PEG的渗透调节作用在药用植物干旱胁迫研究中的应用

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1、理论与综述PEG的渗透调节作用在药用植物干旱胁迫研究中的应用张霁S赵青红郭兰萍黄璐琦"，刘大会"，金航S周洁杨光'(1.中国中医科学院中药研究所，北京，100700;2.云南省农业科学院药用植物研究所，昆明，650223)【摘要】聚乙二醇(PEG)因其较为理想的水势调节作用，己经开始用于药用植物种子引发和干旱胁迫的研究。本文介绍了近年应用PEG的渗透引发和干旱胁迫作用进行药用植物研究中的现状和问题，PEG引起植物发生生理改变的机制，以及将PEG应用于药用植物的技术策略，为进一步研究药用植物种子引发最佳条件的优选、抗旱性评价及对

2、药材品质的研究，提供思路和方向。【关健词】PEG;渗透调节；种子引发；干旱胁迫；药用植物聚乙二醇(Polyethyleneglycol,PEG)为长链乙醇聚合物，由环氧乙烷聚合而成，分子式为H0(CH2CH20)nHo由于PEG溶液水溶性好，在溶液中不分解为离子，在整个实验过程中可以保持均一水势，是一种较为理想的水势调节剂。因此，PEG被广泛应用于荒漠和盐生植物"呦、作物“⑺和牧草^如等植物种子引发和干旱胁迫的受控实验。近年来，PEG越来越多地被用于药用植物的受控实验。利用PEG对溶液水势的调节作用改变药用植物种子萌发或生长发

3、育的水分条件，开展与渗透与水分胁迫相关实验己经成为药用植物种子引发及干旱胁迫的重要手段⑵即。本文在综述PEG在药用植物研究中应用现状的基础上，分析了当前PEG溶液应用中普遍存在的问题，探讨了PEG在药用植物研究中应用中应注意的技术问题。1PEG在药用植物研究中的应用1.1种子引发种子引发(Seedpriming)是一项控制种子缓慢吸水和逐步回干的种子处理技术，包括液体引发.固体引发和生物引发等多种方法。PEG的种子引发属液体引发，是通过调节溶液水势，影响种子的吸水速率。有研究表明，对植物种子渗透引发处理后，不仅能提高其出苗速率

4、，而且使出苗率高而整齐，可节约种子用量，并增强苗期抗逆性能[ll-，X27]o近年来，PEG的种子引发作用开始应用于药用植物的研究。孙群等加⑼用20%PEG-4000处理丹参种子24h可以明显提高种子的发芽势和发芽率，使出苗高峰集中在4-5d内，并且可以使贮藏1年的丹参陈种子发芽率达到45%以上。王彦荣等何釆用PEG-6000作为渗透调节剂，研究了紫花苜蓿和沙打旺不同质量种子萌发的促进作用及其生理生态效应，结果表明，-0・6MPa、24hPEG引发可显著提高种子的早期发芽率和发芽指数，缩短达30%岀苗的天数。梁小玉等冏认为鸭茅

5、最适宜的处理条件组合为温度15・C,浓度15%,时间48h。张贤秀等呦研究了种子引发对夏枯草种子耐盐性的影响，结果表明适当浓度的PEG引发，可以增强夏枯草种子萌发阶段耐盐能力。刘长利等㈤釆用PEG-6000研究了渗透调节对甘草种子吸胀萌发的影响及其抗旱性。基金项目：国家十一五科技支撐计划课题(2006BAI09B03)：国家重点基础研究发展计划(973)(2006CB504701)；中国中医科学院基本科研业务费自主选题项目(ZZ2008095)；国家中医药管理局中医药标准化项目(ZYYS—2008)；国家中医药管理局“中药资源

6、可持续发展战賂研究”；国家中医药管理局行业专项(200707014)•通讯作者：郭兰萍，Tel:(010)64011944,E-mail:elp0]@126,com结果表明，随着渗透调节程度的加剧，甘草种子的吸胀速率、发芽率、种苗生长、SOD酶活性等指标均表现出先升后降的趋势，而组织相对含水量与相对电导率呈下降趋势，甘草种子发芽率在PEG为10%时，发芽率最高，证明甘草种子在适当的渗透调节下可以提高种子萌发率和提高幼苗抗旱性。刘宇⑶）使用浓度为300g-L'1的PEG渗透处理黄英种子，可较好的促进黄茂种子发芽生长，明显地提高其

7、幼苗中的过氧化酶活性并且明显地降低了丙二醛含量，总体上提高了黄英幼苗抗冷害的能力。1.2抗旱品种筛选对某一植物的种子而言，超过种子引发适宜的PEG浓度，或者更确切地说，是低于一定的水势，PEG溶液会阻碍种子吸收萌发所需的正常水分，从而对种子具有干旱胁迫作用。对甘草种子的研究发现，当浓度达到30%时，种子吸水受阻，种子发芽率在处理时间内始终为0（25PEG用于药用植物抗旱品种的筛选主要是通过模拟干旱胁迫，在种子萌发和种苗生长发育两个水平观察药用植物的抗旱性，从而进行抗旱品种筛选。段德玉等⑵将盐生植物灰绿藜的种子置于不同浓度的P

8、EG溶液一直浸泡，其中处理9天后仍未萌发的种子置于蒸懈水（复水）后，即可萌发，但水势为・2・7MPa处理种子的最终萌发率小于水势为0MPa处理的种子。赵荣梅等⑶［研究发现不同浓度PEG处理（15%~35%）对桔梗种子的发芽势、发芽率和发芽指数均明显下降。王得贤等凶研究几种药剂