何文佳
(西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院水產(chǎn)科學(xué)研究所,拉薩 850002)
麻黃作為藥用植物已有五千多年的應(yīng)用歷史,始載于《神農(nóng)本草經(jīng)》,主中風(fēng),傷寒頭痛,溫虐,發(fā)表汗,去邪熱氣,止咳逆上氣,除寒熱,破積聚[1]。青藏高原自然條件獨(dú)特而復(fù)雜蘊(yùn)育了品種豐富的藏藥材資源,藏麻黃(E.saxatilis)為西藏特有種[2],在《月王藥診》、《晶珠本草》以及《四部醫(yī)典》等藏藥古籍中均有對(duì)藏麻黃全草入藥的記載[3],作為藏醫(yī)藥常用的基源植物,藏麻黃是重要的藏藥資源。
干旱是全世界共同面臨的自然災(zāi)害,我國(guó)屬于干旱頻發(fā)國(guó)家,且西南地區(qū)的干旱最為嚴(yán)重[4],青藏高原大部分地區(qū)處于干旱半干旱區(qū)[5]。麻黃根系發(fā)達(dá)、分蘗能力強(qiáng),具有防風(fēng)固沙、改善地區(qū)生境以及涵養(yǎng)水源的作用,是重要的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)藥用灌木之一[6]。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)麻黃的研究集中于化學(xué)成分方面,而對(duì)于麻黃抗逆性方面的研究較少。對(duì)于麻黃的研究,多集中于草麻黃和中麻黃方面,對(duì)于藏麻黃所開展的研究頗少。隨著藏醫(yī)藥的發(fā)展,對(duì)麻黃的需求日益增長(zhǎng),麻黃種植展現(xiàn)出較好的發(fā)展前景。種子作為植物繁育的重要方式,其品質(zhì)的好壞關(guān)系到植物是否正常生長(zhǎng)以及產(chǎn)量的高低。種子萌發(fā)時(shí)期屬于植物抗逆性研究的關(guān)鍵時(shí)期。麻黃植物存在授粉不完全而導(dǎo)致種子不能成熟和種子活力較低,從而對(duì)種子的萌發(fā)能力產(chǎn)生影響。本試驗(yàn)測(cè)定了與藏麻黃種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的相關(guān)指標(biāo),評(píng)價(jià)了藏麻黃的抗旱性,以期為藏麻黃的推廣栽培,養(yǎng)護(hù)和抗逆性研究提供理論依據(jù)。
藏麻黃種子于2017年7月,2019年7月采集自西藏自治區(qū)拉薩市,成熟的種子帶回實(shí)驗(yàn)室,晾干后置于陰涼干燥處保存。剔除空殼和被害蟲侵染的藏麻黃種子,選取飽滿的種子作為供試材料。
隨機(jī)選取50粒種子,用游標(biāo)卡尺測(cè)量麻黃種子的橫莖和縱莖,3次重復(fù),取平均值。再隨機(jī)選取100粒種子,用分析天平稱重,3次重復(fù),取平均值,測(cè)算藏麻黃種子千粒重。
將3個(gè)不同儲(chǔ)存年限的藏麻黃種子,各取50粒,設(shè)置3組重復(fù)。將種子置于0.8% NaClO溶液中消毒30 min,用蒸餾水沖洗干凈后置于蒸餾水中24 h,使其充分吸水膨脹。將麻黃種子分別放置在提前經(jīng)過高壓滅菌的直徑為90 mm鋪有2層濾紙的培養(yǎng)皿中。每個(gè)培養(yǎng)皿中加入5 mL蒸餾水,每隔2 d更換培養(yǎng)皿中的水。將裝有藏麻黃種子的培養(yǎng)皿放置在光照培養(yǎng)箱中,培養(yǎng)箱溫度設(shè)置為25 ℃,光照強(qiáng)度5級(jí),光照周期16 h/8 h(光照/黑暗)。每隔2 d于10:00時(shí)對(duì)藏麻黃種子的發(fā)芽情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和記錄。
表2 不同儲(chǔ)存年限麻黃種子生長(zhǎng)指標(biāo)隸屬函數(shù)值及耐旱性評(píng)價(jià)
采用紙皿法,測(cè)定并計(jì)算種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)。
發(fā)芽率(%)=(發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%;
發(fā)芽勢(shì)(%)=(10 d內(nèi)種子發(fā)芽數(shù)/供試種子總數(shù))×100%;
發(fā)芽指數(shù)=∑(發(fā)芽種子數(shù)/發(fā)芽天數(shù))。
采用模糊數(shù)學(xué)中隸屬函數(shù)方法,以發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、胚根長(zhǎng)、胚軸長(zhǎng)等5個(gè)指標(biāo)作為抗旱性評(píng)價(jià)依據(jù)對(duì)藏麻黃抗旱性能力進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),其公式為[7]:
式中:F′為i年限j性狀的隸屬值,F(xiàn)ij為某年限某一指標(biāo)的測(cè)定值,F(xiàn)max為某指標(biāo)中的最大值,F(xiàn)min為某指標(biāo)中的最小值,F(xiàn)i為i年限的總隸屬值,n為測(cè)定指標(biāo)數(shù)。
采集土培14 d的麻黃幼苗,運(yùn)用分光光度法測(cè)定藏麻黃葉綠素a,葉綠素b和總?cè)~綠素含量。運(yùn)用酸性茚三酮染色法測(cè)定藏麻黃脯氨酸含量。
采用 Microsoft Excel軟件和IBM spss statistics 21.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。
不同儲(chǔ)存年限供試麻黃種子的橫莖、縱莖、千粒質(zhì)量如表1,不同儲(chǔ)存年限之間無顯著差異(p>0.05)。
表1 不同儲(chǔ)存年限麻黃種子基本特征
由圖1可看出,2017年,2018年,2019年麻黃種子最終發(fā)芽率分別為 38.0%,49.4%,68.0%。2019年麻黃種子的發(fā)芽率最高,2018年的種子發(fā)芽率次之,2017年的種子發(fā)芽率最低。種子發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)如圖2、圖3。
根據(jù)隸屬函數(shù)值對(duì)抗旱性進(jìn)行分級(jí),分為耐旱型(1級(jí)),較耐旱型(2級(jí)),中間型(3級(jí)),干旱較敏感型(4級(jí))和干旱敏感型(5級(jí))[7]。藏麻黃隸屬函數(shù)值在0.4~0.6之間為3級(jí),屬于中間型(表2)。
圖1 不同年限種子發(fā)芽率
圖2 不同年限種子發(fā)芽勢(shì)
圖3 不同年限種子發(fā)芽指數(shù)
葉綠素和脯氨酸作為植物抗旱的重要生理指標(biāo)。測(cè)得藏麻黃幼苗葉綠素a,葉綠素b,總?cè)~綠素,脯氨酸含量如圖4。
圖4 葉綠素和脯氨酸含量
植物抗旱性是多種因素影響的綜合性狀,其中種子的萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)是植物抗逆性的直觀反映。本試驗(yàn)以藏麻黃種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、胚根長(zhǎng)和胚軸長(zhǎng)作為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。植物中所含的脯氨酸可通過調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透勢(shì)來適應(yīng)干旱環(huán)境。隨著存儲(chǔ)年限的增加,藏麻黃種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽指數(shù)呈下降的趨勢(shì)。該研究結(jié)果與張麗等[8]的研究結(jié)果一致,麻黃種子隨著儲(chǔ)存時(shí)間的增加,種子衰老程度表現(xiàn)出加快的現(xiàn)象。王桔紅等[9]測(cè)定了膜果麻黃種子萌發(fā)率為93.4%,中麻黃種子萌發(fā)率64.6%。中麻黃為國(guó)家藥典規(guī)定使用的麻黃,藏麻黃種子萌發(fā)率(68.0%)低于膜果麻黃,但高于中麻黃種子萌發(fā)率,不同種麻黃種子萌發(fā)能力存在差異。這與麻黃物種以及長(zhǎng)期適應(yīng)不同的環(huán)境,在不同的選擇壓力下產(chǎn)生出不同的生活史對(duì)策有關(guān)。
Andrea Mondoni等[10]研究發(fā)現(xiàn),高山植物種子存活期明顯低于低地植物種子,環(huán)境和遺傳因素決定種子存活率高低。種子存活率受環(huán)境條件的影響較大,可能與氣候等有關(guān)適應(yīng)性遺傳差異有關(guān)。對(duì)種子的萌發(fā)能力進(jìn)行探究,能夠了解種子的抗逆性,對(duì)于種子收集保存的有效管理至關(guān)重要[11]。對(duì)于麻黃種子萌發(fā)能力隨儲(chǔ)存時(shí)間的增加而降低的現(xiàn)象,需要考慮在種子保存過程中使用新的儲(chǔ)藏技術(shù),如冷凍保存等,定期對(duì)存儲(chǔ)的種子進(jìn)行種子活力測(cè)定。對(duì)于遭受采摘挖掘而使麻黃資源日漸減少的狀況,可將麻黃進(jìn)行易地種植保護(hù),或是通過種子庫等方法保護(hù)麻黃資源,為原生境保護(hù)和棲息地恢復(fù)提供繁殖材料。