外源水杨酸对长白山区野生车前种子萌发的影响

苏旸，张雨欣，郑润竹，熊竹婧，张家兴，姜云天

（通化师范学院生命科学学院，吉林通化 134002）

车前（Plantago asiatica L.）为车前科（Plantaninaceae）车前属（Plantago）多年生草本植物，又名车轮菜、驴耳朵菜、车轱辘菜，其全草和种子均可入药，即车前草和车前子[2]，具有利尿通淋、凉血、解毒、祛痰的功效[1]。该植物对生长环境要求不高，山野、路旁、荒坡等各种土壤中均能生长，其对铜、铅、汞等重金属具有较强的富集力，在生活中亦可作蔬菜食用[3-4]。因此，该植物无论是药用、食用还是对重金属污染土壤的修复方面均具有极高的开发利用价值。

种子是植物进行有性繁殖的重要器官，种子的散布、休眠及萌发在种子植物的生活史中占据重要地位。近年来，人们已对车前种子萌发条件以及生物学特性等方面进行了研究，而有关水杨酸（Salicylic acid，SA）浸种对长白山区野生车前种子萌发方面的相关研究尚未见报道[5-7]。SA 是近年在植物体内发现的一种天然生长物质，以极低的浓度即可参与调控植物的生长发育[8]。因此，该研究通过采用不同浓度外源SA 和浸种时间对野生车前种子进行预处理，旨在探究野生车前种子快速萌发和提高发芽率的方法，这对促进长白山区道地药材的引种驯化和开发利用具有重要现实意义。

1 材料与方法

1.1 供试材料

车前种子采集地位于长白山山脉西南部（125°58′54″E，41°44′31″ N）。2022 年9 月中旬至10 月初将采集的车前成熟种子带回植物生理实验室。

1.2 方法

1.2.1 种子浸种预处理及萌发试验。选取籽粒饱满、无损伤的车前种子用0.05%的KMnO4溶液浸泡消毒8 min，流水冲洗数遍晾干表面水分备用。SA 浸种处理液设置：0.01、0.1、1.0、1.5、2.0、3.0 mmol/L，以清水为对照（CK）。将消毒后的种子分别用不同浓度SA 处理液室温浸种6、12、24、36、48 h，然后将浸种预处理后的种子均匀摆放到铺有双层滤纸的培养皿内（直径12 cm），每个培养皿内放入种子30 粒，以蒸馏水浸种为对照（CK），每个浸种浓度3 次重复。最后将培养皿置于光照培养箱内进行培养，温度25℃，光照12 h/d。

1.2.2 指标测定。每隔24 h 记录种子萌发情况，起始发芽标准为从胚根突破种皮长出白嫩尖记为发芽[9]。第3 天计算发芽势，第8 天结束发芽试验，测量胚芽长和胚根长，称量苗鲜重。按如下公式计算相关萌发指标：

发芽率=（发芽种子总数/供试种子总数）×100%；

发芽势=（日发芽种子数达到高峰期时的发芽种子总数/供试种子总数）×100%；

发芽指数=∑Nt/Dt，式中Nt 为不同时间（t，d）的日发芽数，Dt 为相应的发芽天数；

活力指数=GI×S，GI 为发芽指数，S 为胚根长（cm）。

1.3 数据处理

用Microsoft Excel 2019 对试验数据进行录入整理；用IBM SPSS Statistics 20.0 对数据进行单因素方差分析，LSD法进行多重比较。采用隶属函数法[10]对相同浸种时间不同浸种浓度SA 处理的萌发指标和初始幼苗生长指标进行定量转换，再将同一SA 浸种浓度处理下的各项指标的隶属函数值分别累加求平均值，隶属函数值的平均值越大，则表示该SA 浸种浓度和浸种时间对车前种子萌发的促进效果越佳。隶属函数计算公式如下：U（Xi）=（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin），式中Xi表示某一萌发指标和初始幼苗生长指标的测定值，Xmax和Xmin分别表示所测定指标的最大值和最小值。

2 结果与分析

2.1 SA 浸种6 h 对车前种子萌发的影响

利用隶属函数法，对0.01～3.00 mmol/L SA 浸种6 h后的车前种子的萌发情况进行综合评价，隶属函数平均值越大，说明该浸种处理的种子萌发效果越好。从表1 可以看出，仅0.01 mmol/L SA 浸种处理的隶属函数平均值高于CK，达到0.877 9，而其他浸种浓度处理下的隶属函数平均值均低于CK，且在SA 浸种浓度≥1.50 mmol/L 时，隶属函数平均值分别较CK 下降74.78%、56.84%和37.61%。由此可见，0.01 mmol/L SA 浸种6 h 可有效促进车前种子萌发和幼苗生长，而浸种浓度过高则不利于车前种子萌发，甚至具有一定的抑制作用。

表1 SA 浸种6 h 各指标的隶属函数值及综合排序

2.2 SA 浸种12 h 对车前种子萌发的影响

从表2 可以看出，经0.01～3.00 mmol/L SA 浸种12 h后的车前种子，除3.00 mmol/L SA 浸种处理的隶属函数平均值低于CK 外，其他5 个浸种浓度处理下的隶属函数平均值均高于CK，其中，0.10 mmol/L SA 处理的隶属函数平均值最大（0.800 2），其次为2.00 mmol/L SA 浸种处理。由此可见，0.01～2.00 mmol/L SA 浸种12 h 均可有效促进车前种子萌发和幼苗生长，且0.10 mmol/L SA 浸种效果最佳，而浸种浓度过高（3.00 mmol/L）则抑制车前种子萌发。

表2 SA 浸种12 h 各指标的隶属函数值及综合排序

2.3 SA 浸种24 h 对车前种子萌发的影响

由浸种24 h 后的车前种子的萌发指标综合评价可见（表3），0.01、1.00、1.50、2.00 mmol/L SA 浸种处理的隶属函数平均值均高于CK，且0.01 mmol/L SA 浸种处理的隶属函数平均值最大，达到0.906 0，而0.10 和3.00 mmol/L SA 浸种处理的隶属函数平均值均低于CK，且3.00 mmol/L SA 浸种处理的隶属函数平均值最小（0.025 0）。以上结果表明，车前种子经0.01、1.00、1.50、2.00 mmol/L SA 浸种24 h均能促进其萌发，且0.01 mmol/L SA 浸种效果最佳，而高浓度SA 浸种则严重抑制车前种子萌发。

表3 SA 浸种24 h 各指标的隶属函数值及综合排序

2.4 SA 浸种36 h 对车前种子萌发的影响

由浸种36 h 后的车前种子的萌发指标综合评价可见（表4），CK 的隶属函数平均值最高（0.947 4），而0.01～3.00mmol/L SA 浸种处理的隶属函数平均值均低于CK，但0.01 和0.10 mmol/L SA 浸种处理的隶属函数平均值分别达到0.883 4 和0.858 0，仅较CK 下降6.76%和9.44%；当SA浸种浓度为2.00 和3.00 mmol/L时，隶属函数平均值均降为0。以上结果表明，低浓度SA 浸种36 h对车前种子的萌发影响不大，而高浓度SA 浸种36 h则完全抑制了车前种子的萌发。

表4 SA 浸种36 h 各指标的隶属函数值及综合排序

2.5 SA 浸种48 h 对车前种子萌发的影响

由浸种48 h 后的车前种子的萌发指标综合评价可见（表5），0.01 和1.00 mmol/L SA 浸种处理的隶属函数平均值均高于CK，分别达到0.864 5 和0.996 0，而0.10 mmol/L SA 浸种处理的隶属函数平均值仅较CK 下降0.06%；当SA 浸种浓度≥1.50 mmol/L 时，隶属函数平均值均低于CK，且在SA 浸种浓度达到3.00 mmol/L时降至0。低浓度SA 浸种48 h可有效促进车前种子萌发，且1.00 mmol/L 为SA 最佳浸种浓度，而高浓度SA 浸种时间过长则不利于车前种子萌发。

表5 SA 浸种48 h 各指标的隶属函数值及综合排序

3 讨论

自然界中大多数开花植物是通过种子来繁衍后代，种子活力的保持，即其寿命长短决定植物进入自然和农业生态系统的时间，而其能否成功萌发成苗直接决定着植物种群的繁衍和分布，也直接影响作物的产量[11-12]。因此，种子正常萌发在农业生产中具有重要的生物学意义和经济意义。车前作为长白山区道地药材，自然生长于山野、路旁、河边、田埂等阴湿处，因其种子细小，且种皮透水性差，存在休眠现象，导致其种子自然发芽能力低，影响了该药用植物资源的引种驯化和开发利用。激素引发是生产中常用的种子预处理方法，不仅可以打破种子休眠，还能加速发芽[13]。有研究表明，侧柏种子采用1.5 mmol/L SA 浸种24 h，种子发芽率、出苗整齐度和抗氧化酶活性大大提高[14]，而八月瓜种子经1.00 mmol/L SA 浸种后其发芽势和发芽指数大幅度降低[15]。说明适宜浓度SA 浸种可以促进种子萌发，但其浸种浓度因植物种类、浸种时间的不同而存在较大差异。因此，在生产中，可采用SA 不同浸种浓度和浸种时间对车前种子进行预处理以提高其种子萌发率和出苗整齐度。