袁梦佳 杨太新 刘国库 冯欣如 杨萌

摘要：测定柴胡不同分枝种子的千粒质量、发芽率及简化活力指数等质量指标;利用考马斯亮蓝G-250染色法测定种子可溶性蛋白的含量;蒽酮比色法测定种子可溶性糖、淀粉的含量;紫外吸收法测定种子SOD、POD、CAT酶活性;高效液相色谱法测定种子ABA、IAA、GA3、ZR内源激素含量。结果表明，不同分枝种子的千粒质量、发芽势、发芽率及简化活力指数均差异显著，千粒质量以主茎顶端种子的最高，为1.21 g;发芽势、发芽率及简化活力指数均以一级分枝的最高，分别为34.3%、60.5%、2.01。不同分枝种子的可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉含量均差异显著，种子的可溶性蛋白、可溶性糖含量均以主茎顶端的最高，分别为2.21、2.28 mg/g;一级分枝种子的淀粉含量最高，为0.72%。不同分枝种子的SOD、POD、CAT活性均差异显著，均以一级分枝的最高，分别为20.45、55.31、100.02 U/g。不同分枝种子的ABA、GA3、IAA、ZR含量均差异显著，三级分枝种子的ABA含量最高，为192.55 ng/g，一级分枝种子的GA3含量（8.99 ng/g）和ZR含量（6.77 ng/g），均为最高，主茎顶端种子的IAA含量最高，为68.33 ng/g。种子的简化活力指数与其可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉含量，SOD、POD、CAT酶活性及ZR含量均呈显著正相关，与GA3含量呈极显著正相关，与ABA含量呈极显著负相关。结论：植株主茎顶端、一级分枝的种子质量较高，适宜繁育留种。

关键词：柴胡;种子质量;贮藏物质;酶活性;内源激素

中图分类号： S567.7+90.1  文献标志码： A

文章编号：1002-1302（2022）02-0120-04

收稿日期：2021-05-18

基金项目：河北省中药材产业技术体系创新团队项目（编号：HBCT2018060202）;太行山农业创新驿站安国药博园（编号：1717050）。

作者简介：袁梦佳（1994—），女，河南平顶山人，硕士研究生，研究方向为药用作物栽培。E-mail：937379022@qq.com。

通信作者：杨太新，博士，教授，研究方向為药用作物栽培。E-mail：yangtaixin@126.com。

柴胡为伞形科植物柴胡（Bupleurum chinense DC.）或狭叶柴胡（Bupleurum scorzonerifolium Willd.）的干燥根，按性状不同，分别习称“北柴胡”和“南柴胡”，其味辛、苦，微寒，归肝、胆、肺经。柴胡主要功效为疏散退热、疏肝解郁、升举阳气，用于感冒发热、胸胁胀痛、月经不调、子宫脱垂、脱肛[1]。

近年来，柴胡的市场需求量逐渐增大，人工栽培面积不断增大，但作为繁殖材料的柴胡种子存在发芽率低、发芽周期长等问题，严重影响柴胡质量的稳定。目前有关柴胡种子的研究主要集中于胚发育过程[2-4]、休眠特性[5-7]、萌发特性[8-10]等方面，关于柴胡不同分枝种子的质量与其生理指标的相关性鲜见报道。本试验研究了柴胡不同分枝种子的含水率、千粒质量、发芽率、简化活力指数等质量指标，测定其可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉含量，超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性，脱落酸（ABA）、赤霉素（GA3）、吲哚乙酸（IAA）、玉米素核苷（ZR）含量等生理指标，分析种子质量与生理指标的相关性，旨在为进一步提高柴胡种子质量和良种繁育提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验材料为河北省邯郸市涉县柴胡种植基地的冀柴1号柴胡种子，室内试验于2020年11月10日至12月31日在河北农业大学农学院中药材栽培实验室A2417进行。

试验设备：BIC-250型智能光照培养箱（上海博迅实业有限公司）;超低温冰箱（青岛海尔生物医疗股份有限公司）;UH5300型紫外分光光度计[天美（中国）科学仪器有限公司];NAI-DCY-24F型氮吹仪（上海那艾精密仪器有限公司）;Agilent1260型高效液相色谱仪（安捷伦科技有限公司）等。

试剂：GA3、IAA、ZR、ABA标准品均购自北京索莱宝科技有限公司;其他试剂还有浓硫酸、分析蔗糖、牛血清蛋白、分析葡萄糖、考马斯亮蓝-G250溶液、蒽酮等。

1.2 试验方法

选择生长良好、整齐一致的冀柴1号植株200株，分别采取植株主茎顶端、一级分枝、二级分枝、三级分枝的成熟种子[11-12]。分别测定不同分枝种子的含水率、发芽率、千粒质量，分析种子的可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉含量，SOD、POD、CAT活性及ABA、GA3、IAA、ZR含量。指标测定均重复3次，进行种子简化活力指数和贮藏物质、酶活性、内源激素含量的相关性分析。

1.2.1 含水率测定

种子含水率=（m3-m2）/（m3-m1）×100%。式中：m1为干燥样品盒质量（g）;m2为干燥样品盒和烘后样品总质量（g）;m3为干燥样品盒和烘前样品总质量（g）。

1.2.2 千粒质量测定

采用常规称质量法，随机选择1 000粒种子，进行称质量，记录数据。

1.2.3 发芽率测定

发芽势=规定时间内发芽种子数/供试种子总数×100%;

发芽率=发芽种子数/供试种子总数×100%;

简化活力指数=∑Gt/t×m;式中：Gt为单位时间（d）内发芽数;t为相应发芽时间（d）;m为平均苗鲜质量（g）。

1.2.4 贮藏物质含量测定

称取0.500 g种子，用研钵研磨后待测，考马斯亮蓝G-250染色法测定可溶性蛋白含量[13];蒽酮比色法测定可溶性糖、淀粉含量[14]。

1.2.5 酶活性测定

称量0.100 g种子，加入1 mL的提取液冰浴研磨匀浆后待测。紫外吸收法测定柴胡不同分枝种子的SOD、POD、CAT活性[15]。

1.2.6 内源激素含量测定

1.2.6.1 色谱条件

色谱柱AgilentTC-C18柱（4.6 mm×250 mm，5 μm）;甲醇作为流动相A，pH值=3的冰乙酸作为流动相B，按照表1进行梯度洗脱;柱温：30 ℃;流速：1.0 mL/min;进样量：10 μL/次;检测波长：254 nm。

1.2.6.2 样品的制备

称取约1.000 g种子至预冷研钵中，加入预冷的80%甲醇溶液8 mL，用液氮研磨匀浆，4 ℃避光浸提16 h。浸提液4 ℃ 16 000 r/min 离心10 min，转移上清液至10 mL离心管中， 加入0.1 g/g的PVPP去除酚类等杂质，超声振荡40 min过滤，滤液过C18固相萃取柱，将流出液氮吹至水相。用1.0 mol/L柠檬酸调节pH值=3.0，加入3 mL乙酸乙酯萃取，超声振荡40 min，转移上部液体至新的离心管氮吹（吹干乙酸乙酯），加2 mL甲醇复溶，过0.45 μm有机滤膜即进瓶样品，样品备用[16-17]。

1.2.6.3 线性关系建立

将混合对照品溶液用0.45 μm有机滤膜过滤，分别精确吸取混合对照品溶液2.5、5.0、7.5、10.0、12.5 μL，注入液相色谱仪，按上述色谱条件进样。以进样体积为横坐标，峰面积为纵坐标，绘制标准曲线，并计算出回归方程ABA：Y1=4 856.9x+27.1（r2=0.999 4）;GA3：Y2=83.651x+28.883（r2=0.999 0）;IAA：Y3=736.35x+118.7（r2=0.999 1）;ZR：Y4=88.403x+79.086（r2=0.999 1）。

1.3 数据分析

采用Excel 2016和SPSS 23.0软件进行数据处理和统计分析。

2 结果与分析

2.1 不同分枝种子的质量分析

柴胡不同分枝种子的含水率差异不显著，种子的千粒质量、发芽势、发芽率和简化活力指数均差异显著（表2）。不同分枝种子含水率的变化范围为6.73%～7.21%;种子千粒质量以主茎顶端的最高，为1.21 g，三级分枝的最低，为0.67 g;不同分枝种子的萌发启动时间为9～15 d。发芽高峰时间为 14～19 d;种子发芽势、发芽率、简化活力指数均以一级分枝的最高，分别为34.3%、60.5%、2.01;其次是主茎顶端的，分别为29.8%、54.3%、1.92;三级分枝的最低，分别为11.6%、20.1%、1.43。

2.2 不同分枝种子的生理指标分析

2.2.1 不同分枝种子的贮藏物质分析

柴胡不同分枝种子的可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉含量均差异显著（表3）。可溶性蛋白含量以主茎顶端的最高，为2.21 mg/g，其次为一级分枝的1.67 mg/g，二级分枝与三级分枝差异不显著，分别为1.04、1.06 mg/g。可溶性糖含量以主茎顶端的最高，为 2.28 mg/g，由高到低顺序依次为主茎顶端>一级分枝>二级分枝>三级分枝。淀粉含量以一级分枝的最高，为0.72%，其次是主茎顶端的0.64%，三级分枝的最低，仅为0.37%。

2.2.2 不同分枝种子的酶活性分析

由表4可见，柴胡不同分枝种子的SOD、POD、CAT活性均差异显著。种子的SOD活性以一级分枝的最高，为 20.45 U/g，由高到低顺序依次为一级分枝>主茎顶端>二级分枝>三级分枝。一级分枝种子的POD活性最高，为55.31 U/g，主茎顶端的次之，三级分枝的最低，为37.35 U/g。一级分枝种子的CAT活性最高，为100.02 U/g，由高到低顺序依次为一级分枝>主茎顶端>二级分枝>三级分枝。

2.2.3 不同分枝种子的内源激素含量分析

柴胡不同分枝种子的ABA、GA3、IAA、ZR含量均差异显著（表5）。种子的ABA含量以三级分枝的最高，为192.55 ng/g，由高到低顺序依次为三级分枝>二级分枝>主茎顶端>一级分枝。一级分枝种子的GA3含量最高，为8.99 ng/g，其次为主茎顶端的，三级分枝的最低，为5.66 ng/g。主茎顶端种子的IAA含量最高，为68.33 ng/g，其次为一级分枝的 66.01 ng/g，两者差异不显著，但均显著高于二级分枝和三级分枝。种子的ZR含量以一级分枝的最高，为6.77 ng/g，由高到低顺序依次为一级分枝>主茎顶端>二级分枝>三级分枝。

2.3 柴胡种子简化活力指数和生理指标的相关性分析

柴胡种子简化活力指数和生理指标的相关性分析结果表明：柴胡种子的可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉含量均与种子简化活力指数呈显著正相关，相关系数分别为0.672、0.667、0.670。种子的SOD、POD、CAT活性均与种子简化活力指数呈显著正相关，相关系数分别为0.676、0.796、0.736。种子ABA含量与种子简化活力指数呈極显著负相关，相关系数为 -0.953。GA3含量与种子简化活力指数呈极显著正相关，相关系数为0.801。ZR含量与种子简化活力指数呈显著正相关，相关系数为0.732。IAA含量与种子简化活力指数未达到显著相关水平（表6）。

3 讨论与结论

千粒质量、发芽率、简化活力指数是检测种子质量的重要指标[18-21]。本试验结果显示：柴胡不同分枝种子的含水率差异不显著，千粒质量、发芽势、发芽率和简化活力指数不同分枝间均显著差异;种子千粒质量以主茎顶端的最高;不同分枝种子的发芽势、发芽率、简化活力指数呈相同变化趋势，均以一级分枝的最高，这与李振华等对烤烟不同分枝种子活力的分析[22]及李孟良对油菜不同部位种子千粒质量及种子活力的研究结论[23]基本一致。

蛋白质、糖类、淀粉等物质为种子发芽提供氮源、碳源和能量，种子内淀粉、可溶性糖含量的变化与种子简化活力指数具有显著相关关系[24-26]。本研究结果表明：柴胡不同分枝种子的可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉含量均差异显著。可溶性蛋白含量、可溶性糖含量均以主茎顶端的最高，分别为2.21、2.28 mg/g，淀粉含量以一级分枝的最高，为0.72%。柴胡种子简化活力指数与种子的可溶性蛋白、可溶性糖、淀粉含量均呈显著正相关，相关系数分别为0.672、0.667、0.670，该结果与前人对牛膝[21]、玉米[25]的研究相似。

种子萌发与其内部的SOD、POD、CAT抗氧化酶活性密切相关[27-28]。本试验结果表明：柴胡不同分枝种子的SOD、POD、CAT活性均存在显著差异，这也与钱可等对小麦不同穗部位种子酶活性比较研究结论[29]基本一致。另外，柴胡种子简化活力指数与其SOD、POD、CAT酶活性均呈显著正相关，相关系数分别为0.676、0.796、0.736，这与张胜珍等对黑柴胡种子的研究结果[24]是一致的。

内源激素具有调控种子萌发的作用[30-31]。本研究结果显示：柴胡不同分枝种子的ABA、GA3、ZR、IAA含量均差异显著。种子ABA含量以三级分枝的最高，种子GA3、ZR含量均以一级分枝的最高。另外，种子简化活力指数与ABA含量呈极显著负相关，相关系数为-0.953;而与GA3含量呈极显著正相关（r=0.801），与ZR含量呈显著正相关（r=0.732），与IAA含量呈正相关，但未达到显著水平。

从柴胡种子的质量指标得出，植株主莖顶端、一级分枝种子的千粒质量、发芽率及简化活力指数较高，适宜繁育留种。种子质量与GA3、ZR等内源激素含量存在显著正相关关系。因此，可通过不同外源生长调节剂处理促进种子萌发，进一步提高柴胡种子发芽率。关于柴胡生长调节剂种类选择及处理方法有待进一步探讨。

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