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新疆阿魏种子解除休眠方法研究
作者:赵鑫1,凯撒·苏来曼2*,朱国强2,阿伊别克2    
作者单位:(1.沈阳农业大学,辽宁 沈阳110161;2.新疆中药民族药研究所,新疆 乌鲁木齐830002)

《时珍国医国药》 2010年 第10期

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       【摘要】 
       目的新疆阿魏种子存在休眠现象,该文对新疆阿魏种子解除休眠的方法进行研究。方法用两种方法进行新疆阿魏种子打破休眠的处理:一种方法是4℃低温层积处理,分别于5,10,15,20,25,30,35,40 d取样,培养箱20℃进行发芽试验;另一种将阿魏种子分别浸泡于不同浓度的IAA、NAA、GA3、ABA、2,4-D、6-BA溶液48 h,4℃低温层积处理30 d,20℃温度条件下进行发芽试验。结果4℃低温层积的种子,在5~15 d不能解除休眠,第20天开始萌发,发芽率随低温层积时间延长而升高,第35天达到75%以上,第35天与第40天发芽率无显著差异。试验证明35 d低温层积处理新疆阿魏种子,在整体上可以解除休眠。浓度为100 ppm6-BA处理的新疆阿魏种子发芽率显著高于对照组与其他激素浓度处理。结论低温层积35 d处理新疆阿魏种子,在整体上可以解除休眠。100 ppm的6-BA溶液处理和低温层积处理协同作用可以到达最佳效果。
       【关键词】  新疆阿魏;种子休眠;低温层积;外源激素;发芽率
       阿魏是我国传统中药材,其应用历史悠久。阿魏商品来源于野生资源,我国药用阿魏过去主要靠进口,解放前为少数民族用药。20世纪50年代阿魏年产量几千公斤,由于大量垦荒造田和不合理采收使植株死亡或失去生长繁殖能力,加之春季阿魏生育期正值牧草缺少季节,放牧影响了阿魏生长[1]。自从20世纪70年代以来,随着阿魏资源的过度开发和生态环境的破坏,阿魏药用植物资源在自然条件下濒临灭绝,现在新疆阿魏和阜康阿魏皆被列为国家三级保护植物[2]。新疆阿魏在自然条件下以种子繁殖,并且种子发芽率很低,不易存活[3],这也是制约阿魏人工栽培的瓶颈,所以必须要加强资源保护和进行人工栽培生产。近年来学者们在阿魏属植物的研究方面开展了一些工作并取得进展,但多集中在阿魏的细胞学——染色体及核型研究、发育解剖学及形态解剖学、系统分类学、生殖生物学特征,化学成分及其药理学研究方面。少数学者对阿魏种子繁育技术进行研究。本文主要通过低温层积、激素处理对新疆阿魏种子解除休眠进行了有益的探索。本实验研究采用4℃低温层积解除休眠及不同浓度激素IAA、NAA、GA3、ABA、6-BA、2,4-D处理解除种子休眠,研究了新疆阿魏种子在低温层积条件下打破休眠的最佳时间和外源激素处理的效果,进一步深入研究解除新疆阿魏种子休眠以及人工快繁技术,为新疆阿魏的人工栽培和资源保护奠定理论基础[4~10]。
       1材料
       试验于2008-09~11在沈阳农业大学中草药学科实验室进行,供试新疆阿魏种子于2008年采收于新疆,经新疆中药民族药研究所凯撒·苏来曼研究员鉴定。
       2方法
       2.1种子低温层积处理供试种子去杂洗净在水中浸泡6h后,与湿沙混匀(V沙子∶V种子=3∶1)装入布袋,于4℃低温层积(种砂湿度保持在70%左右)。分别于层积5,10,15,20,25,30,35,40 d取样,每次取10个样本,每个样本随机取30粒种子,然后进行发芽试验,统计发芽数,计算发芽率。
       2.2种子激素处理将IAA、NAA、GA3、ABA、2,4-D、6-BA分别用蒸馏水配成浓度为0(对照),100,300,500,800和1 000 ppm的溶液。设100,300,500,800和1 000 ppm的外源激素溶液,将种子浸泡在不同浓度溶液中48 h,浸泡结束洗净,将种子混沙(V沙子∶V种子=3∶1)装入布袋,于4℃低温层积(种砂湿度保持在70%左右),30 d取样,每个浓度取10个样本,每个样本随即取30粒种子,然后在20℃条件下进行发芽试验,并统计发芽率。以不做激素处理,用清水处理48 h的种子作为对照组(CK)。将激素处理后的种子去杂洗净在水中浸泡后混砂(V沙子∶V种子=3∶1)装入布袋,于4℃低温层积(种砂湿度保持在70%左右)。第30天取样观察,每种浓度激素处理取10个样本,每个样本随即取30粒种子,然后进行发芽试验,统计发芽数,计算发芽率。
       2.3发芽试验每一种条件下,选择10个样本,每个样本30粒种子,总计300粒。采用湿润纸床作为发芽床,给以充足的水分、氧气。统计5 d之内新疆阿魏种子的发芽率。发芽标准按照国际种子协会(ISTA)规定,有明显的胚根“露自”认定为发芽。期间如果有发霉的种子应除去以免影响其它种子的发芽情况。
       3结果与分析
       3.14℃低温层积处理对打破种子休眠的影响见图1及表1。图1新疆阿魏种子解除休眠过程中发芽率变化由图1可见,4℃低温层积处理解除阿魏种子休眠过程中,前15 d种子无法萌发,第20天时种子开始萌发,发芽率随着时间的增加而增加,第35天时种子发芽率达到最大值,平均可达75.33%,之后发芽率基本不变。说明低温层积可以有效打破阿魏种子休眠,层积时间以35天左右为宜,时间太短影响种子发芽率,时间太长种苗生长过长容易造成机械损伤和种子腐烂影响种子成活力。表1通过新复极差比较,阿魏种子萌发率在第20天到第35天的变化存在极显著性差异,第35天和第40天的阿魏种子萌发率不存在显著性差异。4℃低温层积35 d,新疆阿魏可以从整体上解除休眠。表1低温层积不同时间种子发芽率新复极差  4℃低温层积天数t/d平均发芽率
       3.2外源激素处理对打破种子休眠的影响由表2可见,用不同浓度梯度为100,300,500,800,1 000 ppm的6种激素浸种48 h,经4℃低温层积30 d后对阿魏种子萌发均产生不同影响。其中同种激素中浓度为100 ppm的溶液浸种后发芽率高于其他浓度,一般随浓度升高发芽率呈下降趋势,浓度为1 000 ppm溶液浸种后发芽率最低,在20%左右。由表3可知,经过新复极差统计,与CK(对照组)相比,高浓度激素处理普遍对阿魏种子解除休眠起抑制作用,用NAA300,ABA100,ABA300,6-BA100,6-BA300 ppm溶液浸种对阿魏种子萌发起促进作用,其中浓度为100 ppm的6-BA溶液浸种30 d时效果最好,发芽率可达75%以上。表2不同外源激素处理对种子萌发的影响
       4结论与讨论
       新疆阿魏是国家二级保护植物,并且主要以种子繁殖,研究种子萌发特性,对于新疆阿魏的人工栽培来说,具有很大的意义。在开展实验之前,我们对新疆阿魏的种子进行解剖,发现新疆阿魏的成熟种子具有完整的胚结构,但是它存在生理后熟的现象。将未经低温层积处理的种子放在20℃培养箱中进行发芽试验,发芽率为0%。新疆阿魏的种子在低温层积解除休眠过程中,在第15~20天的时候就开始萌发,有部分的种子解除眠,到第35天时,已有75%以上的种子解除休眠。
       低温层积处理可使新疆阿魏种子内部发生一系列生理生化变化,从而促进萌发。在阿魏属其它亚种中有过相关报道。试验表明,4℃低温层积可以有效解除新疆阿魏种子休眠。光照对种子萌发无显著影响。不同的植物,由于其生存环境和遗传特性的不同,其种子萌发对温度的响应也不同。经调查,伊宁县属大陆性季风气候,年均气温9.3℃,1月平均气温-6.8℃,7月平均气温22.1℃,气温年较差为30~34.4℃。新疆阿魏种子低温萌发的特性,是对其早春生境适应的结果。 表3几种外源激素处理种子发芽率新复极差激素浓度C/ppm平均发芽率有报道称,500 mg/L赤霉素溶液浸种48h能打破常温下新疆阿魏种子休眠,使其在6d时间萌发,但要提高发芽力(发芽势和发芽率)则需要较高的浓度(1 000~1 500 mg/L)。1 000 mg/L赤霉素溶液处理效果最好,种子能在常温下6d萌发达到22.6%的发芽率。经激素处理,不经过低温层积,阿魏种子发芽率不会高于25%。因此,低温层积是阿魏种子打破休眠的必要手段,激素处理可以与低温层积产生协同作用,但不能代替低温层积,人工快繁过程中必须注意低温层积。
       通过本实验发现浓度为100 ppm的6-BA溶液浸种48 h后于4℃低温层积处理30 d,其发芽率为75.3%,高于清水浸种48h的CK(对照组)和其他激素处理,说明浓度为100 ppm的6-BA溶液有助于阿魏种子打破休眠且效果最明显,其作用机理有待于进一步深入研究。此结论可以应用于人工快繁,提高种子发芽率。
       【参考文献】
           [1]何爽,谭敦炎.阿魏的研究进展[J].新疆农业大学学报,2002,5(2):3.
       
       [2]傅立国.中国植物红皮书(1)[M].北京:科学出版社,1992.
       
       [3]田聪,谢丽琼,李冠.珍稀药用植物新疆阿魏种子萌发特性研究[J].种子,2008,27(5):88.
       
       [4]阿卜杜许库尔·牙合甫. 药用植物阜康阿魏的种子生理及繁殖技术研究[D].新疆农业大学硕士学位论文,2008.
       
       [5]赵鑫,马小军,凯撒·苏来曼,等.低温解除阜康阿魏种子休眠和内源激素变化规律的研究[J]. 中草药,2006,37(2):268.
       
       [6]王文捷,尚玉红,敬松.新疆阿魏资源的保护及其开发[J].首都医药,2005,6:45.
       
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       [8]阳跃忠,黄文新.阿魏酸钠对冠心病心绞痛治疗的临床研究[J].华夏医学,2003,16(3):301.
       
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       [10]王虹,张富春.药用类短命植物新疆阿魏花蜜腺的发育解剖学研究[J].植物研究,2004,24(4):406.

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