川贝母种子休眠及萌发特性的研究
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种子采自四川甘孜州康定县折多山中国医学科 学院药用植物研究所与成都恩威集团有限公司共同 建设的川贝母野生抚育试验基地, 经陈士林研究员 鉴定为川贝母种子。每年 8 月中旬至下旬采集川贝 果实, 干燥保存。种子保存处理方法见表 1。
表 1 用于实验的种子保存及处理方法 Table 1 Stor age and tr eatment method
中, 室温浸种, 30 min 后每隔 1 h 取出, 用滤纸吸干,
称质量。计算种子吸水率[ 吸水率= ( W 1- W ) / W×
Βιβλιοθήκη Baidu
100% , W1 为种子吸水后质量, W 为种子干质量] ,
绘制吸水曲线。
2. 2 发芽抑制物检测: 生物鉴定法检测。设 5 个处 理( 表2) , 前4 个处理质量浓度[ 5] 均为 1. 0 g/ 20 mL,
中草药 Chinese Tr aditional and Her bal Dr ugs 第 39 卷第 7 期 2008 年 7 月
· 108 1·
108-111. [ 5] 梁 红, 何宇清, 赵 洁 . 生长调节物质对丹参叶片脱分 化及
根芽分化的效应[J ] . 华中师范大学学报: 自然科学版, 1997, 31( 3) : 228-231. [ 6] 强小利, 闫亚平, 王 之 . 植物生长因子对丹参愈伤组织 有效 成分积累的影响[J ] . 陕西师范大学学报: 自然科学版, 2004,
力指数= 发芽终期胚芽长度( cm) ×发芽率( % ) ] ,
每浸提物发芽试验 3 次重复。
2. 3 层积作用观察方法 2. 3. 1 层积处理对胚形态后熟作用观察方法: 测定
表 2 川贝母种子中发芽抑制物的浸提方法( A 批次种子) Table 2 Extra cting methods of ger mination inhibitor in F . cir rhosa seeds ( batch A)
摘 要: 目的 了解川贝母种子休眠原因及层积处理打破种子休眠的作用。方法 浸种称 重法测定种皮透水性; 生 物鉴定法检测发芽抑制物; 解剖种子观察层积种子种胚发育; 光照培养箱发芽检测层积种子萌发温度。结果 浸种 8 h 后川贝母种子吸水率达 80% 以上; 种子浸提液显著抑制白菜种子的萌发和生长; 层积处理促进种胚后熟, 60 d 后 胚率由处理前 12% 增至 43% ; 层积种子 25 ℃发芽率显著高于其他发芽温度。结论 川贝母种皮无吸水障碍; 种子休 眠的主要原因是胚形态后熟及存在发芽抑制物, 属于混合休眠类型; 层积处理可有效打破休眠, 25 ℃发芽适温。 关键词: 川贝母; 种子休眠; 胚后熟; 发芽抑制物 中图分类号: R 282. 2 文献标识码: A 文章编号: 0253- 2670( 2008) 07- 1081- 04
Abstr act: Obj ective T o invest igat e t he mechanism of the seed dormancy of F ritil lar ia cir rhosa and t he st rat ificat ion effect on seed dormancy. Met hods T he soaked seeds were used t o t est wat er permeabilit y by weight ing. T he biological t est was applied for det ecting t he germinat ion inhibit or. Seed dissect ion was used t o invest igat e t he embryo development aft er st rat ificat ion. The t emper at ures of seeds germinat ion aft er st rat ificat ion were det ermined by artificial climat e chamber at different t emperat ur es. Resul ts The wat er absorption rat e of F . cirr hosa seeds was more t han 80% aft er soaking for 8 h. T he ext ract s significantl y inhibit ed bot h t he germination of seed and t he root growt h of Chinese cabbage. T he st rat ificat on could effect ively accel erat e the embryo aft erripening and incr ease t he embryo r at e fr om 12% t o 43% aft er 60 d. Ger minat ion rat e of t he seed aft er st ratificat on in 25 ℃ was significant ly higher than t hat in other t emperat ures. Conclusion T here is no obst acle of water permeability on t est a of F . cir rhosa. T he seed embryo afterripening and t he germinat ion inhibit or are t he main mechanism of seed dormancy of F . cirr hosa , whereas it is a type of mix-dormancy. T he st rat ificat ion is effect ive for seed dor mancy rel ief and t he opt imum germination temperature is 25 ℃.
处理 种子形态 浸提液
浸提方法
浸提法 1 完整种子 蒸馏水 1. 0 g 种子蒸馏水 20 mL 浸种 浸提法 2 粉碎种子 蒸馏水 1. 0 g 种子粉碎至可全部通过 0. 9
mm 筛孔, 蒸馏水 20 mL 浸种
浸提法 3
浸提法 4 浸提法 5
粉碎种子 80% 甲醇 1. 0 g 种子粉碎至可全部通过 0. 9 mm 筛孔, 80% 甲醇共浸提 2 次, 合并浸提液, 减压蒸干, 蒸 馏水 20 m L 溶解提取物
生资源已趋于濒危, 目前正在开展大规模野生抚育 工作[ 1] 。生产上曾采用鳞茎繁殖, 但繁殖系数太低; 用种子繁殖, 繁殖系数高, 但种子地处高原, 不易采 集, 休眠期长, 出苗率低, 整齐度不理想。已有研究指
¹ 收稿日期: 2007-11-07 基 金项目: 国家高技术产业化专项 ( 2005-1) ; 北 京市科技新星计划项目( 2004A60) ; 国家中医药管理 局科技专项( 2004ZX06-2 ); 国家中药 材生产扶持资金项目( 2005-1) 作者简介: 于 婧( 1981—) , 女, 农学学士, 2005 年毕业于北京农学院, 主要从事药用植物繁殖生物学、细胞生物学及育种研究。 T el: ( 010) 62895272 E-mail: yuj ing@ impl ad ac. cn * 通讯作者 魏建和 Tel: ( 010) 62818841 E-mail: wjianh@ 263. net
处理 5 浓缩 4 倍, 所有浸提方法均是将川贝母种子 ( A 批次) 置60 ℃水浴浸提24 h。观察浸提液对白菜 种子发芽的抑制作用, 以蒸馏水为对照。每个发芽盒
中加5 mL 浸提液, 播白菜种子50 粒, 置于25 ℃恒温 培养箱内培养, 24 h 后观察白菜种子发芽的情况,
48 h 后测量胚根长度, 计算简化活力指数[ 简化活
完整种子 蒸馏水 10. 0 g 种子蒸馏水 200 mL 浸种
完整种子 蒸馏水 5. 0 g 种子蒸馏水 100 mL 浸种, 浸提液减压浓缩至 25 mL
湿沙层积种子( B 批次) 0、30、60 d 及四川牛粪层积 ( C 批次) 180 d 的胚率。测定时, 采用分离胚的方法 对不同层积阶段的种子进行胚形态观察。每阶段选
of seeds used in exper iment
种子 收获时间 保存地点
批次
保存方法
处理方法
开始本 实验时胚 发育阶段
A 2005 年 冰柜
- 18 ℃冷藏 冷藏
心形胚
B 2005 年 冰柜
2005 年收获 2007 年 3 月 心形胚至鱼
- 18 ℃冷 15 ℃恒温 雷形胚
藏至 2007 培养箱中
Key wor ds: F ri till aria cir rhosa D. Don; seed dormancy; embryo aft err ipening; germinat ion inhibit or
川贝母 F rit illa ria cirr hosa D. Don 属百合科多 年生草本植物, 分布于云南、四川、甘肃和西藏等海 拔 3 500 m 以上的高原地区。鳞茎药用, 有清热润 肺、止咳化痰的功效, 是一味常用大宗名贵药材。野
Dormancy and germination character istics of F ritillaria cirrhosa seed
YU Jing1, WEI Jian-he1 , CHEN Shi-lin1, DAI Yong2, YA NG Cheng-min1
( 1. Instit ute of Medicinal Plant Development, Chinese Academy of M edical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing 100094, China; 2. Chengdu Enwei Group Limited Compa ny, Chengdu 610041, China)
· 1082 ·
中草药 Chinese Tr aditional and Her bal Dr ugs 第 39 卷第 7 期 2008 年 7 月
出川贝母种子存在形态后熟, 赤霉素对川贝母种子 有促进种子萌发、有效地提高出苗率和整齐度的作 用[ 2～ 4] , 但未在生产上广泛使用。终其原因, 在于川 贝母种子休眠机制尚未得到系统揭示, 而层积作用 的效果未见报道。为此笔者开展了川贝母种子休眠 机制及解除的系统研究, 现将种皮透性、发芽抑制物 及层积作用对胚后熟的影响等结果报告如下。 1 材料
cult ure media [ J ] . I n Vi tro Cel l Devel op Biol -P l ant, 1976, 12( 10) : 473.
川贝母种子休眠及萌发特性的研究
于 婧1 , 魏建和1 ¹ , 陈士林1, 代 勇2, 杨成民1
( 1. 中国医学科学院 北京协和医学院 药用植物研究所, 北京 100193; 2. 成都恩威集团有限公司, 四川 成都 610041)
年 3 月
湿沙层积
C 2006 年 四川康定县折 2006 年 8 月收 折多山室外 鱼雷形胚 多山( 海拔 获层积至 用腐熟牛
约 3 500 m) 2007 年 4 月 粪层积
2 方法
2. 1 种皮透水性检测方法: 将干燥种子( A 批次) 分
为3 组( 重复) , 每组100 粒, 称取干质量后, 装入纱布
32: 115-118. [ 7] 冯 玲玲, 范美 华, 周吉源 . 丹参 愈伤组织 的诱导 及增殖 效应
[ J ] . 生物学杂志, 2004, 21( 5) : 25-27. [ 8] Gamburg O L, Mu ras hige T , Th or pe T A. Pl ant ti ssue
表 1 用于实验的种子保存及处理方法 Table 1 Stor age and tr eatment method
中, 室温浸种, 30 min 后每隔 1 h 取出, 用滤纸吸干,
称质量。计算种子吸水率[ 吸水率= ( W 1- W ) / W×
Βιβλιοθήκη Baidu
100% , W1 为种子吸水后质量, W 为种子干质量] ,
绘制吸水曲线。
2. 2 发芽抑制物检测: 生物鉴定法检测。设 5 个处 理( 表2) , 前4 个处理质量浓度[ 5] 均为 1. 0 g/ 20 mL,
中草药 Chinese Tr aditional and Her bal Dr ugs 第 39 卷第 7 期 2008 年 7 月
· 108 1·
108-111. [ 5] 梁 红, 何宇清, 赵 洁 . 生长调节物质对丹参叶片脱分 化及
根芽分化的效应[J ] . 华中师范大学学报: 自然科学版, 1997, 31( 3) : 228-231. [ 6] 强小利, 闫亚平, 王 之 . 植物生长因子对丹参愈伤组织 有效 成分积累的影响[J ] . 陕西师范大学学报: 自然科学版, 2004,
力指数= 发芽终期胚芽长度( cm) ×发芽率( % ) ] ,
每浸提物发芽试验 3 次重复。
2. 3 层积作用观察方法 2. 3. 1 层积处理对胚形态后熟作用观察方法: 测定
表 2 川贝母种子中发芽抑制物的浸提方法( A 批次种子) Table 2 Extra cting methods of ger mination inhibitor in F . cir rhosa seeds ( batch A)
摘 要: 目的 了解川贝母种子休眠原因及层积处理打破种子休眠的作用。方法 浸种称 重法测定种皮透水性; 生 物鉴定法检测发芽抑制物; 解剖种子观察层积种子种胚发育; 光照培养箱发芽检测层积种子萌发温度。结果 浸种 8 h 后川贝母种子吸水率达 80% 以上; 种子浸提液显著抑制白菜种子的萌发和生长; 层积处理促进种胚后熟, 60 d 后 胚率由处理前 12% 增至 43% ; 层积种子 25 ℃发芽率显著高于其他发芽温度。结论 川贝母种皮无吸水障碍; 种子休 眠的主要原因是胚形态后熟及存在发芽抑制物, 属于混合休眠类型; 层积处理可有效打破休眠, 25 ℃发芽适温。 关键词: 川贝母; 种子休眠; 胚后熟; 发芽抑制物 中图分类号: R 282. 2 文献标识码: A 文章编号: 0253- 2670( 2008) 07- 1081- 04
Abstr act: Obj ective T o invest igat e t he mechanism of the seed dormancy of F ritil lar ia cir rhosa and t he st rat ificat ion effect on seed dormancy. Met hods T he soaked seeds were used t o t est wat er permeabilit y by weight ing. T he biological t est was applied for det ecting t he germinat ion inhibit or. Seed dissect ion was used t o invest igat e t he embryo development aft er st rat ificat ion. The t emper at ures of seeds germinat ion aft er st rat ificat ion were det ermined by artificial climat e chamber at different t emperat ur es. Resul ts The wat er absorption rat e of F . cirr hosa seeds was more t han 80% aft er soaking for 8 h. T he ext ract s significantl y inhibit ed bot h t he germination of seed and t he root growt h of Chinese cabbage. T he st rat ificat on could effect ively accel erat e the embryo aft erripening and incr ease t he embryo r at e fr om 12% t o 43% aft er 60 d. Ger minat ion rat e of t he seed aft er st ratificat on in 25 ℃ was significant ly higher than t hat in other t emperat ures. Conclusion T here is no obst acle of water permeability on t est a of F . cir rhosa. T he seed embryo afterripening and t he germinat ion inhibit or are t he main mechanism of seed dormancy of F . cirr hosa , whereas it is a type of mix-dormancy. T he st rat ificat ion is effect ive for seed dor mancy rel ief and t he opt imum germination temperature is 25 ℃.
处理 种子形态 浸提液
浸提方法
浸提法 1 完整种子 蒸馏水 1. 0 g 种子蒸馏水 20 mL 浸种 浸提法 2 粉碎种子 蒸馏水 1. 0 g 种子粉碎至可全部通过 0. 9
mm 筛孔, 蒸馏水 20 mL 浸种
浸提法 3
浸提法 4 浸提法 5
粉碎种子 80% 甲醇 1. 0 g 种子粉碎至可全部通过 0. 9 mm 筛孔, 80% 甲醇共浸提 2 次, 合并浸提液, 减压蒸干, 蒸 馏水 20 m L 溶解提取物
生资源已趋于濒危, 目前正在开展大规模野生抚育 工作[ 1] 。生产上曾采用鳞茎繁殖, 但繁殖系数太低; 用种子繁殖, 繁殖系数高, 但种子地处高原, 不易采 集, 休眠期长, 出苗率低, 整齐度不理想。已有研究指
¹ 收稿日期: 2007-11-07 基 金项目: 国家高技术产业化专项 ( 2005-1) ; 北 京市科技新星计划项目( 2004A60) ; 国家中医药管理 局科技专项( 2004ZX06-2 ); 国家中药 材生产扶持资金项目( 2005-1) 作者简介: 于 婧( 1981—) , 女, 农学学士, 2005 年毕业于北京农学院, 主要从事药用植物繁殖生物学、细胞生物学及育种研究。 T el: ( 010) 62895272 E-mail: yuj ing@ impl ad ac. cn * 通讯作者 魏建和 Tel: ( 010) 62818841 E-mail: wjianh@ 263. net
处理 5 浓缩 4 倍, 所有浸提方法均是将川贝母种子 ( A 批次) 置60 ℃水浴浸提24 h。观察浸提液对白菜 种子发芽的抑制作用, 以蒸馏水为对照。每个发芽盒
中加5 mL 浸提液, 播白菜种子50 粒, 置于25 ℃恒温 培养箱内培养, 24 h 后观察白菜种子发芽的情况,
48 h 后测量胚根长度, 计算简化活力指数[ 简化活
完整种子 蒸馏水 10. 0 g 种子蒸馏水 200 mL 浸种
完整种子 蒸馏水 5. 0 g 种子蒸馏水 100 mL 浸种, 浸提液减压浓缩至 25 mL
湿沙层积种子( B 批次) 0、30、60 d 及四川牛粪层积 ( C 批次) 180 d 的胚率。测定时, 采用分离胚的方法 对不同层积阶段的种子进行胚形态观察。每阶段选
of seeds used in exper iment
种子 收获时间 保存地点
批次
保存方法
处理方法
开始本 实验时胚 发育阶段
A 2005 年 冰柜
- 18 ℃冷藏 冷藏
心形胚
B 2005 年 冰柜
2005 年收获 2007 年 3 月 心形胚至鱼
- 18 ℃冷 15 ℃恒温 雷形胚
藏至 2007 培养箱中
Key wor ds: F ri till aria cir rhosa D. Don; seed dormancy; embryo aft err ipening; germinat ion inhibit or
川贝母 F rit illa ria cirr hosa D. Don 属百合科多 年生草本植物, 分布于云南、四川、甘肃和西藏等海 拔 3 500 m 以上的高原地区。鳞茎药用, 有清热润 肺、止咳化痰的功效, 是一味常用大宗名贵药材。野
Dormancy and germination character istics of F ritillaria cirrhosa seed
YU Jing1, WEI Jian-he1 , CHEN Shi-lin1, DAI Yong2, YA NG Cheng-min1
( 1. Instit ute of Medicinal Plant Development, Chinese Academy of M edical Sciences and Peking Union Medical College, Beijing 100094, China; 2. Chengdu Enwei Group Limited Compa ny, Chengdu 610041, China)
· 1082 ·
中草药 Chinese Tr aditional and Her bal Dr ugs 第 39 卷第 7 期 2008 年 7 月
出川贝母种子存在形态后熟, 赤霉素对川贝母种子 有促进种子萌发、有效地提高出苗率和整齐度的作 用[ 2～ 4] , 但未在生产上广泛使用。终其原因, 在于川 贝母种子休眠机制尚未得到系统揭示, 而层积作用 的效果未见报道。为此笔者开展了川贝母种子休眠 机制及解除的系统研究, 现将种皮透性、发芽抑制物 及层积作用对胚后熟的影响等结果报告如下。 1 材料
cult ure media [ J ] . I n Vi tro Cel l Devel op Biol -P l ant, 1976, 12( 10) : 473.
川贝母种子休眠及萌发特性的研究
于 婧1 , 魏建和1 ¹ , 陈士林1, 代 勇2, 杨成民1
( 1. 中国医学科学院 北京协和医学院 药用植物研究所, 北京 100193; 2. 成都恩威集团有限公司, 四川 成都 610041)
年 3 月
湿沙层积
C 2006 年 四川康定县折 2006 年 8 月收 折多山室外 鱼雷形胚 多山( 海拔 获层积至 用腐熟牛
约 3 500 m) 2007 年 4 月 粪层积
2 方法
2. 1 种皮透水性检测方法: 将干燥种子( A 批次) 分
为3 组( 重复) , 每组100 粒, 称取干质量后, 装入纱布
32: 115-118. [ 7] 冯 玲玲, 范美 华, 周吉源 . 丹参 愈伤组织 的诱导 及增殖 效应
[ J ] . 生物学杂志, 2004, 21( 5) : 25-27. [ 8] Gamburg O L, Mu ras hige T , Th or pe T A. Pl ant ti ssue