了哥王種子萌發(fā)抑制物質(zhì)特性

房海靈+葉金山+朱培林

摘要：研究了哥王種子形態(tài)解剖特征，采用浸種法測定種子吸水曲線，比較不同濃度、不同部位蒸餾水浸提液、甲醇浸提液對白菜、小麥種子萌發(fā)的影響，以初步研究了哥王種子的休眠原因。結果發(fā)現(xiàn)，了哥王種子具有胚形態(tài)休眠特性，種皮無吸水障礙；不同濃度的了哥王種子各部位浸提液均對白菜、小麥種子萌發(fā)及幼苗生長有不同程度的抑制作用，且抑制作用強弱次序為種皮>果肉>種仁，水浸提液>甲醇浸提液，浸提液濃度越高，抑制作用越強，對雙子葉植物種子抑制作用更強。由結果可知，了哥王種胚發(fā)育不完全及種子內(nèi)源物質(zhì)的存在，可能是了哥王種子休眠的重要原因。

關鍵詞：了哥王；萌發(fā)抑制物；種子；休眠

中圖分類號： Q945.34 文獻標志碼： A 文章編號：1002-1302（2017）01-0138-03

了哥王（Wikstroemia indica Linn.），別稱南嶺蕘花、地棉皮、山棉皮、黃皮子、地棉根，為瑞香科蕘花屬小型灌木，廣泛分布于我國長江以南各?。▍^(qū)）。其根、莖、葉及果實入藥，有毒，始載于《生草藥性備要》，具有清熱解毒、消腫散瘀、治瘰疬、腫痛的功效[1-2]。了哥王的葉片水煮液可殺蟲，莖皮纖維可造紙、造棉，種子因含油脂可制皂，整株可用作毒魚藥。同時，了哥王葉片較小，樹冠低矮呈圓形，果實成熟時為紅色，是一種很有觀賞價值的植物[3]。以前，許多大型制藥廠通過收購農(nóng)民或藥農(nóng)在山上采集的野生了哥王制藥，但是由于需求量大，許多原豐產(chǎn)地（如井岡山、南嶺等）面臨資源枯竭的困境。因此，研究和推廣野生了哥王人工馴化和種植成為保證制藥廠的原材料供應和持續(xù)利用了哥王資源的根本途徑。

了哥王主要采用播種育苗，無性繁殖技術尚處于研究階段。據(jù)報道，了哥王種子發(fā)芽慢，發(fā)芽率低（僅為8%左右），種子育苗較難，難以滿足生產(chǎn)上對了哥王種苗的需求[4]。本研究對了哥王種子萌發(fā)抑制物質(zhì)進行研究，旨在為進一步規(guī)?；?、產(chǎn)業(yè)化育苗提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

了哥王果實于2014年6月采自江西省林業(yè)科學院中藥種質(zhì)資源圃，自然干燥后存放于室內(nèi)通風干燥處備用。

受試植物為小麥（Triticum aestivum L.）和白菜（Brassica chinensis L.），種子購于河南省新農(nóng)種業(yè)有限公司。1.2 果實及種子形態(tài)特征觀察

用體視顯微鏡觀察了哥王果實及種子的形態(tài)特征，測定出籽率、種子千粒質(zhì)量、優(yōu)良度，并記錄相應數(shù)值。

1.3 了哥王種子吸水率測定

取2份了哥王種子，各50粒，1份破種皮，1份不破種皮。稱質(zhì)量后放入小燒杯中，加種子體積3倍的蒸餾水，置于 25 ℃ 恒溫培養(yǎng)箱中，定時將種子取出，用吸水紙吸干種子表面水分后稱質(zhì)量，之后繼續(xù)放回燒杯中浸泡，如此重復測定直至質(zhì)量恒定，共設3次重復。

1.4 果肉、種皮、種仁萌發(fā)抑制物檢測

手工剝離了哥王果實，將剝離的果肉、種皮及種仁分別用研缽磨碎備用。稱取果肉、種皮和種仁磨碎物各1 g，分別放入燒杯中，各加入25 mL蒸餾水、25 mL 80%甲醇溶液，于室溫[（24±2） ℃]條件下浸提，每隔1h振蕩1次，以保證浸提充分，48 h后過濾得到浸提液。再用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀蒸干，用對應溶劑洗下并定容至20 mL，然后將該浸提液分別稀釋至其濃度為原浸提液濃度的25%、50%、75%、100%。

取白菜、小麥種子各50粒，分別均勻擺放至鋪有雙層濾紙的培養(yǎng)皿中，加入5 mL上述浸泡液，以5 mL清水、80%甲醇溶液作對照。于（25±1） ℃光照培養(yǎng)箱內(nèi)進行發(fā)芽試驗，3次重復。第5天統(tǒng)計小麥種子發(fā)芽率，第8天統(tǒng)計白菜種子發(fā)芽率，并分別測量根長、幼苗高度。

2 結果與分析

2.1 果實及種子形態(tài)特征

觀察發(fā)現(xiàn)，了哥王果實呈橢圓形，長約7～8 mm，核果，成熟時呈紅色至暗紫色。果實內(nèi)含有1粒種子，種子卵圓形，呈灰白色；種皮較薄，種仁白色，種胚不明顯；雙子葉，具胚乳。干燥果實出籽率為55%～58%，千粒質(zhì)量（21.35±1.30）g，優(yōu)良度為85%。

2.2 種子吸水曲線

由圖1可見，了哥王完整種子和破皮種子的吸水率存在一定差異，破皮種子在各個吸水階段的吸水率、吸水速率均明顯高于完整種子。吸水的前2 h是破皮種子和完整種子的快速吸水期，吸水率呈直線上升趨勢，破皮種子最高吸水率為42.41%，而完整種子最高吸水率僅為30.12%。此后，種子吸水率隨著時間的延長呈緩慢上升趨勢，破皮種子在吸水后的6 h已趨于飽和，8 h達到飽和狀態(tài)，吸水率為61.53%。完整種子在 2～4 h 吸水率上升仍較快，4 h后吸水速率增速變慢，直至32 h才達到飽和狀態(tài)，吸水率為60.29%。由此看出，了哥王種子的種皮對種子吸脹吸水具有一定的影響，在一定程度上阻礙了水分的自由流動。但是隨著時間的延長，完整種子的吸水率接近種仁，因此在實際生產(chǎn)過程中，可通過延長浸泡時間來提高種子吸水率，進而促進種子萌發(fā)。

2.3 不同溶劑了哥王種子浸提液對白菜、小麥種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

了哥王種子蒸餾水浸提液、甲醇浸提液對白菜、小麥種子的萌發(fā)和幼苗生長均有不同程度的抑制作用，但抑制效果存在差異。與小麥相比，蒸餾水浸提液對白菜種子的抑制作用更加明顯，抑制強度與浸提液濃度呈明顯的線性關系，在試驗范圍內(nèi)最低濃度的浸提液處理可使白菜芽長較對照降低34.55%，主根長降低23.75%，發(fā)芽率有極顯著下降，降低至76.0%；100%純浸提液處理使得白菜種子發(fā)芽率急劇降低，僅為42.67%，部分種子主根出現(xiàn)短粗的現(xiàn)象。蒸餾水浸提液對小麥種子的抑制主要表現(xiàn)在對發(fā)芽率、主根長方面，抑制強度隨浸提液濃度的升高而增加，對芽生長的抑制作用與浸提液濃度關系不明顯（表1）。

甲醇浸提液對白菜的抑制作用亦強于小麥，但是抑制部位與水浸提液有所不同。甲醇浸提液對白菜芽長、發(fā)芽率表現(xiàn)出明顯的抑制作用，但抑制強度與抑制物質(zhì)濃度相關性不明確；主根長與抑制物質(zhì)的濃度呈線性關系，最低濃度的甲醇浸提液可使白菜主根長度降低至2.15 cm；甲醇浸提液對小麥種子的抑制作用主要體現(xiàn)在對發(fā)芽率、主根長方面，抑制強度隨浸提液濃度的升高而增強，25%浸提液處理可使小麥發(fā)芽率較對照降低4.29%，主根長降低9.27%（表1）。

綜上研究可知，了哥王蒸餾水浸提液對2種植物種子萌發(fā)的抑制效果較甲醇明顯，說明了哥王種子中存在某種萌發(fā)抑制物質(zhì)，且該種物質(zhì)在蒸餾水中溶解度較大。

2.4 不同部位了哥王種子水浸提液對小麥、白菜種子萌發(fā)和幼苗生長的影響

由表2可知，了哥王種仁的水浸提液對小麥種子發(fā)芽率的抑制作用并不大，即使是浸提原液處理，小麥種子發(fā)芽率仍有80%，但是果肉、種皮對小麥種子萌發(fā)的抑制作用則隨著浸提液濃度的增加而增強。顯著性分析表明，了哥王果肉75%、100%水浸提液以及所有濃度種皮浸提液的發(fā)芽率、芽長、根長與對照組差異達到極顯著水平。了哥王種子各部位不同濃度浸提液對小麥幼苗苗高和根長的影響不同。種仁各濃度浸提液處理后的小麥芽長和主根長差異不大；果肉浸提液處理后對小麥生長抑制作用強于主根，50%浸提液幾乎不影響根的生長，但輕微抑制芽生長；種皮浸提液對小麥種子發(fā)芽率、主根長均有極顯著的抑制作用，25%浸提液使發(fā)芽率較對照降低10.14%，主根長降低9.05%，為2.21 cm。

由表2還可見，了哥王種子各部分浸提液對白菜種子萌發(fā)、幼苗生長均有明顯的抑制作用，其中以種皮抑制效果最佳，果肉次之，種仁效果最差，各部位對白菜種子抑制效果不同。25%種仁浸提液對白菜種子的萌發(fā)和幼苗生長僅有輕微的抑制作用，與對照相比差異不顯著，其他濃度種仁浸提液對白菜發(fā)芽率、芽長抑制作用較為顯著，且抑制效果隨濃度的升高而增強。果肉浸提液對白菜發(fā)芽率、主根長抑制效果更為明顯，抑制強度與濃度無明顯相關性。種皮浸提液對白菜種子發(fā)芽率、芽長和主根長均有極顯著的抑制作用，25%浸提液可使種子發(fā)芽率降至66.67%，芽長和主根長也受到不同程度的抑制，浸提原液處理后，白菜種子發(fā)芽率僅為36.67%，幼苗出現(xiàn)子葉發(fā)黃、主根短粗等畸形的現(xiàn)象。

以上結果表明，了哥王種子果肉、種皮、種仁中均含有抑制種子萌發(fā)和幼苗生長的抑制物質(zhì)，這種抑制物質(zhì)不僅可以抑制種子發(fā)芽，影響苗高和根的生長，甚至可以造成幼苗生長畸形，且在種皮中含量較高，對雙子葉植物抑制效果更為明顯。

3 結論與討論

引起種子休眠的原因很多，大致可歸納為3個方面，即種皮障礙、種胚發(fā)育狀況和種子內(nèi)含物狀況?？傮w來說，造成種子休眠的各種因素之間不是孤立地發(fā)生作用，而是互相聯(lián)系互相影響，共同控制著種子的休眠[5]。了哥王種子具有較強的休眠特性，自然狀態(tài)下種子發(fā)芽時間長、發(fā)芽率極低。本研究通過對了哥王種子形態(tài)解剖、吸水特性及萌發(fā)抑制物研究，發(fā)現(xiàn)了哥王種子具有胚形態(tài)休眠特性，種皮無吸水障礙，存在某些水溶性萌發(fā)抑制物質(zhì)，因此了哥王種子屬綜合休眠型種子。

白菜、小麥常被用于檢測植物種子中是否含有萌發(fā)抑制物質(zhì)[6]。本研究表明，了哥王種子水浸提液、80%甲醇浸提液均對白菜、小麥種子萌發(fā)和幼苗生長有抑制作用，但抑制強度不同，蒸餾水浸提液抑制作用強于80%甲醇。表明了哥王種子中的萌發(fā)抑制物質(zhì)易溶于水，并且該抑制物對雙子葉植物的抑制效果更明顯。

前人研究表明，一些種子果皮、種皮、胚乳、胚或子葉中含有萌發(fā)抑制物質(zhì)，對種子萌發(fā)具有一定的抑制作用[7]。本研究發(fā)現(xiàn)，利用相同溶劑提取了哥王種子不同部位得到的浸提液對白菜、小麥種子萌發(fā)和幼苗生長具有一定的抑制活性，表明了哥王果肉、種皮和種仁均存在活性較高的內(nèi)源抑制物質(zhì)，并且了哥王種皮浸提液的抑制作用明顯高于果肉，種仁最差。徐艷芝等研究表明，興安升麻種皮的水浸提液對白菜種子發(fā)芽率、幼苗、根生長均有抑制作用，且抑制作用隨質(zhì)量濃度的增大而增強[8]；盧芳等研究表明，五角楓種子的發(fā)芽抑制物質(zhì)主要存在于種皮和種胚[9]。這些研究與本研究結果相似，但作用效果不同。了哥王種皮水浸提液對小麥發(fā)芽率、芽長和主根長有極顯著的抑制作用，且對白菜種子發(fā)芽率、芽長、主根長均有極顯著的抑制作用，且高濃度的浸提液可導致白菜幼苗出現(xiàn)子葉發(fā)黃、主根短粗等畸形現(xiàn)象，表明了哥王種皮中的萌發(fā)抑制物質(zhì)對單子葉、雙子葉植物種子萌發(fā)和幼苗生長的抑制機制不同，這與蔣運斌等對川白芷種子水溶性內(nèi)源性萌發(fā)抑制物質(zhì)研究結果[10]相似。

因此，在實際生產(chǎn)過程中，可根據(jù)了哥王種子休眠習性在播種前采用溫水浸種、低溫層積、去除果肉等相結合的方式來提高了哥王種子發(fā)芽率。

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