不同脱水条件对草珊瑚种子萌发及生理指标的影响

摘要 ［目的］对不同时间梯度脱水条件下的草珊瑚种子进行萌发试验及生理生化指标测定。［方法］用硅胶脱水（快速脱水）和30 ℃恒温培养箱脱水（慢速脱水）2种方法获取不同含水量的草珊瑚种子。对不同含水量种子进行萌发测试，并采用紫外分光光度法对种子中各项理化指标进行测定，综合判断种子的脱水耐性及其生理基础。［结果］随着脱水时间的延长，草珊瑚种子含水量呈逐渐下降趋势。在慢速脱水24 h条件下，草珊瑚种子平均含水量为5.28%，导致种子丧失萌发能力。而快速脱水8 h的草珊瑚种子含水量已低于10%，其萌发率仅为16.67%，亦较大程度地丧失萌发能力，因此慢速脱水24 h和快速脱水8 h可作为草珊瑚种子脱水的最终梯度。快速脱水的草珊瑚种子比慢速脱水具有更高的萌发率。当种子含水量接近且低于10%时，快速脱水种子中的过氧化氢酶（CAT）活性比慢速脱水高，而过氧化氢（H2O2）含量和超氧阴离子含量比慢速脱水低。脯氨酸含量在慢速脱水条件下并未发现增加趋势，但快速脱水后期（24 h）显著增加。慢速脱水后期（4～24 h）种子可溶性糖含量增加，而快速脱水期间可溶性糖含量基本保持不变。在快速脱水16 h、慢速脱水24 h的淀粉含量均增加，但当种子含水量接近且低于10%时，快速脱水种子的淀粉含量比慢速脱水低。草珊瑚种子内β淀粉酶活性高于α淀粉酶。［结论］该研究为草珊瑚种子萌发条件和萌发机理提供一定的参考依据。

关键词 草珊瑚；种子；脱水；萌发；生理指标

中图分类号 S 567.1  文献标识码 A  文章编号 0517-6611（2023）01-0162-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2023.01.036

Effects of Different Dehydration Conditions on Germination and Physiological Indexes of Sarcandra glabra Seeds

LAN Zu-zai， PAN Chun-liu， YU Li-ying et al

（Guangxi Zhuang Autonomous Region Medicinal Botanical Garden/Guangxi Key Laboratory of Investigation and Arrangement of Traditional Chinese Medicine Resources， Nanning， Guangxi 530023）

Abstract ［Objective］ The germination test and physiological and biochemical indexes of S. glabra seeds under different time gradient dehydration conditions were conducted.［Method］The samples of S. glabra seeds with different water content gradients were obtained by silica gel dehydration （rapid dehydration） and constant temperature chamber dehydration at 30 ℃（slow dehydration）. The physiological and biochemical indexes in the samples were determined by ultraviolet spectrophotometry， and the dehydration tolerance and physiological basis of seeds were judged by the related indexes of germination rate. ［Result］The water content of S. glabra seeds decreased gradually with the increase of dehydration time. The average water content of the seeds was 5.28% under the condition of slow dehydration for 24 hours， and the germination ability of the seeds was lost. The germination rate of S. glabra seeds was only 16.67% ， but the water content of S. glabra seeds was lower than 10% after rapid dehydration for 8 h， and the germination ability of S. glabra seeds was lost to a great extent. The slow dehydration for 24 h and fast dehydration for 8 h could be used as the final gradient of seed dehydration.Rapidly dehydration of S. glabra seed had higher germination rate than slowly dehydration.When the seed water content was close to and lower than 10%， the catalase （CAT） activity in rapidly dehydrated seeds was higher than that in slowly dehydrated seeds， while the hydrogen peroxide （H2O2） content and superoxide anion content were lower than those in slowly dehydrated seeds.Proline content did not increase under the condition of slow dehydration， but increased significantly at the later stage （24 h） of rapid dehydration.In the late stage of slow dehydration （4-24 h）， the soluble sugar content of seeds increased， while the soluble sugar content remained unchanged during rapid dehydration.The starch content of fast dehydrated seeds increased at 16 h and slow dehydrated seeds at 24 h， but when the seed water content was close to and below 10%， the starch content of fast dehydrated seeds was lower than that of slow dehydrated seeds.The β-amylase activity was higher than α-amylase in S. glabra seeds. ［Conclusion］This study provides some reference for the germination condition and mechanism of S. glabra.

Key words Sarcandra glabra;Seed;Dehydration;Germination;Physiological index

基金项目 广西科技计划项目（桂科AD17129020）；广西中医药管理局科技项目（GXZYYZZ-202201）；中央本级重大增减支项目（2060302）。

作者简介 蓝祖栽（1966—），男，广西忻城人，副主任技师，从事药用植物资源学和植物栽培学研究。通信作者，高级工程师，硕士，从事药用植物资源学和植物生理学研究。

收稿日期 2022-03-04；修回日期 2022-07-07

草珊瑚［Sarcandra glabra （Thunb.） Nakai］为金粟兰科（Chloranthaceae）多年生常绿亚灌木［1］，全草可供药用，药材名为肿节风，具有清热凉血、活血消斑、祛风通络的功效，用于血热发斑发疹、风湿痹痛、跌打损伤［2］。研究表明，草珊瑚主要含有倍半萜、倍半萜聚合体、酚酸、香豆素和黄酮类等化学成分，具有抗炎、抗肿瘤、抗菌、抗氧化和神经保护等生物活性，是多种中成药的重要原料［3］。草珊瑚是我国常用大宗药材。然而，由于野生资源的过度利用，全国野生草珊瑚蕴藏量逐年锐减，已难满足制药企业对草珊瑚药材的需求，急需开展人工栽培研究，进一步提高该资源的利用效率。目前在草珊瑚组培快繁技术方面已取得重要突破［4-5］。然而，生产上草珊瑚以种子繁殖为主，其种子具有休眠且不耐贮藏的特性成为其规模化栽培的重要限制因素［6］。该研究以了解草珊瑚脱水耐性的生理基础为出发点，对不同梯度脱水条件下的草珊瑚种子进行含水量测定、种子萌发试验及生理指标测定，比较分析不同脱水条件对种子萌发和生理指标的影响，为阐释草珊瑚种子脱水耐性机制及萌发生理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料 试验材料来源于广西融安县。于草珊瑚果实成熟期采集新鲜果实，搓洗去除果皮后，置于室内通风处晾干种子表面水分。

1.2 试验方法

1.2.1 脱水处理。

将种子分为2份。一份置于装有变色硅胶的干燥器中进行快速脱水处理，另一份置于30 ℃恒温培养箱中进行慢速脱水处理。于脱水后4、8、16和24 h将种子取出，获得不同脱水条件下不同含水量的种子。以未经脱水处理的种子作为对照（CK）。

1.2.2 指标测定。

种子含水量及萌发试验参照李合生［7］的方法进行。过氧化氢酶（CAT）活性、过氧化物酶（POD）活性、过氧化氢（H2O2）含量、超氧阴离子含量、脯氨酸含量、淀粉酶活性、淀粉含量及可溶性糖含量等生理指标参照李合生等［7-8］的方法进行测定。

1.3 数据处理 使用Microsoft Excel 2013对数据进行整理。使用IBM SPSS Statistics 22.0软件进行One-Way ANOVA分析，多重比较采用 Duncan检验。

2 结果与分析

2.1 不同脱水条件对种子含水量的影响 从表1可以看出，不同慢速脱水条件下，草珊瑚种子含水量差异显著。随着草珊瑚脱水时间的延长，无论慢速脱水还是快速脱水，其含水量均呈逐渐下降趋势。但在相同脱水时间内，快速脱水的草珊瑚种子均比慢速脱水条件下的种子含水量低；慢速脱水16 h后，种子含水量仍在30%以上；而快速脱水4 h后，草珊瑚种子含水量已降至30%以下，说明硅胶快速脱水对草珊瑚种子含水量影响更大。此外，快速脱水条件下，脱水8和16 h的草珊瑚种子含水量无显著差异。

2.2 不同脱水条件对种子萌发率及发芽指数的影响

由表2可知，脱水方式对草珊瑚种子萌发率和发芽指数均有影响。无论是慢速脱水还是快速脱水，随着脱水时间的延长，草珊瑚种子萌发率及发芽指数均呈逐渐下降趋势，脱水24 h萌发率和发芽指数均降为0。慢速脱水4 h对草珊瑚种子萌发率影响不大，萌发率仍有90%，但延长脱水时间至8 h萌发率急剧下降，与对照相比下降了40%，且显著低于脱水4 h的种子萌发率。草珊瑚种子在快速脱水4 h后即出现萌发率的急剧下降，脱水至8 h，萌发率仅为对照的17%；脱水16 h后，萌发率已降至不足5%。

2.3 不同脱水条件对种子CAT活性的影响

从表3可知，脱水方式对草珊瑚种子CAT活性亦有影响。在慢速脱水过程中，草珊瑚种子CAT活性呈先升高后下降的趋势；脱水4 h时种子CAT活性与对照相比无显著差异，8 h时CAT活性提高至148.34 U/（g·min），显著高于对照；脱水16 h时种子CAT活性还维持在较高水平，为136.11 U/（g·min），24 h时降至最低。在快速脱水条件下，草珊瑚种子在脱水前期（8 h以内）的CAT活性与对照相比无显著差异，在脱水后期（16 h以后）CAT活性显著高于对照。

2.4 不同脱水条件对POD活性的影响 由表4可知，不同脱水条件对草珊瑚种子POD活性影响显著。脱水8 h内，慢速脱水和快速脱水均可引起草珊瑚种子POD活性急剧下降，且相同时间下快速脱水的种子POD活性比慢速脱水低。脱水4 h，慢速脱水的种子POD活性为对照的45.15%，而快速脱水的种子POD活性仅为对照的17.26%；脱水8 h，2种脱水方式的种子POD活性均降至对照的5.00%以下，分别是对照的4.19%、1.76%;随着脱水时间延长，慢速脱水和快速脱水的种子POD活性趋于平稳，与8 h脱水处理相比均无显著差异。

2.5 不同脱水条件对H2O2含量的影响

由表5可知，不同脱水方式对草珊瑚种子H2O2含量均有不同程度的影响，但快速脱水和慢速脱水对种子H2O2含量的影响不同。在慢速脱水条件下，随着脱水时间延长，草珊瑚种子H2O2含量呈现先上升后下降再上升的趋势；在脱水4和8 h时，其H2O2含量分别比对照高48.39%和43.23%，均显著高于对照，但二者之间差异不显著；随着脱水时间持续延长，H2O2含量急速下降，慢速脱水16 h已降至对照水平，与对照无显著差异；随后脱水24 h时，其H2O2含量急剧增加达到最大值（2.68 μmol/g）。在快速脱水条件下，草珊瑚种子H2O2含量呈现先增大再减小后平稳的趋势；快速脱水4 h时，其H2O2含量比对照显著增加了49.68%，而脱水8 h时其H2O2含量又降低至对照水平，随后逐渐趋于平稳，脱水8～24 h草珊瑚种子内H2O2含量均与对照无显著差异。