紫丹参种子生物学特性与萌发特性研究

杨艳娟，陈光明，资付益，侯 彦，李宁芳，余朝良

(云南新兴职业学院，云南昆明 650501)

紫丹参来源于唇形科鼠尾草属植物云南鼠尾草(SalviayunnanensisC.H.Wright)的根[1]，一直作为云南省地方习用药材，分布区域主要集中在云南、贵州、四川等省[2]；化学成分主要为丹参酮I、丹参酮ⅡA、亚甲基丹参醌、隐丹参酮等[3-5]；药理活性与正品丹参很相似[6-8]，在临床中主要用于治疗月经不调、风湿痹痛、子宫出血、吐血、乳腺炎等症[9]。紫丹参在云南的药用历史悠久，几乎完全依靠野生资源的采挖来满足市场的需求，而长期的野外采挖且不注重可持续发展使其野生种质资源几乎濒临灭绝。目前，通过人工种植是解决药材资源紧缺的比较有效的途径。近年来，国内对正品丹参(S.miltiorrhizaBunge)的研究颇多，内容涉及繁育系统、化学成分及药理活性等方面的研究，对紫丹参化学成分、生物活性、资源调查和生药学的研究也有部分，但涉及到紫丹参种子生物学特性的研究鲜见报道，其种子萌发特性的研究也仅有一例[10]。为了解决紫丹参人工种植的问题，笔者将以紫丹参的种子为材料，对其进行生物学特性和萌发特性研究，以期为其种子育苗、规范化栽培及保护和开发提供依据。

1 材料与方法

1.1材料紫丹参种子2017年6—8月采集于云南省曲靖市富源县墨红镇关山头村委会稻堆山村松树林下和荒草坡。

1.2仪器及试材光照培养箱(XMTE-3102)、JA1003A电子天平(精确0.001 g)、容量瓶、培养皿、定性滤纸、解剖刀、游标卡尺、扫描电子显微镜(NOVA NANOSEM-450)。

1.3方法

1.3.1形态特征及解剖结构观察。利用游标卡尺测量种子的长和宽；通过扫描电子显微镜观察紫丹参的种子形态特征和解剖结构。

1.3.2千粒重的测定。采用百粒法测千粒重，即从试验样品中随机数取10份，每份紫丹参种子100粒，分别称重(g)，重复称量3次，保留小数位数参照GB/T3543—1995《农作物种子检验规程》。

1.3.3吸水率测定。取种子1 g，置于有蒸馏水的培养皿中，在25 ℃恒温下使其吸水，每隔2 h将种子从培养皿中取出用吸水纸吸干表面水分后称量，直到种子重量恒定。重复3次。吸水量△W=Wt-W(Wt为吸水t时间后的种子重量，W为吸水前的重量，单位为g)；种子吸水率=△W/W×100%[11]。

1.3.4萌发特性研究。

1.3.4.1温度条件。温度对种子萌发的影响设为10、15、20、25、30 ℃ 5个温度梯度恒温处理，在光照培养箱中进行培养。

1.3.4.2光照条件。光照对种子萌发的影响分为自然光照和黑暗2个处理。自然光照为每天光照12 h，黑暗用锡箔纸遮光直至试验结束，在光照培养箱中进行培养。

萌发试验期间以定性滤纸作为萌发的基质，将其平铺于培养皿中，种子整齐排列在定性滤纸上，试验期间注意保持湿润。每个处理设置3次重复，每次重复100粒种子；以胚芽伸出种子一半即判定为萌发。

2 结果与分析

2.1形态特征及解剖结构观察通过测量紫丹参种子的长为(2.66±0.21)mm，宽为(1.59±0.15)mm。在扫描电镜下观察(图1)，紫丹参种子(种子状果实)呈卵球形，两端钝尖，种脐圆形，腹面和背面均具网纹，网眼呈不规则多边形；从种子的横切面可以看出，紫丹参种子(种子状果实)果皮明显分为3层，外果皮、中果皮和内果皮，为双子叶植物，几乎看不到胚乳。

注：a.种子腹面观；b.种子背面观；c.种子表面；d.种子横切面Note：a is ventral view of seeds；b is view of backside of seeds；c is surface of seeds；d is cross section of seeds 图1 紫丹参种子扫描电镜观察Fig.1 Scanning electron microscope observation of seeds of Salvia yunnanensis

2.2千粒重的测定通过百粒法测定千粒重，紫丹参种子的千粒重约为0.911 g，种子非常小，种子虽然也储存一定的营养物质，但难以满足种子萌发后期的营养需求，由此，用种子进行繁殖时需施用一定量的种肥才能满足萌发的后期需求。

2.3吸水率的测定从图2可以看出，紫丹参种子在前4 h内吸水迅速，吸水率迅速上升，最高可达230%，可以初步判断这一阶段为种子吸胀期；往后4 h内吸水率缓慢增加，直至吸水10 h及其以后吸水率基本保持不变，吸水率最高达248%，平均达179%。由图可见，种子萌发的前4 h是种子吸水的关键时期，这一时期如果缺水，种子不会萌发。

图2 紫丹参种子吸水率Fig.2 Sucked water rate of the seeds of Salvia yunnanensis

2.4萌发特性研究紫丹参种子于光照条件下温度设置为10和15 ℃均不能萌发，黑暗条件下温度为10 ℃紫丹参种子也不能萌发。从图3可以看出，紫丹参种子在光照条件下种子的萌发率均高于黑暗条件下，且光照条件下以25 ℃时种子的萌发率最高可达16%，平均可达11%。

3 结论与讨论

研究表明，植物种子的大小决定了其萌发能力的强弱，种子越大萌发率越高。通过测量长和宽及千粒重得出，紫丹参种子属于比较小的种子，胚乳几乎无，因此需施加一定肥料才能使种子顺利萌发并出苗。紫丹参种子的表面特征可以作为植物分类的基本依据，同时，后续应该对不同产地的紫丹参种子表面特征进行分析，研究不同生态环境下造成的影响。

紫丹参种子在前4 h内吸水率迅速上升属于吸胀期，表明播种时前4 h要使种子充分吸胀吸水，如这一时期缺水，种子将很难萌发。

不同温度和光照条件下紫丹参种子萌发率差异显著，在有光照且温度为25 ℃条件下萌发率最高，由可判断出紫丹参种子适宜的萌发温度为25 ℃，且需要光照。在此结论的指导下，为了顺利进行紫丹参的种子繁殖还需进一步研究出苗条件试验，以便指导生产实践。

注：a1.20 ℃；a2.25 ℃；a3.30 ℃；b1.15 ℃；b2.20 ℃；b3.25 ℃；b4.30 ℃图3 不同温度的光照(a)和黑暗(b)条件下紫丹参种子萌发率Fig.3 Germination rate of Salvia yunnanensis seeds under different temperature light(a)and dark(b)conditions