干旱胁迫实验中peg浓度对素花党参种子萌发期的影响

摘 要本研究以甘肃陇西地区的素花党参种子为供试材料,通过测定素花党参种子的净度、千粒重、水分含量和种子活力,以及用不同浓度的PEG溶液(0%、5%、10%、15%、20%)来模拟干旱胁迫条件下素花党参种子的发芽试验以了解素花党参的种子质量。同时对素花党参种子的发芽率、霉变率、发芽势和发芽指数进行统计,来反映种子发芽的速度和整齐度。因为它们也是衡量种子发芽质量的重要指标。结果表明,本次试验的素花党参种子质量较为优良。在干旱胁迫实验中,PEG浓度为10%的条件下素花党参种子的发芽率、发芽势和发芽指数为最高;当浓度较低时素花党参种子的发芽率、发芽势和发芽指数比较高,当PEG浓度较高时,种子的发芽率、发芽势和发芽指数将受到抑制,高浓度条件要比低浓度条件更不利于种子发芽率和发芽势的提高。这也正与实际生产中不同干旱条件下的素花党参的生长规律相一致。目 录
1 前言
前 言 1
2 材料与方法
2.1 实验材料与仪器 4
2.2 方法 4
2.2.1 素花党参种子净重测定 4
2.2.2 素花党参种子的千粒重测定 4
2.2.3 素花党参种子水分含量测定 5
2.2.4 素花党参种子活力测定 5
2.2.5 PEG溶液对素花党参种子萌发影响的测定 6
3 实验数据
3.1 素花党参种子的净重 7
3.2 素花党参种子的千粒重 7
3.3 素花党参种子的水分含量 7
3.4 素花党参种子的种子活力 8
3.5 素花党参种子萌发实验结果 8
结论 11
参考文献 12
致谢 15
附表 16
附表A 扁形称量瓶恒重数据表 16
附表B 素花党参种子恒重数据表 17
附表C 素花党参种子萌发日志表 18 1 前 言
党参为桔梗科植物党参(Codonopsis pilosula (Franch.) Nannf.)、素花党参(Codonopsis pilosula Nannf. var. modesta (Nannf.) L.T.Shen)或川
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附表A 扁形称量瓶恒重数据表 16
附表B 素花党参种子恒重数据表 17
附表C 素花党参种子萌发日志表 18 1 前 言
党参为桔梗科植物党参(Codonopsis pilosula (Franch.) Nannf.)、素花党参(Codonopsis pilosula Nannf. var. modesta (Nannf.) L.T.Shen)或川党参(Codonopsis tangshen Oliv.)的干燥根,具有养血生津,健脾益肺的功能,主要治疗气虚,心悸气短、津伤口渴等症状[1]。素花党参药材根因其外观通身有明显“螺纹”也称“纹党参”[1]。素花党参能增强脾胃功能而益气,可配合白术、茯苓、甘草、陈皮(五味异功散)或白术、山药、扁豆、芡实、莲肉、苡米、茯苓(参苓白术散)等同用。肺为气之主,肺虚则气无所主而发生短气喘促、语言无力、咳声低弱、自汗怕风、易患感冒、咯痰无方等症。对气虚咳喘常用素花党参配合麦冬、五味子、黄芪、干姜、贝母、甘草等同用。气血两虚的证候(气短、懒倦、面白、舌淡、甚或虚胖、脉细弱等),可用素花党参配合白术、茯苓、甘草、当归、熟地、白芍、川芎等同用(如八珍汤),以达气血双补的作用。再者,前人经验认为益气可以促进补血,健脾可以帮助生血,所以在治疗血虚证时,也常配用党参益气、健脾而帮助补血[2]。
现如今伴随着全体人民保健意识的加强,有很多的地方已经用素花党参来做菜、褒汤,使得素花党参的所需量不断增加,现在我国年需求量大约在5000到6000吨,每年的出口量大约在3000吨左右[3]。由此可见,我们对素花党参的需求量是比较大的,且素花党参是属于多年生的药用植物,采挖时间一般需要25年以上[4],生长周期比较长,且种子不耐储存。又因为素花党参种子在市场上交易的过程中会出现以次充好,以陈冲新的现象,导致素花党参种子的质量不均一,同时也导致了素花党参药用产量和品质的不均衡,直接的影响了人们对素花党参用药的有效性和安全性[3]。所以我们应寻找合适的方法来检验种子的质量[4],且选择优质的素花党参种子是非常重要的。
对于种子质量的检验,根据《农作物种子检验规程》可知,种子的纯度、净度、发芽率、水分等四项质量指标是种子检测的必要检验项目[5]。
在测定素花党参种子的净度时,采用四分法取样。种子净度是指将样品中的杂质和其他植物种子去掉后,留下的样品净种子的重量占样品总重量的百分率。种子净度可为种子分级和确定播种量提供重要依据。
在测定素花党参种子千粒重时随机数出三个一千粒种子,分别称重,求其平均值。千粒重是以克表示的一千粒种子的重量,它是体现种子大小与饱满程度的一项指标,是检验种子质量和作物考种的内容,也是田间预测产量时的重要依据。
在测定素花党参种子水分时,采用高温烘干法,种子水分所含水包括游离水、束缚水和化合水3部分。种子水分测定的主要目标是种子中的游离水。种子水分测定是重要的质量指标之一[5]。
在测定素花党参种子的发芽率时,是利用不同浓度的PEG溶液(0%、5%、10%、15%、20%)来模拟干旱胁迫条件来进行种子萌发实验。测定种子发芽率的目的是在播种前评定种子的品质,为确定播种量和播种时间提供依据[6]。种子发芽率越高,说明种子饱满,整齐度高,种胚发育良好,种子生命力高。
研究素花党参种子对水分亏缺的反应,选择最适合发芽的条件范围,可为素花党参种子所生长地区的生态环境的研究提供参考,对于推动农业结构调整,发展区域特色经济,具有重要的现实意义[7]。对素花党参种子的种子检验、种质鉴定、种子生产提供了有利的依据,并且可以大幅度的保障素花党参药材的生产和用药企业的可持续发展,保障人们用药的安全性,有效性以及广大药农的利益。国内外关于用不同浓度的PEG来处理种子,以及研究种子的的抗旱能力方面的研究有很多[8]。例如有水稻[910]、小麦[11]、大豆[12]等相关的研究报道。
聚乙二醇(Polyethylene glycol简称PEG)是一种长链乙醇聚合物,是由环氧乙烷聚合而形成的,其分子式为HO(CH2CH2O)nH。由于PEG在水溶液中不会分解为离子,水溶性比较好,在模拟干旱胁迫试验过程中可以保持均一的水势,可以成为一种较为理想的水势调节剂[13]。另外PEG溶液可以减轻或者修复植物的细胞膜损伤,王彦荣[14]研究了PEG引发紫花苜蓿和沙打旺种子的生理效应,结果表明,PEG渗透引发种子的膜系统可以得到很好的修复,有助于促进种子的萌发和增强种子活力;Brancalion[15]对一种产于巴西的热带树种进行了研究,研究表明,PEG引发的种子具有更高的萌发率和较短的萌发时间,并且具有更高的幼苗生长率和均一性,以及低的电导率。但是干旱胁迫实验的结果却相反,PEG溶液造成植物细胞膜损伤加重。杨春杰等[16]用PEG 6000模拟干旱胁迫对不同甘蓝型油菜品种萌发和幼苗生长影响进行了研究,其研究表明,PEG干旱胁迫后会导致细胞膜的通透性提高,细胞受到损伤。可见,对于用PEG对种子进行处理时,首先需要明确诱导种子萌发和造成种子萌发干旱胁迫的阈值,才可以保证实验结果与结论的可靠性[17]。
Gergeley认为用土壤控水和用PEG诱导水分胁迫的效果是相仿的[18]。PEG作为一种较理想的渗透调节剂,通过PEG诱导各种植物水分胁迫研究抗旱机制的报道有很多,尤其种子的渗透调节处理是当前种子生理学研究的热点[19]。最近几年,PEG越来越多的被用于模拟干旱胁迫实验来处理种子,利用了PEG对溶液水势的调节作用来改变药用植物种子的萌发或生长时所需要的水分条件,开展与渗透和水分胁迫的相关实验已经成为药用植物种子引发和干旱胁迫的重要方式[20]。植物适用于干旱胁迫的渗透调节机制已经得到了广泛的认同,并且成为抗旱生理研究最为活跃的领域之一[21]。渗透调节(Osmotic adjustment简称OA)是植物承受和抵御

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