全 文 ：柳杉福建柏种子超干处理的生理生化特征
吴淑芳
(福建省林业调查规划院 ,福建 福州 350003)
摘要:利用恒温 50℃热空气干燥法 ,分别使各树种种子含水率下降到 9%～ 1%,研究其对种子发芽率和活力及生理特性的
影响。结果表明:柳杉种子水分降至 4%,福建柏种子水分降至 5%时 , 种子发芽率 、活力均保持较高水平 , 细胞膜保持较高
的完整性 , α-淀粉酶 、脱氢酶活性和呼吸强度都较高 , 由此可见 , 4%、5%分别为柳杉 、福建柏种子的最适保存的超干燥含
水率。
关键词:柳杉;福建柏;超干处理;林木种子;生理特性
中图分类号:S791.430.4　　　文献标识码:A　　　文章编号:1002-7351(2005)03-0027-04
Physiology and Biochemistry Characteristics of Crytomeria fortunei
and Fokienia hodginsii Seeds with the Ultra-Dry Treatment
WU Shu-fang
(Fujian Forest Investigation and Planning Institute , Fuzhou 350003 , China)
Abstract:The results showed that bo th the seed buding rate and activity kept the relative high level , the cell membrance kept the
relatively high integ rality , α-amylase , dehydrogenase activities and breath intensities were relatively high when Cry tomeria for-
tunei seed moisture decreased to 4%, Fokienia hodginsii seed moisture decreased to 5%, w hich could be found that 4 % and 5%
w ere the most suitable ultra-dry moisture rate fo r C.fortunei and F .hodginsii seed preservations.
Key words:Cry tomeria fortunei;Fok ienia hodginsii;ultra-dry treatment;forest seed;phy siology characteristic
　　在影响种子寿命的诸多因子中 ,以种子水分对寿命的影响最为重要。国际植物遗传资源委员会(IBP-
GR)推荐 5%±1%的含水量和-18℃低温作为世界各国长期保存种质的理想条件[ 1] ;国内经长期研究认
为正常型种子贮藏的适宜条件为干燥(含水率低于 9%)、密封低温(-5℃～ 5℃)[ 2] ;然而在这样的贮藏条
件下建立种子低温贮藏库和维护低温的管理费用资金投入是很高的 ,因此 ,有必要探讨其他较经济简便的
方法来解决种质的长期保存问题 ,种子超干贮藏正是这样一种探索中的种质保存新技术。超干贮藏是指
将种子水分降至 5%以下 ,密封后在室温条件下贮藏 ,即通过降低种子水分以代替降低贮藏温度 ,达到相
同的贮藏效果[ 2 , 3] 。20世纪 80年代后期 ,国内外对超干贮藏保存种质的研究非常重视 ,已成为种子学 、植
物学 、保护学的热点之一 。成功的报导多为油料作物和草本植物种子 ,涉及到木本植物种子则较少 。本研
究通过探索不同含水率柳杉和福建柏种子发芽率和生理特性的变化特性 ,找出最佳超干燥含水率 ,以便为
林木种子贮藏和种质资源保存上的应用提供实际和理论依据。
1　研究材料与方法
1.1　材料
供本试验用的柳杉(Cry tomeria fortunei)、福建柏(Fokienia nodginsii)种子为当年新采种子 ,其中柳
杉种子来源于福建省霞浦杨梅岭国有林场 ,含水率为 8.95%;福建柏种子来源于福建省安溪半林国有林
场 ,含水率为 8.93%。
1.2　研究方法
1.2.1　种子超干燥　利用热空气法使种子干燥到所要求的含水率 ,把种子置于恒温箱中 ,用 50℃的恒温
　收稿日期:2005-04-20;修回日期:2005-06-24
　基金项目:福建省自然科学基金项目(C95028)资助
　作者简介:吴淑芳(1957-), 女 ,福建永安人 , 福建省林业调查规划院工程师 ,从事林业调查规划工作。
第 32 卷 第 3 期
2 0 0 5 年 9 月
福 建 林 业 科 技
Jour of Fujian Forestry Sci and Tech
Vol.32　No.3
Sep., 2 0 0 5
DOI :10.13428/j.cnki.f jlk.2005.03.007
干燥至含水率为 9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%。
1.2.2　种子发芽试验　种子发芽试验按GB2772-81《林木种子检验方法》进行。
　　发芽指数 Gi =∑GtDt
式中:Gi为发芽指数 , Gt为在时间 t的发芽数 , Dt 为至 t日的发芽天数。
活力指数 V i =L·Gi
式中:V i 为活力指数 , L为平均芽长 , Gi为发芽指数 。
1.2.3　生理指标测定
1.2.3.1　电导率测定:在25℃下将林木种子浸泡8 h 测定电导率 ,再在沸水浴中煮 15 min冷却至 25℃时
测定其电导率 ,每个处理 4个重复 ,电导率仪采用 DS-11A型[ 4] 。
1.2.3.2　脱氢酶活性测定:采用 TTC定量法 。用 45℃的温水自然冷却浸种 24 h ,取胚 4个重复 ,每个重
复 100粒种子 ,用 0.2%的 T TC 溶液在 35℃黑暗环境下染色 4 ～ 6 h ,染色后倾出 T TC 溶液 ,用蒸馏水冲
洗胚 2 ～ 3次 ,移入研钵加入少量分析纯石英砂和丙酮进行充分研磨 ,把研液转到 10 ml容量瓶中 ,用丙酮
溶液冲洗干净 ,将冲洗液也转移到容量瓶中 ,并定容至 10 ml ,摇匀 ,将部分提取液倒入 5 ml离心管中 ,在
3 000转·min-1的离心机中离心 7 min ,倾出上清液用 721型分光光度计在 490 nm 波长下测定光密度值 ,
在标准曲线中查出还原态 TTC值[ 4] 。
1.2.3.3　α-淀粉酶测定:用 45℃的温水自然冷却浸种 24 h ,取胚 4个重复 ,每个重复 100粒种子 ,把胚移
入研钵中加入少量分析纯石英砂和 5 ml研磨缓冲液冲洗 ,转移到试管中 ,将提取液放在 70℃恒温中加热
20 min ,在 4 000转·min-1离心机中离心 5 min ,倾出上清液 ,用研磨缓冲液定容至 10 ml ,作为酶制剂 ,吸
取 1 ml酶制剂放入试管中 ,加入 1 ml淀粉溶液和 1 m l反应缓冲液 ,摇匀放在 37℃的恒温水浴中保温 ,经
过0 min 、5 min 、10 min ,分别吸取 0.3 ml的反应混合液放入试管中 ,迅速加入1 m l显色剂 ,加入 3 ml蒸馏
水 ,充分摇匀 ,用 721型分光光度计在 620 nm的波长下测其光密度值[ 4] 。
　　淀粉酶/mg·粒-1min-1=ΔOD620(t)av/ v 1
OD 620(0)tw
式中:ΔOD 620(t)为时间 t 内的光密度变化值 , t为反应时间 , a 为每次试验样品混合液中含淀粉毫克数
(0.3 ml混合液含有 0.1 ml淀粉溶液 ,含淀粉 0.1 mg), v 为提取的酶制剂总体积(10 ml), w 为种子粒
数 , v1 为每次测定用酶制剂体积(0.3 m l混合液含有 0.1 ml酶制剂)。
1.2.3.4　呼吸强度的测定:种子发芽初期的呼吸强度随发芽时间逐渐增大到一定程度就稳定在一定水
平 ,为了测定效果更好 ,一般使种子置床后在种子发芽高峰期时测定 ,本次试验采用 GXH-305型便携式
红外线分析器测定 ,每个处理 4个重复 ,每个处理 100粒种子[ 4] 。
2　结果分析
2.1　超干处理对种子生活力和活力的影响
经超干处理的柳杉和福建柏种子 ,其发芽率和活力的变化见表 1。从发芽率和发芽势看 ,柳杉种子发
芽率 、发芽势和发芽指数含水率太高或太低都不好 ,说明柳杉和福建柏种子具有一定的耐干燥性能 。柳杉
和福建柏种子的发芽率 、发芽势 、发芽指数和活力指数在含水率 3%～ 5%时数值较大 ,福建柏种子最适干
燥含水率为 5%,柳杉种子最适含水率为 4%。
2.2　超干处理对种子膜透性的影响
种子劣变时常伴随着吸胀渗漏物的增加 ,因劣变种子细胞膜的完整性和吸胀时修复能力和速率降低 ,
因此浸泡液的电导率较高 。从表 2可见 ,柳杉 、福建柏种子经超干处理后 ,种子外渗液的电导率与对照相
比 ,在柳杉种子含水率 2%～ 9%时差异不大 ,当低于 2%时电导率逐渐上升 ,可见柳杉种子耐干燥限制含
水率极限为 2%以上;福建柏种子含水率在 4%～ 9%时差异不大 ,低于 4%时电导率逐渐升高 ,可见福建
柏种子耐干燥极限含水率为 4%以上 ,柳杉种子耐干燥极限含水率为 2%。
·28· 福 建 林 业 科 技 第 32 卷
表 1　超干处理对柳杉 、福建柏种子发芽率和活力的影响
含水率/ % 柳杉 福建柏发芽率/ % 发芽势 活力指数 发芽指数 发芽率/ % 发芽势 活力指数 发芽指数
9 20.5 8.5 1.75 2.08 13.5 8.3 0.71 1.05
8 23.5 10.5 1.78 2.10 14.0 8.7 0.75 1.12
7 25.0 13.0 1.81 2.73 14.5 9.0 0.79 1.20
6 24.5 12.0 1.80 1.98 15.5 8.5 0.87 1.59
5 24.5 14.5 1.97 2.94 20.5 11.0 1.43 2.97
4 27.5 19.5 2.31 2.79 18.5 10.5 1.23 2.26
3 24.0 17.0 1.74 2.28 17.0 8.5 0.99 1.64
2 22.5 12.5 1.70 2.06 14.0 8.5 0.87 1.53
1 20.0 10.5 1.64 2.00 14.0 7.5 0.80 1.48
对照 21.0 13.5 1.86 2.75 16.0 10.5 1.09 1.95
表 2　超干处理对柳杉 、福建柏种子α-淀粉酶活性等生理指标的影响
含水率/ %
相对电导率/ %
柳杉 福建柏
α-淀粉酶活性/ mg·g -1粒-1min-1
柳杉 福建柏
5 min 10 min 5 min 10 min
脱氢酶活性(0D490) 呼吸强度/ 10-6
柳杉 福建柏 柳杉 福建柏
9 32.45 37.62 0.023 0.008 0.018 0.009 3.65 4.17 0.0150 0.0129
8 34.18 37.35 0.025 0.009 0.020 0.010 4.41 4.32 0.0150 0.0132
7 36.21 37.27 0.022 0.011 0.021 0.011 3.78 4.61 0.0142 0.0142
6 30.71 37.33 0.021 0.012 0.023 0.013 3.47 4.15 0.0133 0.0159
5 29.75 36.91 0.021 0.012 0.019 0.017 4.06 5.64 0.0151 0.0186
4 25.93 36.84 0.028 0.015 0.025 0.019 4.61 5.69 0.0159 0.0192
3 30.19 42.74 0.021 0.014 0.017 0.018 4.48 5.43 0.0144 0.0163
2 32.87 43.73 0.013 0.009 0.017 0.014 3.89 5.17 0.0136 0.0133
1 39.89 51.04 0.012 0.008 0.009 0.005 3.43 4.02 0.0125 0.0106
对照 36.99 37.00 0.026 0.011 0.027 0.018 4.05 4.04 0.0158 0.0157
2.3　超干处理对种子α-淀粉酶活性的影响
α-淀粉酶是用种子α-淀粉酶的活性来表示种子活力 ,种子的萌发离不开酶的作用 ,特别是种子内由淀
粉转变成葡萄糖过程中 ,α-淀粉酶扮演了一个非常重要的角色 ,因而α-淀粉酶活性测定从另一侧面反映了
种子活力 ,通过测定α-淀粉酶的活性来测定种子活力的大小。试验结果表明(表 2),柳杉 、福建柏种子的
α-淀粉酶活性含水率为 4%以上时与对照差异不大;当种子含水率低于 3%时 ,α-淀粉酶活性开始逐渐下
降。可见柳杉 、福建柏种子要使α-淀粉酶活性保持较高水平 ,就必须控制种子含水率在 4%。
2.4　超干处理对种子脱氢酶活性的影响
脱氢酶活性是种子生活力和活力的最重要生理指标之一 ,可反映细胞代谢的还原能力和胚损伤程度 ,
种胚脱氢酶活性以四唑被还原产物红色三苯基甲月替提取液的光密度表示 。试验结果表明(表 2),柳杉种
子的脱氢酶活性在含水率为 3%～ 5%时和对照差异不大 ,当种子含水率降至 3%以下时 ,种子脱氢酶活性
逐渐下降 。福建柏种子脱氢酶活性在含水率为 2%～ 5%时与对照差异不大 ,当含水率降至 2%以下时有
所下降 ,可见柳杉 、福建柏种子内脱氢酶活性受种子含水率影响较大 ,种子耐干燥能力有一定限制 。这 2
个树种种子耐干燥含水率的下限为种子含水率 3%和 2%以上。
2.5　超干处理对种子呼吸强度的影响
呼吸强度是种子活力的最重要的生理指标之一。从表 2结果表明 ,柳杉种子在含水率为 4%～ 5%时
呼吸强度差异不大 ,而 3%以下急剧下降 ,福建柏种子在含水率为 3%～ 6%时差异不大 ,而 3%以下急剧
下降 ,可见柳杉 、福建柏种子耐干燥含水率分别为 4%和 3%。
·29·第 3 期 吴淑芳:柳杉福建柏种子超干处理的生理生化特征
3　结论与讨论
1)综合以上各因子分析 ,结果表明:柳杉 、福建柏种子含水率分别降至 4%和 5%时 ,种子活力仍保持
较高水平 ,是耐干燥含水率的下限 。
2)本试验值得探讨的是 ,柳杉种子在含水率降至 4%时 ,其发芽率 、发芽势 、活力指数 、发芽指数值出
现大下降的现象 ,这说明 5%是柳杉种子贮藏前超干燥的临界含水量 ,低于此界限 ,种子将表现干燥损伤 ,
发生劣变。种子在重新吸水时 ,产生吸胀损伤 ,且劣变种子膜修复能力下降 ,因而出现以上指标大下降现
象。福建柏种子在含水率降至 5%时 ,也开始出现发芽率 、发芽势 、活力指数 、发芽指数值出现大下降的现
象 ,即干燥损伤 。但相对电导率 、α-淀粉酶活性 、脱氢酶活性 、呼吸强度在含水率降至 2%时也出现下降 。
3)超干技术在种质资源保存上具有很大潜力 ,如果进一步查明种子耐干机理 ,不断完善超干技术 ,就
可能对不耐干的种子进行有效的干燥前和播种前的预处理 ,使其能够经受过度失水和快速吸水过程中的
胁迫 ,从而可扩大超干技术的应用范围 。
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