中药重楼种子繁殖技术研究进展

刘贺贺 梁玖华 阮成江 田雪丽

摘   要：中药重楼作为我国重要的中药资源之一，由于根茎繁殖的特点限制了重楼产业的发展，因此目前急需重楼的快速繁殖技术。综述了重楼种子繁殖技术的研究进展，以期为重楼种子的快速繁殖和重楼产业的快速发展提供参考。

关键词：重楼;种子;休眠;繁殖技术

文章编号： 1005-2690（2019）13-0018-02       中图分类号： S567       文献标志码： B

重楼为百合科植物云南重楼或七叶一枝花的干燥根茎[1]，具有清热解毒、消肿止痛、凉肝定惊之功效，用于痈疮、咽喉肿痛、毒蛇咬伤、跌打伤痛、凉风抽搐等症，是夺命丹、云南白药以及其他中草药的重要原料。始载于《神农本草经》，名蚤休，列为下品，《滇南本草》开始以重楼作为其正式药名，记载重楼为“消诸疮、无名肿痛、利小便”。重楼生长周期较长，近年来对重楼资源的需求量逐渐增加，但采挖过程忽视了对重楼资源的保护和繁育，导致野生重楼资源严重透支，需要大量的人工繁殖栽培才能满足市场需求。重楼的繁殖以根茎切块繁殖与种子繁殖两种方式为主。根茎切块繁殖是最为常用、成熟的种苗繁殖方式，但该方法存在耗种量大、种苗成本高、繁殖系数低、种苗退化，与药材市场争夺根茎原料等问题，限制了重楼产业的可持续发展[2]。重楼种子产量高、繁殖系数大，是大量获得重楼种苗的有效方法之一。本文针对重楼种子繁殖技术的研究情况进行论述，期望为重楼种子种苗的快速繁殖及重楼的产业化发展提供建议。

1   重楼种子

重楼果实为蒴果或浆果状蒴果，果实近球形，果皮绿色，成熟时果皮自然开裂，光滑或具棱，果实含种子，种子数量不一，少则数粒、多则上百粒。种子由种皮、胚、胚乳3个主要部分组成，成熟种子的胚发育不完全，处于球形胚阶段。重楼果期为8—11月，当果实开裂、种子外种皮由橙色逐渐变为深红色时种子成熟。

2   种子萌发过程

重楼种子萌发周期较长，综合种子萌发时外观形态变化、内部结构电镜观察、田间出苗时间等因素，一般将种子萌发分为3个阶段：第一阶段为未萌发、未解除休眠阶段;第二阶段为萌发后未形成根系、当年不出苗、处于上胚轴休眠阶段;第三阶段为根系形成、子叶发育完全、当年出苗阶段[3]。

自然条件下，重楼种子存在休眠现象，需要“两冬一夏”才能顺利萌发，且随着时间的推移种子萌发率下降，l5个月的出苗率仅为46.2%[4]。大量种子在漫长的休眠期间丧失了生命力。重楼种子休眠程度高、萌发速率慢、萌发率低等客观条件，限制了重楼的人工栽培规模。

3   重楼种子萌发过程中激素的变化

重樓种子在萌发过程中，随着时间推移种子内部激素发生变化，赤霉素（GA3）含量升高，脱落酸（ABA）含量持续降低。重楼种子在即将出苗阶段的超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）活性迅速升高，生长素（IAA）、GA3含量均在即将出苗阶段显著高于其他阶段，种子休眠解除后，ABA含量迅速下降，SOD、POD、GA3是种子出苗阶段的关键物质[5]。

4   重楼种子的休眠

目前研究普遍认为，种皮（果皮）吸水障碍、胚休眠与种子中存有萌发抑制类物质是种子休眠的三大原因。Baskin等人将植物种子休眠分为5种类型，即生理休眠、形态休眠、生理形态休眠、物理休眠和综合休眠[6]。综合研究认为，重楼种子成熟时种胚发育不完全，种子中存在萌发抑制物质是其休眠的主要原因。种子不存在吸水障碍，与休眠无关，重楼种子休眠类型为综合性休眠。在自然环境条件下，重楼生长中较长的低温时期可能是影响重楼种子具有较长时间休眠的外界原因。

5   重楼种子破除休眠的方法

为打破种子休眠，常用的方法有3种[7]：第一为物理方法，采用机械处理、温度处理（高温、低温、变温）、干藏干热、射线、超声波、电场和磁场处理等物理手段打破种子休眠。第二为化学方法，即使用激素、无机化学试剂、有机化学药剂处理打破种子休眠的方法。第三为综合处理方法，即结合物理和化学方法，使用不同的组合方法打破种子休眠。

5.1   物理方法

（1）层积。层积处理是在适宜的环境条件下，种胚完成后熟的过程和结束休眠促进萌发的一项措施。休眠的重楼种子在经过层积处理后，可促进其顺利完成形态后熟和生理后熟，并最终获得萌发能力。李昭玲等人采用（18±1）℃温度对重楼种子进行层积，在层积后80d种子形态后熟基本完成，然后以（4±1）℃的低温层积进一步促进种子的生理后熟。发现在重楼种子萌发的过程中，呼吸代谢途径由三羧酸途径为主转变为磷酸戊糖途径为主，从而促进种子解除休眠[8]。

（2）去皮。重楼的外种皮含有萌发抑制物，资料显示重楼种子外种皮提取物对水稻种子萌发及幼苗生长具有明显的抑制作用，因此重楼种子的外种皮可能对种子萌发产生不利影响。姜美杰等人比较不同去皮方式对重楼种子萌发的影响，发现当采用冷冻去皮法恰当去皮后，可显著促进种子及早发芽，缩短萌发的时间[9]。

（3）超声波。超声波是一种频率超过20kHz的弹性机械波，可刺激植物种子提高发芽率、加速幼苗生长、增加产量等。超声波处理之后的种子可以达到比野生或常规种植培育的药用植物生长速度快的效果。周浓等人研究超声波对重楼种子萌发能力的影响发现，在使用超声波处理（40min、50℃、200W）后，种子萌发的时间缩短，提高了发芽率和发芽指数[10]。使用超声波处理重楼种子需要有专业仪器，在大规模生产中使用度不高。

物理方法破除重楼种子休眠的过程中，可以使用叠加的方式促进种子后熟加速萌发，既可以采用冷冻去皮法去皮，再使用层积处理，少量样品还可以使用超声波处理，加速种子后熟和种子萌发。

5.2   化学方法

（1）激素。重楼种子在萌发的过程中，种子内源激素发生变化，因而可以使用激素处理以促进重楼种子的萌发。张家玲等人研究发现，使用500mg/L的GA3对重楼种子进行浸种处理，有利于打破重楼种子的二次休眠，大大提高其萌发率与出苗的整齐度[11]。

500mg/L的GA3处理促进了重楼种子淀粉和脂肪的降解、可溶性蛋白和可溶性糖的产生及α、β淀粉酶的合成，GA3处理可能是通过影响α淀粉酶和β淀粉酶对淀粉的降解，使可溶性糖积累，从而促进种子萌发。

IAA具有促进细胞分裂、胚根及芽生长的作用，研究发现1mg/L浓度的IAA对种子的发芽率、发芽势、发芽天数均有提高作用[12]。6-BA具有细胞分裂和根伸长的作用，研究结果显示，1mg/L浓度梯度的6-BA对重楼种子的发芽率、发芽势及发芽天数均具显著的提升作用。

使用合适浓度的外源激素处理重楼种子可以促进重楼种子解除休眠，加速种子的萌发。综合文献资料中的信息显示，GA3是最常用、效果最好的一种激素，研究报道也相对较多，实际生产中可采用500mg/L的GA3对重楼的种子进行浸种处理[13]。

（2）无机试剂。低浓度10%的稀H2SO4浸种处理重楼种子可以提高种子的萌发率，高浓度反而抑制其萌发。姜美杰在试验中施加的H2O2可促进种子萌发过程中胚乳弱化及胚根伸长，外源的H2O2处理对重楼种子存在一定的发芽促进作用。KNO3通过内渗调节作用可显著促进种子萌发，KNO3浸种处理的重楼种子在150d内促进种子的萌发率，但是对发芽势、发芽天数造成不利影响。

使用化学试剂处理重楼种子，促进作用不显著或者是抑制萌发，因而在试剂应用中不建议使用化学试剂处理的方法。

6   结语

种子休眠是植物具有正常活力的种子萌发前的一种适应机制，此时的种子即使处于适宜的萌发条件下而不能正常萌发，但种子休眠期过长，同样会影响植物本身的生产种植，因而降低经济效益。因此，运用植物外源激素浸种可以破坏妨碍种子萌发的活性物质，打破种子休眠，从而促进种子的吸水萌发。重楼种子的休眠在一定程度上抑制了重楼产业的快速发展，应采用综合的技术方法打破种子的休眠，加快种子的萌发速度，保障种子萌发率，促进产业的快速发展。综合前人研究结果、在实际生产过程中的经济效益等因素，建议采用不去皮，使用变温层积处理重楼种子，层积结束后使用GA3浸泡种子，在20℃恒温下萌发，待萌发长出叶子后移栽大田。

目前关于重楼种子的主要研究方向为如何破解重楼种子的休眠及加快重楼种子的萌发，对重楼种子休眠的生理生化及破解休眠的作用机制相对较少，以分子生物学角度分析重楼种子休眠原因的报道还未发现。随着经济和科技的发展，相信很快从基因的角度揭示重楼种子休眠的原因。今后应更加深入地研究重楼种子的繁殖技术，培育高产、优质的重楼品种品系，促进重楼的产业化发展。

参考文献：

[ 1 ] 国家药典委员会.中国药典一部[S].北京：中国医药科技出版社，2015.

[ 2 ] 苏海兰，周先治，李希，等.云南重楼种子萌发过程内源激素含量及酶活性变化研究[J].核农学报，2018，32（1）：141-149.

[ 3 ] 王艳芳，李戈，唐玲，等.滇重楼种子萌发过程观察及出苗影响因素研究[J].中药材，2017，40（9）：2022-2025.

[ 4 ] 黄玮，孟繁蕴，张文生，等.滇重楼种子休眠机理研究[J].中国农学通报，2008，24（12）：242-246.

[ 5 ] 趙俊凌，罗承彬，李戈.不同层积处理滇重楼种子内源激素变化的研究[J].云南中医学院学报，2014，37（3）：28-29，41.

[ 6 ] Baskin CC，Baskin JM.Seed：Econlogy，Biogeography，and Evolution of Dormancy and Germination[M].San Diego：Academic Press，1998.

[ 7 ] 侯冬花，萨拉木·艾尼瓦尔，海利力·库尔班.种子休眠与休眠解除的研究进展[J].新疆农业科学，2007（3）：349-354.

[ 8 ] 李昭玲.层积过程中华重楼种子的后熟生理研究[D].雅安：四川农业大学，2015.

[ 9 ] 姜美杰.华重楼种子后熟萌发生理及人工干预措施研究[D].雅安：四川农业大学，2017.

[ 10 ] 周浓，李自勤，姜北，等.超声波对滇重楼种子萌发能力的影响[J].湖北农业科学，2012，51（1）：114-116.

[ 11 ] 张家玲，马英姿，胡文俐.不同处理对滇重楼种子萌发的影响[J].经济林研究，2018，36（2）：100-106.

[ 12 ] 郭陆军，邱斌，苏钛，等.滇重楼种子萌发关键技术研究[J].湖南农业科学，2016（9）：27-29.

[ 13 ] 刘锦宝，涂友发.宁蒗县滇重楼种子育苗技术探讨[J].农家参谋，2017（23）：91.

（收稿日期：2019-02-26）