太子参种子品质检验方法及质量分级标准研究

[收稿日期] 2014-03-14

[基金项目] 国家“重大新药创制”科技重大专项（2012ZX09304006）；中央本级重大增减支项目（20603020223，20603020120）；施秉中药材产业科技合作专项计划项目[施科合专项（2012）04号]；贵州省普通高等学校特色重点实验室建设项目（黔教合KY字[2013]108号）

[通信作者] *周涛，教授，主要从事中药资源开发与利用研究，Tel：（0851）5607526，E-mail：

[摘要] 参照《中国农作物种子检验规程》对太子参种子扦样、净度、千粒重、含水量、生活力、发芽情况等进行研究，筛选适合太子参种子品质的检验方法；并对不同产地太子参种子进行检验。研究结果表明，太子参种子最少试验量应为6.5 g，过10目筛后进行净度分析，千粒重测定以五百粒法，水分测定以高恒温（130±2）℃烘干5 h，生活力测定以0.2% TTC溶液40 ℃染色1 h，种子解除休眠后置于砂上10 ℃进行发芽试验；采用K聚类对各项数据进行分析，不同产地种子质量被分为3个等级，其中Ⅰ级种子的发芽率不低于86%、千粒重不低于2.59 g、净度不低于87%、含水量不高于13.1%，Ⅱ级种子的发芽率不低于70%、千粒重不低于2.40 g、净度不低于77%、含水量不高于14.3%，Ⅲ种子的发芽率不低于41%、千粒重不低于2.29 g、净度不低于76%、含水量不高于15.8%。该研究建立了太子参种子品质的检验方法和质量分级标准。

[关键词] 太子参；种子；品质检验方法；质量标准

中药材质量的稳定需要中药材生产的规范化，其中种子生产的标准化是中药材生产规范化的重要组成部分[1]。与农作物种子标准化的进程相比，中药材的种子质量控制还非常落后，农作物种子的品质检验、质量分级、包装和贮藏均有国家标准或地方标准，但到目前为止，我国除1986年国家标准局颁布人参种子国家标准外，其他大部分中药材种子的检验规程和质量标准尚是一片空白。近年来已有部分中药材种子进行了种子检验方法和质量分级标准的初步研究，如金莲花[2]、夏枯草[3]、射干[4]、黄檗[5]、白花蛇舌草[6]等。

太子参为石竹科植物孩儿参Pesudostellaria heterophylla （Miq. ） Pax ex Pax et Hoffm.的干燥块根，具有益气健脾、生津润肺之功效[7]。虽然全国各栽培区太子参主要以块根繁殖为主，但太子参种子繁殖不传播病毒[8]，可避免反复块根繁殖造成的种性退化。通过对太子参主产区实地调查发现，不同产地或同一产地不同采集时间的太子参种子质量差异悬殊，特别是发芽率和千粒重相差悬殊，太子参种子质量差异如此悬殊将严重影响太子参种植的高产稳定，迫切需要建立太子参种子检验规程和质量分级标准。

太子参种子具有休眠特性，近年来肖承鸿等[9-10]对种子的休眠机制和萌发特性进行了深入的研究，证实了太子参种子的休眠机制为生理休眠，低温砂藏层积可解除休眠，发芽较适宜的条件为10 ℃无光培养，发芽床为砂床。本文在上述研究基础上，继续深入对太子参种子净度、千粒重、真实性、含水量、生活力、发芽率等指标的研究，确定太子参种子的检验方法，并依此方法测定不同样品种子的净度、千粒重、含水量、发芽率等，初步制定了太子参种子的质量分级标准。太子参种子质量标准的研究旨在为提高太子参种子质量，制定种子品质检验及质量分级的国家标准或地方标准提供依据。

1 材料

用于品质检验的种子采自贵州省施秉县牛大场镇太子参种植基地；用于质量分级标准的种子分别采自贵州、安徽、江苏、福建、山东等22个县市的栽培太子参种子53份。

种子低温储藏柜（CZ-030F），种子净度工作台（TJD-1300），电热鼓风干燥箱（101-1AB），1/1万电子天平（EL104），智能多段人工气候箱（RTOP-500B）。

2 方法

用于扦样、净度分析、千粒重测定、真实性鉴定、水分测定和生活力测定的种子，常温干燥既得；用于发芽试验的种子需常温干燥后在-2～3 ℃砂藏层积65 d[10]。

2.1 扦样

参照GB/T 3543.2-1995“农作物种子检验规程――扦样”，采用徒手减半法分取初次样品和试验样品。根据太子参种子的市场流通情况和单次可能的交易量，净度分析样品不少于2 500粒种子，送检样品为净度分析样品10倍量。

2.2 净度分析

扦样得到的种子过10目筛，置净度工作台上，用镊子将净种子与其他植物种子、废种子、果皮和果柄、泥沙和其他杂质分开，分别称重。3次重复。

种子净度=[净种子/（净种子+其他植物种子+废种子+果皮和果柄+泥沙和其他杂质）]×100%

2.3 千粒重测定

采用百粒法、五百粒法和千粒法测定种子重。①百粒法：随机从净种子中数取100粒，称重，8次重复，计算标准差及变异系数；②五百粒重：随机从净种子中数取500粒，称重，3次重复，计算标准差及变异系数；③千粒重：随机从净种子中数取1 000粒，称重，3次重复，计算标准差及变异系数。

2.4 种子真实性鉴定

随机取100粒种子，逐粒观察种子形态、颜色及表面特征，测量种子大小，并记录数据。4次重复。

2.5 水分测定

采用低恒温烘干法（105±2） ℃和高恒温烘干法（130±2） ℃。

2.5.1 低恒温烘干法 测量种子分为整粒和粉碎处理，前者称取2 g整粒种子在（105±2） ℃低恒温条件下，每隔1 h取出放入干燥器内冷却至室温后称重，总烘干时间为6 h；后者将种子粉碎（50%以上能过4 mm筛），方法同上。4次重复。

2.5.2 高恒温烘干法 测量种子分为整粒和粉碎处理，在（130±2） ℃高恒温条件下进行烘干测定，方法同2.5.1。4次重复。

种子水分=[（烘前试样重-烘后试样重）/烘前试样重] ×100%

2.6 生活力测定

2.6.1 TTC法 因素水平考察：根据预试验结果，选择TTC溶液浓度、染色时间、染色温度、预湿时间4个因素，每个因素选择3个水平，设计正交优化试验，见表1。

TTC溶液配制：用pH 6.5～7.0的磷酸缓冲溶液将2，3，5-氧化三苯基四氮唑（TTC）配成质量分数为1%的溶液，避光保存。使用时用缓冲溶液稀释至不同浓度。

染色：将预湿后的种子沿中轴纵切（两部分均含有胚），放入培养皿中，滴入不同浓度的TTC溶液直至浸没种子，置设定温度的恒温箱中避光染色。每个处理3次重复，每重复50粒种子。另取60粒种子放入沸水中煮30 min，染色，作为参照。

2.6.2 红墨水法 根据预试验结果，用5%红墨水优选预湿时间、染色温度和染色时间；再优选红墨水浓度。

不同预湿时间：30 ℃下蒸馏水分别浸泡8，10，12 h。

不同染色温度和染色时间：将胚置于培养皿中用5%红墨水染色，染色温度分为25，30，35 ℃ 3个温度，染色时间分为0.5，1，1.5 h 3个时间。

红墨水设5%，6%，7%，8%，9%，10% 6个梯度。

以上每个处理3次重复，每重复50粒种子。另取60粒种子放入沸水中煮30 min后，取出，染色，作为参照。

2.7 发芽试验

种子前处理、发芽温度和发芽床在适宜的条件下进行[10]。

2.8 种子分级标准研究

采用上述研究确定的检验方法对收集的53份太子参种子进行净度、千粒重、含水量、发芽率等指标的测定。使用DPS分析软件对数据进行K-均值聚类。

3 结果与分析

3.1 扦样

采用徒手减半法取试样样品，太子参种子净度分析试验所需试样量最少为6.5 g，送检样品最少为65 g。

3.2 净度分析

净度分析3次重复种子的增失差均未偏离原始质量的5%，故该方法和程序切实可行，见表2。

3.3 千粒重测定

3种方法测定结果表明，五百粒法的变异系数最小（0.918%），百粒法的变异系数最大（3.065%），均未超过允许变异系数（4.0%），而百粒重小于1.0 g，不利于实际操作，在实际操作中相对于千粒法五百粒法可减少工作量，故以五百粒法作为太子参种子千粒重的测定方法，见表3。

3.4 真实性鉴定

太子参种子椭圆形或扁球形，长1.63～3.19 mm，宽1.12～2.36 mm，厚0.73～1.61mm；种皮革质，密生瘤刺状突起，表面红棕色或黄褐色；种脐位于腹面基部。外胚乳显著，胚弯曲，位于外胚乳的中央，长5.55～5.78 mm。种子千粒重为1.982～3.214 g。

3.5 水分测定

不同方法测得种子的含水量差异显著，相同烘干时间种子整粒（105±2） ℃所测的水分明显低于其他3种处理方法，而种子粉碎（130±2） ℃测的水分显著高于其他处理方法；种子粉碎（130±2） ℃烘干5 h后含水量不发生显著变化。因此，将种子粉碎，（130±2） ℃烘干5 h作为测定太子参种子含水量的方法，见表4。

3.6 生活力测定

3.6.1 TTC法 对测定种子生活力的影响因素中，C（染色温度）>B（染色时间）>D（预湿时间）>A（TTC浓度）；其中C（染色温度）对结果有显著性影响，染色温度为40 ℃时测得的生活力最高，TTC浓度、浸种时间、染色时间对生活力测量无显著性影响，考虑到TTC的价格较高，浸种24 h种子吸水有些过度，部分组织有些腐软，综合各种因素，选定四唑染色法测定种子生活力最佳条件为A1B3C2D2，即TTC浓度为0.2%，染色时间60 min，染色温度为40 ℃，浸种时间为12 h，见表5，6。

为了考察上述测定条件，按最佳条件进行3次重复试验，测定结果分别是93.33%，90.00%，93.33%。

3.6.2 红墨水法 当浸种8，10，12 h，红墨水为5%，染色时间为0.5 h，染色温度为25 ℃时测得种子生活力明显高于其他处理结果。但浸种8，10 h解剖取胚比较困难，故浸种时间宜为12 h，见表7。

浸种12 h，25 ℃下染色0.5 h，采用不同浓度红墨水染色处理后，红墨水为5%，6%，7%，8%的种子生活力无显著差异，但采用5%红墨水染色后测得的种子生活力最高。见表8。

采用红墨水法测定太子参种子生活力的最佳条件为：浸种12 h，5%红墨水在25 ℃下染色0.5 h。

3.7 发芽试验

太子参种子发芽条件按文献[10]。即太子参种子发芽前需-2～3 ℃砂藏层积65 d解除休眠；较适宜的发芽床为砂床，发芽温度为10 ℃，以第2天为首次计数时间，第15天为末次计数时间。

本文从扦样、净度、千粒重、真实性、含水量、生活力及发芽率7个方面对太子参种子品质检验方法进行了研究，确定适宜太子参种子品质检验方法，见表9。

3.8 种子分级标准制定

根据太子参种子品质检验方法，测定53份种子的净度、含水量、千粒重和发芽率，见表10。种子净度为54.33%～95.11%，含水量为12.23%～16.41%，千粒重为1.982 ～3.214 g，发芽率为8.75%～94.58%。

根据系统聚类的类平均法原理，采用DPS分析软件中的K-均值聚类对检验结果进行分析，最终类中心值见表11。

结合生产上的实践经验和检验的可操作性，本文以种子发芽率、含水量、千粒重和净度4项指标的聚类中心为太子参种子分级标准的参考值，在表11基础上初步制定了太子参种子质量分级标准，见表12。该分级方法采用最低定级原则，即任何一项指标不符合规定都不能作为相应等级的合格种子。

4 结论与讨论

本研究根据检验方法对不同产地的太子参种子的各项主要指标进行检验，初步制定了太子参种子质量分级标准，见表12。太子参种子检验规程和质量分级标准的研究将为太子参的规范化生产奠定良好基础。在4个质量指标中，发芽率最为重要，它可以较直接的反映种子在田间的出苗率；千粒重可反映种子贮藏物质的多少、种子成熟度和幼苗长势等。而净度和含水量的高低不是种子生物学特性所决定的，对种子质量的影响较小，易受人为因素和客观因素影响，可以通过后期加工加以改变，但净度是种子 收购的重要指标，发芽率测定也是在净度基础上进行的，含水量高低决定种子安全储藏和种子寿命，种子的含水量只有在临界水分以下，在干燥低温条件下储藏才有利于保持种子活力。所以把发芽率和千粒重作为太子参种子质量分级的重要指标，净度和含水量作为参考指标。

生活力虽未作为太子参种子分级的指标，但由 于可快速检测出种子的发芽潜力，可以作为评价太子参种子质量的补充指标。

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