全 文 ：第 6 卷 第 2 期
1 9 9 3 年 4 月
林 业 科 学 研 究
FO R E S T R E S EA R C H
V o l
.
6
A p r
。 ,
1 9 9 3
失水对青皮种子劣变的影响 *
刘文明 宋学之
摘共 青皮种子失水过程中, 种胚过氧化物含t 增加 , 碘值增大 , 种子电导 率增大 , 由此导
致种胚劣变和种子活力丧失 。胚根 “梢”的多少和色泽随种子成熟度而变化。成熟度主要 影响胚芽生
长 。 成熟度低的种子保水能力弱 , 劣变快。 通过以含水基质与种子混藏来调拉种子含 水盆 , 可保
全青皮种子质盆 , 延长种于寿命。
关. 润 青皮、 失水、 劣变 、 种子过氧化物含t
青皮(V at ica m 。, g ac haP of B la n co )是热带季雨林的珍贵树种 。 青皮种子常因 失水干燥
极易丧失活力〔‘J。 本文通过测定分析种子失水劣变过程中的一些生理生化变化 , 以探讨种子
丧失活力的原因。 这对进一步探讨“顽拗型 ”种子劣变机理和制订储藏技术措施具有理论和实
践意义 。
1 材料与方法
1
.
1 材料
试验种子采自广州市龙眼洞广东省林业科学研究所 。新采收的种子千拉重平 均为 36 1 9 ,
含水量36 . 5 % , 发芽率95 % 。
1
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2 试脸方法
1
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2
.
1 种子过乳化物含量的浏 定[zJ 取经80 ℃烘干的种皮 、 种胚 (除子叶外 ) 、 胚根和胚轴
(含胚芽 )各 0 . 21 9 , 子叶 、 种子各。. 42 9 , 研磨成匀浆液 , 用蒸馏水定容至350 m l。 静置 , 然
后用移液管吸取上清液25 m l作试样 , 重复 2 次 , 结果取平均值 , 加 入 5 m l 1 N N a OH 溶
液 , 摇匀后加入5 . 0 m l 0 . I N 碘一碘化钾溶 液 , 置于暗处进行碘仿反应 , 30 m in 后加入 6 . 5
m l 1 N H C I终止反应 , 并使溶液呈酸性 , 随即用标定的。。 0 9 9 4 N N a : S : 0 : 溶 液滴定 , 滴
至淡黄色出现时滴入 5 滴 1 %淀粉液 , 继续滴至蓝色消失为止 。 以空白试验作对照 。 以空白
减去样品消耗 N az S ZO , 的毫升数 , 换算出被利用的碘量。 过氧化物的量以每 1 0 克干重被利
用的碘量来表示。
1
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2
.
2 种子碘伍的浏 定 用移液管吸取各处理 的匀浆上清液25 m l, 重复 2 次 , 各加 入 C cl ‘
1 m l及汉诺斯 (H a n us )氏溶液 2 。 0 m l, 然后加入数滴10 % K l溶液封闭瓶口 。 以空白试验作
对照 。置暗处30 m in 后 , 用新配制的10 % K l 2 m l自瓶 口边缘注入瓶内 , 再用7 . 5 m l蒸 馏水
清 洗 冲入瓶 。 混匀, 随即用标定的0 . 09 9 4 N N az S :O : 溶液滴定至蓝色刚消失为终点。 以经
80 ℃烘干的10 0 9 样品所吸收碘的克数来表示。
1 9 9 0一1 1一1 2 收稿 。
刘文明助理工程师 , 宋 学之 (中国林业 科学研究院热带林业 研究所 广州 5 1 0 5 2 0) 。
* 本项研究为中国林科院科学羞金项 目。 广东省林业科学研究所给予采种支持 , 钟丽英参加 部分工作 , 一并致资 。
2 期 刘文明等 : 失水对青皮种子劣变的影响
1
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2
.
3 种子浸 出液外渗量 (电导率 , K )的刚定 取 4 0粒种子 , 重复 2 次 , 加蒸馏 水 20 m l,
在 3 。℃下浸泡 Z h 后 , 用 D D S一l A 型电导率测定仪测定 , 以蒸馏水作对照 , 取 平 均值。
i
。
2
.
4 种子含水量调控与其水分含量测 定 用一定重量经 1 05 ℃烘干的椰 糠按比例与蒸馏水
混合调配成不同含水量的基质并与种子混拌 , 分藏于塑料袋中 , 以调控种子含水量。 随机抽
取种子20 粒 , 用105 ℃下烘干法测定。 含水量重复 2 次 , 以相对平均含水率 表示。
1
。
2
.
5 发芽率 、发芽指数 、 活力指数及其加权平均数测 定 从各处理随机抽取4 。粒种子 , 重复
2 次 , 用含水量 65 %的椰糠与种子混拌 , 置于直径为1 5 c m 的培养皿内作 发芽 试 验 。 以胚
根长度达 3 In m 作发芽标准 , 发芽一周后测量胚根 (含下胚轴 )、 上胚轴长度 , 取其平均值。
发芽率(GP ) 二 二 / M (% ) , 发芽指标(GI ) 二 刃GP ‘/ D , , 活力指数 (vI ) = 刃GP ‘/刀‘·了, 加权
全瓦, ‘平均数(劝 = 三共一一 , 误差值(% ) 二
烈, 户
实际值 一 理论值
理 论 值
2 结果与分析
2
.
1 含水量对种子过叙化物含量的影响
在种子失水劣变过程中 , 过;氧化物含量多寡被认为是膜脂过氧化程度的一个重要指标 。
种子失水劣变后 , 种子外渗物增加 , 表明膜受到一定程度损伤 , ‘了, 而膜的过 氧 化 作 用[0, ‘J
可能是使膜受损的原因之一。 从表 1 可见 , 含水量相同的种子 , 其各部分 过 氧化 物 含量不
表 1 不同含水里对种子过氧化物含盆的影晌
种 子
含水量
(% )
过 氧 化 物 含 量二(I: / 1 。。g 干重 ) 电导率 发芽率
种胚 胚根 胚轴 子叶 种皮 种子 种子误差值
(% ) (卜S / e m )
14307624 3
.
9
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3 5
.
8
3 0
.
7
2 6
。
9
1 7
.
9
1 1
.
2
1 6 4
.
0 1
1 95
.
1 3
19 7
.
6 5
2 0 1
.
9 5
2 0 3
.
5 4
2 0 6
.
0 6
1 85 0 3
2 1 1
.
9 5
2 14
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4 7
2 18
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6 7
2 22
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8 8
2 24
.
5 6
1 4 9
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7 1
1 8 7 5 6
1 8 9
.
2 4
1 9 3
.
4 4
2 0 0
.
17
2 0 1
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8 5
6 8
.
1 3
7 0
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2 3
7 1
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4 9
7 3
.
5 9
7 5
.
7 0
7 6
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54
5 8
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8 7
6 4
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7 6
6 7
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2 8
6 8
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9 7
7 1
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4 9
7 4
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0 1
6 6
.
02
6 8
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13
6 9
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39
7 1
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4 9
7 3
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5 9
7 4
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4 3
7 1
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5
8 4
.
5
9 3
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0
1 1 6
.
0
1 6 7
.
5
1 8 0
.
0
(% )
4 0
.
0
9 8
.
8
9 5
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0
6 7
.
5
3
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8
注 : * 为未成熟的种子 。
同 , 其中以种胚的含量最高 , 子叶次之 , 种皮较低 , 其比例约为 3 : 1 : 1 。 而在种胚中具胚
根“鞘 ”的胚根比胚轴略高(约为1 . 1 : 1 . 。) , 除发芽种子外 , 胚根约占种胚 的24 % 。 由此可见 ,
种胚含有明显的过氧化物积累 , 尤其胚根 。 其表达式可以 表示 为 : S = 0 . 1 05 t 十 0 . 8 8。。 +
0
.
01 5
。 + 3 . 5 , 式 中 t 、 。 和 c 分别表示种皮、 种胚和子叶过氧化物含量。 经检验 , 其误差
率小于1 . 5 % 。 随着种子含水量降低 , 种皮渗透性变大 , 可能因通气性增强 , 种 子内环境含
氧量增加 , 使种子过氧化物含量增高 , 种子吸失水快 , 则加速膜结构变化和导致种胚劣变 ,
种子活力丧失而不能发芽 。 另外 , 未成熟种胚过氧化物含量较成熟种子低 , 这可能是由于其
生理代谢活性差异所致。
2
.
2 含水量对种子碘值的影晌
从表 2 可知 , 除量的不同外 , 种子碘值与种子过氧化物含量有相 近 似 的变化趋势。 种
1 6 4 林 业 科 学 研 究 6 卷
胚 、 种皮 、 子叶的碘值之比率约为 2 . 5 : 1 . 5 , 1 . 0 。 其中 , 种胚碘值比其过氧化 物的 量约少一
半 , 而子叶为 1 . 。: 1 . 7 , 种皮则为 1 . 0 : 1 . 2 。 种子碘值同样可用表达式来 表示 : S = 0 . 105 亡
+ 。. 8 。“ + 0 . 01 5 。 + 2 . 0 , 式中 t 、 己 和 C 分别表示种皮 、 种 胚和子叶的碘值。 其误差率小于
2 %
。 随着种子失水 , 其碘值增大 , 种 子内不饱和脂肪酸比例增大 , 可能引起膜结构相应变化 。
裹 2 不同含水. 对种子映位的形 .
种子含水食
(% )
碘 值 (I:八 0 09千重 )
种胚 胚 根 胚轴 子叶 种皮 种子 种子误差值
(% )
,‘几OJ碑了厅于自084J,534 8
.
9
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35
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8
9 2
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5 2
9 8
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4 0
1 0 2
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6 1
1 0 5
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1 3
1 0 6
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8 1
1 0 9
.
3 4
1 0 0
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9 3
1 0 6
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8 1
10 9
.
3 4
1 1 3
.
5 4
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.
2 2
1 1 7
.
7 5
习8 . 31
96
。
7 2
98
.
4 0
1 02
.
6 1
1 05
。
1 3
1 07
.
6 6
3 7
.
8 5
3 9
.
9 5
4 0
.
7 9
4 2
.
8 9
4 5
.
0 0
4 6
.
2 6
5 7
.
1 9
6 3
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0 8
6 4
.
7 6
6 7
.
2 8
6 8
.
9 7
7 1
.
4 9
3 8
.
6 9
4 2
.
0 5
4 2
.
8 9
4 4
.
1 6
4 6
.
2 6
4 7
.
1 0
厅‘内怂O目,妇
.⋯璐”月h,‘J.的 上jo曰,二.几
注 : * 为未成 熟的种子 。
2
.
3 胚根“梢”对保存种子活力的影晌
据观察 , 胚根外面覆盖着一薄层致密特殊的保护物 , 称之为胚根 “鞘” , 除具有保护根尖
分生区的作用外 , 可能还含有某种代谢物质 。这可能对保存种子活力具有一定意义 。 在种子生
长发育过程中 , 胚根“鞘”由无到有 , 从少到多 , 其结构从疏到密 , 逐渐扩大援盖面 , 直到种
子成熟时占种胚表面积约 1 / 4 。 种子由不成熟 、 成熟到劣变 , 胚根 “鞘 ”由褐青 、 橙 红色变成褐
黑色 。 这一变化可能对种子活力有影响 。 成熟度低 的种子 , 其胚根 “鞘”量少质差 , 可能也是较
易劣变的原因之一 , 但仍有待进一步研究。 衰 3 水分对种子匀泉液成分变化的形‘
2
.
4 失水对种子匀桨液成分 、 颇色的影晌—_ _ , 、 _ . _ , _ ⋯ 、 ~ . _ 二 _ ~ 项 目 H 工 J K L不同含水量的种子匀浆液静置在有氧条 ” - 一 ‘ 一 ’ ‘ “ -件下 , 随着时间延长逐渐 由无色依次变成橙 ‘ _ I 一 ‘魂.84 巧 · 25 ’8 · 46 ’5 · 50.一 ~ 一 , · , /一 ~ 一 · , · 一 Z ~ ~ ” 一 v 、一 ~ ” ~ 碘值 , 。 ~ 。 , 。 。 ~红一浅红一深红色 。 其碘值和过氧化物含量 一 ’ 工 罗 。: :: 。: , :: ;; . ;{ ;; ::变化见表 3 。 种子含水量高 , 颜 色 变 得 较 过载化物含址 ; 1。 . 1 1 ; 。 . 0 6 2 1 . x : 2 4 . 5。 : 3 . 03深 , 含水量低则较浅。 这一颜色变化主要在 种胚琪值 一 “2. 63 “3. ““ 8 5 .86 8。·76~ _ 七 ~ 」 _⋯ 卜 , 、 , , 一 。 ~ 一 、.、 、二一 口 种胚过级化物含皿 一 1 31 . 87 14 7 .“ 15 6 . 34 89 . 62” ‘一” 一 ‘ ” 一 ’ r ” ’ 一” ” ’ ‘ ” ‘一 ’ 一 ’ 一 ’ 『 一 ~ 一 含水 t ( % ) 41 . 5 36 . 1 28 . 0 1 7 . 4 一被氧化。 而在无氧参与下 , 种予各部分匀浆液 发芽率( % ) 95 . 0 92 . 5 73. : 3 . : 一不变色。 说明氧气促进有机物分解 , 加速种胚 电导率印s/ cm ) 59 · 。 54 .5 68. “ ’1s · 5 一劣变 。 由此可知 , 在自然条件下 , 种胚也极易 注 : ¹ 兀为新鲜 种子匀浆浓 I 被静皿于冰箱一 年 后的让仃扮 “ ;后。衍劫 联少水 木生动不怀币 变 化 ,一 · , · 一 , - ~ · - - - , - , , ~ 一 - - 一 ” - 一 ” 一 ”” 一 º H 为不成熟种子 , L 为发芽种 子 , 工 、 J 、 K2 . 5 成熟度对种子品质的影晌 为不同失水 种子 .2 . 5 . 1 成熟度对种 子浸 出液 电导率K 的 影响 从不 同成熟度种子的电导率 K 对浸泡时间的
相互关系 (图 1 )可见 , 两种不 同成熟度的种子浸入水中 , 随着时间延长 , K值增大 。 浸泡 Z h
后 , 成熟度低的种子其 K 值与成熟度高的差异很小 。而后K 值上升 , 逐渐较成熟的种子快 , 到 12
h 后 , l〕fJ’者达到6 0 0卜S / e m , 而后者仅为30 0 卜S / e m 。
2 . 5 . 2 失水对电导率 K 的影响 从 表 4 可 见 , 不同成熟度的种子有不同的保水能力。在自然
条件 ( 30 ℃ 、 7 0 % R H )下 , 72h后成熟种子含水量从5 4 . 5%下降至25 . 4% , 电导率 K从8 0 . 5“S /
2 期 刘文明等 : 失水对青皮种子劣变的影响
c m 升到 12 1 。 5 “S /c m 。而未成熟种子含水量则 从
4 4
.
6 %下降到2 6 . 9 % , 电导 率 K 从 5 3 . 5 卜S /c m
上升到 1 73 ps/c m 。 这表明在相同条 件下 , 种子
成熟度低 , 失水快 , 其电导率 了增加较大 , 种子
活力丧失也快。
2
.
5
。
3 成熟度时种子活力的影响 从表 4 可知 ,
成熟度低的种子 , 除发芽率较低外 , 活力指标也较
低。 经统计分析(表 5 )可知 : 以不同成熟度的种
子( a , b )相比较 , 种子活力差异极显著 ( I ),
尤其是胚芽(上胚轴 )生长差别大, 失水后 , 其种
子活力差异显著 (兀 ) , 但比失水前差 异显 著 减
小 , 特别是胚芽生长 。 以成熟度相同的种子相比
较 , 则失水前 后种子活力差异显著 , 成熟种子 ( a )
三。\的之)狱并昨奋
时间 (卜)
图 1 种子成熟度对 电导率K 的影 响
差异更大 ( 1 ) , 尤其这一差异明显表现在胚根 (含下胚轴 )生长上 , 而成熟度低的种子( b ) ,
则差别较小 ( 那 ) , 但也以胚根生长差别为显著 。 总之 , 不同成熟 度 的 种 子 , 种 子 活力 有
衰 4 成热度对种子活力的影晌
类型 千粒重
( g )
舍水量
( % )
电导率
( 拼S / e m )
发芽率
( % )
活力 指数
发芽指数 胚根 上胚轴
加权平均数 ( m m )
胚根 上胚轴
a 3 9
.
5
34
.
8
2 5
.
4
8 0
.
5
1 2 1
.
5
1 0 0
6 3
。
8
3 3
2 2
.
9
.
O
1 6 3
.
1
8 7 1
10 3
.
3
5 8
.
8
4 7
.
7
3 9
.
4
3 0
.
3
2 6
.
4
4 4
b 4 2
·
6 2 5
8 3
.
5
1 7 3
。
0
9 3
.
8
3 8
。
8
2 5
。
0
1 1
。
2
1 0 6
。
4
4 0
。
9
6 5
.
0
2 6
.
3
4 1
.
9
3 5
.
4
2 5
.
2
2 3
.
1
显著差异 , 胚芽生长差别尤为明显 , 且失水
前比失水后差异显著 , 成熟度相同的种子 ,
失水前后种子活力差异显著 , 尤其是成熟种
子 , 其胚根生长差别更显著 。 从以上结果可
推断 , 成熟度主要影响胚芽生长 , 以失水前
为明显 , 失水主要影响胚根 ( 含下 胚轴)生
长 , 以成熟种子为明显 。
表 5 加权平均橄统计分析
方 差 F 值
编号 变异来源 自由度——胚根 上胚轴 胚 根 上胚轴1 1 3 . 18 1 0 . 2 71 5 3 0 . 4 51 5 4 0 . 5 3 29 . 3 3二 85 . 5 1 .间内组总变 异 0 . 120 . 19
2
.
34
0
.
19
0
.
2 1
9
.
9 2二 12 . 5 3 . 巾
031肠3Un.1
8 0
8 1
间内组
总变异
3 小结与讨论
(1) 青皮种子的种皮 、 种胚和子叶过氧
化物含量或碘值分布有以下量的关系: S =
0
.
1 0 5 r + o
。
8 8 o c + 0
.
0 1 5 e + k
。 其中 , 种
胚含量最大 , 表明种胚较易劣变。 因失水种
皮渗透性增大 , 通气性增强 , 种子内环境含
氧量增加 , 种子过氧化物含量增加 , 碘值增
总变异
1 29
1 30
2 1
.
5 7
0
.
3 9
0
.
5 5
4
,
4 7
0
.
1 5
0
.
1 8
5 5
.
3 6
t .
3 0
.
6 6
*
间内组
145
U”l山上,上
间内组
总变异
0
,
1 3 0 9 9
0
.
4 3 0
.
1 4 2 1
.
1 4
* t
7
.
0 8二
0
.
5 1 0
.
1 5
注 , ¹ * * 示在 0 . 01 水平上显著 。º 工示失水前不 同成熟度的种子活力比较,亚示失水后不 同成熟度的种子活力 比较,皿 示失水前后成熟种子 ( a )活力比较 ,万示失水前后不成熟种子( b )活力 比较 。
16 6 林 业 科 学 研 究 6 卷
大 , 种胚被氧化 , 从而引起膜结构变化 。 膜渗透性功能的改变 , 可能引起一系列其它反应 , 致
使种胚劣变, 这是种子丧失活力的主要原因。
(2) 随着种子成熟至种子劣变 , 胚根“鞘 ”的多寡和色泽有变化 , 保持胚根 “鞘”的质和量 ,
会有利于保存种子活力。
(3) 在有氧条件下 , 静置的种子匀浆液由无色而依次变为橙红一浅红一深红色。 这一颜
色变化主要在种胚 , 并表明种胚较易劣变 , 尤其胚根 。
(4) 成熟度主要影响胚芽生长 , 以种子失水前为明显。 失水对胚根生长影响较大 , 以成
熟种子较明显。 成熟度低的种子保水能力弱 , 劣变快 。
(5) 青皮种子容易丧失活力 , 失水引起种子本身结构 、 化学组成 、 生理特性变化 。 可通
过种子外环境水分调控保持种 子一定含水量 , 使种子有适宜的内环境以利于保存种质 , 从而
可获得较好的储藏效果 , 延长种子寿命。
今 考 文 献
1 刘文明 , 宋 学之 . 青皮种子主要储限条件的研究 1 . 种子含水皿与困控 . 林业科学研究, 1 , 8 9 , 2( 3) ; 2“一 2 2 0 .
2 陈光仪 , 傅家瑞 . P E C处理 和种子的过氧化物含扭的变化 . 种子 , 1 98 3 , (3 ) : 1 ~ 3 .
3 宋 学之 , 陈育度 , 王 东馥 , 等 . 坡垒 、 青皮 种子失水过 程中活力与根尖细饱亚显徽结构变化研究 . 林业科学 , ” 83 ,
1 9 (2 ) : 1 2 1 ~ 1 2 5
.
一 R o be rt s E H . L o s s o f v ia b i lity : C h r o m o s o 印 a l a n d g e n e t ic a l a s p e et s . S e e d S e i . a n d T e e h n o l . ,
1 9 7 3
一 1 : 5 1 5 ~ 5 2 7
.
5 S im o n E W
.
P ho s p h o lip :d s o n d p l良 : 1 t rn e m b r a n e e p e rrn e a b ilit y
.
N e w Ph y to I
.
,
1 , 7‘, (7 5 ) : 5 7 7 ~
42 0
.
6 M eb o n ld M B
.
A r e v ie w a n d e v a l、二a tio n o f s e e d v ig o u r . Pr o e . A s s o e . o ffie ia l S e e d A n a 1
. ,
19 7 6
,
(6 5 )
: 1 0 9 ~ 2 5 9
.
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o sin 夕 M o is tu r e C o n te n t o n D e te r io r a tio n
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j 配a tic a a s tr o tr ic ha S e e d
L iu W e n m in g S o n g X u e z hi
A b str a ct S e e d o f V a tic a a s r了o t; ie寿a a n d its e m b r yo h a d a n in e r e m e n t in
s u Pe ro x id e e o n t e n t a n d io d in e n u m be r a s th e m o is t u r e e o n te n t o f th e s e e d
Io s t
.
In th is P r o e e ss
, th e P la sm a m em b r a n e e o n s titu e n ts o f e m b r yo e e ll3 a r e
o x id iz e d
, 5 0 tha t its u lt ra s tr u e tu r e 15 d e st r o yed
, s em iPe r m e a b le fu n e t io n
lo s t a n d th e n t he d e te r io r a t io n o f em b r y o o e e u r s
.
T his m a y b e the fu n d a
-
m e n t a l r e a s o n fo r s e e d d e te r io r a tio n
.
Se e d v ig o u r h a s a tr u e e o r r e la t io n
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“e o le o rh iz e
" q u a lit y
.
Se e d m a tu r ity in flu e n e e s the Plu m u le g r o w th
o b v io u s ly
, th e P o o r
一
m a tu r ity s e e d s lo s e th e ir m o is t u re e o n t e n t f a s te r
, a n d
Io s e th e ir v ig o u r m o r e e a s ily
.
K ey w o r d s V a tic a a s tr o t: ic ha
,
lo sin g m o is t u re c o n te n t
, s e ed d e te r io r a t io n
,
s u Pe r o x id e e o n te n t o f se e d
Liu W
e n m in g
,
A s s is ta n t e n g in e e r
,
So n g X u e 名h i (T h e R e s e a r e h In : tlt u t e o f T r o Pie a l Fo r e s tr y ,
C A F G u a n 宜: ho u 5 1 0 5 2 0 ) .