全 文 ：文章编号: 1007-0435( 2003) 02-0125-07
超干燥和低温贮藏对华北驼绒藜
种子劣变及同工酶的影响
乌仁其木格, 易　津
(内蒙古农业大学农学院, 呼和浩特 010019)
摘要:华北驼绒藜种子在超干燥(含水量 4. 2%～4. 5% )室外温度条件下贮藏, 与低温贮藏效果基本相同, 能
显著延长种子寿命。在超干燥贮藏过程中,种子的同工酶(超氧化物岐化酶、过氧化物酶、酯酶)系统的活性均
明显高于对照,结果延缓了种子老化, 提高贮藏寿命。
关键词: 华北驼绒藜; 种子; 贮藏; 同工酶
中图分类号: S339. 32　　　文献标识码: A
Effects of Ultra-arid and Low-temperature Storage Conditions to
the Life and Isozymes of Ceratoides arborescens Seed
WUREN Qimuge, YI Jin
( Colleg e of Ag ricultural Sciences, Agr icult ur al Univer sity Inner of M ongo lia,
Huhho t, I nner Mongolia Autonomous Reg ion 010019, China )
Abstract: Sto ring ult ra-dried Ceratoides arbrescens seed ( M C 4. 2%～4. 5% ) in an outdoo r temperature or
in a low indoor temper ature achieves basical ly the same result- life of the seed is prolonged. During the
stor ag e period, the isozymes o f the ultr a-dried C. ar borescens seed show st ronger kinet ic propert ies than
tho se o f the contr ol, thus deferring the ageing of the seed and enhancing its storag e life.
Key words : Cer atoides arborescens; Seed; Storage; Isozyme
　　华北驼绒藜( Ceratoides arborescens)是藜科驼
绒藜属多年生旱生半灌木。在我国主要分布于吉林、
内蒙古、河北、甘肃、宁夏、山西等干旱、半干旱地
区[ 1～ 3]。华北驼绒藜具有适应性强、利用年限长、耐
旱、耐寒和耐牧性强等优良特性,是半荒漠区草原较
为珍贵的野生优良饲用植物资源之一。另外,它具有
良好的保持水土和防风固沙等作用,在我国西部地
区有重要的经济和饲用价值,利用前途广阔。但是驼
绒藜属植物种子属于短寿命种子, 在一般贮藏条件
下,种子寿命只有 8～10个月, 因此延长种子寿命,
提高利用率, 是目前生产中急待解决的问题。
种子贮藏是种质资源研究的一个重要内容。种
子含水量和贮藏温度是影响贮藏寿命的两个关键因
素。种子超干燥贮藏作为一项新技术已普遍为人们
所关注。超干燥保存主要是通过降低种子含水量
( M C< 5%)在常温下贮藏效果达到高含水量种子
在低温下贮藏时相同的效果 [ 8]。本文在前期工作的
基础上,研究在超干燥和低温贮藏条件下,华北驼绒
藜种子同工酶的变化,阐明种子活力下降的内在原
因, 为选择有效的贮藏方式和研究短寿命种子劣变
机理提供实验和理论依据。
1　材料与方法
1. 1　自然概况
贮藏实验在呼和浩特市内蒙古农业大学院内进行。
收稿日期: 2002-12-03; 修回日期: 2003-01-10
基金项目:国家自然科学基金项目(编号 C39960010)资助
作者简介:乌仁其木格(1959-) ,女,蒙古族,内蒙古太仆寺旗人,高级实验师,主要从事植物生理教学和牧草生理研究
第 11卷　第 2期
　Vo l. 11　　No. 2
草　地　学　报
ACT A AGRESTIA SIN ICA
　2003 年　6月
　June 　2003
年均气温 6℃, 7月和 1月平均气温为 22～24℃和
- 13～- 14℃。
1. 2　试验材料
华北驼绒藜种子系 1999年采于内蒙古巴盟乌
拉特中旗巴音哈太苏木内蒙古畜牧科学院草原站;
千粒重 1. 4 g , 种子原始含水量 7. 4%, 发芽率
93. 5% ,简化活力指数( G·S)为 0. 85。
1. 3　种子干燥和贮藏处理
1. 3. 1　将变色硅胶装入尼龙袋,与华北驼绒藜种子
一起放进塑料袋进行干燥。种子与硅胶的比例分别
为 1∶4、1∶3、1∶2、1∶1。种子设 14个贮藏处理,
各重复四次(表 1)。贮藏时间从 1999 年 12 月至
2002年 1月。
1. 3. 2　贮藏温度设置室外温度( - 15～25℃)、室内
温度( 15～25℃)、低温冷藏 ( 4～5℃)、低温冷冻
( - 10℃) (表 1)。
1. 3. 3　包装设置布袋装、塑料袋和瓶装(表 1)。
1. 3. 4　贮藏期为 16个月, 在贮藏 7个月后,其中 5
份处理种子全部死亡, 未进行同工酶测定。其余9份
干燥和低温处理的种子具有活力,进行同工酶测定。
1. 4　种子含水量测定
根据《国际种子检验规程》( 1999)进行。称取不
同条件下贮藏 9个月的种子各 0. 5 g, 置于 105℃恒
温烘箱中,烘 2 h,烘 3次,直至恒重为止, 然后计算
种子含水量,每处理重复四次。
1. 5　种子同工酶测定
1. 5. 1　制样　取不同贮藏条件的种子进行萌发, 称
取一定量的萌发种子, 加 0. 05 mo l/ L pH 7. 0磷酸
缓冲液, 在冰浴中研磨匀浆,于 4000 rpm 下离心 10
m in, 上清液为酶提取液, 置于冰箱保存备用。
1. 5. 2　电泳条件和酶染色　用聚丙烯酰胺凝胶垂
直板电泳法分离同工酶[ 4～7]。凝胶缓冲系统为 T ris-
HCI 缓冲液( pH 8. 9) ,分离胶浓度 7. 5% ,电级缓冲
液用 pH 8. 3的T ris-甘氨酸缓冲液。用醋酸奈酯、坚
牢兰 RR盐染色法染酯酶同工酶;用醋酸-联苯胺法
染色过氧化物酶同工酶; 用氯化硝基四氮唑兰
( NBT )染色法染超氧化物歧化酶同工酶。
1. 5. 3　同工酶数量和活性测定　根据染色的酶带
位置计算同工酶数量和相对迁移率 Rf 值( Rf = 酶
带迁移距离/前沿距离) , 并绘制酶带模式图(略)和
胶片照相,标定酶带位置及相对酶活性。计算谱带总
数(
A= 1级带数+ 2级带数+ 3级带数) ; 并根据
酶谱带强弱等级(酶带分为 3 个等级, 1级带: + +
+ , 2级带: + + , 3级带: + ) ; 酶带总强度(
B= 1级
带数×3+ 2级带数×2+ 3级带数×1) ,然后计算相
对总酶活性( C) C= A×B。
表 1　种子贮藏条件设计
Table 1　T he designed of sto r age conditions for the seed
包装
Kind of package
A 温度处理
T emperatu re t reatment
B超干燥处理(种子:变色硅胶 g)
Ult radried t reatment ( s eed: changing colour g )
A -a 室外温度
Field temperature
　
A-b冰箱温度
Refr igerator
temp erature
A-c室内温度
Room temperaure
　
1∶4
B-a
　
1∶3
B-b
　
1∶2
B-c
　
1∶1
B-d
　
- 15～25℃ A-b1-10℃ A-b2 4～5℃ 5～25℃
布袋( 1)
Cloth bag
Aa-1( CK) Ac-1
瓶装( 2)
Bott l e pack
Aa-2 Ab 1-2 Ab2-2 Ac-2
塑袋( 3)
Plast ics bag
Aa-3 Ab 1-3 Ab2-3 Ac-3 Ba-3 Bb-3 Bc-3 Bd-3
2　结果与分析
2. 1　贮藏条件对种子酯酶( EST)同工酶活性的影响
2. 1. 1　种子在室外温度下干燥处理后, 贮藏 16个
月, 含水量降低到 4. 5%～6. 5%, 随着贮藏时间的
延长种子酯酶同工酶相对活性、酶带条数均增加。
2. 1. 2　超干燥处理( Ba-3)种子, 含水量 4. 5% , 从
贮藏 7个月到 16个月时,相对酶活性增加(表 2、图
1-1、2-1、2-2、2-3)。
126 草　地　学　报 第 11卷
2. 1. 3　在低温冰箱冷藏( 4～5℃)条件下, 贮藏11个
月,用塑料袋和瓶子包装的种子, 其酯酶同工酶相对活
性最高,贮藏到16个月时,酶活性和酶带数均下降。
2. 1. 4　在室外温度下,布袋包装( CK) ,贮藏 16 个月
的对照组,种子的酯酶活性和酶带条数均极明显下降。
2. 1. 5　在贮藏过程中超干燥种子的酯酶同工酶活
性优于对照组, 从而延缓种子老化,提高种子的贮藏
寿命。
表 2　贮藏中种子酯酶同工酶活性变化
Table 2　The changes o f enzym e act ivities o f ester ase isozymes during seed sto rag e
处理编号
T reatment
number
贮藏期限(月)
S torage period
( month)
含水量( % )
Mois tu re
content ( % )
酶带数(
A)
Amount of is oz yme
band s(
A)
酶带强度(
B)
Intens ity of
is ozyme bands (
B)
相对酶活性( C) C = A×B
Relative enzym e
act ivity( C) C= A×B
Ba-3 7 4. 8 8 14 112
11 4. 5 8 22 162
16 4. 5 9 19 171
Bb-3 7 5. 3 5 11 55
11 5. 4 8 22 176
16 5. 2 9 18 162
Bc-3 7 6. 8 5 9 45
11 5. 6 8 22 176
16 5. 5 9 19 171
Bd-3 7 7. 2 6 11 66
11 5. 5 7 17 119
16 6. 5 9 18 162
Ab1-3 7 8. 9 6 11 66
11 11. 3 6 17 102
16 9. 3 4 8 32
Ab2-3 7 12. 6 5 8 40
11 10. 7 8 22 176
16 10. 7 4 8 32
Ab1-2 7 8. 8 6 11 66
11 12. 2 6 17 102
16 8. 0 4 11 44
Ab2-2 7 14. 0 7 13 91
11 14. 7 9 17 153
16 - 9 19 171
Ac-1( CK) 7 8. 4 4 6 24
11 8. 9 10 20 200
16 8. 1 4 12 48
　　注:
A= 1级带数+ 2级带数+ 3级带数,
B= 1级带数×3+ 2级带数×2+ 3级带数×1
Note:
A = is ozyme b ands of magnitude 1 + isozyme bands of magnitude 2+ isozym e bands of m agn itu de 3,
B= is oz yme bands of
magnitude 1×3+ isoz yme bands magnitude 2×2+ isoz yme bands magnitude 3×1
2. 2　贮藏条件对种子过氧化物酶( POD)同工酶活
性的影响
2. 2. 1　华北驼绒藜种子在室外温度( - 15～25℃)
下贮藏 7个月, 含水量降到 4. 8%～7. 2%时, 种子
过氧化物酶同工酶相对活性和酶带数最高(见表 3、
图 1-1、2-4、2-5、2-6) ; 贮藏 25 个月后, 种子含水量
降到 2. 8%～6. 5%时,种子过氧化物酶同工酶相对
活性和酶带数基本保持不变,而对照组贮藏在 16个
月后,种子含水量为 8. 1%时, 相对酶活性和酶带数
均呈下降。
2. 2. 2　在低温(冰箱冷藏和冷冻)下,贮藏 25个月,
用塑料袋包装和瓶装种子,随着贮藏时间的延长, 酶
活性和酶带数变化趋势与超干燥处理结果基本一
致。试验结果表明,华北驼绒藜种子含水量的高低是
影响种子贮藏寿命的主要因素,种子经超干燥和低
温处理后,抗老化能力强,具有极好的耐藏性。
2. 3　贮藏条件对种子超氧化物歧化酶( SOD)同工
酶活性的影响
2. 3. 1　华北驼绒藜种子在室外温度( -15～25℃) ,贮
藏 16个月, 经超干燥处理的种子含水量降到 4. 5%
～6. 5%时, 随着贮藏时间的延长, SOD同工酶活性
和酶带条数逐渐下降(见表 4、图 1-3, 2-7、2-8、2-9)。
127第 2期 乌仁其木格等:超干燥和低温贮藏对华北驼绒藜种子劣变及同工酶的影响
表 3　贮藏中种子过氧化物酶同工酶活性变化
Table 3　T he changes o f enzyme activ ities o f per ox idase isozymes during seed sto rag e
处理编号
T reatment
n umber
贮藏期限(月)
S torage period
( month)
含水量( % )
Mois ture
content ( % )
酶带数(
A)
Amoun t of is ozyme
bands(
A)
酶带强度(
B)
Intens ity of
is ozyme bands (
B)
相对酶活性( C) C = A×B
Relative enzym e
act ivity( C) C= A×B
Ba-3 7 4. 8 3 9 27
11 4. 5 2 6 12
16 4. 5 2 5 10
25 2. 8 2 6 12
Bb-3 7 5. 3 3 9 27
11 5. 4 2 6 12
16 5. 2 2 5 10
25 4. 2 2 6 12
Bc-3 7 6. 8 3 9 27
11 5. 6 2 6 12
16 5. 5 2 5 10
25 5. 1 2 6 12
Bd-3 7 7. 2 3 9 27
11 5. 5 3 7 21
16 6. 5 2 5 10
25 6. 6 2 5 10
Ab1-3 7 8. 5 2 6 12
11 11. 3 2 6 12
16 9. 3 2 5 10
25 9. 5 2 5 10
Ab2-3 7 12. 6 2 4 8
11 10. 7 2 6 12
16 10. 7 2 5 10
25 8. 8 2 5 10
Ab1-2 7 8. 8 2 6 12
11 12. 2 2 6 12
16 8. 0 2 5 10
25 - 2 5 10
Ab2-2 7 14. 0 2 4 8
11 14. 7 2 6 12
16 - 2 5 10
Ac-1( CK) 7 8. 4 3 9 27
11 8. 9 2 6 12
16 8. 1 2 5 10
　　注:
A= 1级带数+ 2级带数+ 3级带数,
B= 1级带数×3+ 2级带数×2+ 3级带数×1
Note:
A = isozym e bands of magnitude 1+ isozyme b ands of magnitude 2+ is ozyme bands of magn itu de 3,
B= is ozyme bands of
magnitude 1×3+ isoz yme bands of magnitude 2×2+ is ozyme bands of m agnitude 3×1
表 4　贮藏中种子超氧化物歧化酶同工酶活性变化
T able 4　The changes of enzyme activ ities of super ox ide dismut ase isozymes dur ing seed stor ag e
处理编号
T reatment
n umber
贮藏期限(月)
S torage period
( month)
含水量( % )
Mois ture
content ( % )
酶带数(
A)
Amoun t of is ozyme
bands(
A)
酶带强度(
B)
Intens ity of
is ozyme bands (
B)
相对酶活性( C) C = A×B
Relative enzym e
act ivity( C) C= A×B
Ba-3 7 4. 8 6 12 72
11 4. 5 5 12 60
16 4. 5 3 6 18
Bb-3 7 5. 3 6 12 72
11 5. 4 5 12 60
16 5. 2 2 4 8
Bc-3 7 6. 8 6 12 72
11 5. 6 6 13 78
16 5. 5 3 6 18
Bd-3 7 7. 2 9 15 135
11 5. 5 6 14 84
16 6. 5 3 6 18
Ab1-3 7 8. 9 3 8 24
11 11. 3 6 12 72
16 9. 3 2 5 10
128 草　地　学　报 第 11卷
　　续表 4
处理编号
T reatment
n umber
贮藏期限(月)
S torage period
( month)
含水量( % )
Mois ture
content ( % )
酶带数(
A)
Amoun t of is ozyme
bands(
A)
酶带强度(
B)
Intens ity of
is ozyme bands (
B)
相对酶活性( C) C = A×B
Relative enzym e
act ivity( C) C= A×B
Ab2-3 7 12. 6 5 13 65
11 10. 7 5 12 60
16 10. 7 2 4 8
Ab1-2 7 8. 8 3 8 24
11 12. 2 6 11 66
16 8. 0 2 5 10
Ab2-2 7 14. 0 5 13 65
11 14. 7 4 8 32
16 - 2 5 10
Ac-1( CK) 7 8. 4 9 17 153
11 8. 9 6 11 66
16 8. 1 2 4 8
　　注:
A= 1级带数+ 2级带数+ 3级带数,
B= 1级带数×3+ 2级带数×2+ 3级带数×1
Note:
A = isozym e bands of magnitude 1+ isozyme b ands of magnitude 2+ is ozyme bands of magn itu de 3,
B= is ozyme bands of
magnitude 1×3+ isoz yme band of magnitude 2×2+ isozym e bands of magnitude 3×1
图 1-1　贮藏中种子酯酶同工酶活性变化
Fig. 1-1　T he change o f enzyme activ ities o f EST under st or age condition
图 1-2　贮藏中种子过氧化物酶同工酶活性变化
F ig . 1-2　T he change of enzyme activit y of POD under sto rag e condition
图 1-3　贮藏中种子超氧化物歧化酶同工酶活性变化
F ig . 1-3　The change of enzyme activity o f SOD under sto rag e condition
图 1　贮藏中种子同工酶活性变化
Fig. 1　T he changes o f enzyme activ ities o f seed under differ ent stor ag e conditions
注: ( Note: ) 1—Ba-3、2—Bb-3、3—Bc-3、4—Bd-3、5—Ab1-3、6—Ab2-3、7—Ab1-2、8—Ab2-2、9—Ac-1(CK) (见表 1　S ee T ab le 1)
129第 2期 乌仁其木格等:超干燥和低温贮藏对华北驼绒藜种子劣变及同工酶的影响
图 2-1　贮藏 7 个月后酯酶同工酶( 2000. 7)
Fig. 2-1　E sterase isozymes af ter stored for 7 m onth s
图 2-2　贮藏 11 个月后酯酶同工酶( 2000. 11)
Fig. 2-2　Ester ase isozymes af ter s tored for 11 m onths
图 2-3　贮藏 16个月后酯酶同工酶( 2001. 3)
Fig. 2-3　Ester ase isozymes af ter s tored for 16 m onths
130 草　地　学　报 第 11卷
图 2-4　贮藏 7个月后过氧化物酶同工酶( 2000. 7)
Fig. 2-4　Peroxidase is ozymes af ter stored for 7 m on th s
图 2-5　贮藏 11个月后过氧化物酶同工酶( 2000. 11)
Fig. 2-5　Peroxidase is ozymes af ter stored for 11 month s
图 2-6　贮藏 16 个月后过氧化物酶同工酶( 2001. 3)
Fig. 2-6　Peroxidase is ozymes af ter stored for 16 month s
131第 2期 乌仁其木格等:超干燥和低温贮藏对华北驼绒藜种子劣变及同工酶的影响
图 2-7　贮藏 7个月后超氧化物歧化酶同工酶( 2000. 7)
Fig . 2-7　Super ox ide dism utas e isozymes af ter s tored for 7 months
图 2-8　贮藏 11个月后超氧化物岐化酶同工酶( 2000. 11)
Fig . 2-8　Superoxide dism utas e isozymes after s tored for 11 months
图 2-9　贮藏 16 个月后超氧化物岐化酶同工酶( 2001. 3)
Fig . 2-9　Superoxide dism utas e isozymes after s tored for 16 months
图 2　贮藏中种子同工酶酶谱
Fig . 2　T he isozymes spect rum of seed under differ ent stor ag e condit ions
　　注: ( Note: ) 1—Ba-3、2—Bb-3、b—Bc-3、4—Bd-3、5—Ab 1-3、6—Ab 2-3、7—Ab 1-2、8—Ab 2-2、9—Ac-1( CK) (见表 1　S ee T able 1)
132 草　地　学　报 第 11卷
2. 3. 2　在低温(冰箱冷藏)条件下,用塑料袋包装和
瓶装种子的 SOD活性和酶带条数下降程度比超干
燥处理者明显。随着贮藏时间的延长,酶活性和酶带
条数均呈先下降,贮藏 11个月后, 酶活性和酶带条
数重又增高; 随着贮藏时间的延长, SOD活性和酶
带数下降最明显, 而对照组种子下降较明显。说明贮
藏过程中超干燥种子的 SOD活性比对照组种子保
持得好,对种子进一步劣变可能有清除毒物的潜在
能力,从而延缓种子老化,提高贮藏寿命。
3　讨论
3. 1　种子含水量和贮藏温度是影响种子寿命的关
键因素。试验结果表明,华北驼绒藜种子经超干燥处
理后,能显著地提高其在室外温度下的耐藏寿命。通
过降低种子含水量, 在适当高温下可代替低温贮藏
的效果。这种贮藏方式较低温贮藏的主要优点是成
本低,便于在生产中种子的大量贮藏和运输。
3. 2　华北驼绒藜种子在贮藏劣变过程中, 种子内部
发生了一系列的生理生化变化。试验结果表明, 贮藏
期间超干燥处理种子的酯酶、过氧化物酶、超氧化物
歧化酶同工酶活性和酶带条数显著高于非超干燥处
理种子。由此初步认为超干燥种子具有减缓种子劣
变,提高活力的作用,其作用机理可能是种子在超干
燥条件下, 含水量极低, 使呼吸代谢降至最低的水
平,减少物质消耗。另一方面, 超干燥种子 EST、
POD、SOD 等同工酶活性和酶带条数保持较为完
好, 当种子吸胀萌动时, 这些酶被活化, 从而清除或
减轻种子内部脂质过氧化作用,避免了对膜系统的
损伤,从而保证种子活力的提高,达到延长种子的贮
藏寿命。
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133第 2期 乌仁其木格等:超干燥和低温贮藏对华北驼绒藜种子劣变及同工酶的影响