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超干贮藏对美女樱种子活力的影响



全 文 :超干贮藏对美女樱种子活力的影响
高艳波1,王振兴1,耿晓东2 (1.江苏省扬州市茱萸湾风景区管理处,江苏扬州 225009;2.苏州农业职业技术学院,江苏苏州 215000)
摘要 [目的]通过对美女樱种子进行超干处理之后研究其生活力及生理生化特征,从而为探寻美女樱种子适宜的贮藏方法提供理论
依据。[方法]采用硅胶干燥法将美女樱种子含水量由 6. 7%分别降至 4. 6%、3. 5%、3. 0%、2. 6%和 2. 3% 5 个梯度,用铝箔袋密封后在
室温下保存 1年,随后测定不同含水量超干种子经复水处理后的生活力及生理指标,包括发芽率、发芽势、电导率、TTC还原力以及过氧
化物酶( POD) 活性。[结果]经过超干处理的美女樱种子在室温条件下贮藏 1年后,发芽率、发芽势、电导率、TTC还原力以及 POD活性
均有所下降。含水量为 4. 6%和 3. 5%的种子的发芽率、发芽势、TTC还原力以及 POD活性与对照(含水量为 6. 7%,0 ℃贮藏) 相比,差
异较小。含水量为 3. 0%、2. 6%和 2. 3%的种子发芽率、发芽势、TTC还原力以及 POD活性降幅较大,电导率呈上升趋势。[结论]将美
女樱种子经室温适度超干后在室温下贮藏可以取得与未超干种子在 0 ℃条件下贮藏相似的效果,为探讨美女樱种子的适宜贮藏方法提
供理论依据。
关键词 美女樱;超干;贮藏; 生活力; 酶活性
中图分类号 S688 文献标识码 A 文章编号 0517 -6611( 2013) 12 -05492 -03
Effects of Ultra-dry Storage on Seeds Vigor of Verbena hybrida
GAO Yan-bo et al ( Yangzhou Mastixia Bay Scenic Area Management Office,Yangzhou,Jiangsu 225009)
Abstract [Objective]Effects of ultra-dry treatment on vigor and physiological changes of Verbena hybrada were studied to establish a suit-
able method for storaging seeds. [Method]The seeds of Verbena hybrada were dried with silica gel to reduce the moisture content from 6. 7%
to 4. 6%,3. 5%,3. 0%,2. 6% and 2. 3% respectively. Apparent changes of several physiological parameters and seed vigor of Verbena hy-
brada were detected when the seeds were re-moistened after being stored under room temperature for one year,including germination rate,ger-
mination potential,electrical conductivity,TTC reduction and peroxidase activity. [Result]Seed germination rate,germination potential,e-
lectrical conductivity,TTC reduction and peroxidase activity were decreased when the ultra-dry seeds were stored under room temperature for
one year. For those seeds of 3. 5% and 4. 6% moisture content,the germination rate,germination potential,TTC reduction and peroxidase
activity were not significantly different with the control ( 6. 7% moisture content,0 ℃ ) . For those seeds of 2. 3%,2. 6%,3. 0% moisture
content,the germination rate,germination potential,TTC reduction and peroxidase activity were decreased obviously,and the electric conduc-
tivity was increased. [Conclusion]The effects of appropriate ultra-dried Verbena hybrada seeds were similar to the control ( 6. 7% moisture
content,0 ℃ ) and that provided theory basis for studying the suitable storage method of Verbena hybrada seeds.
Key words Verbena hybrida; Ultra-dry; Storage; Seed vigor; Enzymatic activity
基金项目 江苏省林业三新工程项目( lysx[2012]03) 。
作者简介 高艳波( 1979 - ) ,女,江苏扬州人,工程师,硕士,从事园林
植物栽培与养护技术研究,E-mail: yd_gyb2004@ 163. com。
收稿日期 2013-04-01
随着我国城市化进程的日益加快以及人们对居住环境
要求的不断提高,园林植物作为城市景观的主体将越来越多
地被应用于城市造景中,而草本花卉凭借其鲜艳的色彩和灵
活的应用方式已成为装扮城市不可缺少的要素之一。美女
樱(Verbena hybrida)为马鞭草科 1 年生草本花卉,具有花色
丰富、观赏价值高、耐寒、耐旱、耐盐碱、耐瘠薄土壤、管理粗
放、成本低、见效快、群体功能强等优点[1],常被大量应用于
花坛、花境等形式的植物造景中,可作为解决南方冬季以及
东北地区草花品种较少、春夏之交缺花问题的优良植物材
料,发展前景极为广阔。当前我国美女樱种子主要靠进口,
为保存其活力以便于开发和利用,各地相继建立了现代化的
低温种质库。但由于低温库建设耗资巨大,技术要求高,常
年运转费用昂贵,对我国来说是一个较大的负担。因此,寻
找一种低能耗常温保存种质资源的途径已势在必行。近年
来,国内外已有多家研究单位开展多种作物种子的超干燥贮
藏研究,通过降低种子含水量,可在常温下获得与较高含水
量的种子在低温下贮藏相同的效果[2]。20 世纪 80年代末发
展起来的种子超干贮藏技术,可以使一些植物种子在种子含
水量降低到种质保存的安全含水量(7% ~5%)以下贮藏,既
可达到节能的目的,又可达到与种子低温贮藏相似的效果。
目前该项技术已在水稻[3]、小麦[4]、花生、甜菜、油菜、高粱、
芝麻、红花、大豆、黄瓜、番茄[2]、洋葱[5]、菊苣[6]、柱花草、非
洲菊、一串红[7]、银合欢[8]、小叶锦鸡儿[9]等数十种植物上得
到应用。研究表明,大部分植物种子对超干不敏感,超干保
存效果较好[10]。目前,有关对美女樱的研究主要集中在美
女樱的景观应用、形态特征、生态分布、栽培技术和病虫害防
治等方面,仅有极少量的文献对美女樱繁殖技术和生物学特
性进行了初步研究[1],而有关美女樱种子的超干贮藏研究尚
未见报道。笔者通过研究经超干处理后不同含水量美女樱
种子在室温下贮藏 1年后的生理生化变化,从而探讨美女樱
种子超干贮藏的适宜含水量,为其种质资源保存提供理论
指导。
1 材料与方法
1. 1 材料 试验材料为美女樱种子 Cooler 系列的红色品
种。主要试剂:5%乙醇(色谱纯) ,磷酸二氢钾(色谱纯)。
主要仪器:CPA225D 1 /1000分析天平,苏州赛恩斯仪器有限
公司;DDS-307型电导仪,上海光学仪器一厂;DG5031 酶标
仪,南京华东电子集团医疗设备有限公司。
1. 2 方法
1. 2. 1 种子超干处理及贮藏。采用室温硅胶干燥法[11]对美
女樱种子进行干燥处理。将种子置入透气性良好的尼龙网
袋,均匀放置于盛满硅胶的干燥皿中,种子与硅胶的比例为
1∶ 10(W/W) ,每天定期更换经 120 ℃高温烘干至恒重并冷却
的硅胶。在密封容器内用硅胶将种子在室温(20 ~ 25 ℃)下
责任编辑 李菲菲 责任校对 况玲玲安徽农业科学,Journal of Anhui Agri. Sci. 2013,41(12):5492 - 5494
DOI:10.13989/j.cnki.0517-6611.2013.12.134
分别干燥 1、2、3、4、5 d,并测定未超干和超干种子含水量,以
未超干种子为对照,每处理 3次重复。干燥后的种子用双层
铝箔纸密封,置于盛有烘干硅胶的干燥皿中,于室温(20 ~ 25
℃)条件下贮藏 1 年,而未超干的种子在 0 ℃条件下贮藏 1
年作为对照(CK)。
1. 2. 2 种子含水量测定。根据文献[8]的方法,采用高恒温
烘箱法,取种子磨碎,用 1 /1 000 分析天平称取样品,重复 2
次,在 130 ~ 133 ℃条件下干燥 2 h,冷至室温,称重。测得未
超干种子(CK)含水量为 6. 7%,超干种子的含水量分别为
4. 6%、3. 5%、3. 0%、2. 6%和 2. 3%。
1. 2. 3 回水处理。发芽试验前,为避免吸胀损伤,采用了逐
级回湿的平衡水分法对种子进行逐级回水处理。将不同含
水量的美女樱种子分别置于尼龙网袋中,依次放入由饱和
CaCl2 溶液、饱和 NH4C1溶液以及水所造成的相对湿度环境
的干燥器中密封,室温下平衡 24 h[3]。
1. 2. 4 种子活力的测定。种子发芽率和发芽势是表示种子
发芽能力的常用指标,发芽率高说明发芽能力强,存活可发
芽的种子多,发芽势高说明种子发芽整齐迅速。参照张明方
等[12]以及邹冬梅[13]的方法,从种子萌发开始到第 15 天,每
天统计发芽种子数,按下列公式计算发芽率和发芽势:
发芽率 =15 d内全部发芽种子数 /供试种子数 ×100%
发芽势 =第 4天发芽种子数 /供试种子数 ×100%
1. 2. 5 种子浸出液的电导率测定。采用文献[14]的方法,
取适量种子用去离子水洗净后,将试样放入杯内,加去离子
水 50 ml,以去离子水作对照,于 20 ℃浸泡 24 h,然后用清洁
塑料网取出种子,用 DDS-307型电导仪测定种子浸提液和对
照的电导率。
1. 2. 6 TTC 还原力测定。种子 TTC 还原力测定采用四唑
法[14]。将种子用四唑溶液浸泡后,用 5%乙醇在 80 ℃水浴
中提取 30 min,离心后取上清液在 490 nm 波长下比色(以
95%乙醇为对照) ,测定光密度值。
1. 2. 7 POD活性测定。POD活性测定采用愈创木酚法[14]。
以愈创木酚为底物,酶液用磷酸二氢钾溶液分离提取,加 pH
6. 0的磷酸缓冲液,以反应混合液 3 ml和 1 ml的嶙酸二氢钾
为对照,在 470 nm波长下比色,以 1 min吸光度变化值表示
酶活性大小。
2 结果与分析
2. 1 生活力 经过超干处理后不同含水量种子在室温下贮
藏 1年后生活力的变化以种子的发芽率和发芽势来表示。
图 1显示,不同含水量的种子在室温下贮藏 1 年后,发芽率
均有所降低,其中,含水量为 4. 6%和 3. 5%的种子降低程度
不明显,约为 3%左右,而含水量为 3. 0%、2. 6%和 2. 3%的
种子降低程度较大,呈递减趋势。图 2 显示,不同含水量种
子在室温下贮藏 1 年后,发芽势都有不同程度地降低,降低
趋势与图 1基本一致。其中,含水量为 4. 6%的种子降低幅
度最小,含水量为 2. 3%的种子降低幅度最大。上述 2 项结
果表明,含水量过低,不利于美女樱种子在室温条件下长期
贮存,适度超干处理能增强美女樱种子抗老化和延缓劣变的
能力,而使种子的生活力得到较好地保持。
图 1 超干处理对美女樱种子发芽率的影响
图 2 超干处理对美女樱种子发芽势的影响
2. 2 电导率 保持细胞膜的完整性是维持种子生活力的重
要因素[7]。从图 3可以看出,不同含水量的超干种子在室温
下贮存 1年后,电导率均明显低于对照,其中含水量为 4. 6%
的超干种子电导率最低,含水量为 2. 6%和 3. 0%的种子间
差别不明显,含水量为 2. 3%的种子电导率最高。研究结果
表明,在室温条件下,经超干处理后不同含水量的美女樱种
子经过一定时间贮藏后其细胞膜的稳定性可能会受到不同
程度的影响,当超干处理使美女樱种子含水量过低时,细胞
膜可能受到伤害,从而使种子的电导率提高,而适宜的含水
量可能有利于维持细胞膜的稳定性,因为此时种子电导率较
低。该试验条件下,含水量 4. 6%的种子电导率较低,细胞膜
稳定性较高,可作为超干美女樱种子适宜的含水量指标。
图 3 超干处理对美女樱种子电导率的影响
2. 3 TTC还原力和 POD活性 TTC还原力和 POD活性关
系到植物的抗逆性,是衡量种子活力高低的重要标志。从图
4、5可以看出,经过 1 年贮藏后不同含水量的美女樱种子
394541 卷 12 期 高艳波等 超干贮藏对美女樱种子活力的影响
TTC还原力和 POD 活性变化与发芽率、发芽势情况基本一
致,都呈下降趋势。其中,含水量为 4. 6%和 3. 5%的种子降
幅较小,而含水量为 3. 0%、2. 6%和 2. 3%的种子降幅较大,
含水量 2. 3%的种子降低近 70%。以上结果表明,适宜的含
水量可使美女樱种子在室温下保存较长时间,过低含水量不
利于其在室温条件下保存。
图 4 超干处理对美女樱种子 TTC还原力的影响
图 5 超干处理对美女樱种子 POD活性的影响
3 结论与讨论
该试验结果表明,种子含水量的高低是影响种子贮藏效
果的主要因素。在种子超干前,含水量较高,在室温下贮藏
时呼吸作用强,种子内贮藏物质消耗较快,种子生活力减退;
同时由于呼吸作用放出较多的热量,促进种子表面及种子间
的微生物活动,产生更多的热,使种子温度继续升高,引起种
子的发霉变质。所以种子在室温下贮藏需干燥,使其含水量
降至安全线以下[15]。但上述试验也表明,含水量不是越低
越好,含水量过低有可能会对种子造成超干损伤,其原因一
方面可能是因为细胞膜的连续性界面受到破坏,使种子在复
水过程中,导致部分细胞内物质外渗,从而影响种子活力;另
一方面可能来自细胞内物质的改变,使种子在物质代谢、能
量代谢及离子交换等方面发生改变,从而影响种子的活
力[16 -18]。有关过低含水量美女樱种子贮藏后活力下降的机
理有待进一步研究。超干处理提高种子耐藏性的效果已被
世界各国科学家认可,但在超干保存种子适宜含水量及其与
贮藏温度之间的关系问题上,还存在着分歧[15]。该试验的
贮藏温度为室温,当贮藏温度改变时,美女樱种子超干保存
的适宜含水量是否也会随之改变;同时,外界环境湿度是否
也是影响种子贮藏效果的重要因素,还需要进一步的试验进
行探究和证明。
经过超干处理的美女樱种子在室温条件下贮藏 1年后,
发芽率、发芽势、电导率、TTC 还原力以及 POD 活性均有所
下降,不同含水量的种子生活力与生理指标差异较大,其中,
含水量为 4. 6%和 3. 5%的种子的发芽率、发芽势、TTC还原
力以及 POD活性与对照(含水量为 6. 7%,0 ℃贮藏)相比,
差异较小;当含水量为 3. 0%、2. 6%和 2. 3%时,发芽率、发芽
势、TTC还原力以及 POD 活性降幅较大,电导率呈上升趋
势。说明当种子的含水量过低时,膜结构将遭到破坏,不利
于种子的常温保存。研究表明,适度含水量的超干处理可以
使美女樱种子保持较高的活力,是一种较为理想的种子贮藏
方法。在该试验条件下,4. 6%的含水量可能是美女樱种子
超干处理贮藏的最适含水量。
参考文献
[1]汪玉,沈向群,吕清璐,等.美女樱种子生物学特性及萌发实验研究
[J].种子,2010,29(3):46 -50.
[2]张海英,孟淑春,孔祥辉.超干贮存对番茄种子活力的影响[J].园艺学
报,2002,29(1):35 -38.
[3]张玉兰,汪晓峰,林坚.水稻种子含水量及其对贮藏寿命的影响[J].中
国农业科学,2005,38(7):1480 -1486.
[4]赵鹏,陆开形,朱诚.超干处理对大豆种子抗老化能力及抗氧化代谢的
影响[J].大豆科学,2009,28(3):451 -455.
[5]孙爱清,高荣岐,尹燕秤,等.不同类型种子超干贮藏的最佳含水量范
围[J].种子,2009,28(8):31 -35.
[6]姜义宝,郑秋红,王成章,等.超干贮藏对菊苣种子活力与抗氧化性的
影响[J].草业学报,2009,18(5):93 -97.
[7]曾丽,赵梁军,孙强,等.超干处理与贮藏温度对一串红种子生活力与
生理变化的影响[J].中国农业科学,2006,39(10):2076 -2082.
[8]邹冬梅.银合欢种子的超干保存[J].热带作物学报,2006,27(3):17 -
21.
[9]李庆梅,侯龙鱼,段新芳,等.小叶锦鸡儿种子超干保存研究[J].西北
林学院学报,2009,24(4):93 -96.
[10]张玉凤,董经纬,蒋菊生,等.种子贮藏的研究进展[J].安徽农业科学,
2007,35(19):5855 -5856.
[11]霍平慧,李剑峰,师尚礼,等.超干及老化处理对紫花苜蓿种子活力和
生理变化的影响[J].中国草地学报,2011,33(3):28 -34.
[12]张明方,朱诚,胡家恕,等.洋葱种子种质超干保存的效果及其对膜系
统的影响[J].浙江农业大学学报,1999,25(3):255 -259.
[13]邹冬梅.柱花草超干燥种子预先回湿方法研究[J].种子,2004,23(8):
16 -18.
[14]李宁毅,苏胜举,李立. GA3和6-BA对美女樱种子萌发特性及幼苗生
长的影响[J].种子,2009,28(11):59 -61.
[15]韩玉竹,伍莲,曾兵,等.贮藏温度和种子含水量对高羊茅种子活力的
影响[J].种子,2011,30(6):41 -44.
[16]邹冬梅.超干贮藏对柱花草种子的影响[J].热带作物学报,2005,26
(3):30 -33.
[17]ZOU D M. Ultra-dried storage of Stylosanthes guianensis seeds[J]. Chi-
nese Journal of Tropical Crops,2005,26(3):30 -33.
[18]CARPENTER W J,OSTMARK E R,CORNELL J A. Evaluation of tem-
perature and moisture content during storage on the germination of flower-
ing annual seed[J]. Hort Science,1995,30:
檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪
1003 -1006.
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[2]JI Q,ZHU K,ZHAN K R,et al. Analysis on the evolution of dry and wetde-
gree in Benxi Area in recent 57 years[J]. Meteorological and Environmen-
tal Research,2010,1(12):11 -13.
[3]丁一汇,戴晓苏.中国近百年来的温度变化[J].气象,1994,20(12):19
-26.
[4]陈隆勋,邵永宁,张清芬,等.近四十年我国气候变化的初步分析[J].
应用气象学报,1991,2(2):164 -173.
[5]吉奇,吴英杰,黄作顺,等.本溪地区气候环境变化特征分析[J].环境
保护与循环经济,2009,29(2):40 -43.
4945 安徽农业科学 2013年