2023年分析不同处理方式对当归种子萌发率的影响.docx

天道酬勤 分析不同处理方式对当归种子萌发率的影响 杨远 潘峰 杨帆 赫雪 刘敏 李德政 郭鹏辉 摘 要：当归是中国一味常用的中药材，可药食同源，其栽培历史已有两千多年。为了提高当归种子萌发率，增加药农种植当归及企业种植当归的经济收入，选择一种合理有效的处理措施提升当归种子萌发率那么显得至关重要。因此，本研究对温水浸种与3-吲哚乙酸〔IAA〕溶液浸种、大蒜根系分泌物、三种作物根际土壤水浸液以及超声波处理对当归种子萌发的影响进行分析，旨为能提高当归种子萌发率提供一些帮助。 关键词：当归种子;萌发率;温水浸种;IAA溶液浸种;大蒜根系分泌物;超声波 当归的种植一般采用种子繁殖、直播或者育苗移栽，无论采用何种方式，在播种前通常都会对种子进行处理，当归种子处理可有多种不同处理方式进行选择，因此，为了提高当归种子的萌发率，提升当归育苗质量，选择合理有效的处理方式至关重要。现本研究主要对当归温水浸种与3-吲哚乙酸〔IAA〕溶液浸种、大蒜根系分泌物、三种作物根际土壤水浸液以及超声波处理，分析当归种子在不同处理方式下种子萌发率的影响，总结如下。 一、温水浸种与IAA溶液浸种 种子的成功萌发、正常成苗影响着植物的繁衍及生存，但种子萌发时，机械损害、病虫害及环境均会影响种子的正常萌发。肖生旺等研究中比照温水浸种与IAA溶液浸种对当归种子的萌发特性发现，60℃的温水浸润当归种子2min萌发率高达78%，0.05g/LIAA溶液浸润种子3h的萌发率高达80%，当IAA溶液属于有机溶液，容易污染环境，故可选择温水浸润。通常当归种子萌发过程中，静止枯燥的种子需要快速恢复代谢活性，解除种子休眠活性，使胚芽生成伸出周围结构的细胞，为种子萌发、幼苗生长准备。一般种子萌发涉及温度、光照、水分等环节，假设温度过低会相应降低光合作用及呼吸功能，使光合生产速率减弱。但在极高温会抑制种子胚内部酶的活性，进而影响种子的萌发。另外当归萌发调节较为复杂，低浓度IAA溶液可相应促进种子萌发，缩短出芽时间;而且IAA溶液浸种不同时间的萌发率与其浓度无显著相关性，可能是当归种子的外表积累一定的IAA溶液后，会使种子吸涨能力下降，对种子产生一定的毒副作用。另外，当归种子可产生一定的IAA物质，假设IAA溶液的浓度发生改变，种子的休眠过程也有改变。上述研究发现温水浸种与IAA溶液浸种均有着较高的当归种子萌发率，但IAA溶液的废弃溶液会破坏环境，且IAA溶液的操作过程较复杂。温水浸润操作简单，本钱较低，更适用于生产实践。 二、大蒜根系分泌物 大蒜的鳞茎、根系分泌物以及离体蒜苗挥发物，可相应促进作物种子的萌发以及生长，同时能抵抗黄瓜与西瓜的枯萎病菌、番茄晚疫病菌等病菌。其中大蒜根系分泌物的主要成分包括酯类、有机酸类、杂环类化合物、芳香族等，所具备的化感物质有邻苯二甲酸二丁酯、2，6-二叔丁基对甲酚等，起到显著的抑菌作用。张磊等将大蒜根系分泌物分为三个极性成分：极性〔水溶性组分〕、弱极性〔乙醚萃取物〕和中等极性〔乙酸乙酯萃取物〕，在提取大蒜根系分泌物后，不同浓度分泌物5mL置入1层定性滤纸内的培养皿内，播种当归种子50粒，置于25℃的恒温培养箱内培养，每2天补充1次大蒜根系分泌物，结果发现当归种子发芽率方面，分泌物的极性成分可促使当归出苗整齐，弱极性成分的发芽率较高，且均高于蒸馏水的当归种子萌发率。通常大蒜根系分泌物经处理后，低浓度分泌物能相应提高当归种子萌发过程中的α-淀粉酶活性，促进淀粉水解，进而促使当归种子内细胞分裂及生长，并为细胞生存、生长提供营养，加强当归种子的萌发。 三、三种作物根际土壤水浸液 土壤是植物生长的必要环境，也是不同植物相互产生化感作用、种子萌发的重要媒介。金彦博等比拟培育小麦、蒙古黄芪和马铃薯3种作物根际土壤对当归种子萌发的影响，在制作3种作物根际土壤后，将饱满、大小一致的当归种子900粒经次氯酸钠消毒后，蒸馏水反复冲洗3～5次，分别置入铺有不同作物根际土壤的培养皿，依次参加不同浓度的5mL作物根系土壤水。结果发现小麦根际土壤水浸液对当归种子萌发恰到低促高抑的浓度效应，蒙古黄芪对当归种子的萌发有高度的抑制作用，且高于马铃薯根际土壤水浸液。因此与蒙古黄芪和马铃薯根际土壤水相比，低浓度小麦根际土壤水浸液能够提高当归种子的萌发率，小麦茬口可作为当归育苗的床土资源。其原因可能蒙古黄芪也属于双子叶药用植物，其根系分泌物成分复杂，进而会影响当归种子的正常发育;马铃薯根系有大量的根瘤菌，此时病原微生物感染会相应抑制当归的萌发，使其生长质量下降。小麦属于单子叶，具备特殊的凝集素以及酶系统，进而能促使根际土壤内的有机质的转变，降解根系分泌物内的化感物质，进而促使当归种子的萌发，利于当归的生长发育。 四、超声波处理 超声波是一种弹性机械波，其频率超过20kHz，能显著提高转基因效率、促进植物种子萌发。李刚等在对当归种子行超声波处理时，将枯燥当归种子置入超声波清洗器内进行超声处理，温度波动控制5℃内，随后将处理好的种子置入培养皿内萌发。结果说明当归种子在40℃、处理时间15min、超声波频率40kHz，200～300W超声条件下，种子活力增加最大，其中超声波处理15min、300W后，种子萌发率提高26%，增幅82%。超声波处理当归种子时，空化作用是引起超声波的生物学效应，影响种子质膜结构。假设频率过高，质膜破坏程度超过种子的自我修复能力，造成种子永久性损伤，使种子活力降低，萌发率下降。而超声波强度适宜，质膜改变具有可逆性，细胞自身的修复功能，可修复细胞壁、细胞膜的破损，改变细胞质膜的通透性，使细胞内外物质能有效交换，促进当归种子的萌发。 五、结束语 当归种子的萌发过程中，不同的处理方式所产生的效果也不同。比照不同的溶液及作物根系分泌物发现，60℃的温水浸润、小麦根际土壤水浸液、大蒜根系分泌物以及有效的超声波处理，均能相应提高当归种子的萌发率。因此在传统的当归播种时，可以尝试使用不同的处理方法来提高当归种子的发芽，减少环境污染以及破坏情况，为当归的可持续培育、开展提供科学指导。 参考文献： [1]肖生旺，方向文，蒋志荣，等.温水浸种和IAA溶液浸種对当归种子萌发特性的影响[J].生态学杂志，2023，036〔005〕：1265-1270. [2]张磊，邱黛玉，魏鹏，等.大蒜根系分泌物不同极性成分对当归发芽及幼苗的影响[J].中国现代中药，2023，17〔8〕：815-820. [3]金彦博，郭凤霞，陈垣，等.三种作物根际土壤水浸液对当归的化感效应[J].核农学报，2023，32〔11〕：2248-2257. [4]李刚，王乃亮，罗娘娇，等.超声波处理对当归种子萌发及活力的影响[J].西北师范大学学报〔自然科学版〕，2022，43〔3〕：75-77. 作者简介：杨远〔1997-〕，男，仡佬族，生物工程专业本科在读。 基金工程：西北民族大学中央高校根本科研业务费工程〔31920230019，31920230202-03〕;西北民族大学实验室开放工程〔SYSKF-2023174〕。西北民族大学中央高校根本科研业务费-本科生科研创新工程〔Y18078，Y18082，Y18084〕.