全 文 :收稿日期:2011 - 08 - 25
基金项目:农业部“牧草种质资源保护”(070401) ;湖北省财政专项“优质肉羊新品系选育及健康养殖技术研究”(200730)和动物胚胎工程及分子育
种湖北省重点实验室开放课题牛羊育种类(2011 ZD 200-299)。
作者简介:田 宏 (1978 -) ,女,陕西周至县人;硕士,助理研究员,主要从事牧草种质资源保护和育种研究。
通讯作者:刘 洋,E-mail:liuyang430209@ 163. com。
不同贮藏方法和时间对扁穗雀麦种子萌发的影响
田 宏, 陈明新, 张鹤山, 蔡 化, 刘 洋
(湖北省农业科学院畜牧兽医研究所,湖北省动物胚胎工程及分子育种重点试验室, 武汉 430064)
Effect of Different Storage Methods and Time on Germination Capacity of
Bromus Cartharticus Seeds
TIAN Hong,CHEN Ming-xin,ZHANG He-shan,CAI Hua,LIU Yang
摘要:采用 8 种不同贮藏方法对扁穗雀麦种子在贮藏 3、6、12
个月时进行发芽特性测定。结果表明,不同贮藏方式在 3 个月
时种子发芽率无差异,6 个月和 12 个月时常温状态贮藏发芽率
急剧下降,而 4 ℃和 - 10 ℃温度条件下所有处理间发芽率差异
不显著。综合发芽率、发芽指数和活力指数,扁穗雀麦种子在
4 ℃条件下以牛皮袋包装保存或在 - 10 ℃下以玻璃瓶贮藏均
较好,而常温则不利种子长期贮藏。
关键词: 贮藏方法;扁穗雀麦;种子萌发
中图分类号: S 543 + . 8 文献标志码: A
文章编号: 1001 - 4705(2011)12-0072-04
随着畜牧业的发展,挖掘地方牧草资源显得日益
重要。引进的牧草品种虽然在产量方面优于本地品
种,但考虑到适应性、抗性及经济成本等因素,寻找适
合当地气候且牧草产量和品质相对优异的资源十分重
要。在湖北地区,散逸种扁穗雀麦就是其中较好的一
种,该草是禾本科雀麦属短期多年生牧草,冬春两季一
直保持青绿,且能继续生长,具耐寒、生长快、产草量
高、适口性好,家畜喜食的特点,是弥补长江以南地区
冬季和早春青绿饲料短缺的优质牧草之一[1]。在长
江流域以南地区,扁穗雀麦一般秋季播种,种子于 5 月
下旬成熟,每穗结籽 70 ~ 80 粒,高者 320 粒,产种量高
达 160 kg /667 m2 以上[2],种子有一定的落粒性,可通
过自播来维持草地的持久性。目前关于扁穗雀麦种子
方面的研究主要集中在萌发条件[3]、繁殖对策[4]及种
子萌发吸水特性[5]等方面,关于其种子的寿命如何,
目前未见相关报道,为此笔者采用不同贮藏方法对其
种子展开不同时期发芽特性的研究,以期为扁穗雀麦
种子的合理贮藏提供科学依据。
1 材料与方法
1. 1 材料来源
试验材料系 2008 年 5 月自湖北省农业科学院畜
牧兽医研究所资源圃内收获的扁穗雀麦新品系种子,
种子自然晾晒,经人工整理,选择饱满、完整且无病虫
害的种子进行贮藏。
1. 2 试验设计
试验共设 8 个处理,分别为 A:用牛皮袋装种子,
放置实验室,自然条件,温度随外界气候的变化而变
化;B:用玻璃瓶装种子,放置试验室,自然条件,温度
随外界气候的变化而变化;C:用牛皮袋装种子,封口
后放冰箱 4 ℃的冷藏层;D:用玻璃瓶装种子,放冰箱 4
℃的冷藏层;E:用牛皮袋装种子,放冰柜内,温度为
- 10 ℃;F:用玻璃瓶装种子,放冰柜内,温度为
- 10 ℃;G:用牛皮袋装种子,将其放干燥器内,再将干
燥器放冰柜中,温度为 - 10 ℃;H:用玻璃瓶装种子,将
其放干燥器内,再将干燥器放冰柜中,温度为 - 10 ℃。
按各处理对收获的种子进行相关条件下的贮藏,在贮
藏时间达 3、6 个月和 12 个月时进行发芽测定。
1. 3 测定方法和指标
采用纸上发芽法,每皿 100 粒,重复 3 次,无光条
件,发芽温度 25 ℃[3],每天观察记录种子萌发情况,以
有正常的、与种子本身等长的胚根且胚芽长度达种子
一半为发芽标准。第 7 天在每皿中随机取 10 个幼苗
进行胚芽和胚根长度的测定,取平均值。到所有供试
种子连续 2 d 不再发芽为试验结束时间,计算各处理
下的发芽率、发芽指数和活力指数。发芽率(%)=供
试种子发芽数 /供试种子总数 × 100%。发芽指数GI =
·27·
第 30 卷 第 12 期 2011 年 12 月 种 子 (Seed) Vol. 30 No. 12 Dec. 2011
DOI:10.16590/j.cnki.1001-4705.2011.12.044
∑ Gt /Dt(式中:GI为发芽指数;Gt为 t 日的发芽率;
Dt为发芽天数)。活力指数 =发芽指数 ×(胚根长度
+胚芽长度)。
1. 4 数据处理
用 DPSv6. 55 统计软件对数据进行方差分析,
Excel 2003作图。
2 结果与分析
2. 1 不同贮藏条件下扁穗雀麦种子在 1 年内发芽率
的变化
在不同贮藏方法下,贮藏 3 个月的种子发芽率均
高达 90%以上(见表 1) ,其中 D 处理下的发芽率最
高,为 96. 00%,H 处理最低,但也高达 91. 33%,经方
差分析,各处理间的发芽率差异不显著。待贮藏时间
达 6 个月时,当贮藏温度设为 4 ℃或 - 10 ℃时,无论以
牛皮袋还是玻璃瓶贮藏,其发芽率均显著高于以常温
条件贮藏的,且差异程度达显著水平(p < 0. 05) ;4 ℃
或 - 10 ℃下各处理间的发芽率无差异,均在 96. 0%以
上。常温状态下,采用玻璃瓶贮藏不如牛皮袋贮藏,用
牛皮袋贮藏种子的发芽率较玻璃瓶贮藏高 12. 9%。
随着贮藏时间的延长,各处理下扁穗雀麦种子的
发芽率差异变大,处理 C、D、F、G 和处理 H 在经过长
达 1 年的时间后发芽率仍高达 90%以上,其中 F 处理
下发芽率高达 96. 67%。E 处理发芽率相对其它低温
处理较低,仅为 90. 0%,且差异显著(p < 0. 05) ,这可
能是牛皮袋在低温环境下受外界水分影响,导致质地
发生变化,从而影响贮藏种子的发芽特性。在贮藏时
间为 12 个月时,常温贮藏下的种子发芽率急剧降低,
A、B 处理下的发芽率分别较 3 个月贮藏时降低了
36. 2%和 45. 8%。
表 1 不同贮藏方法下扁穗雀麦种子在不同时期
的发芽率变化
贮藏方法
贮藏时间
3 个月 6 个月 12 个月
A 94. 00 a 87. 33 b 60. 00 c
B 94. 67 a 77. 33 c 51. 33 d
C 95. 33 a 98. 00 a 97. 33 a
D 96. 00 a 96. 67 a 94. 67 ab
E 92. 00 a 96. 67 a 90. 00 b
F 92. 00 a 96. 00 a 96. 67 a
G 95. 00 a 96. 67 a 95. 33 ab
H 91. 33 a 98. 00 a 96. 00 ab
注:同列字母表示 0. 05 水平下的差异性。下同。
2. 2 不同贮藏条件下扁穗雀麦种子在 1 年内发芽指
数的变化
种子活力是指在广泛的田间条件下,决定种子迅
速整齐出苗和长成正常幼苗潜在能力的总称。健壮的
种子(高活力种子)发芽、出苗整齐迅速,对不良环境
抵抗能力强。健壮度差的种子(低活力种子)在适宜
条件下虽能发芽,但发芽缓慢,在不良环境条件下出苗
不整齐,甚至不出苗。目前种子活力的测定方法有很
多,本试验则采用发芽指数和活力指数来表现。
不同贮藏条件下,扁穗雀麦种子贮藏 3 个月时,G
处理发芽指数最高,达 74. 52,E 处理的发芽指数最
低,为 48. 76,说明贮藏条件为 - 10 ℃、种子放在牛皮
袋内,干燥是否对种子的发芽指数起着重要的作用,但
相同温度下,种子如放在玻璃瓶内,无干燥的 F 处理
较有干燥条件的 H 处理发芽指数要高,但经方差分
析,两者差异不显著。4 ℃的贮藏条件下的 C 和 D 处
理,扁穗雀麦种子的发芽指数也相对较高,均优于常温
处理下的 A和 B。
在贮藏时间达 6 个月时,C、D、F、G和 H五个处理
下的发芽指数经方差分析不显著,也就是说扁穗雀麦
种子在 4 ℃和 - 10 ℃的温度处理下,除了 E 处理发芽
指数较低外,其余任何一种贮藏方式均不影响种子的
活力。但常温条件下贮藏的种子其发芽指数下降较
大,A 和 B 分别较贮藏 3 个月时下降 39. 16% 和
55. 97%。2 处理相比而言,种子贮藏在牛皮纸袋中要
好于玻璃瓶中。
到种子贮藏 1 年时,其各处理的发芽指数变化基
本与贮藏 6 个月时一致,同样 H 处理下发芽指数最
高,为 76. 11,但与 F和 C处理差异不显著。这就表明
种子在 - 10 ℃的低温条件下,贮藏在玻璃瓶中要好于
牛皮袋中,但是否需要干燥影响不大,这可能与玻璃瓶
本身具有一定程度隔离外界湿度的作用有关,而牛皮
袋在这些低温下容易受潮,从而导致种子变得潮湿,由
此种子的呼吸作用变得旺盛。而在 4 ℃的温度条件
下,种子贮藏在牛皮袋中的发芽指数显著高于贮藏在
玻璃瓶中,说明在此温度下,牛皮袋受外界环境影响不
大。常温条件贮藏扁穗雀麦种子的发芽指数相对其它
贮藏方式下降剧烈,说明常温不利于种子贮藏,在本试
验贮藏的外界条件,全年平均气温 16. 7 ℃,日平均温
最高达 28 ℃,外界温度的变化在很大程度上影响种子
的活力,这与其它学者的研究结果相一致[7 ~ 9]。
2. 3 不同贮藏条件下扁穗雀麦种子在 1 年内活力指
数的变化
活力指数作为测定种子活力的一项指标,不但考
·37·
问题探讨 田 宏 等:不同贮藏方法和时间对扁穗雀麦种子萌发的影响
虑了种子迅速、整齐的出苗情况,而且兼顾了发芽幼苗
的健壮程度。扁穗雀麦种子在不同贮藏条件下活力指
数变化趋势与发芽指数表现基本一致(见表 3)。在扁
穗雀麦种子贮藏 3 个月时,不同贮藏方法下的活力指
数变化趋势与该时期下的发芽指数相一致,也是 G 处
理最高,F次之,经方差分析,两者的活力指数差异不
显著。4 ℃的贮藏温度,扁穗雀麦种子无论是贮藏在
牛皮袋内还是玻璃瓶中其活力指数没有差异,但均高
于常温条件贮藏下的活力指数,在所有处理中,E 处理
的活力指数最低,与其它所有处理差异达显著水平
(p < 0. 05)。
表 2 不同贮藏方法下扁穗雀麦种子在不同时期
的发芽指数变化
贮藏方法
贮藏时间
3 个月 6 个月 12 个月
A 59. 12 c 35. 97 c 31. 29 e
B 56. 30 c 24. 79 d 23. 15 f
C 66. 97 b 55. 20 ab 73. 97 ab
D 67. 59 b 54. 32 ab 65. 12 cd
E 48. 76 d 46. 43 b 60. 00 d
F 70. 49 ab 59. 50 a 74. 48 ab
G 74. 52 a 54. 82 ab 68. 58 bc
H 66. 53 b 63. 05 a 76. 11 a
表 3 不同贮藏方法下扁穗雀麦种子在不同时期
的活力指数变化
贮藏方法
贮藏时间
3 个月 6 个月 12 个月
A 605. 44 d 304. 93 e 304. 41 c
B 562. 83 d 181. 68 f 188. 48 d
C 754. 82 bc 568. 02 bc 969. 91 a
D 759. 86 bc 528. 48 c 791. 83 b
E 434. 95 e 427. 30 d 754. 68 b
F 869. 14 ab 665. 37 ab 981. 92 a
G 958. 86 a 564. 32 bc 836. 00 b
H 730. 45 c 710. 29 a 952. 14 a
当贮藏时间延长到 6 个月时,H 处理活力指数最
高,为 730. 45,与 G处理差异显著(p < 0. 05)。所有低
于 4 ℃的处理,无论是放在什么装置,均表现出活力指
数高于常温条件。在 - 10 ℃的贮藏温度下,保存在玻
璃瓶中的种子活力指数要显著高于牛皮袋内种子的活
力指数,但与是否干燥关系不大;相反,该温度下,如采
用牛皮袋贮藏,放置干燥器内种子的活力指数明显高于
不放入干燥器下的处理。在该贮藏期中,常温贮藏条件
下种子的活力指数相对较低,尤其是用干燥器贮藏的种
子,其活力指数仅有 181. 68,是所有处理中最低的。
随着贮藏时间的延长,各处理的活力指数与发芽
指数变化基本一致,F 处理的活力指数最高,为
981. 92,但其与 C 和 H 处理下的活力指数差异不显
著,三处理均与其他处理差异显著(p < 0. 05) ,所有低
温贮藏下的种子活力指数显著高于常温处理。
3 讨论和结论
种子寿命的长短除与其自身内在因素,如种子大
小、胚大小、吸湿性、硬度及种皮结构等有关外,还受外
界环境因素的影响,如湿度、温度、光、气体等。而种子
本身的水分含量随贮藏环境湿度而变化,种子水分越
高寿命越短[10]。Harrington 指出种子水分含量在 5%
~14%内,每上升 1%的水分,种子寿命缩短一半;贮
藏温度在 0 ~ 50 ℃内,每上升 5 ℃,种子寿命缩短一
半。在实际生活中,大部分单位不具备超低温的专门
贮藏种子条件,但对于大量的种质资源,又必须得到合
适的贮藏,选择普通冰箱或冰柜也可达到长时间贮藏
种子的目的,本研究就是针对此类情况,选择了较易操
作的一些贮藏方法,探讨不同贮藏方式下,扁穗雀麦种
子在经过长达 1 年时间的发芽特性变化研究,结果表
明,冰箱 4 ℃和冰柜 - 10 ℃的低温均有利其种子的贮
藏,但在选择包装种子材料方面,纸质厚实的牛皮袋在
4 ℃下贮藏种子 1 年后发芽率、发芽指数和活力指数
均较好,但如果在 - 10 ℃或更低温度时,牛皮纸袋因
受外界湿度的影响受潮现象明显,导致种子的含水量
增加,尽管种子发芽率仍高达 90%以上,但种子活力
下降,因此建议在此低温下,最好选用玻璃瓶或不透
水、且能达到密封作用的铝箔袋、聚乙烯膜等。
本试验通过不同贮藏方式的研究结果表明,普通
晾晒达到可以入库的扁穗雀麦种子在普通冰箱冷藏
(4 ℃) ,牛皮袋包装种子相对好于玻璃瓶,但在冰柜贮
藏(- 10 ℃) ,玻璃瓶包装相对好于牛皮袋,在此温度
下,玻璃瓶是否再需放置干燥器内,对种子发芽影响不
大。但在这些贮藏方式下,扁穗雀麦种子的寿命究竟
可达几年,还有待进一步观察研究。总而言之,常温条
件无论以何种方式贮藏种子,均不利种子的长期保存。
参考文献:
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收稿日期:2011 - 07 - 12
基金项目:兰州市科技局计划项目(项目编号:2008-1-44) ;彩色马铃薯陇薯 03-01 关键技术研究与示范推广;甘肃省农业科学院农业科技创新专项
(项目编号:nky07-yz-02) ;彩色肉质马铃薯资源鉴定与创新研究;甘肃省农业科学院创新基金项目(项目编号:2011 GAAS 06-10) ;彩色肉
质马铃薯 03-01 试管薯生产关键技术研究。
作者简介:张艳萍(1978 -) ,女,甘肃武威人;助理研究员,主要从事分子生物学研究、病毒检测;E-mail:tangzihan0501@ yahoo. cn。
通讯作者:陈玉梁(1973 -) ,男,甘肃靖远人;博士,副主任研究员;E-mail:GHENYL925@ 163. com。
马铃薯 X病毒的分子生物学方法检测探究
张艳萍, 厚毅清, 裴怀弟, 王红梅, 陈玉梁
(甘肃省农业科学院生物技术研究所, 兰州 730070)
Probation the Detecting Method of Potato X Virus by Molecular Biology
ZHANG Yan-ping,HOU Yi-qing,PEI Huai-di,WANG Hong-mei,CHEN Yu-liang
摘要:根据马铃薯 X病毒的基因序列,合成了 1 对特异性引物,
从感染 PVX的马铃薯病叶组织中提取出总 RNA,进行 cDNA
合成和 PCR扩增,得到一条长度约为 101 bp 的特异性 PCR 扩
增产物。为马铃薯 PVX的检测用分子生物学手段提供了一套
快速、简便的 RNA提取、PCR扩增的基础参数。
关键词: 马铃薯;X病毒;RNA;PCR
中图分类号: S 532 文献标志码: A
文章编号: 1001 - 4705(2011)12-0075-03
马铃薯 X 病毒(potato virus X,PVX)是马铃薯上
重要的病毒之一,主要症状是轻型花叶,病叶稍有波
纹,小叶片上有大小不等、形状不规则的黄绿色斑
驳[1],其自然传播主要依靠种薯和介体。据报道,PVX
单独浸染马铃薯可降低产量 15%左右[2],与其他病毒
混合浸染,可引起种薯大量减产,品种退化,严重危害
马铃薯生产。
我国防治马铃薯病毒病的主要方法是选育抗病品
种,或从我国马铃薯病毒病发病轻的地区调种,或采用
组织培养方法生产脱毒种薯等[3]。然而寻求一种好
的病毒检测方法将对脱毒苗的检测和病毒的控制起到
至关重要的作用。植物病毒的检测除传统的免疫学方
法以外[4,5],近年发展起来的生物学方法:反转录聚合
酶链反应、实时定量 PCR 等,因其具有灵敏、快速、特
异性强,甚至定量的优点,在植物病毒的检测上已经逐
渐广泛应用起来[6 ~ 10]。在国外相关的研究报道很
多[11,12],已经达到病毒的拷贝数定量研究以及多种病
毒的同时定量检测等,而在我国,应用这些技术检测马
铃薯病毒的报道较少,尤其是马铃薯病毒的定量检测,
相关报道更少。因此本试验按照实时定量 PCR 方法
的要求[13],根据 PVX 病毒基因序列设计了一对特异
性引物,先通过反转录聚合酶链反应,为 PVX 病毒用
分子生物学手段检测探索出一些基础参数。
1 材料与方法
1. 1 试验材料
供试材料:马铃薯病株、健康株均采自甘肃省农科
院马铃薯研究所会川马铃薯试验基地。
供试试剂:Trizol 试剂购于 Invitrogen 公司;所需
的 M-MLV 反转录酶、RNA 酶抑制剂(RNasin)购于
Promege公司;Marker、Taq 酶等其他试剂购自 TaKaRa
公司;引物由 Invitrogen 公司合成;其余常用试剂均为
国产分析纯。
供试仪器:琼脂糖凝胶电泳系统(JUNYI 600 +)、
紫外凝胶成像系统(FTI-500)、PCR 扩增仪(MJ PTC-
100)、台式高速离心机(Heraeus)。
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问题探讨 张艳萍 等:马铃薯 X病毒的分子生物学方法检测探究