GGR6浸种对沙氏鹿茸草种子萌发及幼苗生长的影响开题报告

 2023-02-18 10:02

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

本课题的意义、国内外研究概况、应用前景

1.本课题的意义

沙氏鹿茸草Monochasma savatieri Franch.ex Maxim 为玄参科鹿茸草属半寄生草本植物,始载于《植物名实图考》,又称为绵毛鹿茸草[1]。多年生,全株有白色茸毛,生于向阳山坡上,主要分布于江苏、浙江、江西、福建、湖南等地[2]。沙氏鹿茸草以干燥全草入药,具有清热解毒、祛风止痛、凉血止血等功效,常用于治感冒、咳嗽、肺炎发热、吐血、赤痢、便血、月经不调、风湿骨痛、牙痛、乳痈等症[3]。鹿茸草在民间药用历史悠久,是国家中药保护品种炎宁颗粒等中成药的主要原料之一,临床用于上呼吸道感染、扁桃体炎、尿路感染、急性菌痢、肠炎等多种炎症型疾病[4]。黄酮类、生物碱类、皂苷类和多糖类是鹿茸草的主要药用有效成分[5,6]

目前鹿茸草来源仅靠野生采挖,近年来随着鹿茸草的市场需求量增大,过度采挖和环境变化使沙氏鹿茸草野生资源濒临枯竭,目前的野生资源蕴藏量难以满足制药产业的需求,人工栽培鹿茸草成为必然趋势[7]。因此,为保障沙氏鹿茸草的持续供给,开展野生抚育和人工栽培是解决沙氏鹿茸草资源可持续利用的必由之路。而GGR系列是一种复合型的绿色生长调节剂,本课题选择了GGR6对沙氏鹿茸草种子进行浸种,以期促进种子萌发和幼苗生长,缩短其育苗周期,对于实现沙式鹿茸草的人工栽培具有重要意义。

2.国内外研究概况

沙氏鹿茸草,又名千年艾、千重塔、六月霜、毛茵陈、鱼腮草。为玄参科鹿茸草属多年生草本植物, 广泛分布于我国华南地区的浙江、江西、湖南、贵州等省份[8]。草本,植株稍绿色,疏被绵毛或上部被短毛或近无毛。茎丛生,细弱。叶交互对生,无柄。味微苦、涩,性凉。功能清热解毒,凉血止血。主治感冒发热、小儿热惊、咳嗽、咯血、吐血、便血、崩漏、泄泻、鹅口疮、牙痛、乳痈、疖肿等症。花期3-4月,果期4-5月,种子成熟期晚于花期15d[7]。对于鹿茸草的研究,王莹等[2]人发现最适合鹿茸草增值的培养基为1/2MS 6 BA2.5 mg·L-1 NAA0.2 mg·L-1白糖30g·L-1 琼脂粉3.8 g·L-1,最适合的壮苗培养基为1/2MS 牛肉蛋白胨1 g·L-1 白糖30g·L-1 琼脂粉3.8 g·L-1,最适合鹿茸草生根培养基为1/2MS NAA0.2 mg·L-1 白糖30 g·L-1 琼脂粉3.8g·L-1。经石梦凡研究可知[9]鹿茸草中的苯乙醇苷类成分在体外和体内都具有心肌保护作用,其机制可能与抗氧化相关。据郑巍[10]研究表明,鹿茸草氯仿提取物具有较显著的抗癫痫作用。陈艺芳等[11]的研究表明,赤霉素浓度和温度对沙氏鹿茸草种子萌发存在显著作用,除发芽率外,温度对其他萌发参数的影响大于赤霉素浓度。

绿色植物生长调节剂(GGR)系列,是一种复合型植物促进剂,具有补充植物生根所需外源生长素,以及促进内源激素合成的双重功能[12]。据研究可知,种子发芽期和幼苗生长期是植物生长过程中最重要的2个阶段[13],也是植物发育过程中最敏感和最脆弱的时期[14] 。李沁[15]和薄颖生 [16] 等研究表明,用20 mg·kg-1的GGR6溶液浸种,能使油松种子出苗期提前2-3d,出苗率提高10%~30%,且出苗集中整齐,苗全期提前4-7d。王建风等[17]以无GGR6处理的种子为对照,将沙棘种子消毒后用50mg·L-1的GGR6浸泡24h,催芽4-5 d后播种在苗圃中。结果表明用50 mg·kg-1的GGR6溶液浸种24h沙棘种子室内萌发时间提前3 d,发芽高峰提前7 d,发芽率提高17%。据王香等[18]的研究可知,GGR6能够显著提高苜蓿种子的发芽率、发芽势;综合评定GGR质量浓度从高到低的排序为100150200500mg·L-1 (CK),筛选出最适宜苜蓿种子萌发及芽苗生长发育的GGR6浓度为100mg·L-1,为提高紫花苜蓿产量和质量提供了理论依据。王东晨等[19]的研究表明,50mg·L-1 GGR6号生根粉处理的速生杨根蘖苗生根效果较好,生根数达21.75根/株,最长根长为68.25cm,平均根长为43.26 cm,均显著高于25mg·L-1浓度处理和对照处理。

3.应用前景

近年来国内正在研发以鹿茸草为原料的中成药制剂,单靠挖掘野生资源已难以满足市场对鹿茸草原料药材的需求,因此探讨野生鹿茸草的人工驯化栽培具有实用意义[20]。GGR是绿色植物生长调节剂,具有高效,安全,无公害的特点,是一种新型调节剂,可以有效调控植物体内激素的动态平衡,促进植物生长发育,提高作物产量,改善作物品质。将GGR运用到沙氏鹿茸草,有望促进种子萌发,提高发芽率和发芽势,提高幼苗的成活率,将具有广阔的市场前景。

参考文献:

[1]国家中医药管理局《中华本草》编委会.中华本草[M] .上海:上海科学技术出版社,1990:354.

[2]王莹,邱江明.鹿茸草组织培养技术研究[J].现代园艺,2018(19):31.

[3]苏新医学院.中药大辞典[M].上海:上海科学技术出版社,1977:2242.

[4]李敏.中药复方制剂炎宁颗粒的化学成分研究[D].沈阳:沈阳药科大学,2012.

[5]杨蓓芬,崔敏燕.绵毛鹿茸草的次生代谢产物含量与抑菌活性分析[J].浙江中医药大学学报,2009,33 (2):265-267.

[6]郑巍,谭兴起,郭良君,等.鹿茸草的化学成分 [J].中国天然药物,2012,10 (2) :102-104.

[7]夏晨,郭鑫,冯慧,等.鹿茸草的物候与生长更新特征[J] .安徽农业科学,2018,46(27):1-2 38.

[8]郎晓平,孙健,沈晓霞,等.灭菌方法和培养基质对沙氏鹿茸草种子发芽的影响[J].浙江农业科学,2019,60(02):245-247.

[9]师梦凡.鹿茸草中苯乙醇苷类化学成分的心肌保护作用研究[D].苏州大学,2013.

[10]郑巍.鹿茸草提取物抗癫痫作用的实验研究[A].中华医学会(ChineseMedical Association)、中华医学会临床药学分会(ChineseSociety of Clinical Pharmacy) .中华医学会临床药学分会2014年全国学术会议论文汇编[C] .中华医学会(ChineseMedical Association)、中华医学会临床药学分会(ChineseSociety of Clinical Pharmacy):中华医学会,2014:1.

[11]陈艺芳,郭巧生,朱再标,等.赤霉素浓度和温度对沙氏鹿茸草种子种子萌发影响研究[J].中药材,2018(05):1040-1043.

[12]刘宗奇,高永,汪季,等.PP_(333)和GGR_6对沙打旺和草木樨种子发芽的影响[J] .内蒙古农业大学学报(自然科学版),2015,36(05):56-62.

[13] Tobe K, LI X M, Omasa K.Seed germination and radicle growth of a halophyte, Kalidium caspicum(Chenopodiaceae) [J]. Annals of Botany, 2000, 85 (3) :391.

[14] Rajjoul, Duval M,Gallardo K, et al.Seed germination and vigor[J]. Annu Rev Plant Biol,2012, 63:507.

[15]李沁.植物生长调节剂在油松育苗上的应用[J].东北林业大学学报,2009,37 (8) :13.

[16]薄颖生,韩恩贤,杨培华,等.GGR6号在油松容器育苗上的应用[J].水土保持研究,2005,12 (6):23.

[17]王建风,黄生福.植物生长调节剂GGR6在沙棘培育中的应用试验[J].安徽农业科学,2009,37 (6):2477.

[18]王香,高永,汪季,等.植物生长调节剂GGR-6对苜蓿种子萌发及芽苗生理特性的影响[J].北方园艺,2016,(15),67-71.

[19]王东晨,孙源蔚,王志彦,等.GGR-6生根粉对速生杨根蘖苗生根的影响[J].河北林业科技,2015(05):6-7.

[20]杨业正.鹿茸草种子的休眠与萌发[J].种子,2009,28(03):82-84.

2. 研究的基本内容和问题

研究的目标、内容和拟解决的关键问题

1.研究目标

(1)不同浓度的ggr6在相同浸泡时间下对沙氏鹿茸草种子萌发及幼苗生长的影响。

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3. 研究的方法与方案

1.研究方法及实验方案

1.1 种子前处理

称取一定量的沙氏鹿茸草果荚置于烧杯中,加入适量蒸馏水浸泡至果荚软化易于剥离,揉搓,静置,水选法选取种子,将水选过的种子沥干多余水分,用0.1%升汞消毒8min,蒸馏水清洗7~8次,然后用800mgL-1 GA3室温下浸泡24h,蒸馏水冲洗5~6次。

1.2试验设计

将经过前处理的沙氏鹿茸草种子用0、200、400、600、800、1 000 mgL-1的GGR6溶液分别浸泡0、6、12、24、36 h(0 mgL-1 GGR6溶液即蒸馏水,0mgL-1 GGR6溶液浸种0 h的种子即只经过前处理的种子),随后用蒸馏水清洗

5~6次。将清洗过的种子置于双层滤纸床上,每皿50粒,各处理3次重复,于25 ℃,12 h光/12 h暗的条件

下进行培养。每天定时补充培养皿中的水分,使滤纸保持湿润状态。

1.3 指标测定

每日定时统计种子发芽状况,7 d时统计发芽势,至3d内无新种子萌发时统计发芽率、发芽指数、活力指数、平均萌发历期、峰值和发芽值等发芽指标。将发芽的标准定义为胚轴长度等于种子长度。发芽试验结束后从各处理中随机选取10株幼苗,用游标卡尺测定其苗高、根长、茎长等生长指标。

1.4计算方法

发芽势=7 d内正常发芽种子数/供试种子数×100%;

发芽率=正常发芽种子数/供试种子数×100%;

发芽指数(GI)=∑Gt / Dt(Gt为第t天发芽的种子数,Dt为相应的发芽天数);

活力指数=GI×R(R为幼苗根长);

平均萌发历期=∑(DiNi)/N,Di为从置床之日起的发芽天数(置床当日为0 d),Ni为相应天数的发芽数,N为供试种子萌发总数;

峰值=发芽高峰时发芽种子数/相应发芽天数;

发芽值=平均发芽率×峰值,式中,平均发芽率=总发芽率/发芽结束时的天数;

2.技术路线:见附件

3.可行性分析

(1)本课题指导教师朱再标老师进行鹿茸草的研究工作,曾多次在核心期刊上发表相关文章,有丰富的经验,能给予我们所需的指导,尽量避免实验过程中的失误。

(2)本课题所需实验材料鹿茸草种子均为相关基地提供优质种子,取样比较有代表性。

(3)本课题研究目的明确,实验设计合理且条理清晰,具有很强的针对性。

(4)本课题所涉及的实验方法成熟,具有很强的可操作性,且实验所涉及的仪器操作较为简便,经指导老师提供,已基本具备。

(5)本人已完成相关课程和试验的学习和考核,具备完成本项目所涉及实验的能力。

4. 研究创新点

4.特色及创新之处

目前鹿茸草来源仅靠野生采挖,近年来随着鹿茸草的市场需求量增大,过度采挖和环境变化使沙氏鹿茸草野生资源濒临枯竭,目前的野生资源蕴藏量难以满足制药产业的需求,人工栽培鹿茸草成为必然趋势。而GGR是一类非激素的新型植物调节剂,具有绿色,安全,高效,无公害的特点。它既可以从外界提供植物生长发育所需的外源激素,又能通过促进植物内源激素及相关酶活性的合成,双重功能结合从而调控植物的生长发育过程。因此用GGR6对沙氏鹿茸草种子进行浸种处理,可以显著提高种子萌发和幼苗生长,对以后鹿茸草的研究具有重大意义。

5. 研究计划与进展

4.研究计划及预期进展

(1)2018年3月:

明确试验目标,熟悉实验方法,查阅相关文献,准备开题。

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