药用植物麻花秦艽种子休眠与萌发特性研究

李亚兄，张 萌，尚 军

(1.青海师范大学生命科学学院 青海省青藏高原药用动植物资源重点实验室，青海 西宁 810008；2.青海省森林草原防火预警监测中心，青海 西宁 810008)

麻花秦艽(GentianastramineaMaxim.)为龙胆科龙胆属多年生草本植物，主要生长于海拔2 000～5 000 m的地区，在我国甘肃、湖北、宁夏、青海和西藏等地均有分布，具有清热利胆、舒筋止痛等功效，可用于治疗风湿性关节炎、肺结核、黄疸、毒热、水肿及二便不通等病症，其根为常用上品藏药[1，2]。2020年版《中国药典》中将秦艽(GentianamacrophyllaPall.)、麻花秦艽(GentianastramineaMaxim .)，粗茎秦艽(GentianacrassicaulisDuthie ex Burk.)或小秦艽(GentianadahuricaFisch.)作为中药秦艽的基源植物[3]。在自然条件下，麻花秦艽主要靠种子来进行有性繁殖，所得植株繁茂，根茎粗大，但是，麻花秦艽种子寿命短，产量比较低，出苗慢，出苗率低。

植物在长期系统发育过程中，其种子可通过休眠来抵抗不利环境条件，从而达到对环境的适应以及自身生命延续的目的，种子休眠在打破休眠需求环境水平上可分为深度休眠、中度休眠，非深度休眠三种[4]。种子休眠是调节萌发最佳时间和空间分布的一个方法，具有极其重要的生态学意义。侯茜等[5]所做实验研究表明冷藏保存可延长种子的寿命，并能提高其发芽率，秦艽种子最适宜的贮藏是将其封贮于纸袋中置于(4±1)℃温度下。可通过机械处理、温度处理、激素处理等方法解除种子休眠，促进萌发[6]。根据种子对层积、赤霉素(gibberellin，GA)或干藏等处理的生理反应，Baskin 和 Baskin 提出了一个等级性的种子休眠分类系统，包括生理休眠、形态休眠、形态生理休眠、物理休眠和组合休眠等五大类[7]。Debeaujon 等[8]指出，胚的生理休眠主要是抑制剂如脱落酸(abscisic acid，ABA) 浓度过高，而促进剂如赤霉素(gibberellin acid，GA)等浓度过低所致。刘丽莎等[9]和滕红梅等[10]利用赤霉素浸泡秦艽种子，发现20℃培养后均极大提高了种子发芽率。种子休眠对快速育种也有不利方面，甚至有时会延误种植计划。为了在实践中能够快速打破休眠而培育麻花秦艽种苗，本实验通过不同方式在不同的角度上进行了较深入的探讨。

1 材料与方法

1.1 材料

2015年9月，在海拔3 200～3 400 m的贵德县尕让乡，自麻花秦艽种子果荚由绿转黄之时，采集其种子，在自然条件下晾干，脱粒、分选，除去杂质，于室温下存放备用。

1.2 方法

1.2.1 种子萌发 将新采集的种子或经过处理的种子置于蒸馏水中浸泡24 h后，在直径为6 cm的培养皿内湿润的滤纸上排放100粒种子，5个重复。萌发温度分别是15℃、20℃和25℃，光周期为12 h/d，光强约70 μmol / (m2·s) 。当胚根突破种皮且生长到2 mm时，种子视为已萌发，萌发时间持续30 d。

1.2.2 冷层积处理 在圆口塑料花钵(直径15cm，高20cm)内先填充1层湿润的河沙(约5cm厚)然后将种子(1.00g)平铺于沙面上，再盖上1层湿润的河沙(约5cm厚)：依次放入3层种子，并覆盖湿润的河沙。将3个这样的花钵放于4℃进行冷层积处理，从第10 d开始取种，每隔10 d取一次，每组5个样，100粒在20℃进行发芽实验，7 d内萌发数。其他条件如1.2.1所述，持续观测60 d。

1.2.3 GA3处理 将种子用新配置的赤霉素(GA3)溶液(100ppm、200ppm 、400ppm 、800ppm 和1 600ppm)浸泡24 h，然后，每种处理分5组放入圆口塑料花钵垫中进行处理，到第10 d时取出做发芽试验，将种子放入培养皿内，每个培养皿放置100粒种子，5个重复，在20℃进行发芽试验，7 d内萌发数。其他萌发条件或萌发标准如1.2.1所述。

1.3 数据统计分析

种子萌发率以平均值(mean)± 标准偏差(%)表示。

平均萌发时间T= ∑ ( ti × ni ) / N，其中 ti 为萌发实验的第i 天；ni 为第i 天所萌发的种子数，N 为试验种子的总数。利用 SPSS 16.0 对萌发率和平均萌发时间进行最小显著差异性(LSD)分析。

2 结果与分析

2.1 新鲜的成熟种子的萌发

在15℃、20℃、25℃成熟种子均未萌发，这表明麻花秦艽种子存在休眠生理学特性。

2.2 冷层积对种子休眠的影响

随着4℃冷层积时间的延长，麻花秦艽种子在30 d后，种子开始了发芽，随着处理时间延长，发芽率不断增加，在60 d时达到90.6±4.5 0%，见表1。

表1 冷层积(4℃)对解除麻花艽种子休眠作用

2.3 GA3 对种子萌发的影响

经过GA3预处理后，麻花秦艽种子在低温4℃的条件下处理10 d后，GA3不同浓度处理后萌发率得到显著改善，在浓度为800 ppm时，发芽率最高见表 2 ，说明赤霉素对秦艽种子的休眠破除作用显著。

表2 GA3 溶液浸泡处理后对种子萌发率的作用

3 讨论

无论在热带还是寒带地区，一些植物种子存在种子后熟生理学现象，这是植物对环境的一种适应生物学现象，在青藏高原由于环境寒冷、植物生长期较短，许多植物种子在脱离植株后种子胚仅处于原胚状态，在后期种子胚发育成熟后，也存在生理休眠现象。麻花秦艽新成熟的种子经萌发实验中，基本不发芽，这表明新成熟的麻花秦艽种子存在后熟生理学现象，在通过低温积层处理20d后，以及赤霉素处理后种子均能够很好地萌发，表明种子后熟是由于种子生理休眠所致。在麻花秦艽栽培生产中，应用冷积层处理也能打破种子休眠，但是冷积层处理需要控制温度，同时在冷积层处理过程中时间太长，易导致种子霉变和处理不稳定和便利的原因，因而我们建议种子后熟处理采用赤霉素处理的方法。