劉丹 陳鑫 李然紅 孫雪芳

摘要 [目的]采用培養(yǎng)皿發(fā)芽法研究NaHCO3脅迫處理對板藍(lán)根種子萌發(fā)的影響。[方法]分別用不同濃度的NaHCO3溶液處理板藍(lán)根種子，并使用0.2 mg/L赤霉素作為陽性對照。[結(jié)果]板藍(lán)根種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均隨NaHCO3濃度的升高而降低；而過氧化物酶（POD），超氧化物歧化酶（SOD）活性卻均隨NaHCO3溶液濃度的增大而呈正相關(guān)，另外施加一定濃度的赤霉素有助于板藍(lán)根種子的萌發(fā)。[結(jié)論]結(jié)果為板藍(lán)根在鹽堿地種植提供了參考。

關(guān)鍵詞 NaHCO3 脅迫；板藍(lán)根種子；萌發(fā)

中圖分類號：S332.1；S567 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-3305（2018）02-025-02

DOI： 10.19383/j.cnki.nyzhyj.2018.02.011

板藍(lán)根（Radix Isatidis），又稱為靛青根、藍(lán)靛根、大青根，是十字花科二年生草本植物菘藍(lán)（Isatis indigotica Fortune）的干燥根，主產(chǎn)于我國長江以北的華北平原和黃河流域[1]。其主要成分為生物堿類、有機(jī)酸類及苷類化合物等，有清熱解毒、涼血利咽之功效，主要用于溫?zé)岚l(fā)熱、頭痛、喉痛，或溫毒發(fā)斑、丹毒、瘟疫等多種熱毒熾盛之癥[2]。2005年版《中華人民共和國藥典》中板藍(lán)根被確認(rèn)為用于治療感冒的常用藥材，是公認(rèn)的有較好抗病毒效果的少數(shù)中藥材之一[3]。板藍(lán)根喜溫、喜光照，忌高溫，適宜生長在土層深厚、腐殖質(zhì)含量多、排水良好的砂質(zhì)壤土中，水淹后根部易腐爛[4]。由于具有耐寒、適應(yīng)性強(qiáng)、易栽培、產(chǎn)量大、在我國北方資源豐富等優(yōu)勢，板藍(lán)根的應(yīng)用前景十分廣闊。目前，我國鹽堿地區(qū)的面積較大，隨著土地鹽堿化程度的不斷加重，對各種作物耐鹽堿性的研究越來越引起研究者的重視。但是針對于中藥材，尤其是對板藍(lán)根耐強(qiáng)堿弱酸鹽脅迫的研究報(bào)道卻甚少，因此揭示板藍(lán)根種子萌發(fā)期的耐強(qiáng)堿弱酸鹽特性，對于板藍(lán)根在鹽堿化土地的推廣種植具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 材料

板藍(lán)根種子，由遼寧省科學(xué)研究所提供。

1.2 試驗(yàn)方法

挑選大小一致且飽滿的板藍(lán)根種子放入冰箱冷藏30 min后，置于75%乙醇溶液中消毒10 min，消毒過程中輕搖數(shù)次，以提高消毒效果。再用蒸餾水漂洗數(shù)次至無殘留乙醇后浸泡2 h。將預(yù)處理后的板藍(lán)根種子分別均勻分散地置于不同NaHCO3濃度的墊有2層濾紙9 cm培養(yǎng)皿中培養(yǎng)，共設(shè)7個(gè)處理：處理1，用0.2 mg/L的赤霉素處理后的對照（CK+）；處理2，蒸餾水空白對照（CK-）； 15、30、45、60、75 mmol/ L NaHCO3溶液分別為處理3、4、5、6、7，同一脅迫處理下設(shè)置3次重復(fù)。每皿放置種子20粒，每天觀察種子的萌發(fā)情況并記錄發(fā)芽數(shù)，發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)以突破種皮的胚軸長度達(dá)到和種子自身的長度相同確定為發(fā)芽，共觀察7 d。

1.3 測定方法

1.3.1 發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、相對鹽害率的計(jì)算

發(fā)芽率（GR）= Gt/N×100% （Gt第7日的正常發(fā)芽數(shù)，N為供試種子數(shù)）；

發(fā)芽勢（GP）=（n4/N）×100% （n4為種子發(fā)芽第4天的正常發(fā)芽粒數(shù)，N為供試種子數(shù)）；

發(fā)芽指數(shù)（GI）=Σ（Gt/Dt） （Dt為置床之日算起的日數(shù)）；

活力指數(shù)（VI）=S×Σ（Gt/Dt）（S為第7天每株平均鮮重，Σ（Gt/Dt）為第7天的發(fā)芽指數(shù)）；

相對鹽害率=（對照發(fā)芽率-鹽處理發(fā)芽率）/對照發(fā)芽率×100%[5]。

1.3.2 過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）活性的測定 POD活性：愈創(chuàng)木酚法；SOD活性：NBT（氮藍(lán)四唑）光還原法[6]。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsofe Excel和SPSS 18.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 NaHCO3脅迫對板藍(lán)根種子萌發(fā)的影響

由表1所示，不同濃度NaHCO3脅迫處理后的板藍(lán)根種子，其發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均隨NaHCO3濃度的增大而呈下降趨勢，而相對鹽害率反之呈上升趨勢。處理3與2個(gè)對照間種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢差異不顯著。當(dāng)NaHCO3濃度超過45 mmol/L時(shí)發(fā)芽率迅速下降，處理6、7的發(fā)芽率均小于50%，對于板藍(lán)根種子有顯著地抑制作用。另外當(dāng)濃度高于30 mmol/L時(shí)，發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)的下降幅度最為明顯，存在顯著差異（P<0.05）。此外，隨著NaHCO3濃度的增大其相對鹽害率也明顯增大，處理3與處理4，處理6與處理7之間的增加幅度最為明顯。CK+的發(fā)芽率、發(fā)芽勢、發(fā)芽指數(shù)及活力指數(shù)于均高于CK-和NaHCO3脅迫處理。

2.2 NaHCO3脅迫對板藍(lán)根POD、SOD活性的影響

從圖1可以看出，板藍(lán)根的POD活性在NaHCO3濃度15～60 mmol/L之間隨溶液濃度的增加而增加，CK+與CK-之間也有較明顯差異。NaHCO3濃度于15～30 mmol/L之間POD活性增加不顯著，當(dāng)NaHCO3濃度達(dá)到45 mmol/L時(shí)POD活性顯著增加，在60 mmol/L時(shí)POD活性達(dá)到最大值，而當(dāng)濃度達(dá)到75 mmol/L時(shí)POD活性顯著下降。

從圖2可以看出，板藍(lán)根的SOD活性隨NaHCO3溶液濃度的增加而緩慢增加，CK+與CK-差異不明顯。NaHCO3濃度于15～30 mmol/L之間SOD活性增加較顯著，濃度于30～60 mmol/L之間POD活性呈緩慢增長，而濃度達(dá)到75 mmol/L時(shí)SOD活性增加顯著，并達(dá)到最大值。

3 討論與結(jié)論

NaHCO3是強(qiáng)堿和弱酸中和后形成的酸式鹽，溶于水后發(fā)生水解反應(yīng)，水解顯堿性既具有鹽的性質(zhì)也有堿的性質(zhì)，是我國鹽堿地區(qū)堿害的重要組成成分，有助于解決單一NaCl等鹽脅迫試驗(yàn)結(jié)果存在局限性的問題。該次研究表明：低濃度（≤30 mmol/L）NaHCO3脅迫對板藍(lán)根種子的發(fā)芽作用較小，各濃度間的抑制作用差異不顯著。高濃度（≥60 mmol/L）表現(xiàn)出強(qiáng)烈的抑制作用，各濃度間的抑制作用差異較為顯著。其中60 mmol/L時(shí)發(fā)芽率迅速下降，較15 mmol/L時(shí)的發(fā)芽率差異最為顯著，對板藍(lán)根種子的抑制作用加強(qiáng)。

POD是植物體內(nèi)重要的活性氧清除酶，對減少活性氧積累，抵御膜脂過氧化和維護(hù)膜結(jié)構(gòu)的完整性有重要作用[7]。在NaHCO3的脅迫下，板藍(lán)根的POD活性在NaHCO3 60 mmol/L時(shí)達(dá)到最大值，但在75 mmol/L時(shí)由于脅迫濃度過高，細(xì)胞受損嚴(yán)重，使植株代謝受阻，POD活性顯著下降。SOD是細(xì)胞膜系統(tǒng)的重要保護(hù)酶之一，具有消除自由基、降低膜脂過氧化及維持細(xì)胞膜穩(wěn)定性的功能。在NaHCO3的脅迫下，板藍(lán)根SOD活性隨NaHCO3濃度增大而顯著升高，說明其受傷害程度不斷加重，在75 mmol/L時(shí)受害最為嚴(yán)重。該次研究結(jié)果初步表明板藍(lán)根幼苗種子在萌發(fā)期耐鹽堿性較差，其萌發(fā)及生長發(fā)育隨著NaHCO3溶液濃度的增加而受抑明顯。由于NaHCO3脅迫對板藍(lán)根種子萌發(fā)影響的研究尚未見報(bào)道，故該次研究結(jié)果僅供對板藍(lán)根種子萌發(fā)期和生長期耐鹽堿特性的進(jìn)一步研究提供參考。

參考文獻(xiàn)

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[2] 崔樹玉，薛原，楊建莉，等.板藍(lán)根研究進(jìn)展[J].中草藥，2001，32（7）：670-671.

[3] 趙穎.板藍(lán)根的主要藥理活性概述[J].黑龍江科技信息，2006，30（2）：1-2.

[4] 李源.外源NO與H2O2對鹽脅迫下板藍(lán)根幼苗生長及其氧化應(yīng)激反應(yīng)的影響[D].蘭州：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009.

[5] 梁佳勇，陳平，劉永霞，等.鹽脅迫對木豆種子萌發(fā)與幼苗生長的影響[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2003，23（6） ：71-75.

[6] 王學(xué)奎.植物生理生化試驗(yàn)原理和技術(shù)[M].北京：高等教育出版社，2006.

[7] 陳鑫，劉丹，李然紅，等. 缺素脅迫對軟棗獼猴桃幼苗生長的影響[J].北方園藝，2016（19）：27-30.

責(zé)任編輯：劉赟