全 文 ：Vol. 32 No. 9
Sep. 2012
第 32卷 第 9期
2012年 9月
中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
Journal of Central South University of Forestry & Technology
收稿日期：2012-06-21
基金项目：国家林业公益性行业专项基金项目（201004066）；中南林业科技大学人才引进资助项目 (07Y013)
作者简介：李铁华（1964-），男，湖南衡东人，教授，博士，主要从事林木种苗生理生态及森林培育方面的研究；
E-mail：tiehuali2000@yahoo.com.cn
榉树 Zelova schneideriana，属榆科落叶乔木，
分布于黄河流域以南的华中、华南及西南各省区；
一般在海拔 800 m以下。榉树是国家Ⅱ级保护植
物，现存资源非常稀少，急需加强资源保护和加
快繁殖。榉树材质坚硬，心材紫红色，花纹美观，
是珍贵的硬阔叶用材树种；另外，榉树树形优美，
叶色随季节发生变化，近年来被许多地区开发为
风景园林树种 [1]。
种子活力是一个考察种子品质和未来苗木生
长潜能综合状况的指标。在贮藏过程中，许多植
物的种子，其活力都表现出不同程度的下降，植
物不同，种子的生理生化特性和生态学特性各异，
因而种子的耐贮藏特性和活力变化情况表现出较
大的差异，贮藏条件不同也将影响种子活力的变
化。覃柳燕等发现，山豆根种子的活力随着贮藏
时间的延长逐渐下降，4 ℃更适合贮藏，可贮藏 6
个月，室温贮藏在 1个月之内 [2]；易官美等研究
认为，在室内盒藏、冰箱冷藏和茶园堆藏的条件
贮藏温度与时间对榉树种子活力及
抗氧化特性的影响
李铁华 1，张 伟 1，文仕知 1，申 展 1，朱晋春 2，姚振一 1
(1.中南林业科技大学，湖南 长沙 410004；2.湖南环境生物职业技术学院，湖南 衡阳 421005)
摘 要：为了更好的探讨榉树种子贮藏技术，分别用不同的贮藏温度 (3 ℃、10 ℃、常温 )和贮藏时间的榉树种
子作研究对象，分别检测了榉树种子的田间出苗率、超氧阴离子 (O2-·)生成量、过氧化氢 (H2O2 )含量、超氧化
物歧化酶 (SOD)活性、过氧化氢酶 (CAT)活性及过氧化物酶 (POD)活性，结果表明：冰箱中 3 ℃贮藏的榉树种
子具有最高的田间出苗率，超氧阴离子 (O2-·)生成量、过氧化氢 ( H2O2 )含量最低，且超氧化物歧化酶 (SOD)活
性、过氧化氢酶 (CAT)活性及过氧化物酶 (POD)活性高，能及时迅速清除超氧阴离子 (O2-·)、过氧化氢 (H2O2)及
其它自由基，避免了它们对种子的伤害，种子的活力得以保持在较高水平，具有较高的田间出苗率，因此冰箱
中 3 ℃是榉树种子比较好 的贮藏温度。
关键词：榉树种子；活力；抗氧化特性；贮藏温度；自由基
中图分类号：S718.43 文献标志码：A 文章编号：1673-923X(2012)09-0001-05
Effects of storage temperature and time on antioxidant properties and
vigor change of Zelkova schneideriana seed
LI Tie-hua1, ZHANG Wei1, WEN Shi-zhi1, SHEN Zhan1, ZHU Jin-chun2, YAO Zhen-yi1
(1.Central South University of Forestry &Technology, Changsha 410004, Hunan, China;
2. Hunan Polytechnic of Environment and Biology, Hengyang 421005, Hunan, China)
Abstract: In order to fi nd better method for preserving seeds of Zelova schneideriana, the seeds of Zelova schneideriana presenved with
different temperatures and different time, were used as test material. The germination rate in fi eld, the content of O2
-· and H2O2 and the
time activites of SOD and CAT and POD of the seeds of Zelova schneideriana were evaluated. The results indicated that the seeds of
Zelova schneideriana which were stored in refrigerator at 3 ℃ had the highest fi eld seedling emergence rates, the activites of SOD and
CAT and POD, and had the lowest contents of O2
-· and H2O2; on other hand, the O2
-· and H2O2 and other free radical can be eliminated
quickly because of high activites of SOD and CAT and POD. So the injury to these seeds was decreased, and the vigor of the seeds of
Zelova schneideriana was kept on a high level.
Key words: Zelova schneideriana seed; vigor; antioxidant properties; storage temperature, free radical
DOI:10.14067/j.cnki.1673-923x.2012.09.008
李铁华，等：贮藏温度与时间对榉树种子活力及抗氧化特性的影响2 第 9期
下 , 茶园堆藏具有较好的效果，茶树的种子活力能
够较好地保持 [3]。就林木种子来说，目前，只研究
了少数几个树种种子的活力，研究的主要方面是关
于林木种子活力的高低与种子质量的关系 [4-5]，极
少见珍稀树种种子活力的研究报道，而对珍稀树
种种子活力变化及抗氧化特性及其相关影响因素
的研究则更少。榉树母树与种源稀缺，且结实有
大小年现象，为了改进榉树种子的贮藏方法，更
好地开发和利用这一珍贵的遗传资源，研究其种
子活力及抗氧化特性变化与贮藏条件的关系，具
有重要的现实意义。
1 材料与方法
1.1 榉树种子
2009年 10月在湖南省古丈县采集了供试验用
的榉树种子。新鲜榉树种子采回后，薄层放置在
通风荫凉的地方，让其自然干燥至含水量 13%以
下。然后取一部分种子进行发芽试验，另一部分
种子进行贮藏，贮藏时间分别为 0、2、4、6、12
和 18个月。试验所用种子的千粒重为 16.7 g。
田间试验过程中受环境及其它因素的影响比
较大，采用 8次重复试验，其它所有试验皆为重
复 3次。
1.2 种子贮藏
将自然干燥后的榉树种子分别以不同的方式
进行贮藏：(1)实验室常温贮藏；(2)冰箱中 10 ℃
贮藏；(3)冰箱中 3 ℃贮藏。
1.3 田间试验
分别以不同贮藏温度和不同贮藏时间的榉树
种子，在盆栽土壤中进行点播，以盆栽土壤中的
出苗率作为田间出苗率。
1.4 超氧阴离子 (O2-·)生成量
利用罗广华 [6]和 Chaitanya[7]的方法进行测定。
1.5 过氧化氢 (H2O2)含量
利用 Brenan [8]和阮英 [9]的方法进行测定。
1.6 超氧化物歧化酶 (SOD)活性
使用邹琦 [10]的方法进行测定。
1.7 过氧化氢酶 (CAT)活性
使用邹琦 [10]和 Candan[11]的方法 -紫外吸收法
进行测定。
1.8 过氧化物酶 (POD)活性的测定
使用 Nakano[12]和赵亚华 [13]的方法进行测定。
2 结果与分析
2.1 贮藏温度和时间对田间出苗率的影响
表 1表明，贮藏 2个月，3种贮藏温度对榉
树种子田间出苗率均没有明显的影响；超过 2个
月，3种贮藏温度贮藏的榉树种子，随着贮藏时间
的延长，田间出苗率都逐渐下降，但下降的快慢
程度不同；常温贮藏的榉树种子，贮藏 2个月后，
田间出苗率就开始快速下降，而在冰箱 10 ℃和冰
箱 3 ℃贮藏时，分别在榉树种子被贮藏 4个月和
6个月后，田间出苗率开始快速下降，比常温贮
藏的分别推迟 2个月和 4个月。同时，从表 1还
可以看出，不同的贮藏温度贮藏的榉树种子，其
田间出苗率随贮藏时间的下降速度是不相同的，
常温贮藏的下降最快，冰箱 10 ℃贮藏的次之，冰
箱 3 ℃贮藏的下降最慢，到贮藏的第 18个月，榉
树种子的田间出苗率分别下降了 75.9%、63.2%和
35.9%。
表1 贮藏温度和时间与榉树种子田间出苗率
Table 1 Effects of storage temperatures and time on
germination rate of Zelova schneideriana
seeds in field
处理
榉树种子田间出苗率 /%
0月 2月 4月 6月 12月 18月
常温贮藏 58.5±2.1 59.6±2.3 53.8±2.1 46.2±2.2 29.8±1.8 14.1±1.6
冰箱 10℃ 58.5±2.1 57.4±2.5 55.3±2.6 49.5±1.9 37.3±2.2 21.5±2.0
冰箱 3℃ 58.5±2.1 59.1±2.6 57.5±2.7 54.3±2.5 47.0±2.3 37.5±2.6
2.2 贮藏温度和时间对超氧阴离子 (O2-·)生成量
的影响
图 1显示的是贮藏温度和时间对榉树种子超
氧阴离子 (O2-·)生成量的影响。在贮藏的 0～ 4个
月，所有榉树种子的超氧阴离子 (O2-·)生成量有少
量上升；4个月以后，超氧阴离子 (O2-·)的生成量
开始快速增加，其中常温贮藏的增加最快，冰箱
10 ℃贮藏次之，冰箱 3 ℃贮藏增加最慢。方差分
析显示，贮藏 6个月以上，采用不同贮藏温度，
榉树种子的超氧阴离子 (O2-·)生成量存在显著差异
(P＜ 0.05)，到贮藏的第 18个月，常温贮藏的榉
树种子的超氧阴离子 (O2-·)生成量为 103.4 μmol/g，
3第 32卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
而冰箱 3℃贮藏的榉树种子的超氧阴离子 (O2-·)生
成量为 35.7 μmol/g，前者为后者的 2.9倍。
2.3 贮藏温度和时间对过氧化氢 (H2O2)含量的影响
图 2显示，随着贮藏时间的延长，榉树种子
过氧化氢 (H2O2)含量逐渐增加，2个月后，过氧
化氢 (H2O2)含量上升速度加快，其中常温贮藏的
增加最快，冰箱 10 ℃贮藏次之，冰箱 3 ℃贮藏
增加最慢。贮藏 6个月后，不同温度贮藏的榉树
种子的过氧化氢 (H2O2)含量存在显著差异 (P＜
0.05)，贮藏 18个月后，常温贮藏的榉树种子的
H2O2含量达到 47.6 μmol/g，而冰箱 3 ℃贮藏的榉
树种子的 H2O2含量为 22.5 μmol/g，前者为后者的
2.1倍。
始大幅上升，常温贮藏和冰箱 10 ℃贮藏的榉树种
子的 SOD活性都在贮藏的第 4个月达到最高，分
别为 68.4和 77.9 U/mg protein；冰箱 3 ℃贮藏的榉
树种子的 SOD活性在贮藏的第 6个月达到最高，
103.7 U/mg protein，冰箱 3℃贮藏的榉树种子的
SOD活性最高，高活力持续的时间最长。随后所
有种子的 SOD活性都开始下降。
图 1 贮藏温度和时间与种子超氧阴离子 (O2-·)生成量的关系
Fig.1 Relationship between storage temperature and
times and the content of O2-· in seeds of Zelova
schneideriana
图 2 种子中过氧化氢 (H2O2)含量随贮藏时间的变化关系
Fig.2 Changing relationship between storage times and
the content of H2O2 in Zelova schneideriana seeds
图 3 贮藏温度和时间与种子超氧化物歧化酶 (SOD)活性
的关系
Fig.3 Relationship between storage temperature and times
and the activity of SOD in Zelova schneideriana
图 4 贮藏温度和时间与种子过氧化氢酶 (CAT)活性的关系
Fig. 4 Relationship between storage temperatures and
time and the activity of CAT in Zelova schneide-
riana seeds
2.4 贮藏温度和时间对超氧化物歧化酶 (SOD)活
性的影响
图 3显示的是使用不同的贮藏温度，榉树种
子超氧化物歧化酶 (SOD)活性随着贮藏时间延长
的变化情况，在最初 2个月的贮藏中，榉树种子
的 SOD活性变化不大，仅略有升高，2个月后开
2.5 贮藏温度和时间对过氧化氢酶 (CAT)活性的
影响
从图 4可以看出，3种贮藏温度贮藏的榉树种
子的过氧化氢酶活性都随着贮藏时间的延长而逐
渐增加，常温和冰箱 10 ℃在贮藏的第 4个月、冰
箱 3 ℃在贮藏的第 6个月，其过氧化氢酶活性分
别达到最高，随后开始下降；从 0～ 4个月，冰
箱 3 ℃和 10 ℃贮藏的榉树种子的过氧化氢酶活性
几乎相同，4～ 6个月后，冰箱 3 ℃贮藏的榉树种
子的过氧化氢酶活性继续上升且在第 6个月最高，
达到 16.5 U/mg protein。
李铁华，等：贮藏温度与时间对榉树种子活力及抗氧化特性的影响4 第 9期
2.6 贮藏温度和时间对过氧化物酶 (POD)活性的
影响
图 5显示，在 0～ 4个月，随着贮藏时间的
延长，榉树种子的过氧化物酶 (POD)活性逐渐升
高，在贮藏的第 4个月，过氧化物酶的活性达到
最高，这时，冰箱 3 ℃贮藏的榉树种子的过氧化
物酶活性为 15.62 U/mg protein、冰箱 10 ℃贮藏的
为 12.42 U/mg protein、常温贮藏的为 10.37 U/mg
protein，随后都开始下降。从贮藏的第 2个月起，
冰箱 3 ℃贮藏的榉树种子的过氧化物酶活性一直
最高，冰箱 10 ℃贮藏的次之，常温贮藏的最低。
图 1），到贮藏的第 18个月，常温贮藏的榉树种
子的超氧阴离子 (O2-·)生成量远高于冰箱 3 ℃贮藏
的，前者是后者的 2.9倍，导致了常温贮藏的榉树
种子受到伤害而迅速衰老，活力下降。
植物在衰老过程中，由于体内活性氧代谢平
衡被破坏而使 H2O2发生累积。H2O2是一种强氧化
剂，可以使细胞内的核酸、蛋白质等生物大分子
直接或间接地被氧化，也能使细胞膜及细胞器的
膜系统遭受损害，从而导致和加速了组织与细胞
的衰老、解体。本研究中，从榉树种子中 H2O2的
含量来看（见图 2），贮藏 18个月后，常温贮藏
的榉树种子的 H2O2 含量 (47.6 μmol·g-1) 是冰箱
3 ℃贮藏的 (22.5 μmol·g-1)2.1倍。冰箱 3 ℃贮藏的
比常温贮藏的低得多，种子本身受到 H2O2的伤害
相对较轻，种子活力高。
许多研究认为，SOD是应对氧自由基伤害
的第一道防线，也是植物抗氧化作用的关键酶
类。SOD的主要作用是在生物体内催化 O2-·形成
H2O2。SOD的活性变化应从两个方面来分析，一
方面，生物体本身的衰老与外界的生理胁迫常导
致体内大量产生 O2-·，O2-·是 SOD作用的底物，
O2
-·的大量产生和积累会刺激和诱导 SOD的合成
并且会提高其活性，SOD活性的提高，能及时和
高效地清除 O2-·，使植物抗衰老和忍受不良环境的
能力得到提高 [17]；另一方面，当生物体衰老达到
一定的程度，其 SOD等酶的活性也开始下降 [18]，
而 SOD等酶的活性下降，标志着生物体衰老已
进行到一定的程度。在抗氧化系统中，SOD是与
CAT协同作用的，SOD催化清除 O2-·所形成的产
物 H2O2正是 CAT催化作用的底物 [19]。综合分析
本研究的图 3和图 4可以看出，在贮藏的初始阶段，
SOD和 CAT的活性都开始上升，且 SOD与 CAT
的活性强度在变化趋势上具有一定的一致性，表
明了在贮藏的榉树种子中，SOD与 CAT具有协同
作用。在本研究中，常温贮藏和冰箱 10 ℃贮藏榉
树种子在贮藏的第 4个月开始，SOD与 CAT的活
性都快速下降，因而催化 O2-·和 H2O2分解的能力
下降，导致了这两种物质的大量增加和积累，造
成了对种子的伤害，导致了种子活力下降；而冰
箱 3 ℃贮藏榉树种子的 SOD与 CAT的活性相对较
高，且高活力持续的时间长，延缓了 O2-·和 H2O2
的增加和积累，减轻了它们的伤害，种子活力高。
POD活性大小，影响乙烯和木质素的合成，
与植物清除氧自由基的能力有关，也与植物生长
和衰老过程有关 [20-21]。植物体内 POD活性低，清
除氧自由基的能力弱，反之，则清除氧自由基的
图 5 贮藏温度和时间与种子过氧化物酶 (POD)活性的关系
Fig. 5 Relationship between storage temperature and times
and the activity of POD in Zelova schneideriana
3 讨 论
种子的田间出苗率反映的是种子的抗逆能力，
是种子活力水平的具体表现。一般认为，种子发
芽势大的，其活力较高，田间出苗率也高，李培
旺等研究了光皮树等 3个油料树种，认为种子发
芽势与种子的活力指数相关密切，发芽势高的，
其活力指数也高 [14]。表 1显示，常温贮藏的榉树
种子的田间出苗率下降快，表明活力水平下降快；
冰箱 3 ℃贮藏的榉树种子的田间出苗率下降慢，
活力水平高；而冰箱 10 ℃贮藏的榉树种子的活力
水平介于两者之间。
生物体内出现的自由基大多是·OH及其活性
衍生物与超氧阴离子 O2-·，在生物体处于正常的情
况下，自由基的产生与淬灭处于动态平衡状态，
使自由基处于较低的水平，这种平衡一旦被打破
和破坏，自由基就会逐渐积累，当积累的量达到
一定程度，就会对细胞和组织产生伤害，从而加
快生物体衰老的速度和进程 [15]。李颜与王倩研究
了人工老化后的大葱种子，老化后低活力种子的
自由基含量迅速增加，老化 1天自由基含量增加
了70%，而老化6天增加高达191%[16]。本研究中（见
5第 32卷 中 南 林 业 科 技 大 学 学 报
能力相对较强。梁海荣等报道，随着小麦种子活
力的下降 ,它的过氧化物酶 ( POD) 、过氧化氢酶
（CAT） 等酶类的活性也随之下降 [22]；朱世杨等
人研究发现，老化的花椰菜种子经 GA3处理后活
力得到提高，其过氧化物酶 ( POD)活性也得到相
应的提高 [23]。本研究表明 (图 5)，3种不同贮藏温
度下，冰箱 3 ℃贮藏的榉树种子的 POD活性高，
清除氧自由基的能力强，迅速而及时地清除了氧
自由基，种子少受氧自由基的伤害，种子活力下
降慢，活力相对较高。
4 结 论
(1)随着贮藏时间的延长，榉树种子的田间出
苗率逐渐下降，常温贮藏的下降最快、冰箱 10℃
贮藏的次之、冰箱 3 ℃贮藏的下降最慢，说明冰
箱 3 ℃贮藏的榉树种子的活力得到较好的保存，
种子活力高。
(2)随着贮藏时间的延长，常温贮藏的榉树种
子的超氧阴离子 (O2-·)生成量和过氧化氢 (H2O2)含
量都较高，给种子本身造成了伤害，使种子活力
下降，种子活力低；而冰箱 3 ℃贮藏的榉树种子
的超氧阴离子 (O2-·)生成量和过氧化氢 (H2O2)含量
都较低，给种子本身造成的伤害轻，种子活力下
降慢，种子活力高。
(3)冰箱 3 ℃贮藏的榉树种子的超氧化物歧
化酶 (SOD)活性、过氧化氢酶 (CAT)活性及过
氧化物酶 (POD)活性都较高且高活性持续的时间
长，及时迅速清除了超氧阴离子 (O2-·)、过氧化氢
(H2O2)及其它自由基，避免了它们对种子的伤害，
种子的活力得以保持，种子的活力高。
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[本文编校 :吴 毅 ]