牛大力种子特性与萌发研究

邓禄军1， 李金玲， 夏锦慧1， 范士杰1， 韦忠斌， 谢永军

(1.贵州省农业科学院生物技术研究所， 贵阳 550006；2.贵州省药用植物繁育与种植重点(工程)实验室， 贵阳 550025)

牛大力(Millettiaspecisoachamp)是豆科崖豆藤属植物，又名血藤、血风藤、倒吊金钟、甜牛大力、甜牛力、美丽崖豆藤等[1]，其气味甘香、性温和，药性甘平、归肺、肾经[2]。牛大力种子较大，约0.6 cm×1.5 cm(长×宽)，黑褐色，卵圆形[3]。牛大力根药用有非常悠久的历史，可润肺补虚、活络强筋，民间用于治疗肺虚咳嗽、慢性肝炎、风湿麻痹、肺结核等症[4-10]。牛大力主要分布于福建、湖南、广东、广西、海南、贵州等地[11]。药用植物牛大力作为一种药食兼具的中药资源，备受青睐，需求与日俱增，其资源的利用和开发具有广阔的前景[12-13]。多年来，由于过度采挖，野生牛大力资源濒临枯竭，发展牛大力的繁育种植技术尤为迫切[14]。近些年，牛大力的人工种植面积不断扩大[15]，目前产区主要通过种子育苗扩大种植，但由于牛大力种子颜色差异大，且种子发芽率不理想，在一定程度上影响了牛大力种苗的培育。牛大力种子发芽率相对较低，发芽不整齐，很大程度上增加了育苗成本，进而影响了牛大力药用价值的充分开发利用[14,16]。为此，开展牛大力种子基本特性及不同外源物质处理对牛大力种子萌发的影响，探明牛大力种子萌发的最佳条件，以期为牛大力规范化、规模化种植的优良种苗获得提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试材料

牛大力种子来自江苏省宿迁市沭阳县颜集镇。通过对牛大力种子颜色进行分级处理，得到三类，分别为黑色牛大力种子、浅棕色牛大力种子、深棕色牛大力种子。

1.2 实验方法

1.2.1实验设计

种子前处理：将牛大力种子洗净后，用0.1%HgCl2消毒10 min左右，用无菌水清洗5次沥干备用。

不同萌发床下萌发试验：将前处理后种子用常温水浸泡24 h后捞出沥干备用。将种子播于分别铺有滤纸、纱布、棉花的培养皿中，置于培养箱中培养，温度统一设置为23 ℃。6 d后开始观察记录萌发情况，芽点露白即为萌发，每3 d记录1次数据，计算牛大力种子萌发率和萌发势。

不同浓度梯度GA处理萌发试验：用0，50，100，150，200，250 mg·L-1的浓度梯度(分别以GA0，GA50，GA100，GA150，GA200，GA250表示)浸泡处理后的种子24 h左右后取出沥干，点播于纸床培养皿上，置于23 ℃的培养箱中培养，6 d后观察记录萌发情况并记录数据，每3 d记录1次，计算种子萌发率和萌发势。

不同浓度梯度中性单盐处理萌发试验：设定Na+浓度梯度为0，10，30，50，70，90 mmol·L-1，其中0 mmol·L-1即为蒸馏水对照组。将前处理种子点播于纸床培养皿中，加入相应的Na+浓度梯度盐溶液置于培养箱中培养，温度设置为23 ℃。6 d后观察记录萌发情况，每3 d记录1次，计算种子萌发率和萌发势。

不同浓度梯度外源SNP处理萌发试验：根据表1，首先用相对应的SNP浓度浸泡种子24 h后，置于23 ℃的培养箱中培养，其中培养皿中的纸床按照下表1中的数据加入Na+。6 d后观察记录萌发情况，每3 d记录1次。计算种子萌发率和萌发势。

表1 不同浓度梯度外源SNP处理实验

处理NaCl/(mmol·L-1)SNP/(mmol·L-1)空白对照00盐对照700.00 处理1700.02 处理2700.04 处理3700.06 处理4700.08 处理5700.10 处理6700.12

1.2.2实验方法

千粒重测定：随机选取牛大力种子100粒，称重，计算每粒种子重量。重复进行8次，计算千粒重。

杂质率(%)=(杂质重量/供试种子重量)×100%；

种子相对含水量=[(测定样品烘干前重量-测定样品烘干后重量)/测定样品烘干前重量]×100%；

种子活力采用红墨水染色法测定：

种子活力=(供试种子未染色数/供试种子总数)×100%；

萌发率(%)=(萌发终期萌发种子数/供试种子总数)×100%；

萌发势(%)=(指定日期内种子萌发数/供试种子总数)×100%。

1.2.3实验数据统计分析

采用Excel软件进行数据统计和作图，并进行数据分析，SPSS 19.0软件进行数据统计分析。

2 结果与分析

2.1 牛大力种子基本特性

3种不同颜色牛大力种子的平均含水量差异不显著。浅棕色牛大力种子含水量最高，达13.13%；其次是黑色牛大力种子，含水量为13.11%；含水量最低的是深棕色牛大力种子，为12.29%。

由表2可见，黑色牛大力种子的千粒重极显著高于浅棕色和深棕色种子千粒重，而浅棕色与深棕色的千粒重差异不显著；黑色牛大力种子的千粒重为163.12 g；浅棕色牛大力种子的千粒重平均为146.41 g；深棕色牛大力种子千粒重平均为140.28 g。

3种不同颜色牛大力种子的平均活力差异不显著。黑色牛大力种子平均活力为91.67%；浅棕色牛大力种子平均活力较高，达96.67%；深棕色牛大力种子平均活力为95.0.%。可见，3种不同颜色牛大力种子的平均活力均达到了90%以上，牛大力种子颜色越浅，种子活力越高。

表2 牛大力种子杂质率测定结果

牛大力种子颜色含水量/%千粒重/g种子活力/%黑色13.11±0.066aA163.12±2.64aA91.67±0.91aA浅棕色13.13±0.067aA146.41±2.38bB96.67±0.96aA深棕色12.29±0.062aA140.28±1.95bB95.00±0.95aA

2.2 牛大力种子萌发

2.2.1不同萌发床对牛大力种子萌发的影响

用深棕色牛大力种子进行不同萌发床对种子萌发影响的试验研究，结果发现，3种不同萌发床处理下种子的萌发率差异并不显著，其中萌发率最高的是布床，达96.56%，最低的为纸床，萌发率为94.33%。牛大力种子在纸床下的萌发势显著低于在布床与棉床下的萌发势，萌发势最高的是布床，达76.41%，其次是棉床(75.00%)，纸床处理下的萌发势最低；牛大力种子在布床与棉床下的萌发势差异不显著。

表3 不同萌发床试验牛大力种子的萌发率与萌发势

不同萌发床萌发率/%萌发势/%纸床94.33±0.011aA50.58±0.024bA布床96.56±0.009aA76.41±0.099aA棉床94.44±0.014aA75.00±0.044aA

2.2.2不同浓度梯度GA处理对牛大力种子萌发的影响

用3种颜色牛大力种子进行不同浓度梯度GA处理，结果发现，黑色牛大力种子在GA50、GA100、GA150、GA250处理下的萌发率显著的高于对照，但是GA200处理下的黑色牛大力种子的萌发率与对照的差异不显著，不同浓度梯度GA各处理黑色牛大力种子的萌发率差异不显著；其中GA250处理下的萌发率最高，达85.51%，其次是GA50处理(84.71%)萌发率最低的是对照组，为76.49%。

浅棕色牛大力种子在不同浓度梯度GA各处理下的萌发率均极显著高于空白对照组，而不同浓度梯度GA各处理之间的差异不显著；其中GA50处理下的萌发率最高，达94.93%，萌发率最低的是空白对照组，为69.60%。

深棕色牛大力种子在GA50、GA150、GA200、GA250处理下的萌发率显著高于空白对照组，且在GA50、GA150处理下的萌发率极显著高于空白对照组，而在GA100处理下的萌发率与空白对照组的萌发率差异不显著；其中GA150处理下的萌发率最高，达90.91%，其次是GA50，为90.82%，其它各处理均低于90.00%；萌发率最低的是对照组，为65.22%。

表4 不同浓度梯度GA处理下牛大力种子萌发率(%)

GA浓度/(mg·L-1)黑色种子浅棕色种子深棕色种子ck76.49±0.052bA69.60±0.057bB65.22±0.024bB5084.71±0.024aA94.93±0.009aA90.82±0.02aA10081.63±0.030aA85.46±0.050aA78.20±0.062abAB15081.32±0.018aA90.71±0.010aA90.91±0.025aA20079.40±0.070abA88.56±0.012aA79.85±0.066aAB25085.51±0.038aA86.09±0.030aA81.67±0.042aAB

不同浓度梯度GA处理黑色牛大力种子的萌发势的差异不显著，空白对照组的萌发势最高，其萌发势为16.14%，萌发势最低的是GA200处理，仅为7.80%。

表5 不同浓度梯度GA处理下牛大力种子萌发势

GA浓度/(mg·L-1)黑色种子浅棕色种子深棕色种子ck16.14±0.074aA26.93±0.043aA10.41±0.041cB5014.05±0.025aA32.22±0.031aA32.78±0.081aA10011.40±0.055aA18.89±0.031aA24.78±0.016abAB1509.47±0.024aA24.25±0.026aA31.67±0.017aA2007.80±0.024aA33.42±0.122aA17.86±0.014bcAB2509.04±0.020aA25.20±0.044aA23.33±0.010abAB

不同浓度梯度GA处理浅棕色牛大力种子萌发势的差异不显著，其中GA200处理下的萌发势最高，为33.42%，萌发势最低的是GA100处理，为18.89%。

深棕色牛大力种子在GA50、GA100、GA150、GA250处理下的萌发势显著高于空白对照，GA200处理下的萌发势显著低于其他处理，GA50、GA150处理下的萌发势极显著的高于空白对照组；其中GA50处理下的萌发势最高，其萌发势为32.78%，萌发势最低的是对照组,仅为10.41%。

2.2.3中性单盐胁迫对牛大力种子萌发的影响

用深棕色牛大力种子进行中性单盐(NaCl)胁迫试验，结果发现，空白对照与Na 10处理下种子的萌发率差异不显著，试验组Na 10、Na 30、Na 50各处理间种子的萌发率差异也不显著，而Na 30、Na 50、Na 70、Na 90处理的萌发率与空白对照组的萌发率达到显著水平，Na 70、Na 90处理下的萌发率极显著低于空白对照，Na 90处理下的萌发率均极显著低于其它各处理；不同浓度中性单盐(NaCl)胁迫下的萌发率随着NaCl浓度的升高而降低，当Na+浓度为90 mmol·L-1时，其萌发率比Na+浓度分别为0，10，30，50 mmol·L-1和70 mmol·L-1的处理降低了24.40%、18.98%、16.21%、16.09%、9.10%，说明中性单盐(NaCl)对牛大力种子的萌发率有一定的抑制作用。

由表6可知，空白对照牛大力种子的萌发势均显著高于各处理，而Na 90处理下的萌发势均显著低于其它各处理，试验组中Na 30、Na 50、Na 70、Na 90处理下牛大力种子的萌发势均极显著低于空白对照；牛大力种子在不同浓度中性单盐(NaCl)胁迫下的萌发势同样随着NaCl浓度的升高而降低，对照组的萌发势最高，各NaCl浓度处理的萌发势均比对照低，说明中性单盐(NaCl)对深棕色牛大力种子的萌发势具有抑制作用。

表6 中性单盐(NaCl)胁迫对萌发率与萌发势的影响

NaCl浓度/(mmol·L-1)萌发率/%萌发势/%ck94.69±0.010aA69.18±0.088aA1089.27±0.006abA48.02±0.032bAB3086.50±0.009bAB39.69±0.036bcBC5086.38±0.026bAB35.90±0.070bcBC7079.39±0.039cB29.16±0.042cdBC9070.29±0.011dC18.08±0.028dC

2.2.4外源SNP处理对牛大力种子萌发的影响

用3种颜色牛大力种子进行不同浓度梯度外源SNP处理，结果发现，黑色牛大力种子在Na+盐对照组的萌发率显著低于空白对照，不同浓度梯度外源SNP处理下种子的萌发率除了SNP 0.06与Na+盐对照组处理下的萌发率差异不显著外，其他各处理的萌发率均显著高于Na+盐对照组，其中空白对照组、SNP 0.02、SNP 0.04、SNP 0.08、SNP 0.10、SNP 0.12处理下黑色牛大力种子的萌发率极显著高于Na+盐对照组；不同浓度梯度外源SNP处理下种子的萌发率均比Na+盐对照组的高，SNP处理试验组中萌发率最高的是SNP 0.02，萌发率达94.54%，比Na+盐对照组高了15.53%。

浅棕色牛大力种子在Na+盐处理下的萌发率极显著低于空白对照，不同浓度梯度外源SNP各处理牛大力种子的萌发率除了SNP 0.12处理下的萌发率与Na+盐处理下的萌发率差异不显著外，其它均显著高于Na+盐处理，其中空白对照组、SNP 0.02、SNP 0.04、SNP 0.08处理下浅棕色牛大力种子的萌发率极显著的高于Na+盐；SNP 0.12处理下的萌发率与SNP 0.04处理、空白对照组的萌发率差异显著；不同浓度梯度外源SNP处理下浅棕色牛大力种子的萌发率均比Na+盐对照组的高，SNP各处理萌发率最高的是SNP 0.04，达94.82%，比Na+盐对照组高了16.49%。

深棕色牛大力种子Na+盐对照组的萌发率极显著低于其它处理，不同浓度梯度外源SNP处理中SNP 0.02、SNP 0.04、SNP 0.06、SNP 0.08、SNP 0.10处理下种子的萌发率差异不显著，不同浓度梯度外源SNP 0.08、SNP 0.12处理下的萌发率显著低于空白对照组；不同浓度梯度外源SNP处理下种子的萌发率均比Na+盐对照组的高，不同浓度梯度外源SNP处理萌发率最高的是SNP 0.04，萌发率达94.36%，比Na+盐对照组高了23.04%。

表7 外源SNP处理下牛大力种子萌发率

SNP浓度/(mmol·L-1)黑色种子浅棕色种子深棕色种子ck94.69±0.007aA95.56±0.003aA94.93±0.014aANa7079.01±0.028bB78.33±0.044cB71.32±0.027dC0.0294.54±0.032aA91.40±0.017abA91.07±0.014abcAB0.0493.07±0.018aA94.82±0.030aA94.36±0.005abAB0.0686.49±0.033abAB89.63±0.004abAB93.78±0.015abAB0.0891.22±0.035aA91.67±0.044abA89.27±0.015bcAB0.1092.36±0.018aA90.00±0.000abAB92.22±0.011abcAB0.1290.72±0.019aA85.00±0.029bcAB87.47±0.016cB

3种颜色牛大力种子进行不同浓度梯度外源SNP处理，从萌发势上分析，黑色牛大力种子在Na+盐对照组处理下的萌发势显著低于空白对照，不同浓度梯度外源SNP处理下黑色牛大力种子的萌发势除了SNP 0.08、SNP 0.10与Na+盐对照组萌发势差异不显著外，其它各处理的萌发势均显著高于Na+盐对照组，其中空白对照组、SNP 0.02、SNP 0.04的萌发势均极显著高于Na+盐对照组；不同浓度梯度外源SNP处理下黑色牛大力种子的萌发势均比Na+盐对照组的高，其中空白对照组的平均萌发势最高，达69.18%，SNP处理中平均萌发势最高的是SNP 0.02，为46.50%。

不同浓度梯度外源SNP处理浅棕色牛大力种子的萌发势差异不显著，外源SNP各处理种子的萌发势均比Na+盐对照组的高，其中空白对照组的平均萌发势最高，达到了48.14%，SNP处理各处理萌发势最高的是SNP 0.04，为45.00%，比Na+盐对照组高了16.67%。深棕色牛大力种子Na+盐对照组的萌发势极显著低于各处理，其空白对照组、SNP 0.02、SNP0.04、SNP 0.06、SNP 0.08、SNP 0.10、SNP 0.12处理下深棕色牛大力种子的萌发势差异不显著；不同浓度外源SNP处理下深棕色牛大力种子的萌发势均比Na+盐对照组的高，其中SNP 0.02组的平均萌发势最高，达到了58.33%，比Na+盐对照组高了32.35%，Na+盐对照组的萌发势最低。

表8 外源SNP处理下牛大力种子萌发势

SNP浓度/(mmol·L-1)黑色种子浅棕色种子深棕色种子ck47.18±0.013aA48.14±0.026aA56.41±0.014aANa7020.70±0.062bB28.33±0.159aA25.98±0.061bB0.0246.50±0.033aA33.33±0.088aA58.33±0.035aA0.0445.53±0.071aA45.00±0.076aA50.27±0.023aA0.0640.79±0.079aAB36.67±0.044aA49.10±0.066aA0.0833.21±0.028abAB33.33±0.033aA45.29±0.044aA0.1033.33±0.111abAB41.67±0.073aA54.44±0.011aA0.1238.30±0.059aAB30.00±0.050aA55.71±0.016aA

3 结论与讨论

3.1 结 论

不同颜色牛大力种子含水量差异不大，黑色牛大力种子千粒重最大，与浅棕色和深棕色种子差异达到极显著水平；牛大力种子随着颜色变深，种子活力逐渐降低。

不同萌发床对深棕色牛大力种子萌发率的影响不大，在3种萌发床上深棕色牛大力种子的萌发率均达94%以上，其中萌发率最高的是布床，达96.56%；不同萌发床的处理下萌发势差异不显著，萌发势最高的是布床，为76.41%。

不同浓度梯度GA处理下黑色牛大力种子在GA250处理下的萌发率最高，达到了85.51%，其次是GA50处理下的萌发率(84.71%)；浅棕色牛大力种子的萌发率最高的是GA50处理下的萌发率,达94.93%；深棕色牛大力种子的萌发率最高的是GA150处理下的萌发率，为90.91%，与GA150处理下的萌发率最接近的是GA50，平均萌发率达90%以上。

在中性单盐(NaCl)胁迫处理下，深棕色牛大力种子萌发率随着中性单盐(NaCl)浓度的升高而降低，萌发势与萌发率变化趋势相同，说明中性单盐(NaCl)对深棕色牛大力种子的萌发率与萌发势均具有抑制作用。

3.2 讨 论

SNP是一种常用的外源NO供体，NO作为一种信号分子和活性氧清除剂，能调节植物对生物和非生物胁迫的适应及反应[17]。汤绍虎等研究发现，0.1 mmol·L-1SNP可以显著促进渗透胁迫下黄瓜种子的萌发和幼苗生长[17]，刘文瑜等研究表明，0.1 mmol·L-1和0.3 mmol·L-1SNP预处理蒺藜苜蓿种子，可以显著提高盐胁迫下种子的萌发率、萌发势、萌发指数和活力指数[18]；本研究表明，牛大力种子的萌发率与萌发势均比Na+盐对照组的高，说明不同浓度梯度外源SNP具有一定的抗盐作用；外源SNP的抗盐效果最佳的浓度为0.02～0.04 mmol·L-1。

姚绍嫦等研究表明，最适宜牛大力种子萌发的条件是在25 ℃双层纸床上浸种24 h，并给予适宜光照[19]。黄秋银等研究表明，清水浸种为较好的牛大力种子处理，种子平均发芽率达61.25%；河沙为较好的萌发基质，播种后35 d就开始发芽，种子平均发芽率达55.00%[20]。段左俊等研究表明，用50 ℃的温水浸种，以河沙为基质播种，在适当光照下能有效提高种子的发芽势和发芽率[21]。苏钰琴研究表明，短时高压电场处理植物种子，可对植物种子发芽率产生促进或抑制的生物学效应[16]。本研究表明，牛大力种子最佳萌发床是布床，促进牛大力种子萌发效果最佳的GA浓度是50 mmol·L-1，中性单盐对牛大力种子的萌发抑制作用最强的是Na+90 mmol·L-1，外源SNP的抗盐效果最佳的浓度在0.02～0.04 mmol·L-1。

黑色牛大力种子的重量比深棕色牛大力种子与浅棕色牛大力种子都要高，而且差异达到极显著水平，并且黑色牛大力种子的活力均比其他2种的要低。在其他处理条件一致的情况下，黑色牛大力种子的萌发率与萌发势较浅棕色牛大力种子和深棕色牛大力种子的要低。关于牛大力种子种皮颜色、重量对牛大力种子萌发的研究尚见报道，对于本研究中黑色牛大力种子萌发率与萌发势均比另外2种低的现象，原因可能是黑色牛大力种子种皮比较硬而导致的，也可能是其他生理生化指标的不同而引起的。牛大力种子种皮不同颜色的生理生化指标对牛大力种子萌发率与萌发势的研究是一个新的探索，其相关深层机理还有待于进一步研究。