崔翠雪　豐王妹　張燦燦　禹廣琴　郭鵬輝

摘 要：以黃芪、黃芩、秦艽3種道地隴藥種子作為試材，使用不同濃度的PEG-6000（聚乙二醇）溶液模擬干旱脅迫，在不同的濃度指標(biāo)基礎(chǔ)上對(duì)種子進(jìn)行不同時(shí)長(zhǎng)處理。濃度指標(biāo)分別為10%、20%，處理時(shí)長(zhǎng)分別為40min、1h、4h、8h、16h，以蒸餾水為對(duì)照（CK），通過分析萌發(fā)率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)等形態(tài)指標(biāo)，研究干旱脅迫對(duì)3種道地隴藥種子萌發(fā)特性的影響。結(jié)果表明：在不同程度的干旱脅迫下，3種隴藥種子都有一定的抗旱能力，但種子間萌發(fā)差異大，隨著PEG-6000（聚乙二醇）溶液濃度與時(shí)間的增加，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)呈降低趨勢(shì)，抑制作用增強(qiáng)。不同隴藥種子的抗旱能力也不盡相同，黃芩種子的發(fā)芽率與發(fā)芽指數(shù)最優(yōu)，黃芪種子次之，秦艽種子最低。

關(guān)鍵詞：干旱脅迫;隴藥種子;生長(zhǎng)狀況;生理指標(biāo)

中圖分類號(hào) Q945.34 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2021）17-0041-04

Study on the Germination Characteristics and Drought Resistance of Different Kinds of Longyao Seeds

CUI Cuixue

（College of Life Science and Engineering， Northwest University of Nationalities， Lanzhou 730000， China）

Abstract： The seeds of Astragalus membranaceus， Scutellaria baicalensis and Gentiana macrophylla were used to simulate drought stress with different concentrations of PEG-6000 （polyethylene glycol）， and the seeds were treated at different time on the basis of different concentrations. The effects of drought stress on the germination characteristics of three genuine Longyao seeds were studied by morphological indexes， such as germination rate， germination potential and germination index， with distilled water as control （CK）. The results showed that： under different degrees of drought stress， the three kinds of seeds had certain drought resistance ability， and the germination differences among seeds were large. With the increase of PEG-6000 concentration and time， the germination rate， germination potential and germination index of seeds decreased， and the inhibition effect increased. In conclusion， the germination rate and germination index of Scutellaria baicalensis Georgi seeds were the best， followed by Astragalus membranaceus seeds， and Gentiana macrophylla seeds were the lowest.

Key words： Drought stress; Longyao seed; Growth status; Physiological index

道地藥材是我國醫(yī)藥界在長(zhǎng)期實(shí)踐中總結(jié)出的品質(zhì)優(yōu)良、藥效穩(wěn)定的中藥材，對(duì)于中醫(yī)藥發(fā)展具有非常重要的意義，也是國際上具有優(yōu)勢(shì)地位的重要內(nèi)容。我國西北地區(qū)常年處于干旱狀態(tài)，降雨量稀少使當(dāng)?shù)赝寥纼?nèi)水分含量較低，不是植物生長(zhǎng)的良好環(huán)境[1]。中藥種子在萌發(fā)過程中會(huì)受到許多外界因素的影響，鹽脅迫和干旱脅迫是植物最容易遭受的逆境脅迫，能夠通過滲透脅迫造成植物損傷，導(dǎo)致植物體內(nèi)活性氧積累，這是植物生長(zhǎng)的限制性因素之一[2]。而中藥種子作為分布較廣的一系列植物，其生長(zhǎng)容易受到干旱的影響，我國大部分產(chǎn)區(qū)種子在生長(zhǎng)過程中均會(huì)遭遇階段性不同程度的干旱及鹽脅迫，且對(duì)其生長(zhǎng)與藥效成分合成有直接影響[3]。隨著近幾年中藥材市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，國內(nèi)外中藥材需求量不斷提升，如何有效地提高中藥材種植的質(zhì)量和產(chǎn)量已經(jīng)成為需要重點(diǎn)解決的難題。

研究表明，外界脅迫下種子的萌發(fā)特性在種內(nèi)和種間都表現(xiàn)出一定的差異[4]。本研究探討了不同溫度下黃芪、黃芩、秦艽3種道地隴藥種子的生長(zhǎng)狀況與最適溫度下干旱脅迫對(duì)3種道地隴藥種子萌發(fā)特性的影響，探究在不同PFE濃度與處理時(shí)間脅迫下不同中藥種子或同一中藥種子的萌發(fā)及耐受能力的差異性，以期為提高中藥產(chǎn)量以及利用干旱地及鹽堿地種植中藥材提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料 試驗(yàn)道地隴藥為黃芪、黃芩、秦艽種子。精選大小一致、重量差別不大的種子，種植于同樣規(guī)格的培養(yǎng)皿中，并置于光照、濕度、溫度等適宜的同等環(huán)境中進(jìn)行培養(yǎng)。試驗(yàn)材料的平均長(zhǎng)度與千粒重見表1。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 最適溫度試驗(yàn)設(shè)3個(gè)處理，分別為15、20、25℃，每個(gè)溫度下每種種子處理設(shè)3個(gè)平行對(duì)照，測(cè)定不同種子的最適萌發(fā)溫度。干旱脅迫試驗(yàn)，用聚乙二醇-6000（PEG-6000，簡(jiǎn)寫為PEG）模擬干旱環(huán)境在最適溫度下，對(duì)不同隴藥種子分別進(jìn)行處理。設(shè)定2種PEG濃度，分別為10%、20%;每種濃度下設(shè)5個(gè)處理時(shí)間，分別為40min、1h、4h、8h。以蒸餾水為對(duì)照（CK）。每個(gè)處理均設(shè)置3個(gè)平行對(duì)照組。

1.3 試驗(yàn)方法 試驗(yàn)前對(duì)種子進(jìn)行預(yù)處理，將種子放入75%酒精中消毒30s后浸種，用消過毒的鑷子夾住種子逐粒均勻置于2層濾紙的培養(yǎng)皿中，并保證胚部向上且朝向同一側(cè)。將3種隴藥種子以每種每溫度3組平行組用涼蒸餾水（0～20℃）浸種24h后做發(fā)芽試驗(yàn)。每種種子放入已做好標(biāo)記消毒培養(yǎng)皿中，放入數(shù)量視種子大小而定，然后放入恒溫箱，統(tǒng)計(jì)5～15d后（統(tǒng)計(jì)天數(shù)以種子持續(xù)2d不再萌發(fā)為準(zhǔn)），觀察種子發(fā)芽情況，以胚根露出為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)，記錄不同溫度下每種種子的發(fā)芽率。

1.4 測(cè)定項(xiàng)目 萌發(fā)判定標(biāo)準(zhǔn)為：胚根伸出種皮2mm，在每天同一時(shí)間段對(duì)種子萌發(fā)情況進(jìn)行觀察、記錄，記錄后將萌發(fā)的種子取出。持續(xù)觀察，待連續(xù)萌發(fā)14d后不再有種子萌發(fā)時(shí)試驗(yàn)結(jié)束。采用種子活力參數(shù)有萌發(fā)率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)，相關(guān)計(jì)算公式如下：

萌發(fā)率（%）=（n/N）×100

式中，n為萌發(fā)種子數(shù)，N為所用種子總數(shù)。

發(fā)芽率（%）=規(guī)定日期內(nèi)全部發(fā)芽子粒數(shù);

發(fā)芽勢(shì)=發(fā)芽高峰期發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子數(shù)×100

發(fā)芽勢(shì)用來評(píng)價(jià)種子的發(fā)芽速度和發(fā)芽整齊度的指標(biāo)。一般種子起初僅少量發(fā)芽，日后發(fā)芽數(shù)驟增而達(dá)到最高峰，其后又逐漸減退。發(fā)芽勢(shì)系指從發(fā)芽開始到發(fā)芽最高峰為止的發(fā)芽率，即在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，發(fā)芽種子的數(shù)量占全部種子的百分比。

發(fā)芽指數(shù)：GI=∑（Gt/Dt）

式中：Gt：逐日發(fā)芽數(shù)，Dt：相應(yīng)發(fā)芽天數(shù)，發(fā)芽指數(shù)高，種子活力就高。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同培養(yǎng)溫度對(duì)種子生長(zhǎng)特性的影響 由表2可知，不同溫度培養(yǎng)對(duì)不同類型種子生長(zhǎng)特性的影響不同，黃芪種子在25℃時(shí)發(fā)芽指數(shù)為39.64，15℃時(shí)發(fā)芽指數(shù)為33.41，20℃時(shí)發(fā)芽指數(shù)為36.28;黃芩種子在20℃時(shí)發(fā)芽指數(shù)為30.23，15℃時(shí)發(fā)芽指數(shù)為20.06，25℃時(shí)發(fā)芽指數(shù)為12.27;秦艽種子在20℃時(shí)發(fā)芽指數(shù)為12.57，15℃時(shí)發(fā)芽指數(shù)為0.87，25℃時(shí)發(fā)芽指數(shù)為9.83?？梢姡S芩在25℃時(shí)發(fā)芽指數(shù)最高，黃芩、秦艽在20℃時(shí)發(fā)芽指數(shù)最高，在干旱脅迫試驗(yàn)中可采用20℃處理這2種種子;黃芪在25℃時(shí)發(fā)芽指數(shù)最高，干旱脅迫試驗(yàn)中可采用25℃處理黃芪種子，（見表3）。

2.2 不同PEG濃度處理對(duì)種子生長(zhǎng)特性的影響

2.2.1 10%PEG-6000濃度處理 從種子第1天萌發(fā)開始，每24h觀察并記錄不同濃度PEG-6000溶液處理中的種子萌發(fā)情況。由圖1可知，在PEG-6000溶液濃度相同時(shí)，隨著處理時(shí)間的增加，發(fā)芽率呈下降趨勢(shì)，種子萌發(fā)所受到的抑制作用增強(qiáng)，在高處理時(shí)間時(shí)，種子萌發(fā)情況相對(duì)極低。在處理40min時(shí)，黃芩的發(fā)芽率為63%，黃芪的發(fā)芽率為35%，秦艽的發(fā)芽率為17%。在處理1h時(shí)，黃芩的發(fā)芽率為63%，黃芪的發(fā)芽率為31%，秦艽的發(fā)芽率為5%。在處理4h時(shí)，黃芩的發(fā)芽率為56%，黃芪的發(fā)芽率為30%，秦艽的發(fā)芽率為3%。在處理8h時(shí)，黃芩的發(fā)芽率為46%，黃芪的發(fā)芽率為26%，秦艽的發(fā)芽率為2%。綜上所述，40min是3種道地隴藥植物種子萌發(fā)的最適條件，在該條件下，秦艽的發(fā)芽率最低，黃芩的發(fā)芽率最高。

由圖2、3可知，當(dāng)PEG-6000溶液濃度一定時(shí)，隨著處理時(shí)間的增加，3種道地隴藥種子的發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽指數(shù)呈下降的趨勢(shì)，與萌發(fā)率基本相似。在處理40min時(shí)，黃芩的發(fā)芽勢(shì)為61%，發(fā)芽指數(shù)為42;黃芪的發(fā)芽勢(shì)為34%，發(fā)芽指數(shù)為22;秦艽的發(fā)芽勢(shì)為15%，發(fā)芽指數(shù)為5。在處理1h時(shí)，黃芩的發(fā)芽勢(shì)為60%，發(fā)芽指數(shù)為44;黃芪的發(fā)芽勢(shì)為27%，發(fā)芽指數(shù)為12;秦艽的發(fā)芽勢(shì)為5%，發(fā)芽指數(shù)為1。在處理4h時(shí)，黃芩的發(fā)芽勢(shì)為42%，發(fā)芽指數(shù)為41;黃芪的發(fā)芽勢(shì)為33%，發(fā)芽指數(shù)為14;秦艽的發(fā)芽勢(shì)為3%，發(fā)芽指數(shù)為2。在處理8h時(shí)，黃芩的發(fā)芽勢(shì)為57%，發(fā)芽指數(shù)為19;黃芪的發(fā)芽勢(shì)為22%，發(fā)芽指數(shù)為8;秦艽的發(fā)芽勢(shì)為1%，發(fā)芽指數(shù)為1。黃芪和秦艽種子在1、4、8h處理時(shí)間時(shí)的發(fā)芽指數(shù)大概持平，總體隨著處理時(shí)間的增加呈下降趨勢(shì)，黃芩在8h時(shí)發(fā)芽指數(shù)下降明顯。綜上所述，40min是3種道地隴藥植物種子萌發(fā)的最適條件，在該條件下，秦艽的發(fā)芽率最低，黃芩的發(fā)芽率最高。通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，黃芩對(duì)干旱比較耐受，在作用不同時(shí)間后其發(fā)芽指數(shù)呈平穩(wěn)后下降，黃芪和秦艽對(duì)干旱脅迫敏感程度更高，隨著作用時(shí)長(zhǎng)的增加，其發(fā)芽指數(shù)顯著下降。由此可見，10%PEG濃度的處理時(shí)間下黃芩種子更適宜環(huán)境有干旱脅迫時(shí)生長(zhǎng)，秦艽更易受到干旱脅迫抑制。

2.2.2 20%PEG-6000濃度處理 該試驗(yàn)從種子第1天萌發(fā)開始，每24h觀察并記錄不同濃度PEG-6000溶液處理中的種子萌發(fā)情況。由圖4可知，在PEG-6000溶液濃度相同時(shí)，隨著處理時(shí)間的增加，發(fā)芽率呈下降的趨勢(shì)，種子萌發(fā)所受到的抑制作用增強(qiáng)，在高處理時(shí)間時(shí)，秦艽種子萌發(fā)情況相對(duì)極低。在處理40min時(shí)，黃芩的發(fā)芽率為70%，黃芪的發(fā)芽率為46%，秦艽的發(fā)芽率為18%。在處理1h時(shí)，黃芩的發(fā)芽率為64%，黃芪的發(fā)芽率為30%，秦艽的發(fā)芽率為8%。在處理4h時(shí)，黃芩的發(fā)芽率為53%，黃芪的發(fā)芽率為33%，秦艽的發(fā)芽率為5%。在處理8h時(shí)，黃芩的發(fā)芽率為60%，黃芩的發(fā)芽率為18%，秦艽的發(fā)芽率為4%。綜上所述，40min是3種道地隴藥植物種子萌發(fā)最適條件，在該條件下，秦艽的發(fā)芽率最低，黃芩的發(fā)芽率最高。

由圖5、6可知，當(dāng)PEG-6000溶液濃度一定時(shí)，隨著處理時(shí)間的增加，3種道地隴藥種子的發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽指數(shù)總體呈下降的趨勢(shì)，與萌發(fā)率基本相似。在處理40min時(shí)，黃芩的發(fā)芽勢(shì)為69%，發(fā)芽指數(shù)為44;黃芩的發(fā)芽勢(shì)為38%，發(fā)芽指數(shù)為14;秦艽的發(fā)芽勢(shì)為9%，發(fā)芽指數(shù)為6。在處理1h時(shí)，黃芩的發(fā)芽勢(shì)為64%，發(fā)芽指數(shù)為38;黃芪的發(fā)芽勢(shì)為30%，發(fā)芽指數(shù)為16;秦艽的發(fā)芽勢(shì)為6%，發(fā)芽指數(shù)為3。在處理4h時(shí)，黃芩的發(fā)芽勢(shì)為48%，發(fā)芽指數(shù)為37;黃芪的發(fā)芽勢(shì)為26%，發(fā)芽指數(shù)為12;秦艽的發(fā)芽勢(shì)為3%，發(fā)芽指數(shù)為2。在處理8h時(shí)，黃芩的發(fā)芽勢(shì)為59%，發(fā)芽指數(shù)為27;黃芪的發(fā)芽勢(shì)為17%，發(fā)芽指數(shù)為7;秦艽的發(fā)芽勢(shì)為4%，發(fā)芽指數(shù)為2。綜上所述，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，黃芪在作用不同時(shí)間后其發(fā)芽指數(shù)在1h時(shí)更高，且40min、1h、4h時(shí)發(fā)芽勢(shì)差距不大，說明黃芪對(duì)干旱也較耐受，秦艽對(duì)干旱脅迫敏感程度更高，隨著作用時(shí)長(zhǎng)的增加，其發(fā)芽指數(shù)顯著下降。由此可見，在20%PEG濃度的處理時(shí)間中黃芪種子更適宜環(huán)境有干旱脅迫時(shí)生長(zhǎng)，秦艽更易受到干旱脅迫抑制。

3 結(jié)論與討論

種子萌發(fā)是種子吸脹后使種皮變軟或破裂，然后胚根突破種皮，胚軸伸長(zhǎng)，子葉生長(zhǎng)，最后發(fā)育成幼苗的過程[5]。在此過程中，種子自身和外界環(huán)境都起著重要的作用。種子自身的生理因素屬于內(nèi)部因素，主要包括種子的形態(tài)特征、種皮結(jié)構(gòu)、內(nèi)部營養(yǎng)物質(zhì)以及是否休眠等;外界環(huán)境條件屬于外部因素，主要包括水分、溫度、培養(yǎng)介質(zhì)、光照時(shí)間和強(qiáng)度、氧氣、pH值或其他生物條件等。本試驗(yàn)中，通過利用不同溫度對(duì)3種隴藥種子進(jìn)行試驗(yàn)，在3種種子相對(duì)更合適的溫度下對(duì)其進(jìn)行干旱脅迫處理，測(cè)得的各自發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)，相較未進(jìn)行干旱處理的種子有些不同的變化。試驗(yàn)得出黃芪種子萌發(fā)最適宜的溫度為25℃，這與徐蓉蓉等[5]研究的黃芪種子萌發(fā)的影響的結(jié)果相似，黃芩種子萌發(fā)最適宜的溫度為20℃，這與雷燕妮等[6]研究的黃芪種子萌發(fā)的影響的結(jié)果一致，秦艽種子萌發(fā)最適宜的溫度為20℃，這與牛曉雪等[7]研究的黃芪種子萌發(fā)的影響的結(jié)果一致，故在后續(xù)的干旱脅迫試驗(yàn)中黃芪種子置于25℃恒溫條件下，黃芩和秦艽種子在20℃恒溫條件下。在干旱脅迫實(shí)驗(yàn)中，PEG-6000作為理想的滲透壓劑，能保持穩(wěn)定的滲透壓，不會(huì)被植物吸收，無毒害，重復(fù)性好，可減少人為和自然因素的干擾，方便對(duì)大批量種子進(jìn)行萌發(fā)期耐旱快速鑒定[8，9]。在10%PEG-6000處理時(shí)，黃芩受不同處理時(shí)間的影響相比較其他種子小，秦艽種子對(duì)于不同時(shí)間處理相對(duì)更加敏感。在20%PEG-6000處理?xiàng)l件下時(shí)，隨著處理時(shí)間的增加，黃芪種子萌發(fā)率差異最大，黃芩種子萌發(fā)率差異較小。

由此可見，黃芩種子在不同濃度與不同時(shí)間的處理下其發(fā)芽率更高，更易生長(zhǎng);黃芪種子次之;秦艽種子發(fā)芽率最低，更易受到干旱脅迫的濃度與處理時(shí)間的影響。甘肅省地處北溫地帶，地形復(fù)雜，大陸性氣候特征明顯，生物類型多樣，資源豐富，具有良好的中藥材生長(zhǎng)環(huán)境，其中藥材種植歷史悠久，產(chǎn)品市場(chǎng)知名度高，是我國中藥材的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)區(qū)之一。在現(xiàn)階段，中藥材種植已經(jīng)成為農(nóng)民增收的一個(gè)重要產(chǎn)業(yè)。隨著近幾年中藥材市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大，國內(nèi)外中藥材需求量不斷提升，如何有效提高中藥材種植的質(zhì)量和產(chǎn)量已經(jīng)成為需要重點(diǎn)解決的問題，此實(shí)驗(yàn)結(jié)果可為甘肅道地隴藥種子在干旱地的種植提供參考。

基金項(xiàng)目：西北民族大學(xué)中央高?；A(chǔ)科研業(yè)務(wù)費(fèi)資助本科生科研創(chuàng)新項(xiàng)目（XBMU-BYL20071）;2021年度甘肅省隴原青年創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才項(xiàng)目;甘肅省科技計(jì)劃項(xiàng)目（21JR1RA218）;西北民族大學(xué)中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目（31920190202-03、31920210137）;西北民族大學(xué)實(shí)驗(yàn)室開放項(xiàng)目（SYSKF-2020101）。

作者簡(jiǎn)介：崔翠雪（1999—），女，重慶人，在讀本科。 通訊作者? 收稿日期：2021-06-10

參考文獻(xiàn)

[1]郭緒業(yè).淺析我國西北干旱地區(qū)抗旱造林技術(shù)[J].花卉，2020（02）：236-237.

[2]程庭峰，王環(huán)，陳世龍，等.干旱和鹽脅迫對(duì)不同種源地麻花艽幼苗生長(zhǎng)和生理特性的影響[J].干旱地區(qū)農(nóng)業(yè)研究，2020，38（06）：46-51.

[3]管仁偉，林慧彬，林建強(qiáng).干旱及鹽脅迫對(duì)黃芩種子萌發(fā)和黃酮合成關(guān)鍵酶活性的影響[J].中藥材，2020，43（01）：9-14.

[4]張子晗，王家源，喻方圓.鹽脅迫對(duì)兩種源苦楝種子萌發(fā)特性的影響[J].南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2014，38（05）：107-112.

[5]徐蓉蓉，高靜，任炳浩，等.溫度對(duì)干旱、鹽脅迫下兩種黃芪屬種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響[J].生態(tài)學(xué)雜志，2020，39（09）：2930-2943.

[6]雷燕妮，張小斌.不同溫度和鹽分濃度對(duì)商洛黃芩種子萌發(fā)的影響[J].陜西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2018，64（06）：43-45.

[7]牛曉雪，董學(xué)會(huì).秦艽種子發(fā)芽特性的研究[J].中國種業(yè)，2011（02）：40-42.

[8]張健，池寶亮，黃學(xué)芳，等.玉米萌芽期水分脅迫的抗旱性分析[J].山西農(nóng)業(yè)科學(xué)，2007（02）：34-38.

[9]余貴海，起雪宏，王正啟，等.14個(gè)玉米雜交種萌發(fā)期抗旱性評(píng)價(jià)[J].西南農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2016，29（07）：1499-1505.

（責(zé)編：張宏民）