最后一次恒重时称量瓶的质量，W2为未进行烘干前称量瓶加种子的质量，W3为烘干后称量瓶加种子的质量。

2.3　生理生化指标测定

可溶性糖和淀粉含量参考高俊凤[6]的方法测定，SOD活性参考李合生[7]的方法测定，POD活性参考李玲的方法测定[8]。

3　结果与分析

3.1　不同发育时期广金钱草种子形态变化

不同发育时期广金钱草种子的长度、宽度与种皮颜色都发生了显著变化(表1)。盛花期10～15 d，果荚颜色鲜绿色，20 d后果荚转黄绿色，25 d果荚褪绿，转变黄色，30～35 d，果荚转变为黄褐色，果壳干缩。盛花期10～20 d种子长度和宽度迅速增加，30 d达到最大值。广金钱草种子的颜色有绿、黄、黄褐3种颜色，3种颜色在不同发育时期的比例不同，盛花期10 d种子种皮以绿色为主，种子含水量较高，种子容易破碎。随着种子发育绿色种皮种子比例迅速下降，直到盛花期30 d降低到最低值6.00%；黄色种皮种子比例呈现相反变化趋势，盛花期10 d最低9.67%，30 d达到最大值78.32%。种子形状随种子发育的变化不是很明显，从盛花期20 d呈现成熟种子的肾形，此后维持稳定不变。

由图1可以看出，在盛花期10～25 d，广金钱草种子呈现出迅速增长期，25～35 d增长缓慢。说明盛花期第10～25天是广金钱草种子形态建成的关键时期。

3.2　不同发育时期广金钱草种子含水量变化

由图2可以看出，广金钱草种子不同发育时期种子含水量发生了显著变化，盛花期10～15 d，含水量呈现上升的趋势，第15天达到54.02%，之后含水量迅速下降，第35天含水量降至17.26%，此时种子内干物质含量远远大于自由水含量，硬度增加，不容易破碎。

图1　不同发育时期种子大小变化

图2　不同发育时期种子含水量变化

3.3　采收时间对广金钱草种子质量及产量影响

由表2可以看出，种子发芽率在盛花期10～15 d天变化不大，盛花期20 d迅速上升，第35天达到最大值，为79.67%。在盛花期15～35 d种子千粒重均极显著高于第10天，表现出上升趋势，但差异不显著。而单株产量表现为先升后降的趋势，盛花期第30天最高，达13.07 g/株，是35 d的2.07倍。

表2采收时间对广金钱草种子质量及产量影响

盛花期后天数(d)发芽率(%)千粒重(g)单株产量(g/株)1014．00±0．58D1．23±0．03Bb6．41±0．87Bc1517．00±1．15D1．54±0．07Aa9．84±1．39ABb2034．00±2．65C1．59±0．02Aa9．74±0．42ABb2554．67±2．73B1．65±0．03Aa11．78±0．87Aab3074．33±2．94A1．67±0．04Aa13．07±1．41Aa3579．67±5．24A1．65±0．04Aa6．30±0．31Bc

3.4　不同发育时期广金钱草种子内含物的变化

3.4.1不同发育时期的种子中可溶性糖含量变化

由图3可以看出，广金钱草种子发育早期，盛花期10～15 d种子中可溶性糖含量增长缓慢，第10天可溶性糖含量仅为0.10 mg/g，随着种子进一步生长，种子中可溶性糖含量迅速上升，20～35 d显著高于10～15 d(p<0.05)，盛花期20 d较15 d增长了102%，20～30 d增长缓慢，35 d略有降低。

图3　不同发育时期种子可溶性糖含量变化

3.4.2不同发育时期种子中可溶性蛋白含量变化

不同发育时期广金钱草种子中可溶性蛋白含量变化见图4，盛花期10 d可溶性蛋白含量为0.30 mg/g，随种子发育其可溶性蛋白含量逐渐增加，15～35 d显著高于10 d(p<0.05)，盛花期35 d达到最大值，可溶性蛋白含量为0.36 mg/g。

3.5　不同发育时期广金钱草种子抗氧化酶活性变化

3.5.1不同发育时期广金钱草种子SOD活性变化

由图5可以看出，广金钱草种子在发育过程中，SOD活性呈现出降低-升高-降低的“S”形变化趋势。盛花期10～15 d，SOD活性变化不大，15 d以后迅速增强，30 d达到最大值，而后逐渐降低。

图4　不同发育时期种子可溶性蛋白含量变化

图5　不同发育时期种子SOD活性变化

3.5.2不同发育时期广金钱草种子POD活性变化

从图6可以看出，随着广金钱草种子的发育，POD活性呈规律性变化，盛花期10～25 d POD活性逐渐上升，25～35 d POD活性有所下降，35 d达到最低值。

图6　不同发育时期种子POD活性变化

4　小结与讨论

4.1　广金钱草种子发育过程中形态变化分析

种子的发育一般有体积膨大、干物质充实和种子成熟3个阶段，种子内部干物质随着发育进程逐渐积累，种皮颜色也随着种子的成熟而逐渐变化[9]。通过对广金钱草种子发育过程中种子形态的观测，盛花期15～25 d，种子大小增长最为迅速，10 d内种子面积增长了约1.62倍，之后种子大小的增长速度减缓，因此，广金钱草形态建成期为盛花期15～25 d。从种皮颜色来看，广金钱草种子存在绿、黄、黄褐3种颜色，随着发育时间的延长，黄色及黄褐色颜色种子比例逐渐增加。从种子形状来看，发育早期(盛花期20 d)已基本具备成熟种子所呈现的肾形，此后一直保持不变，说明种子形态在整个种子发育过程中非常稳定。从发芽率来看，盛花期10～15 d，种子发芽率变化不大，20～35 d迅速升高。

依据果荚颜色、种皮颜色、种子硬度可将广金钱草种子成熟过程划分为： 1) 绿荚期。果荚和种子呈绿色，种子容易破碎； 2) 黄荚前期。果荚转黄绿色，种子渐渐变硬； 3) 黄荚后期。果荚褪绿转变黄色，种子硬度增加。 4) 完熟期。果荚干缩，黄褐色，黄色种子比例增加。 5) 过熟期。果荚容易脱落。广金钱草是无限花序，下部花先开，种子成熟度不一致的现象普遍存在，种子千粒重、发芽率也存在较大差异，采收时成熟度不一致，若等所有种子都在完熟期采收会造成早熟的种子进入过熟期，导致脱落，造成经济损失。

4.2　广金钱草种子质量及产量变化分析

种子质量直接影响药材质量，而采收时间影响种子质量。李帅等[10]通过观察黄芩盛花期花后18～33 d种子的发芽率、千粒重、种子活力发现，盛花期后24 d发芽率达到82%，千粒重达到1.9 g，活力指数为103.25，达到生产要求。而花后30 d种子千粒重达到1.98 g，活力指数达到149.88，均达到最高值，33 d种子有明显脱落现象，确定盛花期后24～30 d为黄芩种子最佳采收期。夏枯草以果穗颜色为标准，发现果穗全黄时立即采收，种子千粒重、发芽率均达到最大值[11]。本研究发现，不同发育时期对广金钱草种子产量和质量影响较大。其中发芽率以盛花期30～35 d极显著高于其他时期，千粒重从盛花期25～35 d均大于1.60 g，以30 d最高，未达到显著差异。单株产量从盛花期10～30 d表现为显著上升的趋势，30 d极显著高于10～20 d，35 d在采收果荚过程中极容易脱落，造成大量损失，因此，单株产量极显著降低。

4.3　广金钱草种子发育过程中含水量及内含物质含量变化

在广金钱草种子发育过程中含水量呈先上升后下降的趋势，盛花期10～15 d呈上升趋势，15～30 d后大幅度降低，30～35 d后变化幅度较小。种子可溶性糖含量在盛花期10～15 d变化不大，15～20 d后迅速上升，20～35 d几乎维持不变。可溶性蛋白含量在种子整个发育时期变化幅度较小，说明广金钱草种子可溶性糖在不断的积累和转化，而可溶性糖的积累速度及积累量远远大于可溶性蛋白。这一研究结果与齐永平[12]的研究结果类似，但与马春晖等[13]的研究结果相反。

SOD和POD是抗氧化保护系统的关键酶，种子发育过程中获得脱水耐性、抗氧化损伤等作用，广金钱草种子发育过程中SOD和POD活性均表现出先升后降的趋势，SOD活性高峰期在盛花期30 d，POD活性高峰期在盛花期25 d。说明种子发育初期SOD、POD活性的升高有利于保护细胞膜系统，使其免受活性氧或其他自由基的伤害，这种积累与种子成熟进程保持一致[14-15]。

结合广金钱草种子发育过程中形态变化、发芽率、千粒重、产量、含水量及内含物的变化，可知盛花期30 d种子发芽率高，千粒重最大，单株产量最高，可溶性糖含量达到最大值，SOD活性最高，因此，盛花期30 d为种子的最佳采收期。

参考文献：

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[2]杨全,李书渊,程轩轩,等.广金钱草资源调查与药材质量评价[J].中国实验方剂学杂志,2013,19(3):147-151.

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(本栏目责任编辑：曾勇、周忠燕、赵丹)