两种引发剂对黄芩种子萌发及幼苗生长的影响

来源:用户上传      作者:韩燕雨 鲁凤年 宋佳 李静

　　 摘要：为研究硼酸和溴化钾两种引发剂对黄芩種子萌发及幼苗生长的影响，设置不同浓度梯度和引发时间，分析其对黄芩种子发芽势、发芽率、简化活力指数及幼苗株高、根长等指标的影响。结果表明，在适宜引发时间和浓度下，硼酸及溴化钾两种引发剂均对黄芩种子萌发有一定促进作用，但引发时间过长或过短以及浓度过高反而有抑制作用。硼酸和溴化钾引发黄芩种子萌发的最适条件分别为150 mg/L引发6 h和1.00 g/L引发18 h。幼苗生长方面，硼酸处理较对照组株高略小，根长显著提高;溴化钾处理较对照组株高与根长均有不同程度提高。该结果可为有效提高黄芩种子的萌发率、指导黄芩生产提供理论依据。
　　关键词：黄芩;种子萌发;引发剂;硼酸;溴化钾;幼苗生长
　　中图分类号：S567.23+9  文献标识号：A  文章编号：1001-4942（2020）02-0059-05
　　Abstract The objective of this study was to study the effects of two kinds of initiators including boric acid and potassium bromide on the germination and growth of Scutellaria baicalensis seeds. Different concentration gradients and initiation time were set to analyze their effects on germination potential， germination rate， simplified vitality index and seedling height， root length and other indexes. The results showed that under the suitable initiation time and concentration， both the boric acid and potassium bromide initiators promoted the germination of Scutellaria baicalensis seeds; but if the initiation time was too long or too short， and the concentration was too high， it would be inhibited. The optimum conditions for Scutellaria baicalensis seeds germination induced by boric acid and potassium bromide were 150 mg/L for 6 h and 1.00 g/L for 18 h， respectively. In terms of seedling growth， the plant height under boric acid treatment was slightly lower than that of the control group， but the root length increased significantly. Potassium bromide treatment increased the plant height and root length to different degrees compared with the control group. The results could provide theoretical references for effectively improving the germination rate of Scutellaria baicalensis seeds and guiding the cultivation and production of Scutellaria baicalensis Georgi.
　　Keywords Scutellaria baicalensis Georgi; Seed germination; Initiator; Boric acid; Potassium bromide; Seedling growth
　　 黄芩（Scutellaria baicalensis Georgi）为唇形科黄芩属多年生草本植物，茎基部伏地，上升，高30～120 cm，喜温和气候，具有抗寒、耐旱、喜光、怕积水等特征，是40种大宗药材之一，广泛应用于成药中，目前我国常用的成药中含有黄芩的高达482种，可用于治疗近160种疾病。黄芩以根入药，主要功效成分为黄芩苷，《神农本草经》记载，黄芩具有较强的抗病毒作用，可用于治疗流行性感冒和发烧。薛洋等研究发现，将黄芩作用于人体后，会由肺部依次进入胆、脾、大肠等部位而发挥清热、泻火、止血等作用[1]。此外，黄芩还具有抗菌、抗病毒、抗氧化、抗肿瘤、抗癌、调节免疫力和抑制艾滋病毒HIV22RT、安胎等功效[2-3]，在临床治疗中被广泛应用，市场需求量大。然而，早在20世纪60—70年代，野生黄芩就遭遇过度采挖，野生资源日趋减少[4];而且黄芩为无限花序，种子梯次成熟，成熟期长[5]。仅靠野生资源很难满足市场需求，因此，研究如何提高黄芩种子萌发率，对于扩大黄芩栽培生产规模、解决供不应求问题具有重要的现实意义。
　　种子萌发受水分、温度、光照等环境因子综合影响[6-9]。黄芩种子对温度较为敏感，低温或高温条件对其萌发均具有强烈的抑制作用[10]，其最适发芽温度为25℃[2，11];但黄芩种子对光照不敏感[11-13]。有研究表明，适宜浓度的硼酸溶液对龙胆、栝楼、蜀葵、根甜菜、苜蓿等种子的萌发具有显著的促进作用[14-18];适宜浓度的溴化钾溶液可以对提高水稻、黄瓜、杉木、金钱松、马尾松等种子的发芽率起到显著提升作用[19-20]。 　　本试验采用不同浓度的硼酸和溴化钾溶液浸泡处理黄芩种子，研究不同处理浓度和引发时间对黄芩种子发芽势、发芽率、简化活力指数及幼苗生长的影响，探讨促进黄芩种子萌发的有效途径，以期为指导黄芩实际生产提供理论依据。
　　1 材料与方法
　　1.1 试验材料
　　1.1.1 试材 供试黄芩种子购买于山东蒙阴。
　　1.1.2 试剂 硼酸（分析纯，国药集团化学试剂有限公司），溴化钾（分析纯，国药集团化学试剂有限公司），75%乙醇。
　　1.1.3 仪器 培养皿，滤纸，量筒，烧杯，胶头滴管，100 mL容量瓶，玻璃棒，培养箱（上海一恒仪器有限公司），电子天平LE204E/02[梅特勒-托利多仪器（上海）有限公司]。
　　1.2 试验方法
　　1.2.1 种子引发处理 随机选取黄芩种子，两种引发剂均设置引发浓度和引发时间两个因素进行处理。硼酸作为引发剂，引发浓度：50、150、250、350、450 mg/L，引发时间：0（CK）、6、12、18、24 h;溴化钾作为引发剂，引发浓度：0.25、0.50、0.75、1.00、1.25 g/L，引发时间：0（CK）、6、12、18、24 h。每组处理选取黄芩种子20粒，设6次重复。
　　1.2.2 种子萌发试验 引发处理完成后将种子取出，用蒸馏水冲洗2～3次，以洗去种皮表面的残留液;分别将每个处理的20粒种子置于铺有双层滤纸的直径为9 cm的培养皿中，加适量蒸馏水保持滤纸湿润，置于培养箱中培养，培养温度为25℃，每天光照12 h，光照强度为2 000 lx。定时补充水分，进行观察。以胚根露出2 cm视为萌发，每天定时记录种子的发芽数。萌发第2天统计发芽势，第7天统计发芽率，并测量株高、胚根长度及叶的大小，计算简化活力指数。试验数据用SPSS 17.0软件进行统计分析。
　　发芽势（%）=2天内;正常发芽种子数/供试种子总数×100 ;
　　发芽率（%）=7天内;正常发芽种子数/供试种子总数×100 ;
　　简化活力指数=发芽率×幼苗胚根长度。
　　2 结果与分析
　　2.1 不同硼酸浓度和引发时间对黄芩种子萌发的影响
　　硼酸引发处理的黄芩种子发芽势与发芽率情况见表1。50 mg/L硼酸引发处理24 h的发芽势最高，为22.50%;其次為150 mg/L引发24 h，为21.67%;150 mg/L引发6 h和250 mg/L引发24 h的发芽势也较高，均为20.83%;这四个处理间差异极显著，且极显著高于其它处理，与对照相比，分别提高80.00%、73.36%、66.64%和66.64%。引发时间相同，不同浓度处理黄芩种子发芽势间差异极显著。
　　150 mg/L硼酸溶液引发6 h的黄芩种子发芽率最高，为34.17%，较对照组提高51.87%。250 mg/L硼酸溶液引发12 h、50 mg/L硼酸溶液引发24 h及150、250 mg/L硼酸溶液引发24 h的发芽率也较高，均在31.60%以上，比对照高40.76%～48.13%。引发6 h，除250 mg/L与350 mg/L、50 mg/L与450 mg/L之间，不同浓度处理间黄芩种子发芽率均有极显著差异;引发12、18 h，不同浓度处理间均差异极显著;引发24 h，除150 mg/L与250 mg/L间差异不显著外，其余浓度处理间均存在显著极差异。
　　2.2 不同溴化钾浓度、不同引发时间对黄芩种子萌发的影响
　　试验结果（表2）显示，溴化钾处理极显著促进黄芩种子的发芽势，其中0.75 g/L及1.00 g/L溴化钾引发黄芩种子18 h对其发芽势的促进作用最显著，较对照组提高3.5倍;各浓度溴化钾处理均以引发18 h的发芽势最高。
　　1.00 g/L溴化钾引发18 h黄芩种子的发芽率最高，较对照提高30.00%;其次为0.25 g/L溴化钾引发12 h，发芽率较对照提高26.68%;两者均显著高于其它处理。总体来说，各浓度溴化钾处理以引发18 h的发芽率最高。
　　2.3 硼酸浓度和引发时间对黄芩种苗生长与简化活力指数的影响
　　如图1所示，随着硼酸引发浓度的提高和引发时间的延长，黄芩幼苗株高变化不明显，根长有逐步升高的趋势，以150 mg/L硼酸引发18 h的根长最大。
　　引发6 h，简化活力指数随硼酸浓度提高有上升趋势;引发时间较长时，总体来说则以低浓度硼酸处理的简化活力指数较高，对简化活力指数提高作用最强的硼酸引发条件是50 mg/L引发24 h（图2）。
　　2.4 溴化钾浓度和引发时间对黄芩种苗生长与简化活力指数的影响
　　随着溴化钾引发浓度的提高和引发时间的延长，黄芩幼苗根长有逐步升高的趋势，株高略有升高，分别以1.00 g/L溴化钾引发24 h和1.25 g/L溴化钾引发24 h的根长和株高值最大（图3）。
　　引发时间较短时，溴化钾处理对简化活力指数的影响有随浓度升高而降低的趋势，但引发时间较长时则有随浓度升高而升高的趋势;中高浓度溴化钾引发24 h对简化活力指数的提高作用较强，其中1.00 g/L溴化钾引发24 h黄芩的简化活力指数最高（图4）。
　　3 讨论与结论
　　种子萌发是植物生存和繁衍的关键环节[21]，决定着幼苗能否存活，影响着此后群体的建成[22]。本试验选用硼酸与溴化钾两种引发剂对黄芩种子进行引发处理，探究黄芩种子萌发与硼酸和溴化钾浓度以及引发时间的关系，选取最适合黄芩种子萌发的引发剂浓度和引发时间。结果表明，硼酸与溴化钾作为引发剂，引发浓度与引发时间对黄芩种子的发芽势、发芽率、株高、根长及简化活力指数均有一定影响。硼酸处理，50 mg/L引发24 h对黄芩种子发芽势的提高最显著，发芽势为22.50%，该处理种子活力强，发芽整齐，出苗一致;而150 mg/L硼酸引发6 h的黄芩种子发芽率最高，为34.17%，较对照组提高51.87%。溴化钾处理，则以0.75 g/L及1.00 g/L引发黄芩种子18 h的发芽势最高，为22.50%，是对照的4.5倍;以1.00 g/L溴化钾引发18 h黄芩种子的发芽率最高，为32.50%，对黄芩种子萌发的促进作用最强。黄芩以根入药，150 mg/L硼酸引发黄芩种子18 h对根长影响作用最大，约为对照组的3倍;1.00 g/L溴化钾引发黄芩种子24 h将根长提高1倍。综合来看，用硼酸处理黄芩种子较溴化钾处理效果更好。 　　在自然条件下，植物生长往往受到多种因素的影响[23]，尤其黄芩种子，自然条件下萌发率很低，很难满足市场需求。研究发现，芽诱导试管苗和人工种子一次性成苗技术可作为盾叶薯蓣试管苗的快速繁殖手段， 与芽诱导试管苗相比， 人工种子诱导的试管苗生根率高， 根系发达， 移栽成活率高[24]。黄芩以根入药，是否可以采用人工种子来加快繁殖有待进一步试验研究。
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