賈 鑫，王素巍，張 英，岳 鑫，于 娟，王曉琴

(內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)藥學(xué)院，呼和浩特 010110)

多葉棘豆(Oxytropismyriophylla(Pall.)DC.)為豆科棘豆屬多年生草本植物，為《內(nèi)蒙古蒙藥材標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的蒙藥“達(dá)克沙”的正品，是蒙醫(yī)常用藥，具有殺黏、清熱、燥希日烏素、愈傷、生肌、鎖脈、止血、消腫、通便之功效[1]。該植物在內(nèi)蒙古地區(qū)廣泛分布，近年來由于人們的過渡采挖，野生資源逐漸匱乏，因此對多葉棘豆的野生馴化迫在眉睫。然而在野生變家栽的馴化過程中，以種子作為繁殖材料，發(fā)芽非常困難，發(fā)芽率近于零，成為多葉棘豆生產(chǎn)的一大障礙。

外源激素有助于破除種子休眠，促進(jìn)幼苗生長。赤霉素(GA3)和生長素(IAA)是目前常用的2種主要的外源激素。用GA3和IAA浸種可提高多種種子的發(fā)芽率，促進(jìn)種子萌發(fā)，參與植物生長和發(fā)育的很多重要過程[2,3]。不同濃度激素對種子萌發(fā)作用程度不同，不同植物對同一激素的敏感程度也不同[4,5]。目前，關(guān)于多葉棘豆種子萌發(fā)特性的研究比較缺乏[6]，這極大地限制了其在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用。本研究選用多葉棘豆種子作為試驗材料，研究外源激素GA3和IAA對其種子萌發(fā)的影響，以期為篩選出多葉棘豆種子的最適萌發(fā)條件，提高出苗率，為促進(jìn)種子發(fā)芽和幼苗生長提供理論依據(jù)，從而實現(xiàn)野生變家種資源的可持續(xù)利用。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

多葉棘豆種子于2018年8月采自內(nèi)蒙古赤峰市賽罕烏拉，經(jīng)王曉琴教授鑒定為多葉棘豆(Oxytropismyriophylla(Pall.)DC.)種子，采收后在室內(nèi)陰干保存，于2018年9月開始本實驗研究。

1.2 實驗方法

1.2.1種子質(zhì)量特性研究

選擇成熟、飽滿、健康的多葉棘豆種子測定千粒重、含水量和吸水率。

1.2.2種子處理

選擇成熟、飽滿、健康的多葉棘豆種子為萌發(fā)材料，將種子用5%次氯酸鈉溶液浸種5 min進(jìn)行消毒處理，消毒后用蒸餾水漂洗3次，備用。

1.2.3GA3不同濃度和不同浸種時間的處理對多葉棘豆種子萌發(fā)的影響

設(shè)置24個處理，每個處理3次重復(fù)。在每個蒸發(fā)皿中放50粒種子，設(shè)置GA3濃度為100 mg·L-1、200 mg·L-1、300 mg·L-1、400 mg·L-1、500 mg·L-1，以蒸餾水浸種處理為對照組，分別浸種7 h、14 h、21 h和28 h。將處理后的種子分別均勻播入鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿，在25 ℃、12 h黑暗、12 h光照的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行發(fā)芽。每天觀察記錄種子萌發(fā)情況，以種子露白為萌發(fā)標(biāo)志。

1.2.4IAA不同濃度和不同浸種時間的處理對多葉棘豆種子萌發(fā)的影響

設(shè)置24個處理，每個處理3次重復(fù)。在每個蒸發(fā)皿中50粒種子，設(shè)置IAA濃度為1 mg·L-1、5 mg·L-1、20 mg·L-1、50 mg·L-1、100 mg·L-1、200 mg·L-1，以蒸餾水浸種處理為對照組，分別浸種7 h、14 h、21 h和28 h。將處理后的種子分別均勻播入鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿，在25 ℃、12 h黑暗、12 h光照的恒溫培養(yǎng)箱中進(jìn)行發(fā)芽。每天觀察記錄種子萌發(fā)情況，以種子露白為萌發(fā)標(biāo)志。

1.2.5指標(biāo)測定

發(fā)芽率(%)=(15 d內(nèi)正常發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%；

發(fā)芽勢(%)=(試驗種子于第10天發(fā)芽種子個數(shù)/供試種子總數(shù))×100%；

發(fā)芽指數(shù)=∑Gt/Dt(式中：Gt為在發(fā)芽試驗期內(nèi)每日的發(fā)芽種子個數(shù)；Dt為對應(yīng)的種子發(fā)芽日數(shù))。

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)以“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示，采用Microsoft Office Excel 2007軟件處理數(shù)據(jù)并繪圖，采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，用最小顯著極差法(LSD)進(jìn)行差異顯著性檢驗和多重比較(p<0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 多葉棘豆種子質(zhì)量特性研究

多葉棘豆種子細(xì)小，扁腎形，表面褐色或灰黃色，種子一側(cè)有一凹口。種子凈度為(94.6±0.35)%，千粒重為(1.45±0.04)g，含水量為(5.13±0.85)%。多葉棘豆種子的吸水率見圖1，在4 h內(nèi)，多葉棘豆種子吸水較為緩慢，從8 h開始吸水顯著增加，在36 h吸水率達(dá)到最大值，為16.6%，與各處理之間有顯著性差異(p<0.05)。在36 h之后，多葉棘豆種子吸水率未發(fā)生顯著性變化，趨于穩(wěn)定。

注：不同的小寫字母表示在0.05水平上的顯著差異性。下同。圖1 多葉棘豆種子的吸水率

2.2 GA3不同濃度和浸種時間對多葉棘豆種子萌發(fā)特性的影響

2.2.1GA3不同濃度和浸種時間對多葉棘豆種子發(fā)芽率的影響

如圖2所示，在浸種時間相同的情況下，多葉棘豆種子的發(fā)芽率隨GA3濃度的增加均呈先升高后降低的趨勢。與對照相比，100 mg·L-1的GA3浸種14 h、21 h，200 mg·L-1的GA3浸種7 h、14 h、21 h、28 h，300 mg·L-1的GA3浸種7 h、14 h、21 h、28 h，400 mg·L-1的GA3浸種7 h、14 h、21 h、28 h，500 mg·L-1浸種21 h、28 h都能提高多葉棘豆種子的發(fā)芽率，其中400 mg·L-1GA3浸種7 h與其他組相比差異最為明顯(p<0.05)，發(fā)芽率達(dá)24.67%。

2.2.2GA3不同濃度和浸種時間對多葉棘豆種子發(fā)芽勢的影響

發(fā)芽勢是評價種子萌發(fā)程度的另一個重要指標(biāo)，能夠較好地反映種子發(fā)芽的快慢和整齊度。由圖3可知，在浸種時間相同的情況下，發(fā)芽勢也隨著GA3濃度的增加呈先升高后降低的趨勢。與對照組相比，300 mg·L-1GA3浸種 7 h、14 h、21 h、28 h，400 mg·L-1GA3浸種 7 h、14 h、21 h、28 h，500 mg·L-1GA3浸種21 h，均能提高種子發(fā)芽勢，差異顯著，其中400 mg·L-1GA3浸種處理發(fā)芽勢較其他組提高明顯，達(dá)19.33%。

圖2 GA3不同濃度和不同浸種時間對 多葉棘豆種子發(fā)芽率的影響

圖3 GA3不同濃度和不同浸種時間對 多葉棘豆種子發(fā)芽勢的影響

2.2.3GA3不同濃度和浸種時間對多葉棘豆種子發(fā)芽指數(shù)的影響

如圖4所示，相同浸種時間處理下，隨著GA3濃度的增加，整體呈先增加后降低的趨勢。除了100 mg·L-1GA3浸種7 h外，其余處理組均與對照有顯著性差異，其中400 mg·L-1GA3浸種7 h處理后，發(fā)芽指數(shù)較其他組顯著升高。

2.2.4GA3不同濃度和浸種時間對多葉棘豆種子胚根長度的影響

由表1可知，在同一處理時間下，多葉棘豆的胚根隨著GA3濃度的增加基本呈先增加后降低的趨勢，浸種7 h處理后，100 mg·L-1GA3處理組與對照組相比增加了約2.5倍，400 mg·L-1GA3處理后，增加了約4.3倍。同一濃度處理下，不同浸種時間的處理組之間差異不顯著。結(jié)果表明，不同濃度的GA3對多葉棘豆種子胚根長的影響作用大于浸種時間對其的影響。

圖4 GA3不同濃度和不同浸種時間對 多葉棘豆種子發(fā)芽指數(shù)的影響

表1 GA3不同濃度和浸種時間對多葉棘豆胚根長的影響

2.3 IAA不同濃度和浸種時間對多葉棘豆種子萌發(fā)特性的影響

2.3.1IAA不同濃度和浸種時間對多葉棘豆種子發(fā)芽率的影響

如圖5所示，在同一浸種時間處理下，多葉棘豆種子發(fā)芽率基本呈先增加后降低的趨勢。與對照相比，5 mg·L-1的IAA處理21 h，10 mg·L-1的IAA處理7 h、14 h、21 h，20 mg·L-1的IAA處理7 h、14 h、21 h、28 h均有不同程度的增高，其中10 mg·L-1的IAA處理21 h最為顯著，為13.33%，較對照增加近4倍。

2.3.2IAA不同濃度和浸種時間對多葉棘豆種子發(fā)芽勢的影響

如圖6所示，IAA處理多葉棘豆種子后，對其發(fā)芽勢有一定提高作用。其變化規(guī)律與發(fā)芽率基本一致，10 mg·L-1的IAA處理組變化較為明顯，10 mg·L-1的IAA浸種7 h后，發(fā)芽勢達(dá)8.67%，較對照增加了2.2倍。

2.3.3IAA不同濃度和浸種時間對多葉棘豆種子發(fā)芽指數(shù)的影響

如圖7所示，10 mg·L-1的IAA處理組對多葉棘豆種子發(fā)芽指數(shù)的影響與對照組相比均有顯著性差異，其中浸種21 h最為顯著，較對照增加了2.5倍。隨著IAA濃度繼續(xù)增加，呈下降趨勢?？梢奍AA對多葉棘豆種子萌發(fā)的影響具有適宜的濃度范圍。

圖5 IAA不同濃度和不同浸種時間對 多葉棘豆種子發(fā)芽率的影響

圖6 IAA不同濃度和不同浸種時間對 多葉棘豆種子發(fā)芽勢的影響

圖7 IAA不同濃度和不同浸種時間對 多葉棘豆種子發(fā)芽指數(shù)的影響

2.3.4IAA不同濃度和浸種時間對多葉棘豆種子胚根長度的影響

如表2所示，1 mg·L-1的IAA處理與5 mg·L-1的IAA處理組對多葉棘豆種子胚根長度的影響與對照相比均無顯著差異，用10 mg·L-1的IAA處理后，胚根長度較對照增加顯著，浸種7 h、14 h、21 h、28 h后較對照分別增加了72%、83%、1.6倍和3.7倍。隨著濃度的增加，胚根長度又開始降低。50 mg·L-1的IAA處理后，只有浸種7 h的處理種子發(fā)芽，胚根長度接近對照水平，而浸種14 h、21 h、28 h后均無發(fā)芽?？梢?，一定濃度的IAA可促進(jìn)多葉棘豆種子胚根的生長，但高濃度反而會抑制其發(fā)芽和生長。

表2 IAA不同濃度和浸種時間對多葉棘豆胚根長的影響

3 結(jié)論與討論

使用植物生長調(diào)節(jié)劑浸種，能破除種子休眠，破壞阻礙種子萌發(fā)的相關(guān)物質(zhì)，從而提高種子發(fā)芽率，促進(jìn)幼苗生長，是改善田間生產(chǎn)性能重要且簡單易行的方法之一[7]。GA3和IAA是目前常用的2種主要外源激素，均能促進(jìn)多種植物種子的萌發(fā)，提高種子活力[8,9]。本試驗通過測定發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)及胚根生長狀況，從不同角度探討多葉棘豆在不同濃度GA3和IAA溶液，以及不同浸種時間處理下種子的萌發(fā)狀況。

GA3能夠提高種子中以α-淀粉酶為主的水解酶的活性，能夠使貯藏物質(zhì)大部分分解，為種子萌發(fā)提供非結(jié)構(gòu)性碳水化合物和其它養(yǎng)分[10]，從而輸送到新生器官供生長使用，因此GA3浸種可以促進(jìn)種子萌發(fā)，提高種子發(fā)芽率[11]，且GA3對植物的生長呈低濃度促進(jìn)高濃度抑制的趨勢[12]。本研究中，在同一浸種時間處理下，隨著GA3濃度的增加，對多葉棘豆種子萌發(fā)的促進(jìn)作用呈先增強后減弱的趨勢，這與對苦瓜[13]、珠芽魔芋[14]、藍(lán)花棘豆[4]等種子的研究結(jié)果一致。

IAA作為重要的內(nèi)源和外源激素，能夠參與植物生長和發(fā)育的很多重要過程，如側(cè)根的形成、莖的生長、器官的生長和衰老以及植物的向地性和向光性反應(yīng)等[15]。劉啟彤等研究認(rèn)為，IAA具有促進(jìn)種子萌發(fā)、誘導(dǎo)休眠芽生長和促進(jìn)細(xì)胞分裂的作用[16]。IAA 在低濃度能促進(jìn)種子萌發(fā)，高濃度抑制種子萌發(fā)，且IAA對不同植物敏感程度不同。本研究也表明，低濃度IAA(<10 mg·L-1)處理時，對多葉棘豆種子發(fā)芽具有一定的促進(jìn)作用，隨著濃度增加，當(dāng)IAA為20 mg·L-1時，促進(jìn)作用開始減弱，當(dāng)IAA濃度為50 mg·L-1時，反而表現(xiàn)出抑制作用，發(fā)芽率顯著降低?？梢姡挥性谶m宜濃度范圍內(nèi)，才會對多葉棘豆種子萌發(fā)起到促進(jìn)作用。

綜上所述，一定濃度范圍內(nèi)的GA3和IAA浸種可促進(jìn)多葉棘豆種子的萌發(fā)，提高其發(fā)芽率，GA3的作用效果強于IAA，該試驗可為實際生產(chǎn)提供理論依據(jù)，為多葉棘豆的人工化種植奠定基礎(chǔ)。但整體來說，發(fā)芽率還是較低，如何進(jìn)一步提高多葉棘豆發(fā)芽率，從而加快其人工馴化的進(jìn)程還有待深入研究。