仡佬藥杏葉防風(fēng)種子特征及其萌發(fā)規(guī)律研究

肖 海，劉付松，謝 健，吳發(fā)明，劉 莎

(1.遵義市婦幼保健院，貴州 遵義 563000；2.遵義醫(yī)科大學(xué) 藥學(xué)院，貴州 遵義 563099)

杏葉防風(fēng)(PimpinellaCandolleanaWight et Arn.)為傘形科植物，又稱為杏葉茴芹，是我國西南特有少數(shù)民族仡佬族的傳統(tǒng)常用藥物之一[1]。產(chǎn)地調(diào)研過程中發(fā)現(xiàn)務(wù)川地區(qū)仡佬族民間醫(yī)生稱之為羌活。仡佬族醫(yī)生用其新鮮或干燥全株或根治療各種腹脹、腹痛、腹瀉、消化不良。中醫(yī)認為杏葉防風(fēng)具有溫中散寒，行氣止痛，祛風(fēng)活血，解毒消腫等功效[2]。現(xiàn)代藥學(xué)研究表明杏葉防風(fēng)中含有揮發(fā)油等活性成分[3]，具有抗氧化、抑菌等藥理作用[4]。因此，杏葉防風(fēng)具有很好的應(yīng)用前景和極高的開發(fā)價值。杏葉防風(fēng)主要分布在我國西南的高海拔地區(qū)，中國植物志記載為海拔1 350～3 500 m，在務(wù)川地區(qū)實際調(diào)查中發(fā)現(xiàn)其主要分布在1 100～1 500 m，貴州是其主要分布省級區(qū)域之一。目前杏葉防風(fēng)均為野生資源，對其馴化栽培相關(guān)研究尚未見報道，同時杏葉防風(fēng)的分布范圍較小，對海拔要求較高，野生資源蘊藏量相對較小，難以滿足規(guī)模性開發(fā)。杏葉防風(fēng)為傘形科植物，在野外資源調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)杏葉防風(fēng)野生種群主要通過種子擴散，因此要實現(xiàn)杏葉防風(fēng)的人工馴化，野生變家種，對其種子特征和萌發(fā)規(guī)律進行研究具有科學(xué)意義。本文通過對杏葉防風(fēng)種子特性和萌發(fā)規(guī)律進行系統(tǒng)研究，旨在開展杏葉防風(fēng)的人工馴化，為杏葉防風(fēng)野生變栽培和可持續(xù)開發(fā)奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 材料 杏葉防風(fēng)種子采集地為貴州省遵義市務(wù)川縣黃都鎮(zhèn)絲綿村(遵義市務(wù)川縣和道真縣為我國仡佬族人民主要聚集地，占仡佬族總?cè)丝诘?0%以上)，海拔1 000～1 500 m，經(jīng)緯度位東經(jīng)107°38′～108°39′45″，北緯28°19′54″～28°55′26″。杏葉防風(fēng)種子于2019年采集，其原植物經(jīng)過遵義醫(yī)科大學(xué)吳發(fā)明博士鑒定為傘形科植物杏葉防風(fēng)PimpinellacandolleanaWight et Arn.。采集80%果實變?yōu)辄S褐色的植株，剪切全株帶回后懸掛于干燥通風(fēng)處陰干，揉搓、除雜，凈種子保存于種子庫中備用，共收集杏葉防風(fēng)種子15份，每份凈種子約30 g，從中隨機抽取10批次用于種子檢測。

1.2 方法

1.2.1 杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)規(guī)律 不同批次杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)特征：首先用5%的NaClO 溶液浸泡種子10 min，去離子水沖洗5～6次，然后將已消毒種子放入鋪有(8±0.5)cm消毒河沙的培養(yǎng)杯中(一次性塑料飯盒)，每杯100粒種子。隨后將培養(yǎng)杯置于恒溫光照培養(yǎng)箱中，在25 ℃，12 h光照/12 h黑暗的條件下進行萌發(fā)。每日定時添加蒸餾水保持濕潤。每批次3個重復(fù)。溫度處理對杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)的影響：設(shè)置5、10、15、20、25、30、35、40 ℃ 8個不同水平溫度處理，每個處理3次重復(fù)，其他條件同上。水分處理對杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)的影響：10%～15%、25%～30%、40%～45%、55%～60%、70%～75%、85%～90% 6個不同水平水分處理，每個處理3個重復(fù)，其它條件同上。藥劑處理對杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)的影響：參照前人研究[6-10]，采用GA3水溶液(10 mg/L)浸泡、浸泡NAA水溶液(1 mg/L)浸泡，高錳酸鉀水溶液(2 mg/mL)浸泡、硝酸鉀水溶液(5 mg/mL)浸泡，草木灰拌種、草木灰浸出液浸泡，沼液浸泡作為藥劑處理，以清水作為對照組，每個處理3個重復(fù)，其他它條件同上。檢測指標包括：發(fā)芽開始、發(fā)芽結(jié)束、發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)。萌發(fā)實驗進行第25天時用游標卡尺(精度0.01 mm)測量不同處理杏葉防風(fēng)幼苗莖葉長度和根長，以5株均值作為測定值；測定單株鮮重，以10株幼苗均值作為測定值；并計算幼苗死亡率。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析 采用Microsoft Excle 2019軟件整理數(shù)據(jù)，用SPSS 19.0軟件單因素方差分析(One-way ANOVE)中的多重比較(LSD)進行顯著性分析。P<0.05時表示處理間具有顯著差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)規(guī)律 10個批次杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)結(jié)果見表1。由表可知，發(fā)芽開始時間在3.17～5.33 d，平均發(fā)芽開始時間為4.05 d，主要集中在第3～4天，說明這一時間段是杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)的時間節(jié)點，各批次之間存在一定差異。發(fā)芽結(jié)束時間在7.33～7.83 d，發(fā)芽結(jié)束平均時間為7.22 d，10個批次種子發(fā)芽結(jié)束時間主要集中在第7天，各批次之間差異不顯(P>0.05)。10個批次發(fā)芽率均值為87.93%，除第4批次之外，其余九個批次發(fā)芽率均高于85%，其中2個批次發(fā)芽率高于90%；第4批次發(fā)芽率最低可能是由于該批次種子的成熟度最低所導(dǎo)致的，因此在良種繁育過程中應(yīng)重視采收期，采收過早影響種子質(zhì)量，采收過晚則會導(dǎo)致大量優(yōu)質(zhì)種子脫落。發(fā)芽勢在48.00%～53.67%，均值51.47%，僅2個批次種子發(fā)芽勢低于50%，其他8個批次均高于50%，差異相對較小(P>0.05)，說明10個批次杏葉防風(fēng)種子的生活力強度和出苗整齊度比較一致。發(fā)芽指數(shù)的范圍在15.55～17.96，差異較小，說明各批次杏葉防風(fēng)種子的活力值相對一致。種子萌發(fā)后第25天后，單株鮮重為0.231～0.282 mg，莖葉長度為6.25～10.92 mm，根長度為10.92～22.58 mm，這3個指標均表現(xiàn)出不同程度的差異，說明杏葉防風(fēng)萌發(fā)后幼苗的生長速率存在差異，這種差異將會影響幼苗的健壯程度，因此在育苗過程應(yīng)當注意擇優(yōu)汰劣。

表1 杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)規(guī)律

2.2 溫度對杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)規(guī)律的影響 以第八批次種子(發(fā)芽率最高)為實驗材料進行溫度對杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)影響的考察，表2結(jié)果表明，溫度對杏葉防風(fēng)的種子萌發(fā)速率存在顯著影響(P<0.05)。杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)對溫度的響應(yīng)整體趨勢表現(xiàn)為：除5 ℃條件下杏葉防風(fēng)種子未萌發(fā)之外，從10 ℃至40 ℃條件下杏葉防風(fēng)種子發(fā)芽開始與發(fā)芽結(jié)束和溫度成負相關(guān)，溫度越高，發(fā)芽開始和發(fā)芽結(jié)束所需時間越短。發(fā)芽率隨著溫度升高整體呈先升高后降低的趨勢，在20～25 ℃時達到最高然后降低，其中10、15、40 ℃ 3個溫度水平條件下杏葉防風(fēng)種子的萌發(fā)率低于80%，極顯著(P<0.01)低于正常條件下(20～25 ℃)。發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)隨溫度變化的變化趨勢整體呈先增加趨勢，在10～30 ℃整體和溫度成正相關(guān)，30～40 ℃基本保持平衡。溫度對杏葉防風(fēng)幼苗生長的影響表現(xiàn)為單株鮮重、莖葉長度和根長度3個指標在10～20 ℃整體和溫度呈正相關(guān)，20～30 ℃發(fā)芽規(guī)律整體趨同，30～40 ℃呈負相關(guān)。幼苗死亡率則和溫度呈正相關(guān)，40 ℃條件下幼苗死亡率顯著高于其他溫度水平。實驗結(jié)果表明低溫和高溫對杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)和幼苗生長均有不良作用。

表2 溫度對杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)的影響

2.3 水分對杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)規(guī)律的影響 表3結(jié)果表明，不同水分含量水平之間杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)速度存在顯著差異(P<0.05)，在整個實驗設(shè)置水平范圍內(nèi)，發(fā)芽速度和水分量成正相關(guān)，即水分含量越高，發(fā)芽速度越快。70%～75%和85%～90%梯度水平發(fā)芽速度最快，發(fā)芽開始和發(fā)芽結(jié)束時間最短，3～4 d開始發(fā)芽，7～8 d發(fā)芽結(jié)束。對發(fā)芽指數(shù)和發(fā)芽勢的影響和發(fā)芽速率趨勢基本一致；對發(fā)芽率的影響表現(xiàn)為低水分含量條件對杏葉防風(fēng)發(fā)芽率影響顯著，10%～15%、25%～30%和40%～45% 3個水平條件下杏葉防風(fēng)種子發(fā)芽率和水分含量呈正相關(guān)，發(fā)芽率隨水分含量的增加顯著升高，而從40%～45%到85%～90% 4個梯度水平發(fā)芽率基本一致。實驗結(jié)果表明水分對杏葉防風(fēng)幼苗生長影響顯著(P<0.05)，單株鮮重、莖葉長和根長3個指標和水分含量水平呈正相關(guān)，說明水分越充足杏葉防風(fēng)幼苗生長速率越快。幼苗死亡率和水分含量水平整體呈兩頭高中間低的趨勢，水分含量最低和水分含量最高2個條件下杏葉防風(fēng)幼苗死亡率均顯著高于其他水平，但2個水分條件下幼苗死亡的原因不同，水分含量10%～15%水平條件下杏葉防風(fēng)幼苗死亡主要是干旱所致，而水分含量85%～90%水平條件下杏葉防風(fēng)幼苗死亡的主要原因則是染病。

表3 水分對杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)的影響

2.4 不同處理方式對杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)規(guī)律的影響 實驗結(jié)果如表4，以對照組(CK)為基準不同處理方式對杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)速率存在顯著影響(P<0.05)。各種處理的發(fā)芽開始和發(fā)芽結(jié)束時間均較對照組顯著降低，其中以草木灰拌種發(fā)芽開始和發(fā)芽結(jié)束時間均最短。各處理對杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)率的影響不顯著(P>0.05)，各對照組杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)率均值90%以上，但發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)兩個指標受各處理的影響顯著，各處理組發(fā)芽勢和發(fā)芽指數(shù)均優(yōu)于對照組。幼苗生長過程中草木灰拌種、草木灰浸出液浸種和沼液浸種3個處理幼苗生長勢顯著由于其他處理組(P<0.05)，激素處理組幼苗的莖葉長和根長雖顯著大于其他處理組，但其幼苗相對纖細，單株鮮重顯著低于草木灰拌種、草木灰浸出液浸種和沼液浸種組(P<0.05)，這可能是草木灰和沼液在幼苗后期生長過程能夠提供一定的營養(yǎng)元素所導(dǎo)致的。各對照組幼苗死亡率以沼液浸種組最高，和對照組持平，以高錳酸鉀溶液浸種和草木灰拌種死亡率最低，硝酸鉀溶液浸種和草木灰浸出液浸種較低，這一結(jié)果應(yīng)該和這幾種處理具有一定的殺菌作用直接相關(guān)。

表4 不同處理對杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)的影響

3 討論

種子是藥用植物的重要繁殖材料，種子育苗具有高效、量大、低成本等特點[5-6]，因此在野生中藥材的人工馴化栽培過程中，種子是最佳繁殖材料。種子萌發(fā)作為植物生活周期的主要階段，在野生環(huán)境中決定植物種群維護和擴大能力[7]，在人工栽培過程中，種子萌發(fā)規(guī)律則是整個馴化過程研究基礎(chǔ)。種子特征和種子萌發(fā)規(guī)律存在直接相關(guān)性，因此在野生藥用植物馴化研究過程中需要將種子特征和萌發(fā)規(guī)律結(jié)合起來進行綜合評價。

本研究結(jié)果表明，適宜采收期是保證杏葉防風(fēng)種子產(chǎn)量和品質(zhì)的關(guān)鍵因素，采集過早成熟度不足則影響萌發(fā)及育苗，采集過晚則會導(dǎo)致大量優(yōu)質(zhì)種子自然脫落。杏葉防風(fēng)種子細小，但在適宜條件下具有很好的萌發(fā)性能，這一優(yōu)良性能為其以種子作為繁殖材料進行馴化栽培提供可能。溫度和水分是影響杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)和幼苗生長的決定性生態(tài)因子，在大田育苗過程中要特別注意，低溫和高溫均不利于杏葉防風(fēng)種子萌發(fā)和幼苗生長。對于細小種子而言，育苗過程中充足的水分是必要條件，但也需要注意水分過多容易引發(fā)根腐病等植物疾病[8]；對杏葉防風(fēng)而言，水分含量為70%～80%是比較理想的選擇。藥劑處理促進種子萌發(fā)是當前中藥材栽培研究和應(yīng)用較多的方法[9-10]，但實際上除了一些特殊種子之外，外源激素和化學(xué)藥劑處理的實用價值并不大，反而是一些傳統(tǒng)生產(chǎn)中遺存下來的土方法具有很好的實用價值；草木灰處理則是應(yīng)用最為廣泛的方法之一，不僅具有很好的催芽、殺菌作用，還是很好的肥料，廣泛的應(yīng)用于馬鈴薯、黨參等種莖種子處理中。

綜上，杏葉防風(fēng)種子具有很高的育苗潛力，以種子作為繁殖材料將其馴化栽培具有可行性，育苗過程中選擇成熟度較高，千粒重大的種子，育苗溫度以20～25 ℃為佳，土壤水分含量以75%～80%為佳，種子前處理以草木灰拌種處理為佳。