中药甘松种子的萌发特性

刘凯凯， 田国庆， 张福强， 王二欢， 马存德， 刘林军， 李方刚， 任振丽

(1.山东步长制药股份有限公司， 山东 菏泽 274000； 2.陕西步长制药有限公司， 陕西 咸阳 712000)

中药甘松为败酱科植物甘松(NardostachysjatamansiDC.)的干燥根、茎，其性辛、甘，温，无毒，归脾、胃经。具有理气止痛，开郁醒脾的功效。内服用于脘腹胀满、食欲不振、呕吐；外用可治疗牙痛、脚肿[1]。甘松药用历史悠久，是中医临床常用药材，也是古印度尤纳尼和阿育吠陀医学体系的常用品种[2-3]。野生甘松生长在海拔2 600～5 000 m的高原草地、灌木丛，主要分布在我国四川、西藏、甘肃、青海等省份的藏区，生长周期较长，野生资源一旦破坏需要多年才能恢复。

近年来，甘松除药用外，在食品和化妆品领域也被广泛应用，市场需求量不断增大，无序采挖使野生资源遭到严重破坏。如何保护和恢复甘松资源是当前急需解决的问题。人工栽培和野生抚育是中药资源保护的常用方法，而甘松种子萌发研究是实现人工栽培和野生抚育的基础。目前，对于甘松的研究多集中在生药学和药理学领域[4-6]，尚未发现甘松种子萌发研究的相关报道。因此，开展甘松种子萌发研究的意义重大。为探索甘松种子的萌发特性，本试验对其发芽床、温度、光照、基质含水量和消毒浸种进行研究，以期为甘松人工栽培和野生抚育提供一定的实践参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为甘松种子，于2020年7月采自甘肃省宕昌县步长甘松试验田，种子采收后阴干，去除杂质，置于4 ℃冰箱中保存待用，10月份选取健康饱满的甘松种子进行试验。

1.2 试验方法

1.2.1种子特性测定

种子形态：从样品中随机取100粒健康甘松种子，观察甘松种子形态、色泽及表面特征，并测定种子的长度(不计入萼齿)和宽度，确定种子大小范围。

种子千粒重：采用千粒法测定甘松种子千粒重，重复3次。

种子含水量：取甘松种子10 g，采用高温烘干法对种子含水量进行测定，重复3次。

种子生活力：取甘松种子50粒，采用氯化三苯基四氮唑法(TTC法)测定种子生活力，重复3次。

1.2.2种子吸水率测定

取50粒甘松种子用天平(1/10 000)测定初始质量，然后置于烧杯中，加入50 mL蒸馏水，分别于1、2、4、6、10、18、24、32、48 h取出种子，用吸水纸吸干种子表面水分，精密称重，重复3次。 按下列公式计算种子吸水率。

吸水率(%)=[(种子吸水后质量-初始质量)/初始质量]×100%。

1.2.3单因素试验

发芽床试验：分别以纱布、滤纸(双层)、蛭石、河沙和脱脂棉作为发芽床，进行发芽试验，每个处理50粒，重复3次，测定种子萌发参数。

温度试验：分别设15、20、25、30 ℃恒温处理进行发芽试验，每个处理50粒，重复3次，测定种子萌发参数。

光照试验：设置培养箱每天光照时间为0、12、24 h三个处理进行发芽试验，每个处理50粒，重复3次，测定种子萌发参数。

基质含水量试验：采用王璐瑶[7]的方法以烘干至恒重的细沙30 g为发芽床(厚约0.5 cm)，分别加入1.5、3、6、9 mL蒸馏水，使细沙含水量为5%、10%、20%、30%。每天称量培养皿，补充因蒸发损失的水分，保持恒定的含水量。每个处理50粒，重复3次，测定种子萌发参数。

细沙含水量=(水的质量/干沙的质量)×100%。

1.2.44种消毒试剂不同浸种时间对甘松种子萌发的影响

甘松种子先用蒸馏水浸泡24 h，以其为对照(ck)，然后在0.5%KMnO4、75%C2H5OH、3%H2O2、4%NaClO溶液中分别浸泡10、20、30 min，并用蒸馏水冲洗干净，测定其发芽率和霉变率，每处理50粒种子，重复3次。

霉变率(%)=(14 d种子发霉数/供试种子数)×100%。

1.3 发芽参数测定

每日定时统计甘松种子发芽数，测定发芽势、发芽率和发芽指数。计算公式如下：

发芽势(%)=(7 d种子发芽数/供试种子数)×100%；

发芽率(%)=(14 d萌发种子数/供试种子数)×100%；

发芽指数=∑Gt/Dt(Gt为时间t的发芽数，Dt为相应的发芽天数)。

1.4 数据处理

采用Excel 2019软件进行数据处理，DPS 7.05软件进行单因素方差分析，采用Origin 2018软件作图。

2 结果与分析

2.1 甘松种子特性

如图1所示甘松种子为倒卵形，3室中1室发育为瘦果(由于3室难以分离，生产中将整个果实视为一粒种子)；上端伴有小萼齿，腹部隆起，下端稍尖；背面突起呈椭圆状，腹面略平，中间有1条腹沟，腹沟贯穿整个腹部，种色为灰褐色；种子长(4.59±0.43)mm，宽(2.68±0.34)mm；种子千粒重为(6.08±0.06)g；含水量为(11.05±0.41)%；生活力为(69.33±3.06)%。

图1 甘松种子

2.2 甘松种子吸水率

由图2可看出，甘松种子前4 h快速吸水，4 h时种子吸水率达51.22%，4～24 h吸水速率逐渐变缓，24 h时种子吸水率达90.12%。24 h后趋于稳定，基本达到饱和状态。可以看出，甘松种子具有良好的吸水性。

图2 甘松种子吸水率

2.3 单因素试验

2.3.1发芽床对甘松种子萌发的影响

由表1可见，不同发芽床的发芽率、发芽势和发芽指数差异较大。5种发芽床的发芽率在41.33%～52.00%之间，发芽势在29.33%～41.33%之间，其中河沙的发芽率和发芽势均最高，而双层滤纸、蛭石、河沙和脱脂棉处理之间的发芽指数无显著性差异，但均显著高于纱布。综合分析，选用河沙作为甘松种子的发芽床最为适宜。

表1 发芽床对甘松种子萌发的影响

2.3.2温度对甘松种子萌发的影响

由表2可以看出，甘松种子不同温度下的发芽率、发芽势和发芽指数均不同。发芽率、发芽势和发芽指数在25 ℃条件下均为最高，20 ℃和30 ℃次之，15 ℃最低。但在20 ℃与25 ℃条件下种子的发芽率、发芽势和发芽指数均无显著性差异，表明甘松种子萌发的最适温度区间为20～25 ℃。

表2 温度对甘松种子萌发的影响

2.3.3光照时间对甘松种子萌发的影响

由表3可以看出，甘松种子在12 h光照条件下发芽率、发芽势和发芽指数最高，分别为55.33%、40.00%和5.51。12 h光照比0 h光照的发芽率高4.66%，比24 h全光照的发芽率高7.33%，但三种光照条件下的发芽率和发芽指数无显著性差异，说明光照时间过短或过长都会降低其萌发率，但对种子出苗整齐度和发芽能力影响不大。

表3 光照时间对甘松种子萌发的影响

2.3.4基质含水量对甘松种子萌发的影响

由表4可知，随着基质含水量的增加，发芽率、发芽势和发芽指数表现为先增后降的趋势。其中10%基质含水量的发芽率、发芽势和发芽指数最高，分别为54.00%、38.67%和5.08。10%与20%基质含水量的发芽率、发芽势和发芽指数均无显著性差异，但显著高于其他处理。因此，适宜甘松种子萌发的基质含水量为10%～20%。

表4 基质含水量对甘松种子萌发的影响

2.4 4种消毒试剂不同浸种时间对甘松种子萌发的影响

2.4.1甘松种子发芽率

由图3可知，甘松种子在4种溶液中不同浸种时间的发芽率差异较大。在75%C2H5OH和3%H2O2处理中，发芽率随着浸种时间增加而减小。两者浸种10 min处理的发芽率最高，为50.00%和58.67%，比ck的发芽率高10.00%和18.67%。在0.5%KMnO4处理中，浸种30 min的发芽率显著高于其他处理，其发芽率为58.00%，比ck的发芽率高18.00%。在4%NaClO处理中，发芽率随着浸种时间增加表现为先增大后减小的趋势，浸种20 min的发芽率最高，为50.00%，比ck的发芽率高10.00%。相比之下，甘松种子在3%H2O2浸种10 min或0.5%KMnO4浸种30 min的发芽率更高，因此，选用这两种方式进行浸种，有利于甘松种子的萌发。

注：图中不同小写字母表示差异显著(p<0.05)。下同。图3 甘松种子在不同消毒溶液和浸种时间的发芽率

2.4.2甘松种子霉变率

由图4可知，甘松种子的霉变率在4种消毒溶液浸种后均显著降低，且随着浸种时间的增加而减小。在3% H2O2和4%NaClO处理中，三种浸种时间的霉变率无显著性差异，浸种30 min的霉变率最低，为8.67%和9.33%，比ck的霉变率分别降低了16.66%和16.00%。在0.5%KMnO4和75%C2H5OH处理中，浸种30 min处理的霉变率最低，为10.00%和7.33%，比ck的霉变率降低了15.33%和18.00%。

图4 甘松种子在不同消毒溶液和浸种时间的霉变率

3 结论与讨论

影响种子萌发的因素可分为内部生理因素和外部环境因素两大类，不同植物影响其种子萌发的因素不同[8-9]。就内部生理因素而言，甘松种子为小粒瘦果，吸水性较好，24 h基本达到吸水饱和，不存在种皮萌发障碍。但健康饱满的甘松种子三室中一室发育，生活力仅为69.33%，说明甘松种子成熟比例不高，部分种子未达到生理成熟。这可能与甘松的生长环境有关，甘松生长在高原草地，每年生长期较短，种子成熟期间恶劣天气较多，易造成种子的成熟度不高，怎样提高甘松种子成熟度是下一步要研究的重点问题。

温度、光照、水分等外部环境因素对种子萌发也有很大影响[10-12]。温度影响植物体内的酶活性，适宜的温度才能促使种子萌发[13]。在本试验中，通过对影响甘松种子萌发的几个重要因素进行单因素分析，发现温度对种子萌发的影响最大，在20～25 ℃时种子的发芽率和整齐度较高，温度过高或过低都会影响甘松种子的萌发。水分是影响种子萌发的关键生态因素[14]，随着基质含水量的增加，甘松种子的发芽率和整齐度表现为先高后低的趋势。适宜种子萌发的含水量为10%～20%，缺乏水分或水分过多都不利于甘松种子的萌发，尤其在水分过多时，甘松种子萌发受到严重抑制。保水透气的发芽床能够促进种子萌发，种子在不同发芽床萌发的效果不同[15]。本试验中不同发芽床的发芽率在41.33%～52.00%之间，差异较大，其中河沙的发芽率最高，适宜作为甘松种子的发芽床。光照对于甘松种子的萌发也有较大影响[16]，光照12 h种子的发芽率、发芽势和发芽指数均高于光照0 h或24 h。除了上述外界环境因素外，还发现消毒试剂浸种不但可以降低甘松种子的霉变率，还能影响其发芽率。甘松种子在3%H2O2溶液中浸种10 min或在0.5%KMnO4溶液中浸种30 min均能显著提高发芽率。

综上，不同灭菌方式及不同浓度梯度的PEG处理玉米后，主要影响着玉米萌发过程中的发芽指数和处理6 d后的发芽率。。