CN114946318B - 一种促进淫羊藿属植物种子萌发的方法 - Google Patents
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Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01C—PLANTING; SOWING; FERTILISING
- A01C1/00—Apparatus, or methods of use thereof, for testing or treating seed, roots, or the like, prior to sowing or planting
Abstract
本发明涉及药用植物栽培领域，尤其涉及一种促进淫羊藿属植物种子萌发的方法。该方法包括如下步骤：将淫羊藿属植物种子在黑暗条件下于10℃层积30–60天后，在4℃中萌发。本发明探明了淫羊藿属植物种子具有形态生理休眠的特性，利用10℃层积能较迅速解除形态休眠，利用4℃层积能解除生理休眠，解决了淫羊藿属植物产业化栽培过程中的种子萌发关键技术。实验结果表明，本发明的灭菌方法、层积和萌发技术显著增加种子的萌发速率、萌发率和成苗率，大大提高了经济效益。此外，本发明方法还具有操作简单、成本低廉、省时省力的特点。因此，本发明对于解除淫羊藿属植物种子的休眠和促进萌发的技术具有重要的应用推广价值。
Description
技术领域
本发明涉及药用植物栽培领域，尤其涉及一种促进淫羊藿属植物种子萌发的方法。
背景技术
淫羊藿属(Epimedium L.)植物为小檗科(Berberidaceae)多年生落叶或常绿草本植物，目前世界上已鉴定出超过60个种。据《神农本草经》记载，淫羊藿味辛，寒；主治阴痿，绝伤，茎中痛，利小便，益气力，强志。淫羊藿属植物中已有15个种被广泛使用，其中5个种被《中华人民共和国药典》(2020)收载，包括巫山淫羊藿(E.wushanense T.S.Ying)、淫羊藿(E.brevicornu Maxim)、箭叶淫羊藿(E.sagittatum(Sieb.et Zucc)Maxim)、柔毛淫羊藿(E.pubescens Maxim)和朝鲜淫羊藿(E.koreanum Nakai)。这些基原植物的主要功效为补肾阳，强筋骨，祛风湿；用于肾阳虚衰，阳痿遗精，筋骨痿软，风湿痹痛，麻木拘挛。除了用作药材外，其提取物在化妆品、保健品及化工品等方面也有非常广泛的应用。
长期以来，淫羊藿市场供应几乎全部依赖于野生资源，随着市场需求的大量增加，其野生资源的蕴藏量逐年锐减，并面临枯竭；以及挖取野生植株进行分蔸播种，其繁殖系数低，并对自然环境造成破坏。因此，利用种子人工繁育种苗就成为淫羊藿产业化栽培的关键举措。研究表明大多数淫羊藿属植物的种子都具有休眠特性，自然萌发周期长，萌发率低，这些特性是制约产业化栽培的关键限制因子。本发明技术以成熟的箭叶淫羊藿种子为材料，探明了种子的休眠类型和快速解除休眠的关键技术，显著增加了种子的萌发率和萌发速率，能满足淫羊藿产业化栽培对利用种子繁育种苗的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是如何提高淫羊藿属植物种子的萌发率和萌发速率。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种促进淫羊藿属植物种子萌发的方法，包括如下步骤：将淫羊藿属植物种子在黑暗条件下于10℃层积30–60天后，在4℃中萌发。
上述方法中，所述淫羊藿属植物可选自如下A1-A41中的任一种：
A1、箭叶淫羊藿(Epimedium sagittatum(Sieb.et Zucc)Maxim))；
A2、巫山淫羊藿(Epimedium wushanense T.S.Ying)；
A3、淫羊藿(Epimedium brevicornu Maxim)；
A4、柔毛淫羊藿(Epimedium pubescens Maxim)；
A5、朝鲜淫羊藿(Epimedium koreanum Nakai)；
A6、粗毛淫羊藿(Epimedium acuminatum Franch.)；
A7、保靖淫羊藿(Epimedium baojingense Q.L.Chen et B.M.Yang)；
A8、黔北淫羊藿(Epimedium borealiguizhouense S.Z.He et Y.K.Ying)；
A9、短茎淫羊藿(Epimedium brachyrrhizum Stearn)；
A10、绿药淫羊藿(Epimedium chlorandrum Stearn)；
A11、宝兴淫羊藿(Epimedium davidii Franch.)；
A12、长蕊淫羊藿(Epimedium dolichostemon Stearn)；
A13、无距淫羊藿(Epimedium ecalcaratum G.Y.Zhong)；
A14、川西淫羊霍(Epimedium elongatum Kom.)；
A15、恩施淫羊藿(Epimedium enshiense B.L.Guo et Hsiao)；
A16、紫距淫羊藿(Epimedium epsteinii Stearn)；
A17、方氏淫羊藿(Epimedium fangii Stearn)；
A18、川鄂淫羊藿(Epimedium fargesii Franch.)；
A19、天全淫羊藿(Epimedium flavum Stearn)；
A20、木鱼坪淫羊藿(Epimedium franchetii Stearn)；
A21、腺毛淫羊藿(Epimedium glandulosopilosum H.R.Liang)；
A22、湖南淫羊藿(Epimedium hunanense(Hand.-Mazz.)Hand.-Mazz.)；
A23、镇坪淫羊藿(Epimedium ilicifolium Stearn)；
A24、宽萼淫羊藿(Epimedium latisepalum Stearn)；
A25、黔岭淫羊藿(Epimedium leptorrhizum Stearn)；
A26、时珍淫羊藿(Epimedium lishihchenii Stearn)；
A27、直距淫羊藿(Epimedium mikinorii Stearn)；
A28、多花淫羊藿(Epimedium multiflorum Ying)；
A29、天平山淫羊藿(Epimedium myrianthum Stearn)；
A30、芦山淫羊藿(Epimedium ogisui Stearn)；
A31、小叶淫羊藿(Epimedium parvifolium S.Z.He et T.L.Zhang)；
A32、少花淫羊藿(Epimedium pauciflorum K.C.Yen)；
A33、茂汶淫羊藿(Epimedium platypetalum K.Meyer)；
A34、革叶淫羊藿(Epimedium reticulatum C.Y.Wu)；
A35、强茎淫羊藿(Epimedium rhizomatosum Stearn)；
A36、水城淫羊藿(Epimedium shuichengense S.Z.He)；
A37、单叶淫羊藿(Epimedium simplicifolium Ying)；
A38、星花淫羊藿(Epimedium stellulatum Stearn)；
A39、四川淫羊藿(Epimedium sutchuenense Franch.)；
A40、偏斜淫羊藿(Epimedium truncatum H.R.Liang)；
A41、竹山淫羊藿(Epimedium zhushanense K.F.Wu et S.X.Qian)。
上述方法中，所述淫羊藿属植物为具有药用价值的淫羊藿属植物，可选自如下A1-A5中的任一种：
A1、箭叶淫羊藿(Epimedium sagittatum(Sieb.et Zucc)Maxim)；
A2、巫山淫羊藿(Epimedium wushanense T.S.Ying)；
A3、淫羊藿(Epimedium brevicornu Maxim)；
A4、柔毛淫羊藿(Epimedium pubescens Maxim)；
A5、朝鲜淫羊藿(Epimedium koreanum Nakai)。
上述方法中，所述层积和所述萌发，在基质中进行，所用基质可选用无菌的湿润珍珠岩。
上述方法中，所述无菌的湿润珍珠岩，为将珍珠岩以水漂洗除去粉尘和较小的颗粒后，121℃中灭菌30min，冷却获得。
上述方法中，所述层积和所述萌发包括将种子置于3cm以上厚度的湿润灭菌珍珠岩上，再在种子上铺1cm厚的湿润灭菌珍珠岩，密封处理的步骤。
本发明探明了淫羊藿属植物种子具有形态生理休眠的特性，利用10℃层积能迅速地解除形态休眠，利用4℃层积能解除生理休眠，解决了淫羊藿属植物产业化栽培过程中的种子萌发关键技术。实验结果表明，本发明的灭菌方法、层积和萌发技术显著增加种子的萌发速率、萌发率和成苗率，大大提高了经济效益。此外，本发明方法还具有操作简单、成本低廉、省时省力的特点。因此，本发明对于解除淫羊藿属植物种子的休眠和促进萌发的技术具有重要的应用推广价值。
附图说明
图1为本发明实施例1中未层积和层积的箭叶淫羊藿种子在不同温度下的萌发率。其中，图1的A图为未层积的箭叶淫羊藿种子的萌发率，图1的B图为层积的箭叶淫羊藿种子的萌发率。图中的萌发率数据为50粒种子四次重复的平均值±标准误。
图2为本发明实施例1中不同层积方式对箭叶淫羊藿种胚生长(胚/种子，E/S)的影响。图2的A图是在4℃层积过程中胚的形态变化；图2的B图是在10℃层积过程中胚的形态变化；图2的C图是4℃、4℃(30d)+10℃和4℃(60d)+10℃温度组合层积过程中E/S比值的变化图；图2的D图是10℃、10℃(30d)+4℃和10℃(60d)+4℃温度组合层积过程中E/S比值的变化图；图2的E图是4℃(30d)+10℃(90d)+4℃和4℃(60d)+10℃(60d)+4℃温度组合层积过程中E/S比值的变化图。图中的胚/种子数据为10粒种子三次重复的平均值+标准误。
图3为本发明实施例1中不同层积处理对箭叶淫羊藿种子萌发的影响。图3的A图为种子在4℃中分别层积30d和60d，然后在10℃和黑暗条件下的萌发率；图3的B图为种子在10℃中分别层积30d和60d，然后在4℃和黑暗条件下的萌发率；图3的C图为种子在4℃中层积30d后转到10℃中继续层积90d，或者在4℃中层积60d后转到10℃中继续层积60d，然后在4℃和黑暗条件下的萌发率。图中以不同层积处理后在10℃(A)或者4℃(B和C)萌发的当日作为0d计算萌发时间，箭头表示种子开始萌发的时间点。图中的萌发率数据为50粒种子四次重复的平均值±标准误。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。
下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。
下述实施例中的箭叶淫羊藿可市购获得。
实施例1
本实施例中以箭叶淫羊藿(E.sagittatum(Sieb.et Zucc)Maxim)种子为例，说明本发明方法。
一、种子及其层积和萌发介质的消毒
种子灭菌。将成熟的箭叶淫羊藿干燥种子用自来水浸种4h，期间搅动几次，去掉漂浮在水面上的空瘪种子和残余物；用0.1％NaClO将种子灭菌15min后，用无菌水清洗3–5次，滤干表面水分备用。
层积和萌发介质的灭菌。本方法使用的层积和萌发介质为珍珠岩(河南信阳厚普矿业材料厂，粒径3–6mm)。先将珍珠岩用自来水漂洗，除去粉尘和较小的颗粒，装入网袋中，121℃中灭菌30min后，冷却、即为湿润灭菌珍珠岩，备用。
二、温度对种子萌发的影响
1、未层积种子的萌发
在塑料萌发盒中加入一层3cm厚的湿润灭菌珍珠岩，将种子均匀地播种在珍珠岩上，再加入一层1cm厚的湿润灭菌珍珠岩，盖上盖子，用封口膜密封，然后于黑暗条件下分别在4℃、10℃、15℃、20℃、25℃下萌发，每个温度设4次重复，每个处理每重复50粒种子。以胚根伸出种皮2mm作为种子完成萌发的标准，统计萌发率。
结果见图1的A图，未层积的箭叶淫羊藿种子在不同温度下萌发100d，萌发率仍然为零，表明种子具有休眠特性。将这些未萌发的种子继续在上述温度下萌发，发现种子在4℃和10℃的条件下能够萌发，在15℃、20℃和25℃的条件下几乎不萌发；在4℃中的萌发速率和萌发率明显高于10℃(图1的A图)。种子在4℃和10℃中开始萌发的时间分别为115d和145d，到萌发240d时的萌发率分别为55％和43.8％(图1的A图)。
2、层积种子的萌发
为了进一步研究种子的适宜萌发温度，将种子在10℃中层积60d后再转入4℃中层积30d，得到层积后的种子(即解除休眠的种子)。在塑料萌发盒中加入一层3cm厚的湿润灭菌珍珠岩，将层积后的种子均匀地播种在珍珠岩上，再加入一层1cm厚的湿润灭菌珍珠岩，盖上盖子，用封口膜密封；然后将其置于黑暗条件下分别在4℃、10℃、15℃、20℃、25℃下萌发，每个温度设4次重复，每个处理每重复50粒种子。以胚根伸出种皮2mm作为种子完成萌发的标准，统计萌发率。
结果见图1的B图，表明种子经过层积后也只能在4℃、10℃和15℃条件下萌发，但在15℃中的萌发率仅为3％；在10℃中萌发的最初时间稍微早于4℃，但在4℃中的萌发速率和萌发率明显高于10℃，在4℃和10℃中萌发率达到50％的时间分别为25d和33d。到萌发72d时，4℃条件下的种子萌发率最高，达88％，10℃条件下的种子萌发率也达到了85％。这些结果表明，箭叶淫羊藿种子萌发的温度范围是4–10℃，而4℃为箭叶淫羊藿种子萌发的最适宜温度。
三、层积处理对胚的生长和萌发的影响
1、不同层积处理对胚生长的影响
将灭菌后的种子和层积介质(湿润灭菌珍珠岩)按1:10(V/V)的比例装入自封袋中，加入100ml无菌水，混匀；在室温下静置30min后，将多余的水吸出，密封；分别放在4℃、4℃+10℃、10℃、10℃+4℃和4℃+10℃+4℃中层积不同的时间，具体设置如下：
4℃：4℃层积。
4℃(30d)+10℃：4℃层积30d后转到10℃中继续层积。
4℃(60d)+10℃：4℃层积60d后转到10℃中继续层积。
10℃：10℃层积。
10℃(30d)+4℃：10℃层积30d后转到4℃中继续层积。
10℃(60d)+4℃：10℃层积60d后转到4℃中继续层积。
4℃(30d)+10℃(90d)+4℃：4℃层积30d后转到10℃中层积90d，再转到4℃中继续层积。
4℃(60d)+10℃(60d)+4℃：4℃层积60d后转到10℃中层积60d，再转到4℃中继续层积。
每种处理设3次重复，每个处理每重复为10粒种子。
为了研究种子层积过程中种胚的生长发育变化，种子经上述不同层积处理不同时间后，用双面刀片沿种子的正中线纵切，用体视显微镜(Olympus SZ61,Tokyo,Japen)观察胚的发育变化，拍照并计算胚与种子的比值(embryo/seed ratio,E/S)。
观察结果见图2，箭叶淫羊藿种子成熟后，种子中胚的体积较小，呈球形胚，E/S比值为0.07(图2的A图和图2的B图中的0d)；随着层积时间的延长，胚逐渐从球形胚发育成为心形胚、鱼雷形胚和成熟胚，胚的体积也不断增加(图2的A图和图2的B图)。
当种子在4℃中层积时，胚在层积的0–60d生长(E/S)非常缓慢；到层积60d时，E/S比值为0.09；在层积的61–90d逐渐生长，到层积90d时，E/S比值为0.14；90d后迅速生长，到165d时E/S比值为0.88。值得注意的是，种子在4℃层积过程中，当E/S比值达到0.3时，种子开始萌发(萌发率为3.8％，图1的A图，图2的C图)。当种子在4℃中层积30d或者60d后转到10℃中时，胚的生长迅速增加，例如从4℃中层积30d后转到10℃中60d的种子，其E/S比值为0.25，比仅仅在4℃中层积90d的种子(E/S＝0.144)增加了73.6％。然而，在4℃中层积60d后转到10℃中的种子的E/S比值小于在4℃中层积30d后转到10℃中的种子的E/S比值(图2的C图)。结果表明，对于胚的生长，在层积的初期，在10℃中层积>在4℃中层积。
当种子在10℃中层积时，层积初期的胚生长显著大于在4℃中层积的种子，例如种子在10℃中层积60d时，E/S比值为0.24，比在4℃中层积60d时(E/S＝0.09)增加了167％(图2的D图)。在10℃中层积30d或者60d后再转到4℃中时，E/S比值均显著大于仅在10℃中层积；例如在10℃中层积90d时，E/S比值为0.4，在10℃中层积30d后转到4℃中层积60d，E/S比值为0.83。在10℃中层积60d转到4℃中层积30d，E/S比值为0.67(图2中的D图)。这些结果也表明，在层积初期，10℃层积有利于胚的生长发育；但当胚的生长达到一定限度时，在4℃中仍然能够生长发育，甚至比在连续10℃还快(图2中的D图)。
种子4℃层积30d、10℃层积90d后再转到4℃层积，或者种子4℃层积60d、10℃层积60d后再转到4℃层积，胚的生长同样表现出在4℃缓慢生长，在10℃迅速生长，以及经10℃层积后在4℃中仍然能够快速生长的趋势(图2的E图)。
因此，在10℃中层积30－60d后转到4℃中是淫羊藿种子胚生长发育的最好方式。
2、层积对种子萌发速率和萌发率的影响
将灭菌后的种子和层积介质(湿润灭菌珍珠岩)按1:10(V/V)的比例装入自封袋中，加入100ml无菌水，混匀；在室温下静置30min后，将多余的水吸出，密封。研究不同层积对种子萌发速率和萌发率的影响，具体设置如下：
4℃(30d)：4℃层积30d后转到10℃萌发。
4℃(60d)：4℃层积60d后转到10℃萌发。
10℃(30d)：10℃层积30d后转到4℃萌发。
10℃(60d)：10℃层积60d后转到4℃萌发。
4℃(30d)+10℃(90d)：4℃层积30d后转到10℃层积90d，再转到4℃萌发。
4℃(60d)+10℃(60d)：4℃层积60d后转到10℃层积60d，再转到4℃萌发。
每种处理设4次重复，每个处理每重复为50粒种子。以胚根伸出种皮2mm作为种子完成萌发的标准，统计萌发率。
结果见图3(以不同层积处理后在10℃或者4℃萌发的当日作为0d计算萌发时间)。种子在4℃中分别层积30d或者60d后，置于10℃和黑暗中萌发，随着层积时间的延长种子的萌发速率和萌发率显著增加(图3的A图)。在10℃中层积30d或者60d后的种子置于4℃和黑暗中萌发，其种子萌发速率和萌发率类似，但比4℃中层积30d和60d的种子的萌发速率和萌发率显著增加(图3的A图和图3的B图)。例如4℃中层积30d和60d的种子在10℃中的最初萌发时间分别为125d和90d，在萌发150d时的萌发率分别为22.5％和67％；在10℃中层积30d和60d的种子在4℃中的最初萌发时间均为45d，在萌发150d时的萌发率分别为93％和96％。在4℃中层积60d的种子在10℃中萌发率达到50％的时间为135d，而在10℃中层积30d的种子在4℃中萌发率达到50％的时间仅为60d；这样在生产实践中就能显著增加种子的萌发速率和出苗速率，减少潜在的杂草危害。
两种变温层积(4℃层积30d+10℃层积90d或者4℃层积60d+10℃层积60d)处理都能显著增加种子在4℃中的萌发速率和萌发率，萌发率达到50％的时间均为70d(图3的C图)；与在10℃层积30d或者60d然后在4℃中萌发比较，种子的萌发速率和萌发率虽然仅稍微降低，但增加了层积种子的工作量。
综上所述，解除箭叶淫羊藿种子休眠和促进萌发的技术为将种子用0.1％NaClO灭菌15min后，层积在无菌的湿润珍珠岩中，10℃层积30–60d后，在4℃中萌发。
以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本发明作进一步的改进。总之，按本发明的原理，本申请欲包括任何变更、用途或对本发明的改进，包括脱离了本申请中已公开的范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。按以下附带的权利要求的范围，可以进行一些基本特征的应用。
Claims (3)
1.一种促进箭叶淫羊藿(Epimedium sagittatum)种子萌发的方法，其特征在于，包括如下步骤：将箭叶淫羊藿(Epimedium sagittatum)种子在黑暗条件下于10℃层积30–60天后，在4℃中萌发；
所述层积和所述萌发，在基质中进行，所述基质为无菌的湿润珍珠岩。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述无菌的湿润珍珠岩，为将珍珠岩用水漂洗后，121℃中灭菌30min，冷却。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述层积和所述萌发包括将种子置于3cm以上厚度的所述无菌的湿润珍珠岩上，再在种子上铺1cm厚的所述无菌的湿润珍珠岩。
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