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最近随着中药科普的日益增多,大家慢慢了解到黄精是个好东西,《名医别录》中曾记载其有“补中益气,除风湿,安五脏。久服轻身延年不饥”的功效。明代李时珍又补充有“补诸虚、止热、填精髓、下三尸虫”之功效,因此享有“血气双补之王”的美称。自古以来被视为益寿珍品。

近年由于野生黄精资源逐渐减少,药用需求量增多,因此黄精成为市场的畅销货。目前黄精仍依靠野生供药用,人工栽培刚刚起步,发展黄精种植有广阔的前景。可能有的朋友满怀信心买一包黄精种子,种下去怎么也等不来发芽,开花,让人好生纳闷。到底是怎么回事呢?原来这和种子的休眠特性有关系。

今天我们请来南京农业大学中药材研究所的张成才老师给咱们介绍介绍药用植物种子的那些小秘密。

说到黄精种子不发芽的问题,就得给大家介绍一下种子的一个特性——休眠。种子休眠是指在适宜萌发的条件下,有活力的种子暂时不萌发的一种特性,就像青蛙和蛇会冬眠一样。

种子休眠是植物在长期系统进化和选择过程中形成的,能提高植物对高温、低温和干旱等不良环境的适应性,有利于植物度过恶劣环境条件,这对保持其自身的繁衍发展具有重要意义。

可是休眠这个特性也给种子育苗带来诸多麻烦,因为满足不了现代生产的需要呀。所以,科学家们就要研究怎么才能快速打破种子休眠,缩短育苗周期。

不要以为休眠是一件简单的事,种子的休眠也分为三种类型:

第一类,胚休眠。这类种子成熟时,胚未分化完全,必须经过形态后熟进行胚的进一步分化发育,再经低温生理后熟才能萌发。

属于这种类型的中草药种子有人参、西洋参、五加、刺五加、羌活、黄连、五味子、伊贝母、北沙参、芍药和牡丹等。

第二类,生理休眠。这类种子胚的形态分化完全,但由于存在某些因子(如抑制物质),影响了种子的萌发,或是由于胚乳的原因而影响了胚的萌发。必须采取一定的措施,如低温层积、光照或变温处理、外源激素处理等,解除种子的休眠。

需要进行生理休眠的中草药种子有很多,如商陆、金莲花、杜仲、金银花、黄柏、龙胆、紫草等。

第三类,综合休眠。是由于种皮障碍和胚休眠共同引起的休眠。打破这类种子的休眠,先须突破种皮障碍,然后运用一定的技术措施解除胚的休眠后,种子才能萌发,如山楂、山茱萸等。

下面给大家介绍一下几种常见中药种子的休眠情况。

01

华重楼

华重楼ParispolyphyllaSmithvar.chinensis(Franch.)Hara为百合科重楼属植物七叶一枝花的变种,是我国名贵的传统中药材,重楼植物种子属于温胚后熟类型,自然状态下华重楼存在休眠水平高、自然萌发率低,“二次发育”等生理后熟现象,华重楼种子萌发前需要经历形态后熟和生理后熟两个阶段。

▋休眠机制及破除休眠

华重楼休眠

华重楼休眠解除

mg/LGA3溶液浸种(剥去红色的外种皮)24~36h+室外沙藏层级处理90d,二者缺一不可,研究表明:miR通过调控华重楼种子休眠GA途径中的GAMYB,miR可通过靶标ARF介导华重楼种子对ABA的敏感性,与休眠相关的miRNA通过调节华重楼种子内部GA/ABA比例,促进其种子由休眠状态向休眠释放阶段转变。

华重楼种子发育与休眠解除过程中大量与种胚形态建成、多糖分解及蛋白质合成的差异基因参与表达,涉及到多个代谢途径的相互作用,构成复杂的休眠解除调控网络。这些研究结果表明华重楼种子休眠的解除需要外源激素和沙藏层积共同作用。

02

黄精

黄精是中国传统中药,最先记载于《名医别录》,为百合科(Liliacae)黄精属(Polygonatum)多年生草本植物根茎的总称。中国该属植物有30多种,《中国药典》年版第一部收藏了黄精(PolygonatumsibircumRed.)、多花黄精(PolygonatumCyrtonemaHua.)和滇黄精(PolygonatumKingianumCol1.etHemsl.)3种为其原生药,按照根茎形状分别俗称“鸡头黄精”、“姜形黄精”、“大黄精”。黄精种子具有休眠现象,使得黄精资源开发利用、人工育种栽培遇到困难。

▋休眠机制及破除休眠

黄精种子属于胚休眠类型,其上胚轴和下胚轴均存在不同程度的休眠。黄精种子休眠解除方法较为简单使用~mg/LGA3浸种24h或不用赤霉素溶液浸种,结合室外沙藏层积90d左右即可打破黄精种子休眠。

黄精休眠

黄精休眠后

方法:将黄精剥掉外壳的种子与河沙按1:(2.5~3.5)比例混合均匀后装入网袋中,将网袋覆河沙2.5-4.5cm进行沙藏处理,河沙含水量以“手握成团,松之即散”为宜。室外沙藏层积60~90天。

03

百蕊草

百蕊草(ThesiumchinenseTurcaz.)为檀香科百蕊属多年生半寄生草本植物,自然条件下,百蕊草种子具有休眠特性,生长期较短,给人工栽培造成困难。

▋休眠机制及破除休眠

百蕊草种子内源抑制物质发现,种壳与种仁存在活性极强的抑制物质,胚形态较小,胚率值极低是其休眠的主要原因;百蕊草种子较小,种壳坚硬也对其萌发造成困难。umol/LETH浸种24h结合室外沙藏层积d可有效打破种子休眠,裂壳率和发芽率分别达43.0%、83.5%。

04

淫羊藿

淫羊藿为小檗科(Berberidaceae)淫羊藿属(EpimediumLinn.)植物,淫羊藿种子存在形态生理休眠、成熟后易脱落、成苗率低等特点,导致淫羊藿繁殖能力低,因而也限制了淫羊藿的人工规模化栽培。

▋休眠机制及破除休眠

淫羊藿种子的休眠属于形态生理休眠,即种胚尚未发育完全且胚本身具有生理抑制所引起的休眠赤霉素在调控植物生长发育的过程中起着重要作用,外源赤霉素能诱导休眠种子的胚生长和种子内酶活性的提高,同时决定着脱落酸等抑制萌芽物质含量的高低。低温沙藏,去种荚,结合合适的赤霉素、氟啶酮溶液浸种,对淫羊藿种子催芽是有效和必需的。

#话题:你对药用植物的种子休眠了解了吗?欢迎问候留言讨论哦~

张成才老师来自南京农业大学园艺学院中药生物技术向增旭课题组,该课题组对华重楼、黄精、百蕊草和淫羊藿的休眠机制及破除休眠方法进行了系统研究,发表相关论文如下:

[1]张成才,王红娟,向增旭.华重楼种子休眠相关miRNA的鉴定和差异表达分析[J].中国中药杂志,,doi:10./j.cnki.cjcmm.0922.[2]张成才,高真,向增旭.百蕊草休眠解除前后种胚的转录组分析[J].中国中药杂志,,45(16):-.[3]张成才,张子璇,向增旭.利用转录组测序分析与华重楼种子休眠解除相关差异基因[J].中国中药杂志,,45(08):-.[4]张成才,向增旭.百蕊草种子破除休眠及设施栽培条件的优化研究[J].中药材,,43(02):-.[5]张成才,高真,向增旭.华重楼种子休眠解除过程中的转录组分析[J/OL].中药材,(09):-[-11-02].


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