正交实验探究超声条件对野生麻叶返魂草种子萌发的影响

申丽诗，王 泽，于 洋，孙广义，秦佳梅

（通化师范学院·吉林通化·134002）

麻叶返魂草（Seneciocannabifolius Less）为菊科多年生草本植物，干燥全草入药，为肺宁冲剂的原料药材[1]。野生种子发芽率能达10%左右，采用化学方法处理可提高发芽率[2]，但存在幼苗徒长、成苗率低的风险。利用超声波处理[3]可促使大黄[4，5]、油松[6]、当归[7]、朝鲜白头翁[8]、柴胡[9]种子萌发，为加速药用植物繁育进程，本项目探究超声条件对野生麻叶返魂草种子萌发的影响。

1 材料与方法

1.1 材料

供试材料为采自内蒙古根河的野生麻叶返魂草种子，选取籽粒饱满、大小均一的种子用蒸馏水清洗，并在室温条件下浸种48h使种子充分吸水，待用。

1.2 方法

将供试种子放入超声波清洗仪中按不同的超声条件进行超声处理，超声条件（时间、温度和频率）见正交实验表1。采用培养皿-脱脂棉-滤纸、100粒种子，25℃恒温培养。萌发24h后开始，每隔1d记录一次发芽数。根据国际标准和国家农作物种子检验规程[10，11]的有关规定统计麻叶返魂草种子萌发的数据。以优化的超声条件处理野生麻叶返魂草种子，不处理为对照，验证种子萌发情况。三次重复，取平均值。

1.3 数据统计分析

发芽率（%）=萌发种子数/供试种子数×100%；

发芽指数GI=∑ (Gt/Dt)，Gt指在(第 t天)的萌发量，Dt指相应的天数；

用Excel、Minitab 19软件进行数据分析。

2 结果与分析

2.1 正交实验结果与分析

表1 正交实验因素、水平表

表2 L16(43)正交实验设计与结果分析

由表2中极差R值可得到各因素对野生返魂草种子发芽率的影响顺序为A＞C＞B，即超声时间＞超声功率＞超声温度。从3个因素平均值K值看，超声处理条件的最佳组合为A4B3C4，即超声40min、超声频率100kHz、超声温度为 40℃。

2.2 优化的超声条件处理对返魂草种子萌发的影响

通过优化的超声条件 (40min、40℃、100kHz)处理后，野生麻叶返魂草种子发芽率提升到41%，而对照平均发芽率只有19%，提高了2.16倍；野生麻叶返魂草种子发芽指数由超声波处理前的2.2增加至5.9。详见图 1、图 2。

图1 超声波处理对返魂草种子萌发率的影响

图2 超声波对返魂草种子萌发指数的影响

3 小结与讨论

3.1 超声处理最佳条件

由结果可知，不同温度、时间和频率的超声波条件对野生麻叶返魂草种子的萌发均有影响，超声波条件由高到低依次是时间、频率和温度．超声波处理麻叶返魂草种子的最佳组合为：40min，40℃，100kHz。药用植物的种子、种苗的生产贯穿在中药材生产的整个过程，是提高中药产品产量、品质、高效的前提[12]。本结果可为中药农业生产发展提供参考依据。

3.2 讨论

超声波的生物性效应机理复杂，对生物体不同的作用强度、时间和频率具有不同的生物学效应，既能促进生物细胞的生长，同时也能抑制生物细胞生长甚至会进一步影响处理对像的产量和质量[13]。种子的成功萌发与健康成苗都决定着植物物种的生存与繁衍[14]，超声波处理药用植物种子使其达到萌发，操作简单，成本低廉，在农业科学领域已引起高度关注[15]。但本实验同法处理栽培的返魂草种子时则抑制了返魂草种子的萌发，且芽细弱。因此该法能否成为一种有效的方法从而在中药材生产中被推广应用，还有待进一步研究。