全 文 ：庄 珍，史锋厚，丁彦芬，等． 香圆种子脱水耐性研究［J］． 江苏农业科学，2015，43(9) :229 － 231
doi:10． 15889 / j． issn． 1002 － 1302． 2015． 09． 075
香圆种子脱水耐性研究
庄 珍1，史锋厚2，丁彦芬1，沈永宝2
(1．南京林业大学风景园林学院，江苏南京 210037;2．南京林业大学林学院 /南方现代林业协同创新中心，江苏南京 210037)
摘要:采用自然脱水的方法，研究香圆种子失水对种子萌发的影响及其在失水过程中的生理响应，结果表明，香圆
种子初始含水量为 44． 8%，对脱水敏感，具有轻度顽拗性;随着含水量的降低，种子发芽率逐渐下降，半致死含水量约
为 18． 4%;当含水量低于 10%时，种子发芽率接近 0;脱水前期，随香圆种子含水率的降低，相对电导率、MDA含量、超
氧阴离子自由基浓度、POD、SOD活性相应升高;脱水后期，POD活性仍处于较高水平，而 SOD活性在含水量降至 20%
时达最大值。
关键词:香圆种子;脱水耐性;生理响应;贮藏特性;相对电导率;POD值
中图分类号:Q945． 78 文献标志码:A 文章编号:1002 － 1302(2015)09 － 0229 － 03
收稿日期:2015 － 04 － 09
基金项目:江苏省林业三新工程(编号:lysx［2013］37) ;江苏高校优
势学科建设工程(编号:PAPD)。
作者简介:庄 珍(1991—) ，女，硕士，从事园林植物种苗学研究。
E － mail:1048249011@ qq． com。
通信作者:史锋厚，博士，副教授，从事林木种苗学研究。E － mail:
280918109@ qq． com。
根据贮藏特性，树木种子分为正常性种子、中间性种子和
顽拗性种子［1 － 2］。正常性种子在成熟时将经历干燥脱水阶
段，初始含水量通常处于 15% ～ 20%范围，继续脱水至含水
量﹤ 5%仍不会对种子发芽力造成很大影响;中间性种子忍
耐脱水的含水量通常为 7% ～ 12%［3］;顽拗性种子对脱水反
应敏感且在散落时还保持着代谢活性，成熟时含水量相对较
高，为 30% ～60%，当含水量低于 12%这一临界值时则会丧
失生活力［4］。
香圆(Citrus wilsonii)为芸香科柑橘属植物，果实常用作
中药材，近年来常作为园林绿化树种进行培养，以种子繁殖为
主。香圆种子秋季成熟，春季播种育苗［5］，种子成熟时具有
较高的初始含水量，贮藏需要特殊处理才能保持种子的活力。
香圆种子是否为顽拗性种子，其脱水耐性高低等研究尚未见
文献报道。本试验研究香圆种子自然脱水对种子发芽力和种
子生理生化的影响，分析种子的脱水耐性，为种子贮藏和种子
使用提供理论依据。
1 材料与方法
1． 1 试验材料
香圆果实于 2014 年 12 月上旬采自江苏省常熟市，在南
京林业大学种子中心实验室剥取种子。香圆种子千粒质量为
(468． 3 ± 4． 4)g，种子纵径和横径分别为(15． 52 ± 1． 33)、
(9． 37 ± 1． 21)mm。
1． 2 初始含水量的测定
选取新鲜香圆种子 50 粒，洗净种子表面胶质，使用吸水
纸吸去水分;自然阴干至种子表皮发白，用 1 /1 000 天平称质
量;103 ℃烘箱中烘干处理 17 h，取出称质量，计算种子的初
始含水量(G)。重复 3 次。
1． 3 种子脱水处理
将香圆种子均匀平铺于通风室内，15 ℃左右室温自然干
燥;每隔一段时间，随机选取 100 粒种子进行称质量，重复 3
次;计算种子的相对含水量，公式为:
含水量 =
m2 － m1 ×(1 － G)
m2
× 100%。
式中，m1 为种子在自然脱水之前的质量，m2 为种子脱水后的
质量。以初始含水量为起点，种子含水量每下降 5%时，取样
测定种子发芽力，操作方法为:从待测样品中取 50 粒种子，剥
除内外种皮，置于棉床，25 ℃光照培养箱中发芽，以胚根伸长
超过种子 1 /2 长度作为萌发标准。重复 3 次。
1． 4 生理生化指标的测定
对不同脱水处理的种子分别进行生理生化指标测定。种
子相对电导率的测定参照韩建国等的方法［6］;丙二醛(MDA)
和超氧阴离子自由基含量的测定参照高俊凤的方法［7］;过氧
化物酶活性(POD)的测定采用愈创木酚法［8］;超氧化物歧化
酶活性(SOD)的测定采用氮蓝四唑(NBT)法［9］。
1． 5 数据处理
采用 Excel软件收集、处理数据并制作图表，SPSS 19． 0
软件进行方差及相关性分析。
2 结果与分析
2． 1 种子的持水能力
由图 1 可见，香圆种子自然风干脱水速度较快;放置 4 d，
种子含水量从 44． 8%下降至 30%，种子逐渐变硬，种皮开始
皱缩;放置 10 d 时，含水量已降至 10%，种子萎缩变小，种皮
与种胚紧密相贴不易分离。这说明香圆种子自身持水能力较
弱，不宜在自然条件下存放。
2． 2 种子含水量与发芽率的关系
由图 2 可见，新鲜香圆种子的发芽率可达 100%，随着种
子含水量的降低，种子发芽率呈下降趋势;当含水量高于
40%时，种子发芽率变化差异不显著(P ＞ 0． 05) ;当含水量降
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至 25%时，发芽率降至 80%左右，随后发芽率下降速度加快，
达到极显著水平(P ＜ 0． 01) ;当含水量降至 10%时，种子发芽
率已接近 0，此时脱水时间达 10 d。相关性分析表明，种子含
水量与发芽率之间存在极显著正相关关系(r = 0． 911＊＊) ，种
子半致死含水量约为 18． 4%，此时，脱水时间约为 7 d。香圆
种子保持活力的含水量水平远高于正常性种子，以此推测，香
圆种子耐脱水性较弱，具有顽拗性种子的特征。
2． 3 脱水过程中种子相对电导率的变化
种子浸出液的相对电导率可以有效反映种子在脱水过程
中细胞膜的完整性，判断其是否受到伤害。由图 3 可知，在脱
水过程中，种子相对电导率整体呈上升趋势;含水量降低至
30%的过程中，种子相对电导率显著上升(P ＜ 0． 05) ;继续脱
水，相对电导率增势减缓，相互间差异不显著(P ＞ 0． 05)。这
说明在脱水前期，香圆种子受到明显的胁迫伤害，电解质外渗
量持续增加;增势渐稳的浸出液相对电导率超过 70%，此时
种子细胞膜系统已受到严重伤害，修复能力下降。
2． 4 脱水过程中种子丙二醛(MDA)含量变化
MDA是脂质过氧化的最终产物，会引起蛋白质、核酸等
生物大分子的交联聚合，具有细胞毒性。由图 4 可知，在脱水
过程中，香圆种子 MDA 含量缓慢升高;含水量降至 10%时，
MDA含量较处理前增加了 54． 7%，差异显著(P ＜ 0． 05)。种
子含水量的降低加剧了膜脂过氧化作用，种子细胞膜系统受
损，引起 MDA累积，但是种子自身具备有应对机制，一定程
度上可以消除脂质过氧化作用所产生的伤害，在种子含水量
降至 15%时，MDA含量与前期脱水差异不显著(P ＞ 0． 05)。
2． 5 脱水过程中超氧阴离子自由基浓度的变化
超氧阴离子自由基作为活性氧的成员，其浓度变化是测
定植物应对逆境胁迫反应的重要指标。由图 5 可知，脱水前
期，香圆种子超氧阴离子自由基浓度缓慢上升，且差异不显著
(P ＞ 0． 05) ;含水量降至 10%时，超氧阴离子自由基浓度迅速
增高，与前期脱水相比差异显著(P ＜ 0． 05)。这说明在脱水
前期，香圆种子超氧阴离子自由基的浓度与其自身的抗氧化
酶系统基本达到一种动态平衡，但随着脱水程度的加强，这一
平衡被打破，种子超氧阴离子自由基的浓度增高，对种子造成
较大伤害。
2． 6 脱水过程中 POD、SOD的活性变化
POD和 SOD均为植物细胞保护酶类，具有清除细胞内活
性氧自由基的作用，通常情况下具有较高的活性，但面对胁迫
时则会受到不同程度的影响。由图 6、图 7 可知，随着含水量
的降低，香圆种子 POD活性逐渐上升，当含水量降至 40%，其
活性变化差异不显著(P ＞ 0． 05) ;脱水前期，种子 SOD 活性
的上升幅度达到显著水平(P ＜ 0． 05) ，含水量降至 20%时，
SOD活性达到最大值，较初始脱水增幅达 12 倍。种子脱水过
程中，POD与 SOD 活性相比整体水平较高，变化趋势平缓，
SOD相对更为敏感，适度脱水 SOD活性就明显提高。
3 结论与讨论
顽拗性种子具有含水量高、不耐脱水和低温、种子体积较
大且种胚所占体积小等特征。香圆种子为多胚种子，无胚乳，
胚与子叶比重很小。本试验证明，香圆种子初始含水量达
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44． 8%，半致死含水量约为 18． 4%，含水量低于 10%则会完
全丧失活力，具有顽拗性种子的特征。
脱水对细胞的伤害主要表现为质膜或细胞器膜结构和功
能受到破坏，引起电解质大量外渗［10］。在脱水过程中，香圆
种子浸出液的相对电导率逐渐升高，后趋于平缓，说明脱水使
种子细胞膜遭到破坏，种子细胞膜系统发生明显的脂质过氧
化作用，导致膜完整性的丧失、代谢紊乱、DNA 损伤及种子活
力丧失等［11］。香圆种子的脱水劣变与 MDA含量的累积有一
定关系，种子发芽率与 MDA 含量变化呈显著负相关关系
(r = － 0． 512* ) ，这与枇杷(Eriobotrya japonica)、棕榈(Tra-
chycarpus fortune)等一些典型顽拗性种子［12 － 13］相比程度较轻
缓，这说明香圆种子受到脱水胁迫时发生的脂质过氧化作用
程度较轻，其顽拗性水平也较低，可以忍耐一定程度的脱水。
自然脱水还对香圆种子活性氧与抗氧化酶系统之间的消
长平衡产生影响。随着含水量的降低，香圆种子超氧阴离子
自由基的浓度逐渐升高，对种子细胞造成伤害，而种子自身则
产生积极应对机制，表现为抗氧化酶活性有所升高。当种子
含水量降至 15%时，脂质过氧化进一步加强，MDA 和活性氧
自由基的累积抑制了抗氧化酶系统的活性，导致膜系统的保
护功能降低，SOD 活性迅速下降，超氧阴离子自由基浓度则
开始增高，而与 SOD活性的变化不同，POD 活性在脱水后期
并没有下降趋势。研究表明，POD 不仅与植物的形态建成和
抗逆性有关，还是植物成熟和衰老的生理指标［14］;杨小胡等
指出，POD能够起到类似于多酚氧化酶(PPO)的酶促劣变作
用［15］;板栗(Castanea mollissima)果实成熟后期，POD 活性的
升高与果实褐变强度有显著的相关性［16］。香圆种子 POD 活
性的变化规律与顽拗性种子七叶树(Aesculus chinensis)在脱
水过程中的表现［17］相似。这可能是 POD 活性的增高不仅起
到清除活性氧自由基的作用，还与种子的衰老程度呈正相关，
但是否促进种子劣变还有待进一步研究论证。
近年来，顽拗性种子脱水耐性和贮藏特性的研究较多。
研究表明，顽拗性种子不耐干藏，宜采用低温湿藏法进行保
存。例如，脱水敏感的栓皮栎(Quercus variabilis)种子在贮藏
过程中，种子含水量不应低于 46． 3%，贮藏温度宜保持在零
度以上，避免低温引起冻害或冷害［11］;枸橼(Citrus medica)种
子一般采用沙藏法保存，种沙体积比为 1 ∶ 3，湿沙含水量为
5% ～10%，也可采用分层湿藏法［18］。
香圆种子应属轻度顽拗性种子，贮藏方法可参照枸橼种
子采用湿藏法。不过，不同程度的顽拗性种子对低温和湿度
的耐受程度不尽相同，香圆种子的最佳贮藏条件还有待进一
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