不同藥劑對一把傘南星種子萌發(fā)特性的影響

侯 俊，王彩云，王 永，成忠均，周茂嫦，李恒謙，張翔宇

(1.大方縣扶貧開發(fā)辦公室，貴州 畢節(jié) 551700; 2.畢節(jié)市中藥研究所，貴州 畢節(jié) 551700)

一把傘南星(Arisaemaerubescens(Wall) Schott)是天南星科(Araceae)天南星屬(Arisaema)多年生草本植物，以干燥塊莖入藥[1]，其提取物具有治療蛇蟲咬傷、癰腫[2]、殺螺[3]、殺蟲、抗癌[4]等多種功效，是重要的解毒中藥，臨床常用于散結(jié)消腫、祛風(fēng)止痙、燥濕化痰，主要分布于貴州、四川、陜西、甘肅、河南等地。隨著該植物藥用價(jià)值的不斷發(fā)掘，市場需求量不斷增長，種植面積逐年增加，因此保護(hù)及合理開發(fā)一把傘南星資源日益重要[5]。

表1 各藥劑處理濃度及時(shí)間

由于一把傘南星內(nèi)種皮堅(jiān)硬、外種皮有柔軟膜質(zhì)層，且內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較緊密，導(dǎo)致其不易吸水，不經(jīng)處理的種子播種后30 d左右才能出苗，且種子繁殖率低，出苗不整齊，苗期較長。為了解決這一情況，本試驗(yàn)從消除萌發(fā)抑制物和打破種皮障礙的角度出發(fā)，用過氧化氫、GA3、高錳酸鉀、甲醛、硫酸、多菌靈等6種化學(xué)藥劑處理一把傘南星種子，探討這6種藥劑對種子發(fā)芽特性的影響，旨在找到能高效地促進(jìn)一把傘南星種子萌發(fā)的化學(xué)方法，從而提高一把傘南星的播種品質(zhì)，為其種苗繁育以及優(yōu)良種質(zhì)資源的開發(fā)利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料：一把傘南星種子由貴州省威寧萬元恒開發(fā)有限公司提供，種子百粒重為2.145 7 g。

試驗(yàn)藥劑：GA3購買于麥克林生化科技有限公司，高錳酸鉀購買于天津市風(fēng)船化學(xué)試劑科技有限公司，過氧化氫、多菌靈購買于天津市致遠(yuǎn)化學(xué)藥劑有限公司，甲醛、硫酸，購買于阿拉丁生化科技有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

種子預(yù)處理：用配制好的各種濃度的化學(xué)藥劑和清水(對照，ck)分別處理一把傘南星種子，記錄處理編號及時(shí)間，具體處理濃度及時(shí)間見表1。

根據(jù)《國際種子檢測規(guī)程》，采用紙質(zhì)發(fā)芽床，置于直徑為12 cm的培養(yǎng)皿中，每個(gè)培養(yǎng)皿準(zhǔn)確放入50粒種子，重復(fù)3次，于25 ℃人工氣候箱中培養(yǎng)，光暗時(shí)間各為12 h，期間保持芽床濕潤，以免影響種子發(fā)芽。當(dāng)有種子發(fā)芽時(shí)開始記錄，發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)按照國際種子協(xié)會(ISTA)規(guī)定，有明顯的胚根“露白”認(rèn)定為發(fā)芽[6]，每2 d觀察記錄一次，直至連續(xù)4 d無新增發(fā)芽種子，每個(gè)處理隨機(jī)挑選10株測量根長、芽長、芽粗，并統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、發(fā)芽勢。

發(fā)芽率(%)=(發(fā)芽種子粒數(shù)/種子總粒數(shù))×100%；

發(fā)芽勢(%)=(30 d發(fā)芽粒數(shù)/種子總粒數(shù))×100%；

發(fā)芽指數(shù)=∑(對應(yīng)發(fā)芽時(shí)間的發(fā)芽粒數(shù)/發(fā)芽時(shí)間)。

1.2.1赤霉素溶液處理

隨機(jī)抽取6份種子，每份50粒，用紗布包裹好后分別置于0、25 mg·L-1、50 mg·L-1、100 mg·L-1、200 mg·L-1、400 mg·L-1的GA3溶液中浸泡24 h，然后用純凈水清洗5次。將處理好的種子均勻的擺放于發(fā)芽器皿中，設(shè)置3次重復(fù)。

1.2.2硫酸溶液處理

硫酸濃度為0、10%、20%、30%、40%、50%，采用98%(比重1.84)的分析純硫酸配制而成。隨機(jī)抽取6份種子，每份50粒，用紗布包裹好后分別置于配制好的硫酸溶液中浸泡15 min，然后用純凈水清洗至沖洗液不顯酸性為止，而后將處理好的種子均勻的擺放于發(fā)芽器皿中，設(shè)置3次重復(fù)。

1.2.3甲醛溶液處理

隨機(jī)抽取6份種子，每份50粒，用紗布包裹好后分別置于濃度為0、10%、20%、30%、40%、50%的甲醛溶液中浸泡5 min，期間用玻璃棒不斷攪拌，然后用純凈水清洗5次。將處理好的種子均勻的擺放于發(fā)芽器皿中，設(shè)置3次重復(fù)。

1.2.4過氧化氫溶液處理

隨機(jī)抽取6份種子，每份50粒，用紗布包裹好后分別置于濃度為0、0.5%、1%、2%、4%、6%的過氧化氫溶液中浸泡20 min，然后用純凈水清洗至沖洗液不顯堿性為止，將處理好的種子均勻的擺放于發(fā)芽器皿中，設(shè)置3次重復(fù)。

1.2.5多菌靈溶液處理

隨機(jī)抽取6份種子，每份50粒，用紗布包裹好后分別置于0、100倍、200倍、300倍、400倍、500倍的多菌靈溶液中浸泡2 h，然后用純凈水清洗5次，將處理好的種子均勻地?cái)[放于發(fā)芽器皿中，設(shè)置3次重復(fù)。

表2 GA3對一把傘南星種子萌發(fā)的影響

表3 硫酸對一把傘南星種子萌發(fā)的影響

1.2.6高錳酸鉀溶液處理

隨機(jī)抽取6份種子，每份50粒，用紗布包裹好后分別置于濃度為0、0.1%、0.2%、0.4%、0.8%、1.6%的高錳酸鉀溶液中浸泡20 min，然后用純凈水清洗5次，將處理好的種子均勻地?cái)[放于發(fā)芽器皿中，設(shè)置3次重復(fù)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2007軟件及IBM SPSS Statistics 20軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 GA3對一把傘南星種子萌發(fā)的影響

采用不同質(zhì)量濃度的GA3溶液浸泡一把傘南星種子，定期記錄種子發(fā)芽情況，具體統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。由表2可知，25～200 mg·L-1的GA3浸種24 h能促進(jìn)一把傘南星種子萌發(fā)，隨著GA3的濃度增加，種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、種子根長、芽長、芽粗均呈先增加后降低的趨勢，且在GA3濃度為100 mg·L-1時(shí)種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、芽粗達(dá)到最大值，此時(shí)發(fā)芽率為(76.00±2.20)%，高于對照22.53%，發(fā)芽勢為(70.00±2.45)%，高于對照23.07%，發(fā)芽指數(shù)為(7.16±1.68)%，高于對照1.6%，芽粗為(1.71±0.03)mm，除發(fā)芽指數(shù)外均與對照差異極顯著(p<0.01)。GA3濃度為200 mg·L-1時(shí)，種子根長最長，為(29.76±6.04)mm，與對照差異顯著(p<0.05)；芽長最長，為(89.46±4.18)mm，與對照差異極顯著(p<0.001)。

但是，當(dāng)用400 mg·L-1GA3預(yù)處理時(shí)，發(fā)現(xiàn)種子最終發(fā)芽率、發(fā)芽勢均低于對照，分別低于對照1.54%、1.93%，說明高濃度的GA3對一把傘南星種子發(fā)芽有抑制作用。

2.2 硫酸對一把傘南星種子萌發(fā)的影響

根據(jù)表3可以看出，低濃度的硫酸溶液浸泡15 min能促進(jìn)一把傘南星種子萌發(fā)。硫酸濃度為0～50%時(shí)，隨著硫酸溶液濃度的增加，一把傘南星種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、芽粗均呈先增加后降低的趨勢，濃度為10%時(shí)達(dá)到最大值，此時(shí)種子發(fā)芽率為(70.00±2.45)%，高于對照23.6%，與對照差異極顯著；發(fā)芽勢為(64.27±5.37)%，極顯著高于對照(超出19.97%)；發(fā)芽指數(shù)為(9.68±0.52)%，高于對照4.23%，差異極顯著；芽粗為(2.04±0.18)mm。種子根長、芽長則持續(xù)降低，即隨著硫酸濃度的增加，根長、芽長越短。當(dāng)濃度為50%時(shí)，發(fā)芽率、發(fā)芽勢均低于對照，但差異不顯著。

2.3 甲醛對一把傘南星種子萌發(fā)的影響

用不同濃度的甲醛溶液浸泡一把傘南星種子，時(shí)長為5 min，具體統(tǒng)計(jì)情況見表4。根據(jù)表4可以看出，甲醛能促進(jìn)一把傘南星種子萌發(fā)，隨著甲醛的濃度增加，一把傘南星種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、芽長、芽粗、根長均呈先增加后降低趨勢，其中濃度為5%時(shí)發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、芽粗均為最大，分別為(86.40±1.13)%、(75.07±2.07)%、(7.40±1.15)%、(2.32±0.15)mm，與對照差異均為極顯著。種子根長在甲醛濃度為20%時(shí)達(dá)到最大值(24.42±0.75)mm，芽長在甲醛濃度為30%時(shí)達(dá)到最大值(63.46±2.29 mm)，且極顯著高于對照(p<0.001)。當(dāng)甲醛濃度≥30%時(shí)，種子發(fā)芽勢低于對照，甲醛濃度為40%時(shí)顯著低于對照(p<0.05)，此時(shí)種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、種子根長、芽粗也低于對照，表明高濃度的甲醛溶液對一把傘南星種子發(fā)芽有抑制作用。

表4 甲醛對一把傘南星種子萌發(fā)的影響

表5 過氧化氫對一把傘南星種子萌發(fā)的影響

2.4 過氧化氫對一把傘南星種子萌發(fā)的影響

用不同濃度的過氧化氫溶液浸種20 min，其種子發(fā)芽情況見表5。由表5可以看出，過氧化氫能促進(jìn)一把傘南星種子萌發(fā)。在0～6%濃度范圍內(nèi)，隨著過氧化氫濃度的增加，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、種子根長、芽長均呈先增加后降低趨勢，其中濃度為4%時(shí)發(fā)芽率、根長、芽長達(dá)到最大值，分別為(78.40±1.13)%、(22.36±1.71)mm、(69.82±3.20)mm，其中發(fā)芽率、芽長與對照差異極顯著(p<0.001)，根長與對照無顯著性差異；濃度為2%時(shí)，種子發(fā)芽勢最大，為(69.43±0.97)%，與對照差異極顯著(p<0.001)；濃度為0.5%時(shí)，發(fā)芽指數(shù)最大，為(6.31±0.85)%，與對照無顯著性差異。芽粗隨著過氧化氫濃度的增加逐漸增大。

2.5 多菌靈對一把傘南星種子萌發(fā)的影響

多菌靈對一把傘南星種子萌發(fā)情況的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表6。由表6可以看出，多菌靈能促進(jìn)一把傘南星種子萌發(fā)，在0～500倍液濃度范圍內(nèi)，隨著多菌靈濃度的增加，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、根長、芽長、芽粗均呈先增加后降低趨勢，其中濃度為200倍時(shí)發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、根長達(dá)到最大值，分別為(86.79±2.73)%、(80.40±2.67)%、(9.83±1.21)%、(28.32±2.45)mm，且與對照差異極顯著；使用100倍液浸泡的種子芽長、芽粗最大，分別為(56.59±1.65)mm、(1.93±0.03)mm，其中芽粗極顯著高于對照(p<0.01)。使用多菌靈溶液浸泡一把傘南星種子，在100～500倍液范圍內(nèi)，浸泡的種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、根長、芽粗均高于對照組，說明多菌靈溶液浸種有較好的萌發(fā)效果。

2.6 高錳酸鉀對一把傘南星種子萌發(fā)的影響

高錳酸鉀溶液浸種20 min對一把傘南星種子萌發(fā)情況的統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表7。由表7可以看出，高錳酸鉀溶液能促進(jìn)一把傘南星種子萌發(fā)，在0～1.6%濃度范圍內(nèi)，隨著高錳酸鉀溶液濃度的增加，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、根長均呈先增加后降低趨勢，濃度為0.2%時(shí)發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、根長達(dá)到最大值，分別為(77.68±1.62)%、(72.53±2.05)%、(7.04±0.94)%、(29.15±3.51)mm，其中發(fā)芽率、發(fā)芽勢極顯著高于對照(p<0.001)，根長顯著高于對照(p<0.05)；芽長隨著高錳酸鉀溶液濃度的增大逐漸增大，芽粗則逐漸減小。使用高錳酸鉀溶液浸種，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、根長、芽長均高于對照，暗示高錳酸鉀對一把傘南星種子萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用。

表6 多菌靈對一把傘南星種子萌發(fā)的影響

表7 高錳酸鉀對一把傘南星種子萌發(fā)的影響

3 結(jié)論與討論

研究表明，化學(xué)試劑處理可以改變種子內(nèi)部的代謝機(jī)制，播種前采用適宜的藥劑浸泡種子能有效促進(jìn)種子萌發(fā)[7-10]。本研究發(fā)現(xiàn)，用不同化學(xué)藥劑及不同濃度浸泡一把傘南星種子，對種子萌發(fā)特性影響很大；試驗(yàn)所使用的6種化學(xué)藥劑，用其適宜濃度對種子進(jìn)行浸種處理對一把傘南星種子的打破休眠、提高萌發(fā)都具有促進(jìn)作用。但是不同藥劑、不同濃度對一把傘南星種子萌發(fā)作用力卻不同。

GA3是一種高效、廣譜的植物生長調(diào)節(jié)劑，它可刺激細(xì)胞分裂和伸長，是種子萌發(fā)必需的發(fā)芽促進(jìn)物[11]，在種子萌發(fā)過程中，能提高超氧化物歧化酶、過氧化物酶和過氧化氫酶的活性從而降低種子膜脂過氧化程度，增強(qiáng)種子活力，促進(jìn)種子萌發(fā)[12]。試驗(yàn)結(jié)果表明，不同濃度的GA3處一把傘南星種子，發(fā)芽率、發(fā)芽勢在一定濃度及浸泡時(shí)間內(nèi)較對照均有所提高，100 mg·L-1GA3溶液浸種24 h時(shí)有利于一把傘南種子萌發(fā)，此時(shí)發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)最大，分別為(76.00±2.20)%、(70.00±2.45)%、(7.16±1.68)%。與其他化學(xué)藥劑相比GA3處理種子的發(fā)芽率不是最高的，但處理后發(fā)芽的種子根長、芽長均為最大，分別為(29.76±6.04)mm、(89.46±4.18)mm，并且種子出苗整齊，幼苗比較茁壯。表明GA3不僅打破種子休眠、促進(jìn)種子快速萌發(fā)，提高種子發(fā)芽率，而且能促進(jìn)幼嫩細(xì)胞伸長生長。GA3之所以有這樣顯著的作用，可能是因?yàn)槌嗝顾亟N后能增加體內(nèi)赤霉素含量，提早調(diào)節(jié)抑制劑和促進(jìn)劑的比例平衡，強(qiáng)化萌發(fā)[13]。

硫酸具有極強(qiáng)的腐蝕性，通過濃硫酸浸泡種子可以消除種皮障礙，增強(qiáng)透性，提高萌發(fā)率。本研究發(fā)現(xiàn)用10%的硫酸溶液浸泡15 min，一把傘南星種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)達(dá)到最大值，分別為(70.00±2.45)%、(64.27±5.37)%、(9.68±0.52)%。但高濃度的硫酸溶液由于腐蝕性過強(qiáng)，浸種會造成種胚損害，種子霉?fàn)€，不利于種子萌發(fā)。

低濃度的甲醛溶液能溶解菌體類脂，使菌體蛋白質(zhì)變性凝固，殺滅物體表面的細(xì)菌繁殖體、病毒和芽孢，浸種后可殺死病原微生物。本研究發(fā)現(xiàn)，5%的甲醛溶液浸種5 min，能有效提高一把傘南星種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢以及發(fā)芽指數(shù)。

過氧化氫作為一種強(qiáng)氧化劑，浸種可輕度腐蝕種皮，增強(qiáng)其通氣透水性。同時(shí)過氧化氫還能提供較多的氧，使水和氧能順利透過種皮到達(dá)種胚，從而打破種子休眠，促進(jìn)磷酸戊糖途徑，刺激種子萌發(fā)[14]。一把傘南星種子在4%的過氧化氫溶液中浸泡20 min后發(fā)芽率最大，為(78.40±1.13)%，高于對照25.6%；濃度為2%時(shí)，種子發(fā)芽勢最大，為(69.43±0.97)%；濃度為0.5%時(shí)，發(fā)芽指數(shù)最大，為(6.31±0.85)%。

高錳酸鉀是生產(chǎn)中常用的消毒劑，一定濃度的高錳酸鉀溶液浸種后能消除種子攜帶的病毒，促使種子迅速發(fā)芽，提高整齊度。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，用0.2%的高錳酸鉀溶液浸泡20 min，種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)達(dá)到最大值，分別為(77.68±1.62)%、(72.53±2.05)%、(7.04±0.94)%；使用高錳酸鉀溶液浸種，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、根長、芽長均高于對照，表明高錳酸鉀對一把傘南星種子萌發(fā)有一定的促進(jìn)作用。高錳酸鉀在一定濃度范圍內(nèi)能提高一把傘南星種子的發(fā)芽率，其原因可能是高錳酸鉀作為強(qiáng)氧化劑可以促進(jìn)內(nèi)部萌發(fā)抑制物質(zhì)的降解及排出以及氧氣的進(jìn)入，加速種子內(nèi)外物質(zhì)的交換和循環(huán)[15]，進(jìn)而促進(jìn)種子萌發(fā)，提高種子發(fā)芽率。本研究發(fā)現(xiàn)，用200倍的多菌靈溶液浸泡2 h有利于提高一把傘南星種子發(fā)芽率及發(fā)芽勢，且萌發(fā)效果良好，幼苗生長整齊、茁壯，其原因可能是多菌靈浸種殺死了附著在種子上的各種微生物，進(jìn)而防止種子霉變腐爛，促進(jìn)種子的發(fā)育生長。

綜合考慮各處理種子的萌發(fā)性狀，發(fā)現(xiàn)200倍的多菌靈溶液浸泡2 h顯著提高了一把傘南星種子的發(fā)芽率，其效果優(yōu)于其余藥劑浸種，其次為100 mg·L-1GA3溶液浸種24 h。因此，可在生產(chǎn)中使用多菌靈及GA3藥劑處理種子。通過以上方法，不僅能縮短種子發(fā)芽時(shí)間，也可提高種子發(fā)芽率，最重要的是可提高種子發(fā)芽整齊度，有利于解決自然條件下一把傘南星種子繁殖系數(shù)過低的問題，在生產(chǎn)上有較大的應(yīng)用前景。本試驗(yàn)僅初步研究了藥劑浸種后一把傘南星種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)等性狀，還需進(jìn)一步研究藥劑浸種對種子萌發(fā)過程中膜透性及相關(guān)酶活性的影響。