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摘要[目的]研究不同的赤霉素（GA3）浓度、种子子叶切除以及变温培养处理对龙芽楤木种子萌发的影响。[方法]以饱满的当年龙芽楤木种子为材料，设置不同GA3浓度、种子子叶切除以及变温培养处理，对龙芽楤木种子进行萌发试验，统计种子的萌发数、萌发率。[结果]龙芽楤木种子在GA3浓度为200 mg/L、子叶切去1/3、变温条件为12 h 25 ℃/12 h 5 ℃下萌发率最佳，萌发率可达56.70%。[结论] 该研究可为龙芽楤木种子萌发及遗传育种提供理论依据。
关键词 龙芽楤木；种子萌发；最佳条件；萌发率
中图分类号S722.3文献标识码 A文章编号0517-6611（2016）14-038-02
龙芽楤木[Aralia elata（Miq.）seem.]又称辽东楤木，俗称刺老鸦（朝语音译）、东北土当归（中国药名）、虎阳刺、独活（日本名），刺龙牙等，为五加科楤木属多年生落叶小乔木或灌木植物，与人参同属一科[1-2]。龙芽楤木主要分布在我国辽宁、吉林、黑龙江、河北东部、长白山及小兴安岭等地[3]。龙芽楤木花期在8月左右，花絮圆锥形，花的颜色为白色或者淡黄色等，种子与芝麻粒大小差不多，为浅黑色，10月左右成熟；常生长在低海拔的阔叶林、山林、阴坡等处，树高可达1～3 m。龙芽楤木具有较高的食用价值和药用价值，其营养丰富，被人们誉为“山野菜之王”[4]。龙芽楤木的皮、根均可入药，其富含大量皂苷、各种氨基酸、蛋白质、生物碱等，药用活性成分为楤木皂苷，有抑制中枢神经、强心、降血脂和降血压、抗衰老、抗癌、保肝、抗病毒等多种药理作用[5]。龙芽楤木在生产上常采用种子、分株、扦插、组织培养、无性繁殖等繁殖方式，国内外对龙牙楤木的研究已较为广泛，有关于龙芽楤木组织培养方面的报道，也有关于龙牙楤木体细胞的报道等[6-8]。龙芽楤木的种子活力很高但存在严重综合休眠现象[9]，就传统的育苗技术来说，育苗前需将种子提前进行3～4个月的层积处理，自然条件下种子萌发率不到16%，因此给生产和繁殖带来了一定的困难[10]。植物激素可以调节植物的生长发育以及代谢活动等，有研究表明赤霉素（GA3）能打破种子的休眠[11-12]，尤其是对需要低温层积处理的种子，可以通过GA3处理完成生理上的后熟，减少种子的萌发时间和提高萌发率。基于此，笔者以饱满的当年龙芽楤木种子为材料，研究不同的GA3浓度、种子子叶切除以及变温培养对龙芽楤木种子萌发的影响，以期为龙芽楤木种子萌发及遗传育种提供理论依据。
1材料与方法
1.1试验材料试验在佳木斯大学植物试验研究所进行，龙芽楤木种子由佳木斯大学龙芽楤木试验基地提供。
1.2试验方法第1组，选取饱满的种子540粒，用水浸泡24 h，用浓度为70%的酒精灭菌50 s，以无菌蒸馏水洗涤4～6次，再用浓度为2%的次氯酸钠灭菌15 min，以无菌蒸馏水洗涤4～6次，最后放入经过高温灭菌的4层湿润纱布上，纱布底下垫有滤纸的培养皿里添加适量的水以保持相对湿度，置自然条件下诱导种子萌发，5 d观察1次，观察2个月统计结果。 第2组，将试验分为a、b 2组，每组30粒种子，各组3次重复。GA3设置不同浓度梯度，分别为50、100、150、200、250、300 mg/L。将龙芽楤木种子用 25 ℃温水浸泡 12 h后，放入上述浓度梯度的GA3 溶液中浸泡24 h，用吸水纸吸干表面残留药液，用浓度为70%的酒精灭菌50 s，以无菌蒸馏水洗涤4～6次，再用浓度为2%的次氯酸钠灭菌15 min，以无菌蒸馏水洗涤4～6次，用4层湿润纱布包好放入垫有滤纸的培养皿中，然后置于培养箱进行培养。其中，a组置于25 ℃培养箱进行培养，b组置于12 h 25 ℃/12 h 5 ℃[13]的培养箱进行培养，在变温层中培养20 d，然后和a组一起置于25 ℃的培养箱进行培养，5 d观察1次，期间注意培养皿的湿度，保持一定的湿度环境。第3组，将试验分为a、b 2组，每组30粒种子，各组3次重复。GA3设置不同浓度梯度，分别为50、100、150、200、250、300 mg/L。将龙芽楤木种子用 25 ℃温水浸泡 12 h后，放入上述浓度梯度的GA3 溶液中浸泡24 h，用吸水纸吸干表面残留药液，用浓度为70%的酒精灭菌50 s，以无菌蒸馏水洗涤4～6次，再用浓度为2%的次氯酸钠灭菌15 min，以无菌蒸馏水洗涤4～6次，用4层湿润纱布包好放入垫有滤纸的培养皿中，然后置于12 h 25 ℃/12 h 5 ℃恒温培养箱进行培养。 其中，a组种子未切子叶，b组种子在子叶部切去一小部分，约为子叶的1/3。5 d观察1次，期间注意培养皿的湿度，保持一定的湿度环境。
1.3种子活力的测定随机选取第1组中100粒种子，用解剖刀在解剖镜下将种子纵向平均分开，然后用浓度为0.1%的红四氮唑染色24 h，再将种子置显微镜下观察，统计染色率。
2结果与分析
2.1未经任何处理的种子在自然条件下萌发结果试验结果表明，龙芽楤木种子未经任何处理培养2个月，种子的萌发率为0，对种子活力进行测定，发现种子染色率为90%以上，说明龙牙楤木种子活力很高，但未萌发，存在高度休眠[14]。
2.2不同浓度GA3溶液处理的种子在恒温培养下萌发结果由表1可知，当GA3浓度为100 mg/L时龙芽楤木种子开始萌发，在GA3浓度为200 mg/L时种子萌发率最高，为13.30%，说明种子萌发与GA3浓度有关。
2.3不同浓度GA3溶液处理的种子在变温培养下萌发结果由表2可知，不同浓度GA3溶液处理的龙芽楤木种子在变温培养下开始萌发，这证明龙芽楤木种子的萌发与变温层有关系，以GA3浓度为200 mg/L处理种子萌发数最多，萌发率最高，为43.30%，可见龙芽楤木种子的萌发与GA3浓度有关。
2.4不同浓度GA3溶液处理的切子叶与未切子叶种子在变温培养下萌发结果由表3可以看出，不同浓度GA3溶液 处理的切子叶与未切子叶种子在变温培养下均可萌发，切子叶的种子萌发数和萌发率均高于未切子叶，可见，龙芽楤木种子的萌发与切子叶有关，当GA3浓度为200 mg/L时龙芽楤木种子萌发率最高，为56.70%。
3结论与讨论
（1）该试验结果表明，龙芽楤木种子未经任何处理培养2个月，萌发率为0，但种子活力测定结果表明种子活力达90%以上。
（2）经过GA3处理后龙芽楤木种子开始萌发，不同浓度GA3处理的种子萌发率不同，说明龙芽楤木种子萌发与GA3有关，GA3浓度为200 mg/L时种子的萌发率最高，为13.30%。
（3）在GA3浓度一定下，龙芽楤木种子经过变温培养后，其萌发率高于恒温培养下的萌发率，说明龙芽楤木种子的萌发率与变温层有关系。
（4）在GA3浓度与变温环境一定下，将种子子叶部分切除约1/3后进行培养试验，发现当GA3浓度为200 mg/L时切除子叶的种子萌发率为56.70%，高于未切除子叶种子的萌发率，说明龙芽楤木的种子萌发率与子叶切除有关。
（5）龙芽楤木种子存在高度综合休眠，通过变温层、GA3、子叶切除等处理均可打破其休眠，提高其萌发率。该研究结果得出，龙芽楤木种子在GA3浓度为200 mg/L、子叶切去1/3、变温条件为12 h 25 ℃/12 h 5 ℃下萌发率最佳，萌发率可达56.70%。
参考文献
[1]
谢永刚，矫天育，关丽霞.龙牙楤木的组织培养[J].辽宁农业职业技术学院学报，2001，3（4）：18.
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[3] 苏世河.龙牙楤木人工培育技术[J].中国林副特产，2011（3）：69.
[4] 秦亚平，吴大椿，肖锦和.龙牙楤木组织培养与快速繁殖技术研究[J].安徽农业科学，2004，32（1）：111-114.
[5] 侯玉兵，郭兴军，刘廷会.龙芽葱木种子催芽处理的研究探讨[J].人参研究，2003，15（3）：32-34.
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[8] 孙大业.植物细胞信号转导研究进展[J].植物生理学通讯，1996，32 （2）：81-91.
[9] 田晓艳，刘延吉.辽东楤木种子休眠原因及休眠破除研究[J].种子，2008，27（12）：77-79.
[10] KIM J S，KANG S S，CHOI J S，et al.Antioxidant components from Aralia continentalis[J].Korean journal of pharmacognosy，1998，29（1）：13-17.
[11] 范文丽，宁伟，赵英明.打破长白楤木种子休眠方法的研究[J].辽宁农业科学，2005（5）：18-20.
[12] 范文丽，宁伟，李天来.变温层积条件下 GA3对长白楤木种子萌发的影响[J].沈阳农业大学学报，2008， 39（1）：80-82.
[13] 范文丽，李天来，冯颖.GA3打破长白楤木种子休眠过程中的糖代谢分析[J].沈阳农业大学学报，2013，44（5）：708-711.
[14] 宁伟，刘延吉，李宏博.变温及GA3层积处理对辽东楤木种子解除休眠信号物质变化的影响[J].中国农学通报，2005，21（9）：206-208.
关键词 龙芽楤木；种子萌发；最佳条件；萌发率
中图分类号S722.3文献标识码 A文章编号0517-6611（2016）14-038-02
龙芽楤木[Aralia elata（Miq.）seem.]又称辽东楤木，俗称刺老鸦（朝语音译）、东北土当归（中国药名）、虎阳刺、独活（日本名），刺龙牙等，为五加科楤木属多年生落叶小乔木或灌木植物，与人参同属一科[1-2]。龙芽楤木主要分布在我国辽宁、吉林、黑龙江、河北东部、长白山及小兴安岭等地[3]。龙芽楤木花期在8月左右，花絮圆锥形，花的颜色为白色或者淡黄色等，种子与芝麻粒大小差不多，为浅黑色，10月左右成熟；常生长在低海拔的阔叶林、山林、阴坡等处，树高可达1～3 m。龙芽楤木具有较高的食用价值和药用价值，其营养丰富，被人们誉为“山野菜之王”[4]。龙芽楤木的皮、根均可入药，其富含大量皂苷、各种氨基酸、蛋白质、生物碱等，药用活性成分为楤木皂苷，有抑制中枢神经、强心、降血脂和降血压、抗衰老、抗癌、保肝、抗病毒等多种药理作用[5]。龙芽楤木在生产上常采用种子、分株、扦插、组织培养、无性繁殖等繁殖方式，国内外对龙牙楤木的研究已较为广泛，有关于龙芽楤木组织培养方面的报道，也有关于龙牙楤木体细胞的报道等[6-8]。龙芽楤木的种子活力很高但存在严重综合休眠现象[9]，就传统的育苗技术来说，育苗前需将种子提前进行3～4个月的层积处理，自然条件下种子萌发率不到16%，因此给生产和繁殖带来了一定的困难[10]。植物激素可以调节植物的生长发育以及代谢活动等，有研究表明赤霉素（GA3）能打破种子的休眠[11-12]，尤其是对需要低温层积处理的种子，可以通过GA3处理完成生理上的后熟，减少种子的萌发时间和提高萌发率。基于此，笔者以饱满的当年龙芽楤木种子为材料，研究不同的GA3浓度、种子子叶切除以及变温培养对龙芽楤木种子萌发的影响，以期为龙芽楤木种子萌发及遗传育种提供理论依据。
1材料与方法
1.1试验材料试验在佳木斯大学植物试验研究所进行，龙芽楤木种子由佳木斯大学龙芽楤木试验基地提供。
1.2试验方法第1组，选取饱满的种子540粒，用水浸泡24 h，用浓度为70%的酒精灭菌50 s，以无菌蒸馏水洗涤4～6次，再用浓度为2%的次氯酸钠灭菌15 min，以无菌蒸馏水洗涤4～6次，最后放入经过高温灭菌的4层湿润纱布上，纱布底下垫有滤纸的培养皿里添加适量的水以保持相对湿度，置自然条件下诱导种子萌发，5 d观察1次，观察2个月统计结果。 第2组，将试验分为a、b 2组，每组30粒种子，各组3次重复。GA3设置不同浓度梯度，分别为50、100、150、200、250、300 mg/L。将龙芽楤木种子用 25 ℃温水浸泡 12 h后，放入上述浓度梯度的GA3 溶液中浸泡24 h，用吸水纸吸干表面残留药液，用浓度为70%的酒精灭菌50 s，以无菌蒸馏水洗涤4～6次，再用浓度为2%的次氯酸钠灭菌15 min，以无菌蒸馏水洗涤4～6次，用4层湿润纱布包好放入垫有滤纸的培养皿中，然后置于培养箱进行培养。其中，a组置于25 ℃培养箱进行培养，b组置于12 h 25 ℃/12 h 5 ℃[13]的培养箱进行培养，在变温层中培养20 d，然后和a组一起置于25 ℃的培养箱进行培养，5 d观察1次，期间注意培养皿的湿度，保持一定的湿度环境。第3组，将试验分为a、b 2组，每组30粒种子，各组3次重复。GA3设置不同浓度梯度，分别为50、100、150、200、250、300 mg/L。将龙芽楤木种子用 25 ℃温水浸泡 12 h后，放入上述浓度梯度的GA3 溶液中浸泡24 h，用吸水纸吸干表面残留药液，用浓度为70%的酒精灭菌50 s，以无菌蒸馏水洗涤4～6次，再用浓度为2%的次氯酸钠灭菌15 min，以无菌蒸馏水洗涤4～6次，用4层湿润纱布包好放入垫有滤纸的培养皿中，然后置于12 h 25 ℃/12 h 5 ℃恒温培养箱进行培养。 其中，a组种子未切子叶，b组种子在子叶部切去一小部分，约为子叶的1/3。5 d观察1次，期间注意培养皿的湿度，保持一定的湿度环境。
1.3种子活力的测定随机选取第1组中100粒种子，用解剖刀在解剖镜下将种子纵向平均分开，然后用浓度为0.1%的红四氮唑染色24 h，再将种子置显微镜下观察，统计染色率。
2结果与分析
2.1未经任何处理的种子在自然条件下萌发结果试验结果表明，龙芽楤木种子未经任何处理培养2个月，种子的萌发率为0，对种子活力进行测定，发现种子染色率为90%以上，说明龙牙楤木种子活力很高，但未萌发，存在高度休眠[14]。
2.2不同浓度GA3溶液处理的种子在恒温培养下萌发结果由表1可知，当GA3浓度为100 mg/L时龙芽楤木种子开始萌发，在GA3浓度为200 mg/L时种子萌发率最高，为13.30%，说明种子萌发与GA3浓度有关。
2.3不同浓度GA3溶液处理的种子在变温培养下萌发结果由表2可知，不同浓度GA3溶液处理的龙芽楤木种子在变温培养下开始萌发，这证明龙芽楤木种子的萌发与变温层有关系，以GA3浓度为200 mg/L处理种子萌发数最多，萌发率最高，为43.30%，可见龙芽楤木种子的萌发与GA3浓度有关。
2.4不同浓度GA3溶液处理的切子叶与未切子叶种子在变温培养下萌发结果由表3可以看出，不同浓度GA3溶液 处理的切子叶与未切子叶种子在变温培养下均可萌发，切子叶的种子萌发数和萌发率均高于未切子叶，可见，龙芽楤木种子的萌发与切子叶有关，当GA3浓度为200 mg/L时龙芽楤木种子萌发率最高，为56.70%。
3结论与讨论
（1）该试验结果表明，龙芽楤木种子未经任何处理培养2个月，萌发率为0，但种子活力测定结果表明种子活力达90%以上。
（2）经过GA3处理后龙芽楤木种子开始萌发，不同浓度GA3处理的种子萌发率不同，说明龙芽楤木种子萌发与GA3有关，GA3浓度为200 mg/L时种子的萌发率最高，为13.30%。
（3）在GA3浓度一定下，龙芽楤木种子经过变温培养后，其萌发率高于恒温培养下的萌发率，说明龙芽楤木种子的萌发率与变温层有关系。
（4）在GA3浓度与变温环境一定下，将种子子叶部分切除约1/3后进行培养试验，发现当GA3浓度为200 mg/L时切除子叶的种子萌发率为56.70%，高于未切除子叶种子的萌发率，说明龙芽楤木的种子萌发率与子叶切除有关。
（5）龙芽楤木种子存在高度综合休眠，通过变温层、GA3、子叶切除等处理均可打破其休眠，提高其萌发率。该研究结果得出，龙芽楤木种子在GA3浓度为200 mg/L、子叶切去1/3、变温条件为12 h 25 ℃/12 h 5 ℃下萌发率最佳，萌发率可达56.70%。
参考文献
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[5] 侯玉兵，郭兴军，刘廷会.龙芽葱木种子催芽处理的研究探讨[J].人参研究，2003，15（3）：32-34.
[6] STREET H E，WITHERS L A.The anatomy of embryogenesis in culture[C]//STREET H E.Tissue culture and plant science proceedings 3rd international congress of plant tissue and cell culture.London：Academic Press，1974：71-100.
[7] ORTIZ P A，FAMA G，VALLEJOS R H，et al.Cytodifferentiation and cell organization in the somatic embryogenesis of wheat（Tritienm aestivum L.） [J].Biocell，1996，20（1）：61-66.
[8] 孙大业.植物细胞信号转导研究进展[J].植物生理学通讯，1996，32 （2）：81-91.
[9] 田晓艳，刘延吉.辽东楤木种子休眠原因及休眠破除研究[J].种子，2008，27（12）：77-79.
[10] KIM J S，KANG S S，CHOI J S，et al.Antioxidant components from Aralia continentalis[J].Korean journal of pharmacognosy，1998，29（1）：13-17.
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[13] 范文丽，李天来，冯颖.GA3打破长白楤木种子休眠过程中的糖代谢分析[J].沈阳农业大学学报，2013，44（5）：708-711.
[14] 宁伟，刘延吉，李宏博.变温及GA3层积处理对辽东楤木种子解除休眠信号物质变化的影响[J].中国农学通报，2005，21（9）：206-208.