國(guó)家藥用植物種質(zhì)資源庫(kù)中期庫(kù)貯存7種藥用植物種子生活力監(jiān)測(cè)

金鉞 楊成民 魏建和

[摘要]該文通過測(cè)定國(guó)家藥用植物種質(zhì)資源庫(kù)中期庫(kù)中保存4年的桔梗、荊芥、穿心蓮、黨參、黃芩、益母草、冬凌草等7種藥用植物種子發(fā)芽率，分析了種子入庫(kù)前后發(fā)芽率的變化情況并評(píng)價(jià)了其生活力的變化。結(jié)果表明在中期庫(kù)貯藏4年后7種藥用植物的種子發(fā)芽率均下降，除荊芥、黃芩種子發(fā)芽率下降不顯著外，其余5種藥用植物的種子發(fā)芽率顯著下降。桔梗、黨參、冬凌草種子入庫(kù)前發(fā)芽率越高，貯藏后發(fā)芽率下降幅度越小，穿心蓮呈現(xiàn)相反的趨勢(shì)，荊芥、黃芩各發(fā)芽率區(qū)間下降的幅度大致相同。低溫貯藏能有效地延長(zhǎng)了種子壽命，保持了種子活力，有必要積極開展主要藥用植物種子的貯藏特性研究，并制定種子的監(jiān)測(cè)方案和更新標(biāo)準(zhǔn)。

[關(guān)鍵詞]中期庫(kù)；藥用植物種子；生活力

[Abstract]In order to evaluate seed viability of Platycodon grandiflorum， Schizonepeta tenuifolia， Andrographis paniculat， Codonopsis pilosula， Scutellaria baicalensis， Leonurus japonicus， Rabdosia rubescens， stored in the mediumterm gene bank of the National Medicinal Plant Gene Bank for 4 years， we tested seed germination rate of 7 species of medicinal plant and analyzed the change of significance of levels of the germination rate in pre and post store Seed germination rates of 7 species of medicinal plants were all decreased after 4 years， and the decrease of S tenuifolia and S baicalensis germination rates were much smaller than other species The higher initial germination rate of P grandiflorum， C pilosula， R rubescens seed has the smaller decline of germination rate， but the data of A paniculata showed the opposite trend The rate decline of the germination of S tenuifolia and S baicalensis was roughly the same in different germination rate interval The results showed that low temperature storage could effectively prolong the seed longevity， and maintain the seed vigor Moreover， it is necessary to study on the storage characteristics of the main medicinal plant seeds， and establish the monitoring plan and regeneration standard

[Key words]mediumterm gene bank； medicinal plants； viability

doi：10.4268/cjcmm20160904

藥用植物種質(zhì)資源是國(guó)家重要生物戰(zhàn)略資源，是中醫(yī)藥可持續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)，但長(zhǎng)期的過度開發(fā)利用、生態(tài)環(huán)境惡化等導(dǎo)致大量藥用基因滅絕。因此，加強(qiáng)藥用基因資源的保存、保護(hù)和可持續(xù)利用是中國(guó)醫(yī)藥學(xué)發(fā)展迫在眉睫的重要任務(wù)。為了有效地保護(hù)寶貴的種質(zhì)資源，我國(guó)于2006年在北京建設(shè)了首個(gè)國(guó)家藥用植物種質(zhì)資源庫(kù)。目前，完成入庫(kù)的野生、栽培藥用植物種質(zhì)近3萬(wàn)份，3 599種，所有種質(zhì)分成2份，分別貯存在中期庫(kù)和長(zhǎng)期庫(kù)。隨著種質(zhì)資源庫(kù)收集和保存的量越來越多，需要對(duì)不同種質(zhì)定期進(jìn)行抽樣監(jiān)測(cè)，以便更安全的貯藏更多的種質(zhì)和確定各種質(zhì)繁殖更新時(shí)間。但藥用植物種質(zhì)資源保護(hù)工作起步晚，到目前為止沒有系統(tǒng)開展種子生活力監(jiān)測(cè)工作。只有桔梗、黃芩、知母、黨參等少數(shù)幾種藥材對(duì)比室溫與低溫貯藏下種子活力的變化[15]，由于以往研究試驗(yàn)設(shè)備的限制（以冰箱模擬中期庫(kù)條件，但濕度無(wú)法恒定），貯藏時(shí)間較短（不超過3年）和測(cè)定樣品量少等問題，無(wú)法真正揭示出各種藥用植物種子貯存特性。為此，筆者從中期庫(kù)保存的24萬(wàn)份種質(zhì)中抽樣監(jiān)測(cè)已貯存4年的7種藥用植物共171份種質(zhì)材料開展初步研究，以明確低溫貯存對(duì)7種藥用植物種質(zhì)生活力的影響，為制定藥用植物種質(zhì)監(jiān)測(cè)和更新標(biāo)準(zhǔn)提供科學(xué)依據(jù)。

1材料

藥用植物共7種，共計(jì)171份種子材料（表1）。

2方法

21中期庫(kù)貯藏條件中期庫(kù)貯藏的標(biāo)準(zhǔn)是保證種質(zhì)材料保存15年以上。種子均采用4層鋁箔袋密封包裝，溫度為（-4±1）℃，相對(duì)溫度（45±5）%，移動(dòng)式種子架開放保存。

22發(fā)芽方法參照國(guó)際植物遺傳資源委員會(huì)（IBPGR）和Ellis推薦的貯存種子生活力監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行[6]。為了避免種子浪費(fèi)，每份種子用量為《國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程》規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)[7]的一半。培養(yǎng)皿中放1層海綿和1層濾紙作為發(fā)芽床，每份50粒種子，3次重復(fù)，置于人工氣候箱內(nèi)發(fā)芽。具體發(fā)發(fā)芽條件是：荊芥、桔梗、黨參和冬凌草種子無(wú)需前處理，25 ℃光照8 h，15 ℃黑暗16 h；穿心蓮種子浸種20 h，30 ℃恒溫，光照8 h，黑暗16 h；黃芩種子浸種10 h，25 ℃恒溫，光照8 h，黑暗16 h[8]；益母草浸種24 h，25 ℃恒溫，光照8 h，黑暗16 h。荊芥、黨參、冬凌草、黃芩、穿心蓮、益母草、桔梗種子分別在6，7，7，7，7，10，14 d統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。觀察記錄正常幼苗、不正常幼苗、新鮮未發(fā)芽、硬實(shí)及死種子的數(shù)量。

發(fā)芽率=（發(fā)芽終期正常幼苗數(shù)/供試種子數(shù)）×100%

23發(fā)芽率下降顯著性判斷依據(jù)由于測(cè)定結(jié)果本身含有實(shí)驗(yàn)誤差，依據(jù)《國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程》中不同送驗(yàn)樣品間發(fā)芽試驗(yàn)一致性的容許差距（表2）來判斷貯藏的種子發(fā)芽率是否出現(xiàn)顯著下降，如果起始測(cè)定值與監(jiān)測(cè)測(cè)定值之差不超過該容許差距，說明發(fā)芽率沒有出現(xiàn)顯著下降，反之則表明種子發(fā)芽率出現(xiàn)了顯著下降。

3結(jié)果與分析

317種藥用植物種子在中期庫(kù)貯藏4年后平均發(fā)芽率的顯著性分析7種藥用植物的種子在中期庫(kù)貯藏4年后發(fā)芽率均為下降趨勢(shì)（表3），其中荊芥、黃芩植物的種子發(fā)芽率下降不顯著，穿心蓮、桔梗等4種植物的種子發(fā)芽率顯著下降，其中黨參、穿心蓮、冬凌草、益母草下降幅度在12%～17%。

327種藥用植物種子的不同發(fā)芽率區(qū)間的發(fā)芽

4討論

通常情況下，種子經(jīng)過良好的干燥處理，降低種子含水量（5%～7%），密封于鋁箔袋、鋁瓶或玻璃瓶中，在低溫環(huán)境中（中期貯藏溫度為-4～4 ℃，長(zhǎng)期貯藏溫度為-18 ℃或更低的溫度）予以保存。低溫貯藏利于延長(zhǎng)種子壽命、保持活力、并保存原有種質(zhì)的遺傳完整性。中期庫(kù)貯藏的桔梗、黃芩、荊芥、黨參等藥材種子發(fā)芽率明顯高于其他室溫或低溫冰箱等條件下種子發(fā)芽率。據(jù)報(bào)道桔梗種子在室溫條件下貯藏年限不超過1年[4]，本研究中桔梗種子4年后平均發(fā)芽率仍為727%，黨參可達(dá)到716%，相比布袋室溫貯藏的黨參（發(fā)芽率為885%）貯藏1年后發(fā)芽率下降為435%，貯藏3年以后則不足10%[5]。黃芩種子在室溫條件下不耐貯藏，當(dāng)年新種子放在牛皮紙袋貯藏于室溫2年后發(fā)芽率即下降為107%[5]，黃芩種子在本研究中發(fā)芽率降低不顯著，表現(xiàn)出較好的耐貯藏特性。在低溫貯藏過程中，種子活力的下降，伴隨著引起遺傳變異。穿心蓮種子經(jīng)過貯藏后，畸形苗大量增加，比例高達(dá)220%，預(yù)示著突變已發(fā)生在貯藏種子中，需要針對(duì)不耐貯藏的種子開展深入的保存研究，并重點(diǎn)監(jiān)測(cè)不耐貯藏的藥用植物種子，才能長(zhǎng)期安全保存藥用植物種質(zhì)資源。

理論上，種子在現(xiàn)代化低溫低濕條件下（長(zhǎng)期庫(kù)）可以安全保存50年以上，中期庫(kù)在15年以上[10]，但是種子在貯藏期間的壽命也會(huì)受到許多因素的影響[11]，不同物種種子的貯藏壽命存在差異[12]，并且隨著種質(zhì)貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，種子生活力下降，或由于鑒定、分發(fā)、監(jiān)測(cè)及研究利用的消耗，需要對(duì)庫(kù)存種子進(jìn)行定期或不定期的更新繁殖。國(guó)際植物遺傳資源委員會(huì)（IBPGR）建議，在長(zhǎng)期庫(kù)，入庫(kù)起始發(fā)芽率較高（95%）的種子，10年后進(jìn)行第1次監(jiān)測(cè)，中期庫(kù)為5年，監(jiān)測(cè)的間期可根據(jù)經(jīng)經(jīng)驗(yàn)確定[13]。對(duì)于大多數(shù)物種，當(dāng)滿足以下條件后要進(jìn)行繁殖更新：①當(dāng)種子活力降到85%以下或降到初始發(fā)芽率的85%；②活種子數(shù)量減少到低于400粒種子時(shí)，異花授粉雜合型種質(zhì)少于1 000粒種子時(shí)；③當(dāng)某一種質(zhì)的種子數(shù)目少于完成繁殖該物種3次所需的種子量時(shí)[14]。藥用植物有上萬(wàn)種之多，種子多來自野生，因此許多藥用植物種子入庫(kù)時(shí)的發(fā)芽率無(wú)法達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)。本文只監(jiān)測(cè)了中期庫(kù)的7種常用大宗的藥用植物種子，其種子入庫(kù)的起始發(fā)芽率就差別很大（37%～99%），面對(duì)沒有系統(tǒng)地開展生活力監(jiān)測(cè)的近3萬(wàn)余份種質(zhì)，需要在今后的工作中積極開展主要藥用植物的耐貯性研究，才能為藥用植物種子活力監(jiān)測(cè)和更新方案提供可靠的參考依據(jù)，以達(dá)到長(zhǎng)期安全貯藏藥用植物種質(zhì)資源的目的。

[參考文獻(xiàn)]

[1]唐秀光，秦淑英，宋珍，等. 不同貯藏方法對(duì)3 種藥用植物種子發(fā)芽率的影響[J]. 河北林果研究，2001，16（2）：133.

[2]郭巧生， 趙榮梅， 董其亭，等. 不同貯藏方法對(duì)桔梗種子生命力影響的初步研究[J]. 中國(guó)中藥雜志，2007，32（14）：1455.

[3]王君山， 張亮， 田冰潔. 包裝材料對(duì)知母等幾種藥用植物種子發(fā)芽率的影響[J] . 河北林果研究，2003， 18（3）：259.

[4]陳瑛. 實(shí)用中藥種子技術(shù)手冊(cè)[M] . 北京：人民衛(wèi)生出版社，1999.

[5]王輝霞. 不同貯藏年限和貯藏方法對(duì)黨參種子發(fā)芽的影響[J]. 農(nóng)業(yè)科技與信息，2007（11）：41.

[6]Ellis R H， Roberts E H， Whitehead J. A new， more economic and accurate approach to monitoring the viability of accessions during storage in seed banks [J]. Plant Gen Res Newslett， 1980， 41： 3.

[7]國(guó)際種子檢驗(yàn)協(xié)會(huì). 1996國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程 [M]. 北京： 中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社， 1996.

[8]張志梅，周應(yīng)群，曹海祿，等. 黃芩種子的發(fā)芽條件研究[J]. 中國(guó)現(xiàn)代中藥， 2011，13（2）： 23.

[9]李玲梅，李明. 不同處理方法對(duì)穿心蓮種子萌發(fā)影響的初步研究[J]. 廣東藥學(xué)院學(xué)報(bào)，2011（27）：371.

[10]Roberts E H. Seed ageing： the genome and its expression [M]//Nooden L D，Leopold A C. Senescence and ageing in plants. Salt Lake City：Academic Press， 1998： 465.

[11]Specht C E， Freytag U， Hammer K， et al. Survey of seed germinability after longterm storage in the Gatersleben genebank （part 2） [J]. Plant Gen Res Newslett， 1998， 115： 39.

[12]Walters C， Wheeler L M， Grotenhuis J M. Longevity of seeds in a genebank： species characteristics [J]. Seeds Sci Res， 2005，15： 1.

[13]IBPGR. Advisory committee on seed storage： report of the third meeting [M]. Rome： IBPGR， 1985：85.

[14]陳叔平. 種質(zhì)資源低溫保存原理與技術(shù)[M]. 北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科技出版社，1995：177. [責(zé)任編輯呂冬梅]