于明艷
(本溪化學(xué)工業(yè)學(xué)校,遼寧 本溪 117004)
黃芪為豆科屬多年生草本植物,是藥食兼用天然植物,其根具有補(bǔ)氣升陽(yáng)、固表止汗、脫毒生肌、利水退腫等功效。目前,黃芪主要來(lái)源于人工栽培,但黃芪種子比較硬實(shí),加之內(nèi)源抑制物質(zhì)的存在,導(dǎo)致黃芪發(fā)芽率低,嚴(yán)重制約人工栽培的規(guī)?;a(chǎn)。大量研究表明,用鹽、水楊酸、礦物質(zhì)元素等外源性試劑處理黃芪種子,可促進(jìn)黃芪種子萌發(fā),對(duì)提高黃芪種植品質(zhì)和質(zhì)量具有重要意義。
種子萌發(fā)期是植物生活史中對(duì)鹽脅迫十分敏感的時(shí)期。植物能否在鹽堿環(huán)境中生存,取決于能否發(fā)芽、發(fā)芽率和發(fā)芽速度。鹽生環(huán)境中,種子萌發(fā)是植物生存和延續(xù)的重要階段,是植物適應(yīng)環(huán)境變化并成功建殖于鹽生環(huán)境的前提。
王楠等以最終發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、簡(jiǎn)化活力指數(shù)、苗長(zhǎng)、根長(zhǎng)、苗干重、根干重等為指標(biāo),研究水楊酸(SA)對(duì)重度PEG和NaCl脅迫下黃芪種子的影響,結(jié)果表明:低濃度PEG和NaC能促進(jìn)膜莢黃芪種子萌發(fā),在-0.5 MPa PEG 和-0.7 MPa NaCl處理下,蒙古黃芪種子的活力指數(shù)顯著優(yōu)于膜莢黃芪種子(P<0.05);SA浸種能促進(jìn)重度PEG和NaCl脅迫下黃芪種子的最終發(fā)芽率;蒙古黃芪種子的耐脅迫性高于膜莢黃芪種子;2種黃芪種子對(duì)SA的響應(yīng)方式有區(qū)別,且SA浸種處理優(yōu)于拌種處理。
馬彥軍等通過(guò)發(fā)芽盒進(jìn)行種子萌發(fā)出苗試驗(yàn),分析蒙古黃芪種子在不同濃度NaCl、Na2SO4和NaHCO3處理下的萌發(fā)率、發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)鹽害率及其苗根長(zhǎng)、苗高及根莖比,結(jié)果顯示:在 NaCl<0.2%,Na2SO4<0.6%,NaHCO3<0.3%的鹽脅迫下,蒙古黃芪種子能正常發(fā)芽,萌發(fā)率和發(fā)芽勢(shì)均高于對(duì)照;在大于此濃度的鹽脅迫下,萌發(fā)率和發(fā)芽勢(shì)均開(kāi)始下降;蒙古黃芪種子在 NaCl<0.6%,Na2SO4<0.8%,NaHCO3<0.3%時(shí)的相對(duì)鹽害率為負(fù)值,促進(jìn)種子萌發(fā);大于此濃度時(shí),相對(duì)鹽害率為正值,抑制種子萌發(fā)。
鹽堿是強(qiáng)烈限制植物生長(zhǎng)的三大非生物脅迫因素之一。當(dāng)土壤或水域中的鹽分顯著偏離植物最適生長(zhǎng)條件時(shí),會(huì)引發(fā)植物體功能水平的變化和反應(yīng),即發(fā)生脅變。鹽堿脅迫會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生很多不利影響,而植物在響應(yīng)鹽堿逆境過(guò)程中產(chǎn)生一系列生理生化反應(yīng)。
劉旭光等采用3種接種方式(單接種摩西斗管囊霉、扭形多樣抱囊霉,以及混合接種摩西斗管囊霉+扭形多樣孢囊霉)為蒙古黃芪接種叢枝菌根真菌,并結(jié)合不同鹽堿脅迫條件研究AMF對(duì)蒙古黃芪幼苗生理生長(zhǎng)及有效藥用成分含量的影響。研究結(jié)果顯示:在鹽堿脅迫條件下,蒙古黃芪種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均隨鹽堿濃度增加而降低。25 mmol/L鹽堿濃度處理下,蒙古黃芪種子的發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率最高,125 mmol/L鹽堿濃度處理下蒙古黃芪種子不發(fā)芽;較低的鹽堿濃度處理促進(jìn)蒙古黃芪種子萌發(fā)。
盛彥霏等以膜莢黃芪為材料,分別用不同濃度的中性鹽 NaCl∶Na2SO4(9 mol∶1 mol)混合脅迫和堿性鹽NaHCO3∶Na2CO3(9 mol∶1 mol)混合脅迫處理黃芪種子和幼苗,研究不同濃度鹽、堿脅迫對(duì)黃芪種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、相對(duì)鹽害率、吸水量的影響。試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,在不同濃度的鹽、堿脅迫下,黃芪種子的萌發(fā)受到抑制;隨著脅迫濃度的升高,發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)均呈下降趨勢(shì);幼苗的根長(zhǎng)和苗長(zhǎng)都呈下降趨勢(shì),相對(duì)鹽害率逐漸升高,且堿性鹽脅迫大于中性鹽。
礦質(zhì)元素是植物栽培的三大營(yíng)養(yǎng)元素,合理施用能促進(jìn)黃芪種子生長(zhǎng)發(fā)育和有效成分的合成積累。
郭瑜瑞以蒙古黃芪為研究對(duì)象,分別采用種子試驗(yàn)和田間試驗(yàn)研究Fe,Zn,Mn,Cu對(duì)蒙古黃芪種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)狀況的影響。試驗(yàn)結(jié)果為:適宜濃度的微量元素溶液處理能夠顯著提高種子活力,促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng),同時(shí)提高黃芪幼苗的抗逆性;400 mg/L FeSO4,100 mg/L ZnSO4,125 mg/L MnSO4,50 mg/L CuSO4處理的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)最佳。
赤霉素是一種重要的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)激素,是種子萌發(fā)過(guò)程中DNA復(fù)制的必需條件。同時(shí),赤霉素還能大幅提高水解胚乳細(xì)胞壁水解酶的活性,使胚乳對(duì)種胚的機(jī)械阻力弱化,從而提高種子活力,促進(jìn)種子萌發(fā)。
韓金玲等采用沙培法進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn),以膜莢黃芪種子為材料,設(shè)計(jì)赤霉素濃度及浸種時(shí)間、研磨及研磨后浸種時(shí)間、清水浸種時(shí)間等處理方法,研究黃芪種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。結(jié)果表明:與對(duì)照比較,研磨和浸種均明顯促進(jìn)種子萌發(fā)。在小組試驗(yàn)中,赤霉素浸種和清水浸種的發(fā)芽勢(shì)均顯著低于研磨后浸種處理 (P0.05),但發(fā)芽率的各處理間差異不顯著(P0.05);種子浸泡后再進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn),仍可明顯促進(jìn)種子萌發(fā)。說(shuō)明研磨和浸種均能明顯促進(jìn)黃芪種子萌發(fā),以研磨后清水浸種18 h的處理方法效果最佳;清水直接浸種24 h處理的發(fā)芽率不低,最簡(jiǎn)單且最易掌握;浸種后將種子晾干再行播種,不影響其發(fā)芽率,且干種子易于播種。
水楊酸又稱(chēng)鄰羥基苯甲酸,是植物體中一種重要的內(nèi)源信號(hào)分子,能夠激活植物一系列抗性防衛(wèi)反應(yīng),且在植物體內(nèi)普遍存在。已有的研究表明,水楊酸能在一定程度上提高種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)等,具有促進(jìn)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的作用。
朱利君用不同濃度的水楊酸 (SA)處理黃芪種子,分析種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和種子萌發(fā)期間的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、POD活性和MDA含量。結(jié)果表明:不同濃度SA浸種對(duì)黃芪種子萌發(fā)的影響不同,低濃度SA浸種能夠明顯促進(jìn)黃芪種子萌發(fā),其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù),活力指數(shù)與種子萌發(fā)期間的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、POD活性均隨SA濃度增加呈顯著增加趨勢(shì);MDA 含量隨 SA 濃度增加顯著降低;0.1 mmol/L的SA處理的黃芪種子,其發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù),以及種子萌發(fā)期間的可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、POD活性最大,MDA的含量最小。
除以上外源試劑影響外,還有很多其他外源試劑對(duì)黃芪種子萌發(fā)產(chǎn)生影響,如油菜內(nèi)酯、橄欖油加工廢棄液、硝普納、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑、98%濃硫酸等。
為提高黃芪人工栽培質(zhì)量,張學(xué)明等采用0.05、0.10、0.50,1.00 mmol/L 水楊酸溶液和 0.01%,0.05%,0.10%,0.50%的油菜素內(nèi)酯溶液處理黃芪種子,研究不同濃度水楊酸和油菜素內(nèi)酯對(duì)黃芪種子萌發(fā)的影響。 試驗(yàn)結(jié)果表明:0.50 mmol/L 水楊酸和 0.05%油菜素內(nèi)酯浸種能最大程度提高黃芪發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù),促進(jìn)黃芪種子萌發(fā)和出苗整齊。
楊小錄等以甘肅道地中藥材黃芪為對(duì)象,通過(guò)室內(nèi)培養(yǎng)試驗(yàn)研究不同濃度的橄欖油加工廢棄液對(duì)黃芪種子萌發(fā)、幼苗生長(zhǎng)、生理特性的影響。結(jié)果表明:低濃度的橄欖油加工廢棄液能顯著促進(jìn)黃芪種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng),隨著濃度的升高,種子萌發(fā)率顯著降低,幼苗生長(zhǎng)受阻,葉片中SOD,POD,CAT活性先升后降,幼苗葉片中的脯氨酸、可溶性糖和丙二醛含量隨廢棄物濃度升高而升高。
崔興國(guó)等為探討提高黃芪種子發(fā)芽率的化學(xué)控制方法,采用 0,0.05,0.25,0.50,0.75,1.00 mmol/L 共6個(gè)濃度的SNP溶液處理黃芪種子,研究不同濃度SNP溶液浸種對(duì)黃芪種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響。試驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示:低濃度 SNP 處理(0.05,0.25,0.50 mmol/L)能明顯促進(jìn)黃芪種子萌發(fā),提高種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù),并促進(jìn)幼苗胚根伸長(zhǎng);較高濃度SNP處理(0.75mmol/L)對(duì)黃芪種子萌發(fā)的促進(jìn)作用不明顯;過(guò)高濃度 SNP 處理(1.00 mmol/L)抑制黃芪種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)。其中,用0.50 mmol/L的SNP溶液浸泡的種子萌發(fā)效果最好。
周潔等在種子萌發(fā)前,用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)黃芪種子進(jìn)行預(yù)處理,將質(zhì)量比1~13∶1~2∶1~3的山楂核、酸棗核和核桃殼進(jìn)行干餾得到干餾液,并用其對(duì)黃芪種子進(jìn)行預(yù)處理,預(yù)處理方法簡(jiǎn)單,易于操作,無(wú)污染,可以顯著提高黃芪種子的萌發(fā)率,經(jīng)濟(jì)效益高。
周吉林優(yōu)化常溫放置1 a的膜莢黃芪種子的萌發(fā)條件,分別用濃硫酸、H2O2和滅菌的自來(lái)水處理黃芪種子, 再用幼嫩子葉在 MS+1.5 mg/L 2,4-D+1.0 mg/L NAA的培養(yǎng)基上誘導(dǎo)愈傷組織,確定用98%濃硫酸浸泡3 min的黃芪種子的發(fā)芽率最高,愈傷組織的狀態(tài)良好。
近年來(lái),關(guān)于外源性試劑促進(jìn)黃芪種子萌發(fā)的影響研究表明,用鹽、鹽堿、礦物質(zhì)、赤霉素、油菜素內(nèi)酯、植物生長(zhǎng)劑等外源性試劑處理黃芪種子,可以促進(jìn)黃芪種子萌發(fā)耐受性,為黃芪大規(guī)劃、規(guī)范化生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。