不同消毒剂处理对紫金龙种子萌发的影响

罗会英，杨子祥，杨 宇，史宏雷，苏银玲，代建菊，袁理春

(1.云南省农业科学院 热区生态农业研究所，云南 元谋651300；2.云南原上草中草药研究所有限公司，云南 昆明 650034)

紫金龙[Dactylicapnosscandens(D.Don) Hutc.]又名黑牛藤、串枝莲、藤铃儿草、川三七、碗豆七、滋坚伦等, 为罂粟科紫金龙属植物[1], 在我国主要分布于云南、四川、广西、西藏等地。其根入药，味苦、性凉，有毒，有镇痛、 止血、 消炎、 降压之功效，可治疗各种疼痛、高血压 、血崩 、内伤出血、跌打损伤等[2]。 白族民间用于胃痛、神经性头痛、牙痛、外伤肿痛、外伤出血、高血压等[3]。在我国西南地区民间广泛用于牙痛、神经性头痛、胃痛和止血，临床表明具有较好的镇痛作用[4]。紫金龙因其较高的药用价值被无节制采挖及多采少育或只采不育，导致紫金龙的野生资源日趋枯竭，近年来，已有学者开始紫金龙野生驯化及种植技术的研究，但紫金龙人工驯化栽培时间短，种子较小且成熟度不均一，在正常条件下的发芽率较低，因此在生产栽培中存在出苗难、出苗率低且不整齐的问题，极大地限制了紫金龙的人工栽培。

由于植物生长过程中发生的病害多由种子带病菌引起，因此，播前对植物种子进行消毒，可有效地促进植物种子的萌发并减轻植物生长期间病害的发生。目前，CuSO4、KMnSO4、CH2O、C2H6O、H2O2、HgCl2、NaClO等为较常见的用于种子消毒处理的消毒剂。种子的消毒处理作为一种操作简单、行之有效的方法在实验室种子消毒处理中应用广泛，其中，化学消毒剂熏蒸和浸泡在油菜、烟草、菊苣、小桐子、麻疯树、苏木和穿心莲种子消毒中均获得了良好的效果。但应用于种子消毒处理的方法繁多，具体消毒效果也不尽一致。虽然不同消毒试剂对不同种子的消毒效果存在差异，但只要消毒试剂选择合适，并恰当使用，就能够获得很好的消毒效果[5]。

为此，本实验以紫金龙种子为材料，采用硫酸铜(CuSO4)、高锰酸(KMnSO4)、甲醛(CH2O)、酒精(C2H6O)、双氧水(H2O2)、氯化汞(HgCl2)、次氯酸钠(NaClO)浸种来处理野生紫金龙种子，旨在探索适宜的处理方法，以期提高野生紫金龙种子的发芽率，对加快繁殖与保存优异野生紫金龙种质资源具有重要的理论和实践意义。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为紫金龙种子。由云南原上草中草药研究所有限公司提供，2015年10月采自云南省永胜县，由袁理春鉴定植物来源为罂粟科紫金龙属植物紫金龙[Dactylicapnosscandens(D.Don) Hutc.]，实验在云南省农业科学院热区生态农业研究所综合实验室进行。

1.2 方法

种子称量采用Shimadzu ATX224天平，数据统计使用Excel 软件，差异性分析等使用SPSS 13.0。

1.2.1 种子净度的测定

种子净度也叫清洁度，它表明种子的洁净程度。种子净度是用纯净种子的重量占供检样品总重的百分率表示的。

净度(%) =

经过测定，所采集的紫金龙种子净度为48.26%。

1.2.2 种子千粒重的测定

千粒重就是在气干状态下1 000 粒种子的重量，以克为单位。测定种子千粒重的方法主要有千粒法、百粒法和全量法，本实验用百粒法来测种子千粒重。将净度测定所得的纯净种子用四分法分成A/B两组，各组随机数出100 粒，重复8 次，共800粒，分别称重。然后求出8组的平均值，并计算出千粒重。

通过百粒法测定，所采集的紫金龙种子千粒重为0.618 g。

1.2.3 不同浓度赤霉素处理种子发芽率、发芽势等指标的测定

将紫金龙种子在室温下分别用1% CuSO4、0.1% KMnSO4、1% CH2O、75% C2H6O、10% H2O2、0.1% HgCl2、10% NaClO、灭菌蒸馏水(CK)为对照浸种5 min，后用蒸馏水冲洗3～4次，放入9 cm培养皿中(在直径为9 cm的培养皿中铺上消毒的脱脂棉作为发芽床，将处理过的种子均匀放在滤纸上，每个培养皿50粒，然后加入适量蒸馏水保持牙床湿润)，放入光照恒温箱发芽，半光照(16小时光照/8小时黑暗)，恒温25 ℃。每个处理3次重复。每天上午统计发芽数，以突破种皮的下胚轴长度超过种子自身长度时视为萌发。并向培养皿内加入蒸馏水使滤纸保持湿润，但不能有明水( 温度较高的处理每天加两次水) ，以种子发芽率没有明显变动为发芽结束(连续5天没有种子萌发为发芽统计结束)。

测定方法参照《国际种子检验规程》计算种子的发芽率和发芽势[6]。

发芽率是正常发芽的种子数与供试种子总数的百分比，用来反映种子发芽的多少，其公式为：

GR=SN1/SN0×100%

式中，GR为种子发芽率(%)，SN1为供试种子发芽粒数，SN0为供试种子总粒数。

发芽势是种子发芽数达到高峰时的正常发芽种子总数占供试种子总数的百分率，用来反应种子发芽的快慢和整齐度。算式为:

GP=SNM/SN0×100%

式中，GP为种子发芽势/%,SNM为种子发芽达到最高峰时种子发芽粒数(一般以最初1/3天数内发芽种子数计)SN0为供试种子总粒数[7]。

发芽指数是指种子在失去发芽力之前已发生劣变的数量。用于反映种子在整个发芽期的综合活力。算式为:

发芽指数GI= ∑(Gt/Dt)

式中，GI为发芽指数，Gt为时间t日的发芽种子数，Dt为相应的萌发天数。

2 结果与分析

2.1 不同消毒剂处理的紫金龙种子发芽过程

图1 紫金龙种子发芽过程

由图1可知，不同消毒剂处理的紫金龙种子发芽过程表现为：前5天种子发芽率几乎为0，种子处于未萌发状态；随着发芽天数的增加，到第6天，种子发芽率开始逐渐增长且增长速率很快，前5 天紫金龙种子一直处于未萌发状态，发芽率几乎为0%；从第6天开始种子逐渐萌发且发芽率增长快速；当到第12天以后紫金龙种子发芽率增长逐渐变得缓慢；当发芽19d后种子发芽率基于平缓，基本保持不变，至此种子发芽过程结束。

2.2 不同消毒剂处理对紫金龙种子萌发的影响

表1 不同消毒剂处理对紫金龙种子萌发的影响

注: 同列不同小写字母表示同列之间差异显著(P<0. 05)；同列不同大写母表示同列之间差异极显著(P<0. 01)

由表1可知，紫金龙种子在不同消毒剂处理下发芽率、发芽势和发芽指数都表现出不同程度的差异性。就种子发芽势而言，10% H2O2处理5 min的种子发芽势最高( 38.67%)，其次为对照(CK)处理(34.00%)、0.1% KMnSO4处理(33.33%)和1% CH2O处理(32.67%)，这几个处理之间差异不显著，但均显著高于其他处理；75%的C2H6O处理种子发芽势最低(6.00%)，极显著低于其他处理。就种子发芽指数而言，10% H2O2处理5 min的种子发芽指数最高(4.74)，其次为对照(CK)处理(4.72)、1% CH2O处理(4.56)、0.1% KMnSO4处理(4.56)、1% CuSO4(4.48)，这几个处理之间差异不显著，但均极显著高于其他处理；0.1% HgCl2、10%次氯酸钠和75%的C2H6O处理种子发芽势均极显著低于其他处理，且它们之间的差异也极显著。就种子发芽率而言，1% CuSO4处理的种子发芽率最高(91.33%)，其次为对照(CK)处理、1% CH2O处理及0.1% KMnSO4处理(种子发芽率分别为90.67%、88.00%及85.33%) ，这几个处理间差异不显著，但均极显著高于其余处理的种子发芽率；75% C2H6O处理的种子发芽率最低(13.33%)，且极显著低于其他处理。

3 结论与讨论

3.1 结论

本实用通过用不同消毒剂对紫金龙种子进行萌发特性研究，结果表明：不同消毒剂处理的紫金龙种子随着发芽天数的增加，种子前期一直处于未萌发状态，中期种子逐渐萌发且发芽率增长快速，后期种子发芽率增长逐渐变得缓慢并基于平缓直至基本保持不变。

紫金龙种子分别用1% CuSO4、0.1% KMnSO4、1% CH2O、75% C2H6O、10% H2O2、0.1% HgCl2和10% NaClO消毒后，发芽势和发芽指数都以10% H2O2消毒更为适宜, 且10% H2O2消毒对种发芽率抑制不明显。相反, 其它消毒剂都不同程度地削弱了种子的发芽率、发芽势和发芽指数。说明紫金龙种子而言, 10% H2O2是一种较为理想的表面消毒剂。75% C2H6O处理的紫金龙种子发芽率、发芽势和发芽指数都极显著低于其他处理，说明75% C2H6O消毒处理在一定程度上抑制了紫金龙种子的萌发。

3.2 讨论

CuSO4、KMnSO4、CH2O、C2H6O、H2O2、HgCl2和NaClO是种子消毒处理过程中常用的消毒剂，在种子消毒过程中不同的浓度和消毒时间，其对应的种子消毒效果和对种子发芽的影响表现各不相同，应根据种子的具体情况选择合适的消毒剂种类、浓度和消毒时间。

许多研究表明, 不同种子适宜用不同的表面消毒剂。梁明勤和臧新[8]用NaClO和HgCl2对香椿种子进行表面消毒, 发现用HgCl2消毒的种子，其发芽率仅为9.5%，而用NaClO消毒的种子，其发芽率高达81%。李忠光等[9]研究发现, 用H2O2、NaClO和HgCl2对小桐子种子进行表面消毒, 其发芽率、发芽指数都受到不同程度的抑制，尤其以NaClO消毒更为明显；用CuSO4对小桐子种子进行表面消毒,不同程度地提高了小桐子种子的发芽率和发芽指数。Abdul-Baki[10]认为, 种子经NaClO表面消毒后, NaClO难以完全清除, 会干扰氨基酸的代谢过程, 从而影响种子的萌发。杜燕等[11]曾用HgCl2、NaClO、H2O2三种消毒剂对油菜种子进行研究，结果发现用10% NaClO处理种子能够缩短种子萌发的时间，提高种子萌发的整齐度。李星岩[12]用 C2H6O、KMnO4、NaClO、CuSO4对甜高粱种子进行消毒处理发现，经KMnSO4处理的甜高粱种子播种后，萌发率较对照高，能促进甜高粱种子萌发，而75% C2H6O处理萌发率却较其他处理低，对甜高粱种子的萌发存在一定抑制作用。高崇等[13]研究了不同消毒剂对烟种子萌发的影响，发现 NaClO处理的烟草种子的发芽势和发芽率要明显高于HgCl2和H2O2处理。郝海坤[14]、宋杰[15]等对苏木、北美红杉种子的研究发现用不同浓度的KMnSO4溶液处理种子一定时间，种子发芽率均有提高。彭健等[16]用5% CuSO4溶液浸种10 min，发现纳罗克非洲狗尾草种子发芽率、发芽指数分别是对照的2.8、3.4倍。董文科等[17]研究发现经HgCl2处理的红豆草拟种子，其发芽率、发芽势均不高。张天翔等[18]单独HgCl2处理椒种子发芽率最低，采用75% C2H6O 1 min+2% NaClO 10 min 的消毒处理能够使种子保持较高的发芽率，发芽率达92.00%。张荣超等[19]用75%C2H6O和10% NaClO消毒处理均能明显促进对于栝楼种子萌发。

目前，国内对紫金龙种子消毒方法的研究很少。而且由于不同实验的种子材料不同，使用消毒剂的浓度、消毒方法、消毒时间等也会存在差异，因而所得出的结论可能也不同。这也是本研究的结果与前人的研究不同的原因。关于文中出现的乙醇抑制紫金龙种子萌发的原因至今还没有相关的报道，其中所涉及的原理及机制还有待于进一步的实验进行验证。在种子发芽实验中所用到的消毒试剂较多，本实验只是用单一浓度试剂浸种来对紫金龙种子萌发进行研究，对于试剂的混合使用浸种能否提高其发芽率，有待于进一步研究。

此外，不同消毒剂对植物产生的生理影响也不同。有的消毒剂会抑制植物光合作用、干扰水分和矿质代谢、抑制酶活性, 从而使植物出现生长迟缓、产量下降等症状, 严重时导致植物死亡，例如汞对小麦、水稻等作物的影响已有报道[20]。因此选择消毒剂时, 除了考虑灭菌效果和清除残留物的难易程度外, 还应适当注意消毒剂的生理影响。据报道, 对油菜、月季、生姜等植物的外植体除了采用常规的消毒方法外, 还使用抗生素、抗菌素等杀菌药剂处理外植体, 具有一定的效果[34-36]。至于抗生素、抗菌素等对紫金龙种子的消毒效果和影响如何也有待进一步研究。

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