浓硫酸与温水浸种对决明子萌发的影响研究

王景仪，孙宁，王妍，杨文琪，潘志达



浓硫酸与温水浸种对决明子萌发的影响研究

王景仪，孙宁通信作者，王妍，杨文琪，潘志达

（天津农学院农学与资源环境学院，天津 300384）

决明子是具较高医疗养生价值的中草药之一，属于硬实种子，因发芽率低导致其产量也较低。本文利用温水和不同浓度的浓硫酸浸种处理对种皮进行软化，发芽后检测决明子的发芽势、发芽率、叶绿素含量、游离脯氨酸含量等指标。结果表明：决明子在80%浓硫酸中浸种20 min或60 ℃温水浸种2 h处理下，发芽率均达95%以上，并可明显的促进幼苗的初期生长。

决明子；种皮软化；发芽率；幼苗

决明子是豆科植物决明（L.）的成熟干燥种子，作为一种重要的中草药，因其有明目之功效而名。决明子的药材功效较多，可用于治疗目赤涩痛、羞明多泪、头痛眩晕、目暗不明、大便秘结；有清肝明目、润肠通便、降脂减肥之功效[1]。

决明子为硬实性种子，其种皮坚硬且外披蜡质层，因此种子吸水膨胀困难，易造成发芽率低且萌发不整齐，传统生产或试验中常采用机械损伤法和化学药剂处理损伤法，但常出现由于损伤或处理不当造成种子内部结构受损而影响萌发的情况[2-3]。本试验对决明子进行浓硫酸处理和不同温度浸种处理，在培养期间对发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、叶绿素含量和游离脯氨酸含量进行测定，通过对决明子硬实和萌发特性的研究，以探寻软化种皮、打破种子硬实、提高种子萌发率、生产壮苗的方法，为提高决明子成苗力、获得稳产高产打下基础。

1 材料与方法

1.1 材料

选取大小均匀且颗粒饱满的决明子，用0.1%的NaClO浸泡消毒10 min，无菌水清洗4次，将种子表面的水吸干备用。

1.2 方法

1.2.1 种皮软化处理

将预处理的种子分别进行浓硫酸处理和温水浸种处理。将种子分别用40%、60%、80%浓硫酸浸泡20 min，处理后用蒸馏水清洗，对照组（CK）用蒸馏水处理。另将决明子分别浸泡于3种温度（40、60、80 ℃）水浴条件下，以室温（25 ℃）冷水浸泡为对照组，各组分别处理为10 min、30 min、2 h。

1.2.2 生长指标的测定

将各处理种子放入培养皿，每皿两层滤纸，设3次重复。将种子置于25 ℃恒温培养室中进行光照培养，试验过程中保持发芽纸湿润，每天观察记录种子发芽情况。以决明子突破种皮的胚轴长度达到种子自身长度为发芽标准，若连续3 d发芽种子数目没有增长，则视为发芽完全。统计发芽率、发芽势、发芽指数及活力指数等萌发情况，并测定幼苗鲜重、叶绿素含量（Arnon比色法）和游离脯氨酸含量（Troll酸性茚三酮显色法）。

发芽势：初次记录时间内发芽的种子数占供试种子数的百分率。

发芽指数=∑（/），其中：为时间内的发芽数，为相应的发芽日数。

活力指数=发芽指数×单株重（g）

发芽率（%）=发芽个数÷接种个数×100

2 结果与分析

2.1 浓硫酸处理对决明子发芽与幼苗生长的影响

利用浓硫酸较强的腐蚀特性对种皮进行腐蚀和划伤，起到软化种皮的作用。由表1、图1可以看出，用浓硫酸处理能显著促进决明子的萌发，其中80% H2SO4处理效果明显，发芽率达到了95.7%，活力指数高于对照171.3%。说明高浓度H2SO4处理能显著地促进幼苗胚轴和胚根的生长，并可加快子叶的展开速度，用80% H2SO4处理的幼苗的单株鲜重高于对照34.5%。

表1 浓硫酸对决明子发芽及早期幼苗生长的影响

注：表中字母表示差异显著性（α=0.05）

a          b

（a为80%浓硫酸处理；b为对照）

2.2 不同浸种温度对决明子发芽与幼苗生长的影响

与对照相比较，温水浸种处理均能提高决明种子的发芽率及种子活力，但不同浸种温度和时间对决明种子发芽率有不同影响。由图2～图4可知，在水温25（CK）、40、60 ℃浸种条件下，发芽率与浸种时间基本呈正向关系；80 ℃温水浸种条件下，发芽率随浸种时间的延长而降低，可能是由于浸种温度过高、时间过长（80 ℃、2 h）对种子造成损伤，影响了发芽率。各处理中，以60 ℃的温水中浸泡2 h处理的决明种子发芽率最高，达到97.6%。

图2 浸种温度对决明子发芽率与发芽势的影响

图3 浸种温度对决明子发芽指数的影响

图4 浸种温度对决明子活力指数的影响

2.3 浓硫酸与温水浸种对幼苗叶绿素含量和游离脯氨酸含量的影响

2.3.1 浓硫酸对决明幼苗叶绿素含量的影响

用不同浓度的浓硫酸处理的决明子，其幼苗叶绿素含量均明显高于对照。本试验表明，随着浓硫酸浓度的增加，叶绿素含量呈上升趋势（见图5）。

图5 浓硫酸浸种对幼苗叶绿素含量的影响

2.3.2 不同温度浸种处理对决明幼苗叶绿素含量的影响

经过不同温度、不同时间的浸种处理，决明幼苗的叶绿素含量与对照均无显著差别，均在9.25 mg/g左右，说明不同温度浸种处理对决明子幼苗叶绿素含量几乎无影响（图6）。

图6 不同温度浸种对幼苗叶绿素含量的影响

2.4 种皮软化方式对决明幼苗游离脯氨酸含量的影响

植物在胁迫条件下体内会积累大量的脯氨酸，且脯氨酸含量会随着胁迫时间的延长逐渐增多，因此植物体内的脯氨酸含量常常作为检测各种生长条件下植物生长活性的一个重要参考指标。本试验中，种皮软化方式对决明幼苗中游离脯氨酸含量的影响如表2所示。

表2 不同种皮软化方式对幼苗游离脯氨酸含量的影响

由表2可以看出，在各种条件下处理的决明子的幼苗游离脯氨酸含量与对照相比并不显著，只有个别处理的游离脯氨酸含量略有增加（80% H2SO4），可能在浓H2SO4处理种子后清理有些许残留，造成幼苗后期生长的游离脯氨酸含量增加。

3 小结

3.1 化学试剂和温水浸种处理对种子萌发的作用

种子的发芽率是决定种子品质优劣的重要指标之一。发芽率、发芽势高的种子在播种时可以提高出苗率、成苗率，提高种苗的整齐度，不延误作物生长季节，促进丰收[4]。通过软化种皮，打破决明子休眠，提高发芽率及促进幼苗早期生长就显得尤为重要。

H2SO4、KOH和KNO3等比较常用的种皮软化处理剂，是通过腐蚀种壳使之变薄，或消除珠孔等部位的堵塞物等途径，来增强种胚与外界的通透性，进而提高发芽率和加快发芽速率[5]。为提高硬实种子的发芽率、促进幼苗的早期生长发育，在试剂软化种皮处理中，浓硫酸等腐蚀溶液浸种是一种有效方法。有研究[5-6]报道：适宜浓度的浓硫酸处理在能够显著提高树莓种子发芽率的同时，对幼苗的生长也具有很好的促进作用。本试验结果表明，用80%浓硫酸处理决明子，可使其萌发迅速，在1～2 d内全部发芽；适宜浓度的浓硫酸能显著地提高决明子的发芽率和发芽势，具有提高种子迅速整齐出苗的能力。

本试验中，决明子以60 ℃温水浸种2 h处理萌发效果最佳，且种子发芽率高于浓硫酸处理。温水处理更容易使决明种子种皮软化，且随着浸种时间的延长，决明子的吸水程度有所增高，增加了决明子的发芽率。从农业生产的角度来看，相对于化学试剂软化种皮，温水浸种处理操作简单、成本低廉，对实际生产更具指导意义。

3.2 决明幼苗叶绿素和游离脯氨酸含量的研究意义

叶绿素是叶绿体的重要组成部分，是植物光合作用的重要物质基础。叶绿素的含量与植物的光合作用有着密切的关系。叶绿素含量高，则叶片的生理活性高，进而促进光合作用；含量低则造成叶片衰老，光合作用能力也随之降低。而脯氨酸常作为植物对逆境响应的检测指标之一，在一定程度上，植物体内的脯氨酸含量反映了植物体受胁迫影响的程度，并可以作为植物对逆境响应的一个参考指标。

本试验通过试剂处理和浸种处理来软化种皮，在提高发芽率的同时，也力求对决明幼苗的早期生长起到促进作用，进而培育壮苗。幼苗中叶绿素和游离脯氨酸的含量多少能反映幼苗的生长状况，可以通过这两个指标判断各处理方式对幼苗早期生长所起的作用与影响。

[1] 明•兰茂. 滇南本草整理组. 滇南本草（卷2）[M]. 2版.昆明：云南人民出社，1975.

[2] 张春平，何平，杜丹丹，等. 决明种子硬实及萌发特性研究[J]. 中草药，2010，41（10）：1700-1704.

[3] 卫士美，王量. 黄芪种子处理技术[J]. 种子科技，2010（11）：41-42.

[4] 冯文丽，蔡晓红，马瑜. 不同浸种处理对决明子发芽率的影响[J]. 中药与临床，2012，3（2）：10-11.

[5] 段修安. 不同化学药剂处理对树莓种子发芽率和幼苗株高的影响[J]. 云南农业大学学报，2007，22（3）：457-458.

[6] 张玉平，许奕华，鲁韧强，等. 浓硫酸处理黑莓种子的发芽试验[J]. 北方园艺，2008（1）：44-45.

责任编辑：杨霞

Effects of Concentrated Sulfuric Acid and Warm Water Soaking on the Seeds Germination of

WANG Jing-yi, SUN NingCorrespongding Author, WANG Yan, YANG Wen-qi, PAN Zhi-da

（College of Agronomy and Resource Environment, Tianjin Agricultural University, Tianjin 300384, China）

is one of the Chinese herbal medicines with high value of medical health. The seed ofis belonging to hard seeds, which results in the lower germination rate while the low yield. Warm water and different concentrated H2SO4were used to soften seed-coat; and the indexes, such as its seeds’ germination potential, germination rate, chlorophyll content, free proline content, etc. were measured after the seeds germinating. The results showed that the seed germination rate was up to 95% under the soaking treatment of 80% H2SO4with 20 min or 60 ℃water with 2 h, and it could obviously promote the initial growth of seedlings.

L.; seed -coat softening; germination rate; seedlings

1008-5394（2017）01-0005-03

S567.239

A

2016-01-05

天津市科技支撑计划项目“非洲紫罗兰新品种的引进及培育技术的研究”（09ZCKFNC01600）；天津市级大学生创新创业训练计划项目“决明子离体培养及细胞悬浮系的建立”（201510061050）；天津农学院精品课程建设项目“植物细胞工程”（无编号）

王景仪（1994-），女，江苏徐州人，学士，主要从事植物组织培养方面的工作。E-mail：649562049@qq.com。

孙宁（1979-），女，河北承德人，高级实验师，硕士，主要从事生物技术方面的教学与研究工作。E-mail：sning79@sina.com。