贮藏温度对不同含水量宜君党参种子活力的影响

李 浪，刘团会，和 燕，刘文超，阎 岩

（1.铜川职业技术学院 孙思邈医学院，陕西 铜川 727031；2. 延安大学 生命科学学院，陕西 延安 716099）

党参Codonopsis pilosula（Franch.）Nannf.属桔梗科，是多年生草本植物，最早作为人参替代品出现，具有增强免疫力、调节血糖以及抗缺氧和抗疲劳等多种作用，广泛应用于保健、药膳以及医药卫生等领域[1-2]。党参的环境适应能力较强，多数品种可种植于我国的干旱或半干旱丘陵、山区。宜君党参是具有铜川区域特色及代表性的中药材品种，是当地主要的经济作物。研究发现多数党参品种的成功繁殖需要活性强的种子，但成熟后的种子若不经任何处理自然放置于室温贮藏，仅1 年后，发芽率和发芽势均出现了明显的下降，下降幅度高达50%，经2 年贮藏后，发芽率更是不足10%[3]，这导致实际生产所用党参种子质量良莠不齐。缺乏良好的种子资源，党参的优质和高产就无从谈起，故而如何提高种子耐藏性是进行党参标准化生产必须要考虑的问题。

种子含水量和贮藏温度是影响贮藏过程中种子活力保持的关键因素。对于正常种子而言，种子含水量的降低能够延缓种子劣变速度，有利于种子活力的保持，反之种子含水量的增加则会缩短种子的寿命，不利于种子活力的保持[4]。ELLIS R H 等[5]进行芝麻种子贮藏温度和含水量实验发现，种子的含水量降低3%（5%降至2%），贮藏寿命延长40 倍；含水量5%的种子放置于-20℃贮藏后的活力与含水量2%的种子贮藏于20℃后的活力无明显差异。已有学者对多种作物进行超干处理，发现超干处理对于提高种子耐藏性的效果明显，目前该方法也已被世界各国科学家认可，但不同植物种子的含水量和最佳贮藏温度存在差异，且不同温度下种子超干贮藏的最佳含水量范围不尽相同[6-7]。目前暂无宜君党参种子最佳含水量和适宜贮藏温度的研究。本研究观察了不同温度不同含水量的宜君党参种子15 个月贮藏期间活力的变化，以期探索最佳的贮藏条件，为种子的保存和生产用种提供技术依据。

1 材料与方法

1.1 材料

宜君党参种子于2017 年9 月采自宜君县哭泉镇淌泥河村附近河谷溪流两侧野生植株，挑选颗粒饱满无病虫害的种子作为实验备选材料，千粒重10.25 g。所采植株标本经笔者李浪鉴定为桔梗科植物宜君党参。采后阴干保存于4℃冰箱。贮藏试验于2018 年3 月开始。

1.2 方法

1.2.1 种子不同含水量 （1）测定种子含水量采用1985 年版国际种子检验协会公布的低恒温烘干法，15 h 恒温（103 ± 2）℃烘干，重复2 次。种子含水量（%）＝［（烘前样品质量－烘后样品质量）/烘前样品质量］×100%。

（2）调节种子含水量 采用室温硅胶干燥法。种子装入尼龙袋，埋于已放置硅胶的干燥器内进行室温干燥脱水，种子和硅胶质量比1 ∶5，硅胶（经120℃干燥后冷却）每天更换。间隔相同时间（2 h）检测种子含水量，进而获得不同含水量的种子。种子含水量分别6.17%（自然含水量）、5.68%、5.15%、4.63%、3.96%、3.37%、2.76%、2.17%和1.58%。室温干燥处理后的不同含水量种子用铝箔袋密封，分别贮藏于常温和4℃控温冰箱。于贮藏前和贮藏后9 个月、15 个月测定相关指标。

1.2.2 种子发芽率试验 不同含水量种子经不同贮藏条件贮藏后取出，先置于室内自然条件下平衡含水量7 d后，再参照苏宁宁等[8]的方法进行发芽试验。海绵床培养皿内摆放饱满一致的种子50 粒，于人工气候箱内培养，培养条件20℃、光照14 h 黑暗10 h，每组重复3 次。每天定时观察记录发芽种子数（以胚根突破种皮1 mm 视为发芽），于培养的第5 天和第10 天分别统计发芽率，第5 天的发芽率记为发芽势，第10 天的发芽率记为发芽率。种子发芽率（%）＝（正常发芽数／供试种子数）×100%

1.2.3 相对电导率测定 取0.3 g 经贮藏处理后的种子，重复3 次称重。去离子水漂洗3 次，滤纸吸干表面浮水后，置于100 mL 的具塞三角瓶内，加去离子水30 mL，加盖后在20℃恒温培养箱中放置24 h，用DDS-11A 型电导率仪测定浸出液的电导率。而后再置于沸水浴内煮沸30 min，待其冷却后，测定浸出液的电导率。电导率的测定均重复3 次。相对电导率 ＝（煮沸前电导率/煮沸后电导率）× 100%。

1.2.4 抗氧化酶活性 采用氮蓝四唑法测定超氧化物歧化酶（SOD）活性、采用紫外分光光度计法测定过氧化氢酶（CAT）活性，重复3 次。取0.3 g 经贮藏处理后的种子，pH 7.0，50 mmol/L 磷酸缓冲液冰浴研成匀浆，4℃，12 000 r/min 离心20 min，制备酶提取液。

1.2.5 统计学方法 用SPSS19.0 软件进行数据分析，计量资料用均数±标准差（±s）表示，多组间比较采用方差分析和多重比较（LSD），两组间比较采用t 检验。以 P ＜0.05 为差异具有统计学意义。

2 结果与分析

2.1 不同处理组发芽势和发芽率的比较

含水量6.17%的种子经低温（4℃）贮藏9 个月以及15 个月后，发芽势均优于常温贮藏（P ＜0.01）；含水量5.68%以及5.15%的种子经低温贮藏9 个月后，发芽势与常温贮藏相较无差异（P ＞0.05），但经低温贮藏15 个月后，发芽势均优于常温贮藏,差异性显著，具有统计学意义（P ＜0.01）；其余含水量的种子经不同处理方法进行处理，整体而言，低温贮藏发芽势优于常温贮藏，但两者比较无显著性差异（P ＞0.05）。数据详见表1。不同含水量的种子发芽率之间的差异与发芽势仅存在微小差异，含水量4.63%的常温种子贮藏15 个月后的发芽势明显低于4℃贮藏，差异具有显著性（P ＜0.05），这一情况并不存在发芽率的表现方面，含水量4.63%的种子常温贮藏15 个月后的发芽率低于4℃贮藏，但两者比较不存在显著性差异（P ＞0.05）。数据详见表2。

含水量6.17%的种子，4℃贮藏9 个月，发芽势则低于其它含水量的种子（P ＜0.05），而发芽率无显著差异（P ＞0.05）；含水量6.17%的种子，常温贮藏9 个月，发芽率和发芽势均低于其它含水量的种子（P ＜0.05）。含水量6.17%和5.68%的种子，4℃贮藏15 个月，发芽势均明显低于其它组别（P ＜0.05）；同样的条件、贮藏同样的时间、含水量6.17%的种子发芽势明显低于其它含水量种子（P ＜0.05）。不同含水量的种子，常温贮藏15 个月，呈现出明显变化，含水量6.17%和5.68%的种子发芽势明显低于其它含水量种子，而含水量1.58% ～5.15%的种子发芽势，呈现逐步降低的趋势，组间比较差异具有显著性（P ＜0.05）；含水量1.58% ～ 5.15%的种子发芽率，同样呈现逐步降低的趋势，组间比较差异具有显著性（P ＜0.05）。数据详见表1、表2。

表1 不同含水量种子不同贮藏温度发芽势比较（±s，%，n ＝ 50）Tab. 1 Comparison of germination potential of seeds with different moisture content at different storage temperatures（±s，%，n ＝ 50）

表1 不同含水量种子不同贮藏温度发芽势比较（±s，%，n ＝ 50）Tab. 1 Comparison of germination potential of seeds with different moisture content at different storage temperatures（±s，%，n ＝ 50）

注：同一列中小写字母不同表示P ＜0.05，大写字母不同表示P ＜0.01；同一行中，与贮藏前比较，#P ＜0.05，&P ＜0.01，*P ＜0.05，&P ＜0.01。表2、3 相同。

含水量/% 贮藏前 贮藏9 个月 贮藏15 个月4℃ 常温 t P 4℃ 常温 t P 6.17 95.89 ± 2.45a 56.36 ± 3.49a& 32.46 ± 9.13a& 3.456 0.000 52.36 ± 3.57a& 16.89 ± 3.95A& 1.234 0.000 5.68 96.27 ± 0.88a 67.24 ± 2.56b& 68.92 ± 15.84b& 8.865 0.053 53.64 ± 8.23a& 28.96 ± 7.45B& 3.245 0.000 5.15 97.25 ± 0.88a 78.24 ± 3.27c& 71.45 ± 8.32b& 9.654 0.074 79.56 ± 6.34b& 48.76 ± 8.54Cc& 9.342 0.003 4.63 96.63 ± 0.68a 80.23 ± 8.35c& 78.17 ± 7.52b& 12.653 0.085 78.34 ± 3.24b& 58.43 ± 7.56Cd& 5.566 0.034 3.96 98.23 ± 0.23a 80.35 ± 8.23c& 80.03 ± 5.84b& 10.236 0.123 76.34 ± 5.74b& 58.34 ± 1.58Cd& 16.556 0.543 3.37 97.25 ± 0.53a 79.13 ± 3.25c& 75.38 ± 6.89b& 13.765 0.178 80.35 ± 2.35b& 72.79 ± 2.68De& 14.346 0.246 2.76 96.96 ± 0.42a 79.26 ± 4.26c& 79.34 ± 7.52b& 9.235 0.089 82.34 ± 5.67b& 73.24 ± 1.35De& 18.663 0.346 2.17 98.23 ± 0.45a 78.02 ± 8.35c& 75.45 ± 7.89b& 10.543 0.532 75.23 ± 9.30b& 71.23 ± 4.67De& 12.335 0.442 1.58 97.34 ± 0.76a 77.35 ± 5.23c& 75.34 ± 6.78b& 9.886 0.076 79.23 ± 2.67b& 69.35 ± 3.28De& 16.472 0.237

表2 不同含水量种子不同贮藏温度发芽率比较（±s，%，n ＝ 50）Tab. 2 Comparison of germination rate of seeds with different moisture content at different storage temperatures（±s，%，n ＝ 50）

表2 不同含水量种子不同贮藏温度发芽率比较（±s，%，n ＝ 50）Tab. 2 Comparison of germination rate of seeds with different moisture content at different storage temperatures（±s，%，n ＝ 50）

含水量/% 贮藏前 贮藏9 个月 贮藏15 个月4℃ 常温 t P 4℃ 常温 t P 6.17 95.89 ± 2.45a 92.35 ± 2.56a# 50.58 ± 3.76a& 3.768 0.000 81.32 ± 2.53a& 36.25 ± 1.58A& 2.782 0.000 5.68 96.27 ± 0.88a 92.45 ± 1.34a# 88.34 ± 5.64b# 16.372 0.062 92.13 ± 1.53b# 67.34 ± 3.64B& 2.446 0.000 5.15 97.25 ± 0.88a 93.25 ± 0.78a# 89.76 ± 3.78b# 7.562 0.068 94.23 ± 1.62b# 73.28 ± 9.53Cc& 4.546 0.004 4.63 96.63 ± 0.68a 94.35 ± 4.56a# 92.56 ± 4.86b# 5.328 0.072 90.13 ± 3.46b# 85.25 ± 8.45Cd& 13.476 0.352 3.96 98.23 ± 0.23a 93.45 ± 3.78a# 92.72 ± 2.51b# 6.658 0.322 92.45 ± 2.67b# 84.27 ± 4.78Cd& 9.345 0.636 3.37 97.25 ± 0.53a 91.76 ± 3.45a# 91.24 ± 3.67b# 7.882 0.442 93.25 ± 0.54b# 91.36 ± 5.28Ce# 7.437 0.568 2.76 96.96 ± 0.42a 92.23 ± 1.35a# 92.16 ± 2.48b# 5.248 0.341 94.45 ± 6.34b# 90.35 ± 3.24Ce# 5.342 0.329 2.17 98.23 ± 0.45a 92.38 ± 5.67a# 93.16 ± 2.54b# 13.276 0.442 90.45 ± 5.43b# 90.01 ± 0.21Ce# 14.238 0.987 1.58 97.34 ± 0.76a 92.13 ± 4.15a# 90.24 ± 3.56b# 10.436 0.126 92.56 ± 4.72b# 91.37 ± 5.28Ce# 13.243 0.156

2.2 贮藏温度和含水量对党参种子抗氧化酶活性以及相对电导率的影响

含水量3.37% ～ 6.17%的种子，贮藏15 个月后，常温和4℃抗氧化酶活性（SOD 和CAT 活性）比较均存在显著性差异（P ＜0.05），但1.58% ～ 2.76%含水量的种子，常温和4℃抗氧化酶活性比较无显著性差异（P ＞0.05）。所有处理组种子经4℃低温和常温条件下贮藏15 个月后，SOD、CAT 活性均出现了明显降低。在4℃低温下贮藏，不同含水量的种子SOD、CAT 活性均无显著性差异（P ＞0.05），但仍表现为含水量6.17%和5.80%的种子酶活性下降较多。在常温下贮藏，含水量在1.58% ～ 3.37%区间的种子SOD、CAT 活性显著地高于含水量大于3.82%的种子（P ＜0.05），仅稍微低于同期4℃的低温保存的种子。不同含水量的宜君党参种子经常温或4℃贮藏15 个月后，相对电导率均没有出现明显变化，表明这一指标受贮藏环境影响较小。数据详见表3。

3 讨论

本次研究结果表明，党参种子含水量从自然含水量状态降至2.17% ～ 3.37%时，常温贮藏15 个月后仍保持较高的发芽率，且含水量进一步降低至2%以下时，党参种子发芽率只出现了小幅度降低，较2.17% ～ 3.37%并无显著性差异，其可能原因是党参种子含水量降至1.58%时，种子失去的大部分水是自由水，维持生命活力所必需的结合水失去较少，所以对党参种子活力影响并不显著。这一现象同样存在于其它植物种子，诸多研究表明，经常温超干贮藏的大部分植物种子活力均较好，多数作物种子超干贮藏的最适含水量2% ～ 6%，若继续进一步降低种子的含水量，其生物活性反而下降，可能的原因是极度的干燥导致生物膜系统破坏以及脂质过氧化加剧等[9-10]。

表3 贮藏温度和含水量对党参种子抗氧化酶活性以及相对电导率的影响（±s，%，n ＝ 50）Tab. 3 Effects of storage temperature and water content on anti-oxidant enzyme activity and relative conductivity of Codonopsis（±s，%，n ＝ 50）

表3 贮藏温度和含水量对党参种子抗氧化酶活性以及相对电导率的影响（±s，%，n ＝ 50）Tab. 3 Effects of storage temperature and water content on anti-oxidant enzyme activity and relative conductivity of Codonopsis（±s，%，n ＝ 50）

SOD/（U/g） CAT /[U·（g/min）]贮藏前 贮藏15 个月 贮藏前 贮藏15 个月常温 4℃ t P 常温 4℃ t P 6.17 495.89 ± 3.45a 332.56 ± 9.13a& 472.58 ± 5.34a# 3.546 0.003 76.45 ± 3.68a 25.54 ± 3.72a& 66.75 ± 3.58a# 4.443 0.004 5.68 486.27 ± 6.88a 378.92 ± 5.84b& 464.52 ± 6.68a# 3.694 0.007 77.39 ± 4.63a 38.76 ± 4.25b& 64.36 ± 2.64a# 3.456 0.006 5.15 497.25 ± 3.47a 371.86 ± 5.32b& 462.76 ± 3.78a# 4.567 0.005 76.84 ± 5.54a 44.84 ± 7.73bc& 63.35 ± 3.47a# 5.554 0.035 4.63 488.63 ± 2.68a 378.47 ± 5.52b& 466.35 ± 4.86a# 5.342 0.006 75.38 ± 5.98a 45.55 ± 7.56bc& 65.42 ± 3.58a# 6.534 0.042 3.96 498.23 ± 5.23a 380.03 ± 6.54b& 472.84 ± 2.51a# 2.346 0.005 76.34 ± 5.34a 45.65 ± 3.65bc& 64.42 ± 2.46a# 3.892 0.037 3.37 497.25 ± 3.53a 375.38 ± 5.62b& 471.35 ± 3.67a# 3.337 0.008 77.94 ± 6.32a 46.93 ± 6.45bc& 67.52 ± 1.32a# 9.543 0.032 2.76 496.96 ± 5.42a 433.32 ± 3.89c# 462.36 ± 2.48a# 7.589 0.084 76.45 ± 5.46a 61.32 ± 2.56d# 68.74 ± 2.36a# 12.345 0.324 2.17 498.23 ± 2.45a 435.65 ± 7.89c# 483.76 ± 2.54a# 9.753 0.325 77.84 ± 4.86a 62.54 ± 3.86d# 68.76 ± 3.45a# 11.234 0.432 1.58 497.34 ± 6.76a 425.63 ± 5.63c# 480.24 ± 3.56a# 10.325 0.586 76.49 ± 6.63a 60.44 ± 3.28d# 69.72 ± 3.44a# 12.442 0.563含水量/%

党参种子经15 个月贮藏后，当温度由常温降低到4℃时，最适含水量范围由1.57% ～ 3.37%变宽至1.57% ～ 5.15%。进一步研究还发现，党参种子的贮藏过程中，随含水量或温度增加，抗氧化酶SOD、CAT 活性呈现出逐步下降的趋势，降低的趋势逐步放缓，这一变化与种子的活力变化基本符合，说明低温低水的条件下，党参种子相对较高活性的抗氧化酶系统和较高活力的保持是紧密联系的。然而党参种子的相对电导率与其活力并不相关，表明党参种子活力的下降并不通过相对电导率体现出来，这一现象在其它作物种子也有发现，如黑麦、黑麦草等[11-12]。

4 结论

超干处理降低种子含水量和低温处理可有效提高宜君党参种子的耐藏性。经常温贮藏15 个月后，党参种子的最适含水量范围为1.58% ～ 3.37%；经4℃低温贮藏15 个月后，党参种子的最适含水量范围为1.58% ～ 5.15%。宜君党参种子超干条件进行常温贮藏，至少可在15 个月内保持良好的活力，最适含水量为1.58% ～ 3.37%。