不同來源年份藏麻黃種子萌發(fā)及抗旱性評(píng)價(jià)

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)。

1 材料與方法

1.1 研究材料

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。

1.2 研究方法

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)

1.3 種子萌發(fā)指標(biāo)的測(cè)定

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)。

1.4 藏麻黃幼苗中生理指標(biāo)的測(cè)定

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。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

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。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同儲(chǔ)存年限種子基本情況

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

2.2 不同儲(chǔ)存年限種子萌發(fā)情況

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。

2.3 麻黃抗旱性性綜合評(píng)價(jià)

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)

2.4 麻黃幼苗葉綠素和脯氨酸含量

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

3 討 論

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。