黃平權1 馮世鑫2
1.廣西白云山盈康藥業(yè)有限公司,廣西 南寧 530022; 2.廣西壯族自治區(qū)藥用植物園,廣西 南寧 530023
紅花青藤 (IlligerarhodanthaHance. ) 是連葉桐科青藤屬植物,別名三葉青藤、三姐妹藤、毛青藤(圖1,a)。主產于廣西,廣東、云南、福建及臺灣等省[1-3]。藥用根、莖藤,味甘、辛,性溫。具有消腫止痛、活血通絡、祛風散瘀等作用[4]。用于治療跌打腫痛、風濕骨痛、類風濕、肩周炎、小兒麻痹后遺癥等。在廣西民間應用較為廣泛?,F(xiàn)代藥理實驗表明,紅花青藤醇提物抗炎作用顯著,且毒性小[5]。是中成藥 “華佗風痛寶 ” 及其系列產品的主要原料藥[6]。一直以來,紅花青藤均依靠采集野生資源供給市場及臨床用藥,隨著研究的深入和開發(fā)力度的加大,各地的野生資源銳減,人工撫育或栽培迫在眉睫。經查閱,目前,紅花青藤的研究主要集中在藥理、藥化和臨床方面的研究,而在種子繁育和栽培等研究方面研究較少。為更好地開發(fā)和利用紅花青藤,探討種子萌發(fā)的最佳條件和方法,開展環(huán)境因子、條件和GA3對紅花青藤的種子萌發(fā)的影響的研究,現(xiàn)報導如下。
1.1 材料 供試種子采集于廣西南寧市郊區(qū),經廣西藥用植物園副研究員彭玉德鑒定為紅花青藤(IlligerarhodanthaHance. )的種子(圖1,b)。種子取材除了不同成熟度對比試驗之外,其他試驗均選取果皮為黃棕色的種子作材料。
儀器LRH-400GSI(智能型)光照培養(yǎng)箱(由韶關市泰宏醫(yī)療器械有限公司生產),BCD-212電冰箱(由博西華家用電器有限公司生產),天平(型號YP202N,由上海精密科學儀器有限公司生產),卡尺、發(fā)芽盒,培養(yǎng)基質材料為市售。自制的發(fā)芽基質配方,由河沙∶蛭石∶珍珠巖等于4∶2∶1 的比例配成。
1.2 方法
1.2.1 種子處理 4月至5月采收表皮呈黃棕色的果實,去除長翅,保留附著在種子上的果皮(圖1,c)。先用0.2%的高錳酸鉀液浸泡種子20 min后,再用蒸餾水沖洗4次。置于墊有5~6 cm厚的基質的發(fā)芽盒中,種子分散、平放,嵌入基質內,因略見上部果皮為宜,蓋上蓋子。每處理30粒種子,4個重復。
1.2.2 發(fā)芽試驗 按各處理的條件進行,考察其發(fā)芽率和發(fā)芽勢。種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢的統(tǒng)計和計算方法為:每24 h觀察1次,記錄當天種子發(fā)芽情況,并適當補充水分。以露白作為發(fā)芽的標志。從開始發(fā)芽的第7天統(tǒng)計發(fā)芽勢,20 d統(tǒng)計發(fā)芽率。計算公式如下:
發(fā)芽勢=(規(guī)定時間內發(fā)芽種子粒數÷供試種子粒數)×100%
發(fā)芽率=(發(fā)芽種子粒數÷供試種子粒數)×100%
1.2.3 數據處理 用SPSS.19.0和Excel進行數據統(tǒng)計處理。多重比較采用Duncan法:同列中不同的小寫字母表示在5%的水平下差異顯著。
1.2.4 成熟度對種子發(fā)芽的影響 按果皮顏色分為淺黃綠色、黃綠色、黃棕色和棕褐色4種,分別定為輕度成熟、中度成熟、成熟和老熟四個等級。在恒溫25 ℃條件下發(fā)芽。
1.2.5 溫度對紅花青藤種子萌發(fā)的影響 設置恒溫15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃和變溫23 ℃(16 h)-28 ℃(8 h)一共6個處理。種子隨采隨播,在光照強度1000 LX、光照時間8 h的培養(yǎng)箱內進行發(fā)芽。
1.2.6 光照強度對紅花青藤種子萌發(fā)的影響 種子隨采隨播,設置光照強度為1000 LX、2000 LX和3000 LX和0LX(無光照)共4種處理,光照時間為8 h,在25 ℃恒溫下發(fā)芽(無光照的處理是將種子置于黑暗的盒子中)。
1.2.7 紅花青藤種子失水對其萌發(fā)的影響 稱取剛采收的鮮種子的重量(風干前重),置于室內攤晾,在自然條件下,存放5 d、10 d、15 d、20 d、25 d共5個處理,分別測定在規(guī)定存放時間的種子重量(風干后重),計算種子失水率。分次及時將失水種子用清水浸泡4 h,在恒溫25 ℃條件下進行發(fā)芽培養(yǎng)。計算公式如下:
種子失水率(%)=(試樣風干前重-試樣風干后重)/試樣風干前重×100%
1.2.8 貯藏溫度和時間對種子發(fā)芽的影響 將種子分層放置于發(fā)芽盒中,每層用含水量23%~25%的細沙覆蓋,分別置于:0 ℃、5 ℃、10 ℃的環(huán)境(電冰箱)中,分別存放30 d、60 d、90 d后,取出。在恒溫25 ℃的環(huán)境中進行發(fā)芽培養(yǎng)。
1.2.9 GA3對老化的種子萌發(fā)的影響 取在室內常溫下存放10 d,已部分失水的老化種子,分別用濃度為40 mg/kg、80 mg/kg、120 mg/kg的GA3水溶液浸泡種子4 h后,取出,在恒溫25 ℃條件下進行發(fā)芽。
2.1 成熟度對紅花青藤種子發(fā)芽的影響 試驗表明:成熟度對紅花青藤種子發(fā)芽率的影響較大,以果莢為黃棕色的種子(成熟種子)發(fā)芽最高,發(fā)芽率達95.8%,顯著高于其他處理;其次為果莢黃帶綠色的種子(中度成熟種子),發(fā)芽率達93.3%,也顯著高于老熟種子和輕度成熟種子的,最低的是輕度成熟種子。對于發(fā)芽勢也表現(xiàn)為成熟種子的最高,達到55.6%。顯著高于老熟種子和輕度成熟種子,但與中度成熟種子的差異不顯著。發(fā)芽勢高體現(xiàn)種子萌發(fā)集中,活力強。說明中度成熟的種子的活力已接近成熟種子。在各處理的種苗后續(xù)生長中,也表現(xiàn)出成熟度為成熟的種子所形成的植株生長旺盛,根系較為發(fā)達(圖2,a),其次為中度成熟種子的植株(圖2,b),第三為老熟種子的植株(圖2,c),生長最為弱小的為輕度成熟的植株(圖2,d)。因此,紅花青藤種子在果莢表皮呈黃帶綠色至黃棕色時采收為宜(表1)。
表1 紅花青藤種子成熟度不同對其發(fā)芽的影響
注:表中同列的數值采用Duncan法進行顯著性分析,差異顯著與否,用字母表示,按高至低排列。同列中不同的小寫字母表示在5%的水平下差異顯著,否則不顯著。即a顯著高于b,b顯著高于c……依此類推。a為最大值,b次之……依次排列。
2.2 溫度對種子萌發(fā)的影響 試驗表明:在恒溫的條件時,隨著溫度的升高紅花青藤種子的發(fā)芽率呈拋物線狀變化,在溫度25 ℃時達到最高,顯著高于同條件的其他溫度處理。在溫度25 ℃以下處理的發(fā)芽率和發(fā)芽勢均隨著溫度的升高而增大;而高于25 ℃的則隨著溫度的升高而減小。說明溫度過高或過低都對紅花青藤種子發(fā)芽均有影響。在23 ℃(16 h)~28 ℃(8 h)變溫的條件下,發(fā)芽率達到96.7%,高于恒溫25 ℃處理的,但兩者之間差異不顯著。從其發(fā)芽勢來看,則顯著高于恒溫25 ℃處理和其他處理。說明變溫處理更有利于紅花青藤的種子萌發(fā)(表2),生產育苗時,溫度宜控制在23~28 ℃之間。
表2 不同的溫度條件對紅花青藤種子發(fā)芽的影響
注:表中同列的數值采用Duncan法進行顯著性分析,差異顯著與否,用字母表示,按大至小排列。同列中不同的小寫字母表示在5%的水平下差異顯著,否則不顯著。即a顯著高于b,b顯著高于c……依此類推。a為最大值,b次之……依次排列。
2.3 光照強度對紅花青藤種子萌發(fā)的影響 試驗中,強光照或無光(黑暗)均對種子萌發(fā)有影響,種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢均有隨著光照強度的增強呈拋物線形狀的變化,以1000 LX處理的最高,顯著高于其他處理。無光處理(黑暗)的發(fā)芽率比光照強度3000 LX處理的稍高,差異未達到顯著水平,但其發(fā)芽勢顯著高于光照強度3000 LX處理的。說明在一定范圍內的弱光照有利于紅花青藤種子萌發(fā),以1000 LX為好(表3)。
表3 不同的光照條件下對紅花青藤種子發(fā)芽的影響
注:表中同列的數值采用Duncan法進行顯著性分析,差異顯著與否,用字母表示,按大至小排列。同列中不同的小寫字母表示在5%的水平下差異顯著,否則不顯著。即a顯著高于b,b顯著高于c……依此類推。a為最大值,b次之……依次排列。
2.4 紅花青藤種子失水對其萌發(fā)的影響 經試驗得知,種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢隨著種子失水率的增大而降低,與存放時間的密切相關。當種子失水率為0(鮮種子)時,其發(fā)芽率和發(fā)芽勢為最高,分別達到93.3%和58.3%,顯著高于其他處理。當種子失水率達43.1%時,其發(fā)芽率急劇下降,只有21.7%,已不能應用于生產。當種子失水率達到60.2%時(存放25 d),發(fā)芽率僅為0.8%,即基本喪失活力。說明種子失水嚴重影響其發(fā)芽,且下降幅度大。也就是說,在自然條件下,紅花青藤種子壽命短(表4)。
表4 花青藤種子失水程度對其發(fā)芽的影響
注:表中同列的數值采用Duncan法進行顯著性分析,差異顯著與否,用字母表示,按大至小排列。同列中不同的小寫字母表示在5%的水平下差異顯著,否則不顯著。即a顯著高于b,b顯著高于c……依此類推。a為最大值,b次之……依次排列。
2.5 貯藏溫度和時間對種子發(fā)芽的影響 試驗結果表明,在保濕的條件下,低溫貯藏能保持紅花青藤種子有較高發(fā)芽率,發(fā)芽率的高低與貯藏的時間和溫度有關。在同一溫度條件下,種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢均隨著貯藏時間的延長而降低。說明種子不耐貯藏。在相同的貯藏時間條件時,種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢則隨著貯藏溫度的降低呈拋物線狀變化,均以5 ℃的貯藏溫度的發(fā)芽率最高,顯著高于10 ℃和0 ℃的處理;使用5 ℃的溫度將種子貯藏90 d,其發(fā)芽率仍有80.0%,發(fā)芽勢也達到44.2%,還可應用于大田生產[7]。綜上所述,紅花青藤種子貯藏時,溫度控制在5 ℃為宜,貯藏時間不宜大于90 d。
2.6 GA3對老化的紅花青藤的種子萌發(fā)的影響 在自然條件下,紅花青藤種子失水后其發(fā)芽率明顯下降。種子老化,失去活力。用 GA3處理因失水老化的種子,能提高種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢,隨著濃度增大而增加。試驗中,以濃度120 mg/kg處理的最高,其發(fā)芽率達82.5%,發(fā)芽勢50.8%,其次為濃度80 mg/kg處理的,兩者均顯著高于40 mg/kg及清水(對照)處理的。最低為對照處理。說明GA3對因失水老化的種子發(fā)芽有促進作用,濃度在80~120 mg/kg為好(表6)。
表5 不同的貯存方法對紅花青藤種子發(fā)芽的影響
注:表中同列的數值采用Duncan法進行顯著性分析,差異顯著與否,用字母表示,按高至低排列。同列中不同的小寫字母表示在5%的水平下差異顯著,否則不顯著。即a顯著高于b,b顯著高于c……依此類推。a為最大值,b次之……依次排列。
表6 GA3對老化的紅花青藤種子萌發(fā)的影響
注:表中同列的數值采用Duncan法進行顯著性分析,差異顯著與否,用字母表示,按大至小排列。同列中不同的小寫字母表示在5%的水平下差異顯著,否則不顯著。即a顯著高于b,b顯著高于c……依此類推。a為最大值,b次之……依次排列。
3.1 結論 紅花青藤種子在果莢黃色至黃棕色時,具有較強的發(fā)芽能力,種子無休眠性;在23 ℃~28 ℃的溫度、光照度1000 XL條件下,更有利于種子萌發(fā),發(fā)芽率較高。種內水分含量對種子萌發(fā)影響較大,種子失水后發(fā)芽率明顯下降,種子老化較快,其下降的程度與失水率成正相關,反映出在自然條件下,種子壽命短。保濕低溫貯藏在一定時間內,能保持種子發(fā)芽能力,在5 ℃的溫度下,貯藏90 d仍有80%的發(fā)芽率;用GA3處理失水老化的種子,能在一定程度上提高種子發(fā)芽率。
3.2 討論 優(yōu)質的種子是中藥材規(guī)范化生產的源頭[7],種子的萌發(fā)至成苗除了受種子的生活力影響以外,還受溫度、濕度和氧氣[8]的影響。種子的活力與其成熟度密切相關,種子處于果實之中,有些植物當果實成熟時,種子也已成熟,生活力強、發(fā)芽率高[9-10]。有些植物果實雖已成熟、脫落,但此時的種子并沒有發(fā)芽能力,是其種胚未成熟之故[11-12],即生理未成熟。從本試驗結果可看出,紅花青藤果莢黃色至黃棕色時,種子已具有較高的發(fā)芽能力,發(fā)芽率達到93.3%以上,說明此階段的種子已達到生理成熟,可以采收。
種子在萌發(fā)過程中在酶的作用下,進行著活躍的代謝反應,適宜的溫度能促進種子呼吸作用和酶活性有利于種子萌發(fā)[13]。多種植物的種子在最適宜發(fā)芽溫度范圍以外,容易喪失發(fā)芽能力,低溫抑制種子萌發(fā),高溫則會引起種子變性[14-15]。不同植物種子對溫度的需求不同,側柏在有光的條件下最適宜的溫度為13.8~25.9℃,發(fā)芽率達到93.3%[16];苦參種子萌發(fā)的適宜溫度為15 ℃[17]。本試驗中,紅花青藤種子在23 ℃~28 ℃變溫的條件下發(fā)芽較好,達到96.7%。說明變溫更有利于其萌發(fā)。
不同的種子萌發(fā)時對光照反應不一,有些種子如黃岑、萌發(fā)時對光照不敏感[18-19],有些種子則對光照為萌發(fā)的必要條件[16-20],這是由植物的遺傳性和環(huán)境共同決定[21].光對種子萌發(fā)的影響主要是作為一種信號刺激活化種子,不是作為能量物質直接參與種子萌發(fā)[22]。趙素婷[23]研究表明,不同植物種子的萌發(fā)對光照有不同的需求。在本試驗中,紅花青藤種子在較弱光照(1000 LX)條件下,發(fā)芽率達到95.0%,其次為2000 LX處理的,也有93.0%,而在較強光照環(huán)境下(3000 LX)和無光(0 LX)發(fā)芽率都較低,說明在1000~2000 LX的光照環(huán)境下,適宜紅花青藤種子發(fā)芽,無光或3000 LX光照強度均不利于種子萌發(fā)。
種子的貯藏是生產中的重要技術環(huán)節(jié),為種子在異地推廣、運輸旅途和避開不良氣候提供保障。在貯藏過程中,溫度、濕度和種子含水量影響種子生活力[24],其中,種子的含水量尤為重要[25]。多數種子在干燥的狀態(tài)下,貯藏較長時間不會喪失活力,如當歸種子的含水量為2.85%時,常溫貯藏10個月仍有85%的發(fā)芽率[26]。而三七[27]、山豆根[28]、廬山茶樹[29]等種子的貯藏需要保持適當的水分和低溫,才能獲得較高的發(fā)芽率。本試驗中,紅花青藤種子在5 ℃、細沙保濕的條件下貯藏,取得較高的發(fā)芽率,在貯藏90 d后仍有80%的發(fā)芽率,為同期處理的最高值。說明此貯藏方法有利于紅花青藤種子活力保持。
紅花青藤種子失水,發(fā)芽率明顯下降,形成老化種子,壽命縮短。在自然條件下存放10 d,種子失水率達到27.6%,此時發(fā)芽率只有61.7%;當存放20 d,種子失水率約為52.4%,此時種子的發(fā)芽率只有11.7%,已不能應用于生產。外源激素能改變種子代謝物質的變化[30],用GA3水溶液處理失水老化的紅花青藤種子,能在一定程度上提高種子的發(fā)芽率;濃度以80~120 mg/kg較好。