外源激素对大籽獐牙菜种子萌发的影响

罗 萍，钱海兵，刘晓龙，丁 宁，王 波，郑亚强，李姝臻

(贵州中医药大学药学院，贵阳 550002)

大籽獐牙菜(SwertiamacrospermaC.B.Clarke)为龙胆科獐牙菜属植物[1-2]，主要分布于贵州、四川、云南、青海和西藏等省区[3-4]，生长在海拔为1 400～4 000 m的高山地带，且喜欢生长在向阳坡，路边草丛、含砂石的中性土壤中。大籽獐牙菜作为少数民族用药收载于《贵州省中药材民族药材质量标准》[5]，民间用其全草入药，具有抗炎、清热、健胃等作用，常用于治疗肝胆湿热性疾病[6-8]。现在对其需求扩大和过度采挖，且市场来源的本属药材都为野生，造成野生资源锐减，使得寻找人工栽培的方法成为了解决大籽獐牙菜资源短缺的重要方式[9-10]。陈桂琛等[11]研究表明，川西獐牙菜和抱茎獐牙菜的人工栽培是可行的，为有关同属大籽獐牙菜的人工栽培提供了参考。

本研究通过使用不同外源植物激素，以及不同激素浓度处理大籽獐牙菜种子，检测种子的发芽率、发芽势及发芽指数等指标，研究植物激素对大籽獐牙菜种子萌发的影响，为大籽獐牙菜后续人工栽培研究提供实验依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

本实验所用大籽獐牙菜种子采集于云南省昭通市镇雄县。赤霉素(GA3)、吲哚乙酸(IAA)、吲哚丁酸(IBA)及萘乙酸(NAA)均购自广州市林国化肥有限公司。

1.2 仪 器

体式显微镜、分析天平、智能人工气候箱、电热鼓风干燥箱。

1.3 实验方法

1.3.1种子的千粒重测定

将采集的大籽獐牙菜种子剔除杂质后，随机选取1 000粒，取样后用万分之一分析天平称重并记录，重复10次。

1.3.2种子的大小测定

随机选取20粒大籽獐牙菜的成熟种子，用电子测微尺测定各个种子的长轴和短轴，记录并整理数据。

1.3.3种子处理

将种子倒入烧杯内，用无菌水冲洗种子表面杂质，吸水纸吸干表面水分，再用75%乙醇浸泡30 s，接着用无菌水浸泡冲洗3次。

1.3.4激素处理

采用4种激素，均设置4个水平，设置浓度分别为：GA3和IAA，50、100、200、300 mg/L；NAA-NA和IBA，25、50、100、200 mg/L。以无菌水作为对照，用上述溶液浸泡处理种子24 h。

1.3.5发芽实验

将各组处理好的种子分别转移到培养皿中摆放整齐，实验组和对照组每皿50粒，重复3次，把培养皿放置于在黑暗条件为8 h/d和光照条件为2级光照16 h/d，恒温25 ℃，湿度为75%的人工培养箱中，观察种子的萌发情况。记录萌发数量及测量胚根胚轴长度。

1.3.6指标测定

实验中，当观察到种子胚根从种皮破出即视为萌发，每24 h记录一次萌发情况，试验时间为20 d。计算种子的发芽率和发芽势等数据，具体计算公式如下：

发芽率(%)=(发芽种子数/供试种子总数)×100%；

发芽势(%)=(8天内发芽种子数/供试种子总数)×100%；

发芽指数=∑(Gt/Dt)，式中Gt为20 d内发芽数，Dt为相应发芽天数；

活力指数=GI×S，式中GI为发芽指数，S为平均胚根长。

1.3.7数据处理

使用GraphPad Prism 8软件进行数据处理和图表制作，IBM SPSS Statistics 19.0软件进行差异性分析。

2 结果与分析

2.1 种子的千粒重及大小

大籽獐牙菜千粒重平均值为1.034 8 g，种子的长轴为(1.501±0.091 9)mm，短轴为(1.066±0.081 0)mm。

2.2 不同浓度GA3对种子萌发的影响

从表1和图1可看出，GA3可以有效促进大籽獐牙菜种子的萌发，GA3的浓度越高，种子萌发的时间越短，发芽最快的是300 mg/L组，开始发芽时间为第5天。使用不同浓度的GA3处理种子，种子发芽率较对照组提高了76.00%～80.67%，发芽势较对照组提高了64.00%～76.66%。其中，低浓度的GA3对种子萌发促进效果最佳，50 mg/L组的种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数分别达92.67%、73.33%、6.95%、67.55%。另外，用GA3处理种子后，种子胚根的长度增加不明显，但胚轴长度显著增加。综合上述各项指数的统计，本实验不同浓度的GA3对大籽獐牙菜种子萌发的促进作用各有所长，对比对照组的各项数据，本实验所采用的50、100、200、300 mg/L的GA3都能有效地促进大籽獐牙菜种子的生长。

表1 不同浓度GA3对种子萌发的影响

图1 不同浓度GA3对种子萌发的影响

2.3 不同浓度IAA对种子萌发的影响

从表2和图2中可看出，随着IAA浓度的提高，大籽獐牙菜种子的发芽势和发芽率逐渐下降。用50 mg/L IAA浸种处理，效果最佳，开始发芽时间为第5天、发芽率高达87.33%；同时种子胚根和胚轴长度分别为4.09 mm和6.59 mm，相比于对照组低(胚根8.00 mm、胚轴8.71 mm)。可推测低浓度的IAA对大籽獐牙菜种子的萌发有一定程度的促进作用，但对幼苗生长可能具有抑制作用。随着IAA浓度的提高，种子发芽率和发芽势明显低于对照组。因此，低浓度的IAA对大籽獐牙菜种子的萌发具有促进作用，而高浓度则具有明显的抑制作用。

表2 不同浓度IAA对种子萌发的影响

图2 不同浓度IAA对种子萌发的影响

2.4 不同浓度IBA对种子萌发的影响

从表3和图3可看出，用IBA(25 mg/L)和IBA(50 mg/L)处理种子后，种子的发芽时间为第7天，早于对照组。其中，用50 mg/L的IBA对种子处理后，种子的发芽率有所提高，为14.00%。但随着IBA浓度的提高，种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、胚根和胚轴长度均呈下降趋势。实验表明，低浓度的IBA对大籽獐牙菜种子萌发的影响较小，高浓度的IBA对大籽獐牙菜种子的生长表现出明显的抑制作用。

表3 不同浓度IBA对种子萌发的影响

图3 不同浓度IBA对种子萌发的影响

2.5 不同浓度NAA-NA对种子萌发的影响

从表4和图4中可看出，本实验采用不同浓度NAA-NA对大籽獐牙菜种子进行处理后，种子的开始发芽时间和对照组的开始发芽时间基本一致，但处理后种子的发芽率、发芽势、发芽指数都低于对照组，对种子的发芽表现出抑制倾向。同时，用NAA-NA处理种子后，胚根和胚轴长度发芽生长过程缓慢，不能准确测量。由此可见，NAA-NA也对大籽獐牙菜种子的萌发表现出抑制作用。

表4 不同浓度NAA-NA对种子萌发的影响

图4 不同浓度NAA-NA对种子萌发的影响

3 讨 论

外源植物激素在植物种子的生长阶段有广泛的生理效应[12]。其中，在种子萌发过程中，激素可通过信号传导来调节一系列蛋白质、酶的代谢，从而调控种子的萌发[13]。

大籽獐牙菜的种子个头比同科同属的种子大，但是表皮质硬，不容易切开，在种子萌发过程中使得水分和氧气不易进入，并且大籽獐牙菜大多为野生，受环境、光照、温度、湿度等自然条件变化的影响，所以发芽率较差[14-15]。本次实验所用的激素GA3、IAA、IBA、NAA-NA中，GA3处理大籽獐牙菜种子后各个萌发指标计量都很高，其中浓度为300 mg/L的GA3处理种子后，种子的开始萌发时间是第5天，比对照组的开始萌发时间早了3 d。从种子发芽率和发芽势上看，GA3处理种子后的发芽率都在85%以上，发芽势都在60%以上，远远高于对照组12%的发芽率和0.67%的发芽势。并且GA3对大籽獐牙菜种子的发芽指数高于6.50，活力指数在59.00以上，显著高于对照组0.9的发芽指数和7.2的活力指数，对胚根和胚轴的生长也有所促进。由此得出，GA3很适合做大籽獐牙菜种子发芽的促进激素。

用50 mg/L的IAA处理大籽獐牙菜种子后，种子的开始发芽时间也提前到了第5天，发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数也比对照高，其中发芽率也超过了85%。但50 mg/L的IAA处理后的种子胚根和胚轴长度都比对照短，可推测低浓度的IAA对大籽獐牙菜种子的萌发有一定程度的促进作用，但是对大籽獐牙菜萌发后的幼苗生长可能具有抑制作用。

而IBA和NAA-NA对大籽獐牙菜种子的萌发中各项指标的统计数据中，除了浓度为25 mg/L的IBA、50 mg/L的IBA、100 mg/L的NAA-NA对种子开始萌发时间有所提高，其他指标如发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、胚根和胚轴长度都比对照组低。从而得出，IBA和NAA-NA可能不适合作为大籽獐牙菜种子萌发的促进激素。

4 结 论

本试验表明，不同的植物激素对促进大籽獐牙菜种子萌发的影响是不同的，其中GA3对大籽獐牙菜种子的萌发促进作用最显著。本次实验所用的GA3(50、100、200、300 mg/L)对大籽獐牙菜种子的萌发促进差异不大，都能有效地促进种子的生长。而低浓度的IAA对种子萌发的初始发芽天数、发芽率、发芽势比对照组数据均有提高，但萌发后的种子胚根和胚轴长度低于对照组。可推测低浓度的IAA对大籽獐牙菜的种子萌发具有促进作用，但是对其种子萌发后的幼苗生长可能具有抑制作用。而IBA和NAA-NA处理对大籽獐牙菜种子萌发各项指标中与对照组的统计数据比对，推测得出IBA和NAA-NA可能不适合作为大籽獐牙菜种子萌发的促进激素，或者其存在对大籽獐牙菜种子萌发的适宜激素范围，需后续实验研究验证。