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北细辛种子特性及光合生理研究

王志清

  北细辛(Asarum heterotropoides Fr. Schmidt Var. mandshuricum(Maxim) kitag.)(2n=14)为马兜铃科细辛族细辛属杜衡亚属华细辛组植物的1变种,以根入药,味辛,性温,归心、肺、肾经,具有祛风散寒、通窍止痛、温肺化饮之功效,用于风寒感冒、头痛、牙痛、风湿痹痛、痰饮喘咳等疾病的治疗。北细辛是吉林省大宗常用道地中药材,我国在20世纪80年代开始了北细辛野生变家植的驯化过程,并取得了重大成功。现在,人工种植北细辛已经在北细辛的应用中占主导地位。然而在人工种植过程中有许多问题亟待解决。本文对北细辛种子发育特性及萌发特性、贮藏方法及北细辛光合生理特性及光照强度对北细辛生长发育、品质的影响进行了研究。 1.北细辛种子后熟研究。通过对北细辛种子种胚萌发能力的验证及种胚形态石蜡切片观察,发现北细辛种子采收后种胚不具有萌发能力,种胚发育过程为经过球形胚、心形胚、鱼雷型胚、具有完整子叶胚等阶段,胚根伸长直至发芽,种胚发育成熟需要约5~7周的时间。采用酶联免疫吸附法对种胚发育过程中4中内源激素ABA、GA3、IAA和ZR动态变化进行测定,结果表明,在胚发育阶段,从新鲜种子到沙藏2周的约14天时间内,ABA含量呈逐渐增加趋势,从第3周始,种子中ABA含量呈逐渐下降趋势;GA3的含量变化呈“抛物线型”变化趋势,从新鲜种子到沙藏5周,含量呈逐渐增加的趋势,从沙藏5周开始,含量逐渐降低,甚至降低到(0.01)ng/g的水平;IAA含量变化曲线呈“波浪型”,亦即含量呈高—低—高—低的变化趋势,直到10周后,含量降到最小值。ZR含量变化基本也呈“抛物线型”变化趋势,与GA3变化趋势线相似,均是在沙藏5周后,激素含量升高到定点,而后含量下降,直到10周后达到最小值。 2.北细辛种子萌发特性及贮藏方法研究。北细辛是需光种子,萌发过程中需要光照。种子在15℃、18℃、20℃、25℃恒温下均可萌发,但15℃为北细辛种子萌发的最佳温度,在10℃和28℃下不能萌发。北细辛鲜种子置于4℃恒温条件下24个月,萌发率能达到94%左右,其萌发率与新鲜种子相当,是一种可行的种子贮藏方法。 3.光照对叶片影响的解剖研究。出苗后分别给予4种光照条件后,进入果期后全光照条件下(Ⅰ)北细辛叶片开始发生光灼伤现象, 50%自然光照条件(Ⅱ)、28%自然光照条件(Ⅲ)、和12%自然光照条件下(Ⅳ)的细辛叶片生长发育良好。在全光照条件下,未发生灼伤的叶片叶肉细胞发生严重的质壁分离现象、细胞器外泄到细胞间隙,细细胞中出现过氧化物酶体、酚类、质体小球等,细胞核核膜破裂、有的叶绿体基粒片层模糊不清、有的片层清晰、叶绿体双层膜结构模糊、线粒体脊消失、双层膜消失等。发生灼伤的叶片叶肉细胞中的细胞器丧失、细胞内容物凝聚粘连、细胞严重变形、细胞器消失凝聚。其他3个光照条件下,叶肉细胞的细胞器生长发育良好,结构清晰完整。叶绿体中基粒片层结构清晰,细胞中其他细胞器形态清晰完整。在4种光照条件下,叶肉细胞横切解剖结构和叶表皮扫描结构也有差异,具体表现为栅栏组织、海绵组织和气孔、非腺毛等的分布。 4.光照对北细辛光合生理特性的影响研究。叶片中叶绿素b含量类胡萝卜素含量均随遮荫程度的增加而增加,比叶重随遮荫程度的增加而减小。在7个生育期内,日均净光合速率随遮荫程度的加强而逐渐减小。在全光照条件下的3个生育期,净光合日变化呈双峰曲线变化, 50%自然光照条件下,展叶期、花期和果初期净光合日变化呈双峰曲线变化,其他4个生育期呈单峰曲线变化。其他2个光照条件下,花期净光合日变化呈双峰曲线变化,其他6个生育期呈单峰曲线变化。4种光照条件下,所有生态因子均呈单峰曲线变化。对不同光照条件下,北细辛展叶期和果中期2个生育期的环境因子间相关关系表明,大气温度(T)与叶片与大气间的水蒸汽压亏缺(VPD)成极显著正相关系(p<0.01),与大气相对湿度(%RH)呈极显著负相关(p<0.01)。叶片与大气间的水蒸汽压亏缺(VPD)与大气相对湿度(%RH)呈极显著负相关(p<0.01)。 5.光照对北细辛质量的影响。对给予100%(Ⅰ、6月10日前给予50%)、50%(Ⅱ)、28%(Ⅲ)、12%(Ⅳ)自然光照条件的第5年生北细辛根折干率、根年增产率、挥发油含量及组分、灰分、浸出物、细辛脂素进行调查、分析和测试。结果表明,Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ4种光照条件下根折干率分别为25.14%、28.27%、30.23%和31.57%,挥发油含量分别为1.81mL·100g-1、1.76mL·100g-1、1.63mL·100g-1和1.53mL·100g-1,4个光照条件下的挥发油总离子流图存在差异;挥发油的组分类别及含量均存在差异,各组分的含量并未出现随光照强度的减弱呈现逐渐减少/增加的趋势。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ4种光照条件下,北细辛干燥根总灰分含量分别是9.76%、5.64%、6.50%和6.65%,酸不溶性灰分的含量分别是3.87%、1.04%、1.87%和1.71%,醇溶性浸出物含量分别是23.45%、22.45%、22.18%和21.12%,细辛脂素含量分别是0.285%、0.291%、0.279%和0.252%。……   
[关键词]:北细辛;种子特性;光合生理;质量
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:中国农业科学院2011年