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选育甘草乌新Ⅰ号种子萌发过程中的生理变化

     作者：王旭，李克峰，高文远，肖培根

【Summary】  目的考察优选的甘草品种乌新Ⅰ号的萌发状况。方法比较了乌新Ⅰ号和野生甘草种子的萌发率，胚根长势以及萌发过程中的可溶性蛋白的变化和过氧化物酶（POD）的活力。结果乌新Ⅰ号的发芽率、胚根长势均高于野生对照组，萌发中的可溶性蛋白的含量和过氧化物酶的活力也高于野生对照组，和野生对照组有着不同的变化规律。结论常规选育的乌新Ⅰ号是一个有潜在应用前景的品种。

【Keys】  甘草； 乌新Ⅰ号； 选育； 萌发

　　Abstract：ObjectiveTo investigate the germination of new breed seed of Glycyrrhiza uralensis.  MethodsThe germination rate, radices length, changes of soluble protein content and POD activity were investigated and compared between Wuxin I seeds and the normal seed. ResultsThe germination rate and radical length of WuxinⅠwere higher than that of control group. The content of soluble protein and POD activity of WuxinⅠwere also higher than that of control group. In addition, there was some difference in the changing patterns of soluble protein content and POD activity between two kinds of seeds during germination.ConclusionThis new kind of licorice seeds may be applied widely in the future.

　　Key words：Glycyrrhiza uralensis;   Wuxin I;   Breeding;   Germination
   
　　乌拉尔甘草Glycyrrhiza uralensis Fish是豆科的多年生草本植物，其根茎具有抗炎、抗过敏、解毒、润喉、止咳等多种功效，是常用的中药之一，具有“国老”的美誉［1］。甘草地面茎叶还可作为优质牧草应用于畜牧业中,同时乌拉尔甘草也是荒漠、半荒漠地区保持水土、改良土壤、防风固沙的重要植物［2］。近些年来由于对野生甘草的洗劫性采挖，造成野生甘草资源濒临枯竭，同时土壤沙化严重，生态平衡遭到极大破坏［3］。为此，近年来，国务院已明令制止滥挖野生甘草，并鼓励和支持大力发展甘草人工种植。目前甘草人工繁殖主要是以种子为主, 由于乌拉尔甘草种子硬实度较高，致使其发芽率较低，限制了乌拉尔甘草的大规模人工栽培［4］。另外，目前栽培甘草的种质状况比较混乱，选育优质甘草种质是甘草栽培的当物之急。本文研究了从新疆塔城地区野生乌拉尔甘草中选育出的甘草新品种（乌新Ⅰ号）种子的发芽状况，以及发芽过程中的可溶性蛋白质和过氧化物酶变化，为该品种的应用提供基础数据。

　　1    材料
   
　　乌新Ⅰ号种子由北京大兴时珍国药研究所提供，种子的特点为：种子肾形，质硬，较小。经高文远教授鉴定。对照组种子为野生的新疆塔城地区乌拉尔甘草种子。

　　2  方法
   
　　实验布置为完全随机 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 ，精选种粒饱满程度一致、颜色淡绿的甘草种子(剔除虫蛀和小粒、硬粒种子)，进行实验，实验数据用软件SPSS10.0进行处理。

　　2.1  种子发芽实验种子实验参照“中华人民共和国农作物种子检验规程GB/T 3543.2，GB/T 3543.3 ”进行操作。将对照组和乌新Ⅰ号甘草种子温水浸泡30～48 h，以软化种皮，使种子达充分吸胀状态。用70％酒精消毒30 s后再用蒸馏水冲洗种子数遍，1％次氯酸钠消毒15 min，蒸馏水冲洗干净，将种子均匀摆入内覆有两层无菌滤纸的培养皿中，每皿25粒, 加入适量蒸馏水，置于25℃生化培养箱中光照培养7 d，每隔24 h 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 种子萌发数和胚根长度，实验重复3次。计算发芽指数和活力指数，并对结果进行显著性独立t检验。发芽势（GI）＝∑（Gt/Dt）；活力指数（VI）＝S×GI
   
　　式中Gt：在时间t内的发芽个数；Dt：发芽天数，S：平均根长(mm)。

　　2.2  种子萌发过程中可溶性蛋白质的变化将甘草种子按“2.1”项的处理方法处理后均匀摆入内覆有两层无菌滤纸的培养皿中，每皿25粒, 加入适量蒸馏水，置于25℃生化培养箱中光照培养7d，每隔24h取种子研磨，采用紫外分光光度计法对甘草种子萌发过程种的可溶性蛋白质的变化进行测定［5］，实验重复3次。

　　2.3  种子萌发过程中过氧化物酶（POD）的变化将甘草种子按“2.1”项的处理方法处理后均匀摆入内覆有两层无菌滤纸的培养皿中，每皿25粒, 加入适量蒸馏水，置于25℃生化培养箱中光照培养7d。每隔24h取种子，愈创木酚法对种子萌发过程中的POD活力进行测定，POD活力以每分钟内A470变化0.01为1个活力单位（u）［6］，实验重复3次。3  结果

　　3.1  乌新Ⅰ号甘草种子的发芽力和胚根长势的考察种子的发芽率和胚根长势结果见图1，表1。种子的发芽指数和活力指数是评价种质好坏的重要指标之一。由表1可以看出甘草种子在25℃下的萌发在培养的第1天便开始，48 h内甘草种子的萌发最活跃，发芽率增加的最快。乌新Ⅰ号甘草种子的发芽率明显比对照组高，到萌发第7天时，乌新Ⅰ号甘草种子的发芽率达到最大，和对照组相比发芽率呈显著性差异（P<0.05）。从发芽指数和活力指数也可以看出，乌新Ⅰ号在萌发过程中的最大发芽指数和活力指数均高于对照组，有显著性差异（P<0.05）。 胚根的长度直观反映了甘草种子萌发生长的活力，萌发过程中植物的胚根越长，其种子活力越高。由图1可以看出乌新Ⅰ号甘草种子的胚根长在萌发初期略低于对照组，萌发到第7天时超过了对照组。

　　图1  甘草种子萌发过程中胚根长势的变化（略）

　　表1  两种乌拉尔甘草种子发芽率、发芽势和活力指数的变化（略）

　　与对照组比较，*P＜0.05

　　3.2  乌新Ⅰ号甘草种子萌发过程中可溶性蛋白质的变化种子的萌发离不开蛋白质的参与，植物体内的可溶性蛋白大多数是各类代谢酶类，所以可溶性蛋白含量的变化一定程度上反应了植物体的内在代谢变化。由图2可以看出对照甘草种子在发芽过程中的可溶性蛋白质含量的变化总体呈现V 字形变化。而乌新Ⅰ号甘草出现了两次V字型变化，第2次V字型变化的原因尚待进一步研究。萌发初期，对照甘草种子中的可溶性蛋白质含量相对较高。萌发3 d后，乌新Ⅰ号甘草种子中的可溶性蛋白质含量已经明显高于对照组。图2还表明，乌新Ⅰ号甘草种子在萌发早期，可溶性蛋白质的含量快速下降，说明其所消耗蛋白质的量比较大。而表1表明，此阶段其发芽率和胚根长度增加的也比野生甘草的大。可溶性蛋白质的不同变化趋势，说明乌新Ⅰ号甘草种子萌发过程中的代谢变化与野生甘草不同。

　　3.3  乌新Ⅰ号甘草种子萌发过程中过氧化物酶（POD）的活力变化过氧化物酶是广泛存在于植物中的活性较高的一种酶，它与呼吸作用，光合作用和生长素的氧化都有密切的关系，在植物生长变化中，它的活性不断发生变化，因此测量这种酶的活性，可以反应植物体内某一时期的代谢变化。由图3可以看出随着萌发时间的增加，甘草种子的过氧化物酶活力也在不断增加。乌新Ⅰ号甘草种子和野生甘草种子过氧化物酶的变化规律基本一致，只是前者的活性一直比较高。在萌发的前48 h上升比较缓慢，随后上升加快，在萌发的第5天过氧化物酶进入快速增加期。第7 d时乌新Ⅰ号甘草种子的过氧化酶的活力远大于对照组的野生甘草种子。在3～5 d之间，乌新Ⅰ号甘草种子的过氧化酶的活力变化有一个先平缓而后有快速上升的过程，这和对照野生甘草种子的过氧化物酶活性一直上升有所不同。而这恰恰又和图2中两种甘草种子可溶性蛋白质的变化相对应。因此，在萌发的3～5 d时，乌新Ⅰ号甘草种子的内在代谢变化和对照野生甘草种子有所不同。

　　图2  甘草种子萌发过程中可溶性蛋白质的变化（略）

　　图3  甘草种子萌发过程中过氧化物酶的变化（略）

　　4  讨论
   
　　药用植物种子萌发的过程是一个由量变到质变的过程，是药用植物生长的关键时期。药用植物萌发过程中的发芽率和活力指数是评价植物种质的最主要的直观指标之一，同时药用植物种子的萌发过程也离不开酶和蛋白质的参与，考察药用植物萌发过程中的可溶性蛋白质和过氧化物酶的活力也能反映出药用植物种子的活力以及某些抗逆性［7］。本研究系统考察了选育出的甘草种子的发芽率、活力指数、以及可溶性蛋白质和过氧化物酶的变化，综合分析表明所优选的甘草种子乌新Ⅰ号的种质比较优秀，田间的栽培实验和有效成分的分析正在进行中。