北沙参种子内源抑制物质活性研究.pdf
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1、2024 年 5 期智慧农业导刊Journal of Smart Agriculture实验 研究北沙参种子内源抑制物质活性研究杨灵珍1,红艳1,2*,辛颖1,2,双叶1,乌日力嘎1(1.内蒙古民族大学,内蒙古 通辽 028000;2.蒙药研发国家地方联合工程研究中心,内蒙古 通辽 028000)种子休眠是一种复杂的生理过程,是种子萌发和植物生长发育的重要保障1-3。近年来,种子休眠机理的研究一直是植物界中受到关注的一个方面,但仍被认为是了解最少的领域之一。对于植物来说,种子休眠被视为一种有效的生态调节机制,将发芽推迟到适合幼苗生长的季节和条件才会打破休眠4-6。13 世纪初,Albertus
2、 Ma原gus 认为种子发芽延迟与抑制物质有关7。内源抑制物质是种子休眠的主要元素之一8,种子不同部位中可能存在于不同内源抑制物,以不同方式阻碍种子生理活动或代谢环节,从而降低种子发芽率9-10。不同植物所含的内源抑制剂不同,南方红豆杉种子的胚乳、中种皮和内种皮中含有抑制种子萌发和幼苗生长的基金项目:内蒙古自治区直属高校基本科研业务费项目(GXKY22140);内蒙古自治区研究生科研创新项目(S20231202Z);内蒙古民族大学中药学(蒙药学)重点学科建设项目(ZYX004)第一作者简介:杨灵珍(1997-),女,硕士研究生。研究方向为蒙药资源鉴定与可持续利用。*通信作者:红艳(1979-)
3、,女,博士研究生,副教授。研究方向为蒙药资源鉴定与可持续利用。摘要:研究北沙参种子和果皮各分离相对白菜种子萌发和幼苗的影响,探讨北沙参种子内源抑制物的活性。对北沙参种子不同部位的浸提液通过系统溶剂法进行分离,分离出石油醚相、二氯甲烷相、乙酸乙酯相、正丁醇相、甲醇相和水相,并以各分离相对白菜种子进行萌发实验,测定北沙参种子内源抑制物生物活性。结果显示,淤北沙参种子、果皮各分离相对白菜种子萌发均有一定的抑制作用,其中抑制作用最强的是甲醇相,其次是乙酸乙酯相;与对照组相比,各处理组的发芽指数均有一定程度的下降;甲醇相的平均发芽天数显著长于其他处理。于北沙参种子、果皮各分离相在抑制白菜幼苗根长和芽长方
4、面表现出明显的差异,其中,甲醇相的抑制作用最显著,其次为乙酸乙酯相。与萌发指标结果一致。北沙参种子不同部位分离相对白菜种子萌发及幼苗存在不同程度的抑制作用,表明北沙参种子、果皮均含有高活性抑制物质,主要存在于甲醇相和乙酸乙酯相,因此,北沙参种子中的内源抑制物是导致其休眠的主要原因。关键词:蒙药;北沙参;种子休眠;内源抑制物;生物活性中图分类号院R282.71文献标志码院A文章编号院2096-9902渊2024冤05-0055-04Abstract:The effects of seed and pericarp isolation of Radix Glehniae(aks.CoasiaI G
5、Iehnia Root)on seed germination andseedlings of Chinese cabbage were studied to explore the activity of endogenous inhibitors in seeds of Radix Glehniae.The extractsfrom different parts of the seeds of Radix Glehniae were separated by systematic solvent method,and the petroleum ether phase,dichlorom
6、ethane phase,ethyl acetate phase,n-butanol phase,methanol phase and water phase were separated,and the germinationexperiments were carried out relative to Chinese cabbage seeds.The biological activity of endogenous inhibitors in Radix Glehniaeseeds was determined.The results showed that:淤The separat
7、ion of seeds and pericarps of Radix Glehniae had a certain inhibitoryeffect on the germination of Chinese cabbage seeds,in which methanol phase was the strongest,followed by ethyl acetate phase.Compared with the control group,the germination index of each treatment group decreased to a certain exten
8、t,and the averagegermination days of methanol phase was significantly longer than that of other treatments.于The separated phases of seeds andpericarps of Radix Glehniae showed obvious differences in inhibiting root length and bud length of Chinese cabbage seedlings,among which methanol phase was the
9、 most significant,followed by ethyl acetate phase.The results were consistent with thegermination index.The isolation of different parts of the seeds of Radix Glehniae had different inhibitory effects on the seedgermination and seedlings of Chinese cabbage,which indicated that the seeds and pericarp
10、s of Radix Pseudostellariae containedhighly active inhibitors,which mainly existed in methanol phase and ethyl acetate phase.The endogenous inhibitor in the seeds ofRadix Glehniae is the main reason for its dormancy.Keywords:Mongolian medicine;Radix Glehniae;seed dormancy;endogenous inhibitor;biolog
11、ical activityDOI:10.20028/j.zhnydk.2024.05.01455-2024 年 5 期实验 研究智慧农业导刊Journal of Smart Agriculture物质11。准噶尔山楂不同部位的浸提液含有抑制物质,不同部位浸提液对白菜种子萌发和幼苗生长的抑制作用不同12。因此,通过研究植物种子中内源抑制物质的类型、功效、活性和作用机制来破除种子休眠,促进种子萌发,不仅是解决植物人工繁殖和资源拓展问题的关键技术13,而且在农林业生产中具有重要意义14。北沙参为伞形科植物珊瑚菜(Glehnia Littoralis Fr.Schmidt ex Miq.)的干燥根,是
12、常用蒙药之一,北沙参味甘、微苦,性轻、凉、腻、柔。功能有清肺热、止咳、润肺,主治肺热咳嗽、咯痰带血、胸痛、胸闷、气喘、慢性气管炎和体虚无力15。北沙参是广泛应用的重要中蒙药材品种16。市场上北沙参药材主要以人工栽培品种17,国内已有较大面积栽培,北沙参主要以种子繁殖,但因北沙参种子休眠较深18、发芽率较低19等特点,其规模化栽培种植受到了限制。目前有关北沙参的研究大多集中于种植管理20、化学成分21、药理作用和临床应用22方面,而种子还有内源抑制物方面的研究很少见。本研究以北沙参种子为实验材料,采用系统溶剂法对北沙参种子不同部位的浸提液进行萃取,并以各分离相对白菜种子进行生物活性测定,探究其内
13、源抑制物的活性及分布,旨在为进一步研究北沙参种子的破除休眠技术及休眠机制提供参考。1材料与方法1.1实验材料2021 年 7 月,北沙参种子从内蒙古赤峰市喀喇沁旗牛家营子镇王家营子村购买后保存在-20 益冰箱中。白菜种子购自南京金盛达种子公司,纯度达到 95.0%以上,发芽率达到 85%以上。1.2实验方法1.2.1北沙参种子不同部位甲醇浸提液的制备取北沙参种子将其分为种子、果皮。每一部分磨碎成粉末,称取 50 g,置于 1 000 mL 的圆底烧瓶中,加入500 mL80%甲醇溶液,在室温下密闭浸提,以获得甲醇浸提液,4 次重复,最后将提取液混合,减压浓缩,定容至50 mL。1.2.2北沙参
14、种子不同部位内源抑制物质的初步分离对甲醇提取物采用系统溶剂法进行石油醚相、二氯甲烷相、乙酸乙酯相、正丁醇相、甲醇相及水相的分离。分离相用于旋转蒸发器中蒸发和浓缩。最后将各分离相定容至 50 mL,并在 4 益冰箱中保存备用。1.2.3北沙参种子不同分离相的活性测定随机取 25 粒白菜种子,9 cm 培养皿中分别加入各分离相溶液 3 mL,挥发完全(水相除外)后,加入 3 mL 蒸馏水,并以水为对照(CK),在 25 益恒温培养箱中进行萌发实验,4 次重复。48 h 后,计算发芽率、发芽指数、平均发芽天数。72 h 后,测量幼苗根长及芽长。1.2.4数据分析通过 MicrosoftExcel 2
15、017 和 SPSS26.0 软件整理种子的萌发情况相关数据以及对各指标进行单因素方差分析,使用 Origin 2021 作图。实验结果以平均值依标准误差表示。2结果与分析白菜种子发芽快、整齐,经常被用来验证各分离相的生物活性。初步实验表明,石油醚、二氯甲烷、乙酸乙酯、甲醇和水对白菜种子萌发无显著影响。因此,各分离相处理后白菜种子发芽率、发芽指数、平均发芽天数的变化均由分离相中的内源抑制物引起的。其中,正丁醇本身有抑制作用,因此发芽率为 0。2.1北沙参种子各分离相对白菜种子萌发的影响北沙参种子的石油醚相、二氯甲烷相、乙酸乙酯相、甲醇相和水相都会抑制白菜种子萌发,其中甲醇相的抑制作用最为显著,
16、发芽率从对照的 88%下降到 10%,降低了 78%;其次是乙酸乙酯相,发芽率降低至 26%,较对照降了 62%。可以看出,北沙参种子各分离相对白菜种子发芽率的抑制作用由强到弱为正丁醇相、甲醇相、乙酸乙酯相、水相、二氯甲烷相、石油醚相(表 1)。与对照组相比,北沙参种子各分离相处理白菜种子后,其发芽指数也有所降低。种子甲醇相和乙酸乙酯相的发芽指数较对照组分别下降了 15.79、11.41。北沙参种子各分离相对白菜种子平均发芽天数的差异显著,其甲醇相的平均发芽天数,显著长于其他处理。白菜种子的发芽率、发芽指数和平均发芽天数结果均表明:北沙参种子的各分离相中可能存在一些发芽抑制物质。表 1北沙参种
17、子各分离相对白菜种子萌发的影响2.2北沙参果皮各分离相对白菜种子萌发的影响北沙参果皮的石油醚相、二氯甲烷相、乙酸乙酯相、甲醇相和水相对白菜种子的萌发均有显著抑制作用,其分离相 发芽率(%)发芽指数 平均发芽天数/d CK 881.63e 16.630.70d 1.580.06b 石油醚 533.79d 10.370.87c 1.480.04b 二氯甲烷 405.16c 6.251.16b 1.890.14b 乙酸乙酯 263.46b 5.220.53b 1.460.25bb 甲醇 104.16a 0.840.35a 2.250.75b 水 313.42bc 6.881.20b 1.340.18
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