全 文 ：文章编号: 1007-0435( 2005) 01-0023-04
柱花草种子超干保存效果及其对膜系统的影响
邹冬梅
(中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所,海南儋州 571737)
摘要:超干处理的柱花草( Sty losanthes guianensis)种子直接吸胀会引起种子活力特别是活力指数下降。吸胀前回湿处理
可以减轻吸胀过程所造成的损伤。在含水量不低于 3. 17%时, 超干处理对种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数
没有影响; 其最适含水量不低于 3% , 超干种子的抗老化能力增强。对超干种子电导率、离子渗漏和脱氢酶活性研究结果
表明, 回湿处理是保证超干种子活力的关键因素,利用超干技术贮存柱花草种子是可行的。
关键词: 柱花草;种子; 超干保存;膜系统
中图分类号: S 339. 32　　　文献标识码: A
Ultra-Dried Stylosanthes Seed Preservation and Its Effect
to the Seed Biomemberane System
ZOU Dong-mei
( Institute o f T r opical Crop Germplasm Resources, Chinese Academy of T ropical
Ag riculture Sciences, Danzhou, Hainan P rovince 571737, China)
Abstract: Apply ing re-hum idificat ion tr eatment to ul tra-dried seed of sty losanthes guianenesis cv. Reyan No. 5
before seed imbibit ion could mit igate damage to the seed biomembrance system during the imbibing pro cess.
Otherw ise, the imbibit ion w ould deplete the seed vigour, mo re part icular ly, the vigour index. When the seed
contains 3. 17% moistur e, the ult ra-drying treatment preserves w ell the seed v ig our, g erminat ion viability and
percentage. T he optimum seed moisture content should be higher than 3%, which increases the seed aging
resist ibility . A study of the elet rical conductiv ity , io ns leakage, and dehydro genase act ivity of the ultr a-dried
Sty losanthes seed r eveals that a key factor guaranteeing the vig our of the ult ra-dried seed is by re-hum idificat ion
t reatment , and a feasible measure to sto re the seed is by ult ra-dr ying technique.
Key words : Sty losanthes guianenesis; Seed; Ul tra-dried storage; Biomembrane
　　种子种质超干节能型保存技术, 即将种子含水量
降低到安全含水量 5%以下, 在常温下贮藏, 已对花
生、甜菜等 30多种植物进行研究,结果表明大部分植
物的种子对超干不敏感,超干保存效果较好 [ 1～3]。但也
有研究表明, 在种子超干保存中,其最适含水量因不同
种子类型而异,进行相关研究可以为提高超干保存种
质的效果提供依据。柱花草是我国南方热带亚热带地
区种植面积最大、利用最广的优良热带豆科牧草之一,
其种子超干保存技术尚未见报道。
1　材料与方法
1. 1　供试材料
热研 5 号柱花草 ( Sty losanthes guianensis cv .
Reyan No. 5) 种子于 2003年收获,含水量 8. 70%, 发
芽率 96. 3%。
1. 2　试验方法
1. 2. 1　超干种子处理 [ 3]
硅胶干燥法　种子置于牛皮纸袋, 埋于干燥器内
硅胶中。硅胶与种子重量比为 5∶1,每天更换经 120℃
烘干冷却至室温的干硅胶。每天定时称重, 以制备不同
收稿日期: 2003-11-27; 修回日期: 2004-08-30
基金项目:中国热带农业科学院科技基金( No. RYKJ0215)
作者简介:邹冬梅( 1971-) ,女, 湖南祁东人,农艺师,主要从事热带作物研究,已发表论文 10余篇
第 13卷　第 1期
　Vo l. 13　　No. 1
草　地　学　报
ACT A AGRESTIA SIN ICA
　2005 年　3月
　M arch 　2005
含水量的超干种子。种子含水量分别为 8. 70% (对照
CK)、5. 16% (处理 1, UD1 )、4. 24%(处理 2, U D2 )、
3. 68%(处理 3, UD 3)、3. 17%(处理 4, U D4 )、2. 53%
(处理 5, UD 5)、2. 10(处理 6, UD 6 )、1. 70%(处理 7,
UD 7)和 1. 27%(处理 8, UD 8)。超干种子密封于双层
铝箔袋中。
1. 2. 2　种子含水量测定
高恒温烘箱法　于 130℃烘至恒重 [ 4]。
1. 2. 3　种子高温处理 [ 5]
种子密封于铝箔袋中, 置于 50±1℃生化培养箱
中老化 5、10和 15 d。
1. 2. 4　超干种子回湿处理 [ 6]
测定前, 先将超干种子放入底部盛有饱和 CaCl 2
溶液的干燥器中 8 h,然后放入底部盛有饱和 NH4Cl
溶液的干燥器中 8 h,取出至室温放置。
1. 2. 5　种子发芽率和活力测定
用 80℃热水浸种 3～5 min,在两层滤纸床发芽,
25℃,每份种子 100粒,重复 4次。每天记录发芽种子
数, 4 d 后统计发芽势, 10 d后统计发芽率。
活力指数( VI) VI= GI×Sx ,式中发芽指数 GI= 2
( G t / D t) , G t: t日后的发芽数; D t: 发芽日数; Sx : 发芽 4
d的苗长(取 10株并测定其平均值)。
1. 2. 6　电导率及外渗离子强度测定[ 7]
取 100粒种子称重后除种荚, 用去离子水冲洗
2～3次后, 置带盖的器皿中, 加 25 mL 去离子水, 于
25℃浸泡 4、8、12、16、20和 24 h,用 DDS-11A 型电导
仪测定浸泡电导率。浸种24 h后用原子吸收光谱法测
定浸泡液中的 K + 、Ca2+和 Mg2+ 含量。
1. 2. 7　脱氢酶( ADH)活性测定[ 8]
TT C( 2, 3, 5-氯化三苯基四氮唑)法　取 100粒室
温萌发 18 h的种子,去除种荚, 用解剖针刺破种皮, 加
10 mL 0. 1%的 T TC-磷酸缓冲液,于 35℃暗处染色 3
h 后, 倾出 TT C 溶液, 用蒸馏水冲洗 2～3次, 滤纸吸
干,置 20 mL 丙酮中室温浸泡 16 h至胚完全变白。取
部分浸提液于 490 nm 下比色,测定 OD490值, 重复 3
次。
2　结果与分析
2. 1　超干处理对柱花草种子活力的影响
超干处理对柱花草种子发芽率的影响不明显, 当
种子含水量不低于 3%时,在吸胀萌发前予以回湿处
理,则不会产生不利影响。当种子含水量降至 4. 24%
时,未经回湿处理,种子活力随含水量降低而降低, 其
中活力指数下降尤为显著。超干种子若经回湿处理, 当
种子含水量不低于 3. 17% ,发芽势最低 75. 3%、发芽
率最低 96. 7%、发芽指数最低 40. 65、活力指数最低
62. 62, 均高于对照(表 1)。结果表明,超干处理对热研
5号柱花草种子无害,且吸胀萌发前进行回湿处理是
保证超干种子活力的关键因素。
表 1　含水量对超干种子活力的影响
Table 1　Vigor var iat ion o f ultr a-dried S ty losanthes seed w it h differ ent moist ur e contents
含水量
Mois tu re conten t ( % )
回湿处理
Backw ater tr eatm ent
发芽势
Ger minate trend( % )
发芽率
Germinabilit y( % )
发芽指数
Ger minate in dex
活力指数
Vigor ind ex
8. 70( CK) - 74. 8±1. 9 96. 3±1. 8 40. 30±1. 2 60. 85
5. 16( UD 1) RN 84. 3±1. 3 96. 8±1. 1 40. 65±0. 68 63. 41
N-RN 78. 8±0. 8 95. 3±1. 3 37. 09±1. 70 52. 67
4. 24( UD 2) RN 75. 3±3. 3 97. 0±1. 5 40. 81±1. 98 63. 26
N-RN 60. 0±3. 0 92. 8±1. 4 29. 54±0. 82 39. 58
3. 68( UD 3) RN 77. 8±3. 7 97. 3±1. 6 41. 90±2. 85 66. 20
N-RN 56. 8±3. 8 95. 0±1. 5 28. 76±1. 23 34. 80
3. 17( UD 4) RN 79. 8±3. 3 96. 7±1. 3 41. 20±1. 23 62. 62
N-RN 46. 8±3. 3 92. 8±2. 3 25. 76±1. 02 28. 85
2. 53( UD 5) RN 68. 5±4. 0 94. 0±2. 5 36. 08±1. 35 50. 87
N-RN 44. 3±5. 4 93. 5±2. 5 24. 06±1. 22 23. 34
2. 10( UD 6) RN 64. 3±2. 8 91. 5±3. 3 35. 52±0. 50 49. 02
N-RN 45. 3±2. 3 90. 3±2. 3 25. 64±0. 27 23. 85
1. 70( UD 7) RN 67. 5±7. 5 89. 0±1. 0 36. 26±1. 46 47. 86
N-RN 37. 3±1. 9 85. 0±3. 0 21. 73±0. 73 19. 77
1. 27( UD 7) RN 61. 8±5. 3 87. 0±2. 5 35. 82±1. 74 45. 85
N-RN 35. 8±5. 3 84. 3±4. 3 20. 55±1. 15 17. 88
　　注: N-RH 表示发芽前未经回湿处理; RH 表示发芽前经回湿处理
Note: N-RH and RH stand for no-re-humidif icat ion and re-humidif icat ion, respectively
24 草　地　学　报 第 13卷
2. 2　超干种子抗老化能力
柱花草种子经 50℃老化处理 5 d,对照种子(含水
量 8. 70%) 发芽率和活力指数分别降至 50. 8%和
25. 05; 而超干种子经老化处理 15 d 后, 含水量为
3. 17%和 1. 27%的种子发芽率分别保持在 94. 0%和
88. 5%, 活力指数分别为67. 41和 47. 74。超干种子的
发芽率和活力指数随老化天数的增加而保持稳定, 而
对照种子的发芽率和活力指数显著下降(图 1) , 说明
超干处理可提高柱花草种子的抗老化能力。
图 1　高温处理天数对超干种子发芽率( a)和活力指数( b)的影响
Fig. 1　Effect o f high temperature tr eating on germination r ate ( a) and vig our index ( b) of ultr a-dried Sty losanthes seed
2. 3　超干处理对种子细胞膜系统的影响
2. 3. 1　超干种子浸泡液电导率的差异
图 2　柱花草种子直接吸胀后的电导率
F ig . 2　Electr ical conductiv ity of ult ra-dr ied Sty losanthes
seed w it hout re-hum idification befo re imbibition
图 3　柱花草种子回湿后的电导率
F ig . 3　Electr ical conductiv ity of ult ra-dr ied Sty losanthes
seed upon re-humidificat ion befor e imbibition
　　柱花草种子(含水量 3. 17%和 1. 27% )直接吸胀,
其电导率明显高于对照(含水量 8. 70%) (图 2) , 说明
细胞膜系统受到一定损坏。如超干种子吸胀前经回湿
处理,其电导率随着吸胀时间的增加而略有增加,高于
对照(图 3) ,但低于直接吸胀者(图 2) , 表明回湿处理
可达到质膜的物理修补效果。超干种子经 50℃老化处
理 15 d,再回湿处理,其电导率明显低于对照,其中含
水量 3. 17%的超干种子电导率最小(图 4)。表明老化
过程中超干种子细胞膜完整性保持良好。
图 4　柱花草种子老化 15 d 后的电导率
F ig . 4　Changes o f electr ical conductiv ity of ultra-dr ied
Sty losanthes seed after aging fo r 15 days
2. 3. 2　种子离子渗漏的差异
超干种子(含水量 3. 17% )与对照相比, 离子渗漏
量的差异反映在电导率和离子种类上, 其中钾离子渗
漏量最大,达 231 Lg / 100粒,钾离子、钙离子和镁离子
均因超干渗漏量增加。但回湿处理后,钾离子、钙离子
有所减少,而镁离子急剧减少并与对照接近(表 2)。
25第 1期 邹冬梅等:柱花草种子超干保存效果及其对膜系统的影响
表 2　超干处理对柱花草种子钾、钙、镁离子渗漏的影响
Table 2　Effect o f ultr a-dry ing on po tassium, calcium, and magnesium ions leakage fr om Stylosanthes seed
(Lg / 100 seeds)
含水量 K+ Ca2+ Mg2+
Moistur e conten t (% ) N-RH RH ±% N-RH RH ±% N -RH RH ±%
8. 10( CK) 137. 5 137. 5 0 8. 6 8. 6 0 0. 7 0. 7 0
3. 17( U D4) 231. 3 218. 8 - 37. 5 20. 7 16. 0 - 12. 3 3. 4 0. 6 - 3. 6
　　注: N-RH 表示发芽前未经回湿处理; RH 表示发芽前经回湿处理
Note: N-RH and RH s tand for n o-r e-humidif ication and re-humidif icat ion, respect ively
2. 4　超干处理对柱花草种子脱氢酶活性的影响
人工老化对超干处理的柱花草种子脱氢酶活性无
明显影响。经 50℃老化处理后,超干种子脱氢酶活性
明显高于未经超干的种子,老化 5 d 、10 d 和 15 d 的
超干种子脱氢酶活性比未超干种子高(图 5) , 这与种
子活力的变化趋势相一致。
图 5　人工老化对超干柱花草种子脱氢酶活性的影响
F ig . 5　Effect s o f ar tificial accelerated ag ing on
dehydro genase activ ity of ult ra-dr ied Sty losanthes seed
3　讨　论
3. 1　柱花草超干种子直接吸胀会引起其活力不同程
度下降,但当含水量不低于 3%时,吸胀萌发前给予回
湿处理,超干对种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活
力指数没有影响。当种子含水量低于 3%时,对种子活
力有一定影响。
3. 2　试验结果表明超干种子抗老化能力明显高于对
照,结果表明柱花草超干种子具有良好的耐贮藏性(其
超干含水量不低于 3%)。因此,利用超干技术贮藏柱
花草种子种质是可行的。
3. 3　对超干种子的电导率、离子渗漏、脱氢酶活性研
究表明,超干种子经回湿处理后,再吸胀可避免吸水过
快造成细胞膜系统的损伤, 从而保持高发芽率。一旦膜
系统遭到破坏将引起代谢异常,加速种子发芽率和活
力的丧失。超干种子经回湿处理,钾离子和钙离子有所
减少是超干种子电导率高于对照的直接原因;而老化
的超干种子经回湿处理,电导率明显低于对照、脱氢酶
活性高于对照,说明超干种子在老化过程中能保存细
胞膜系统较好的完整性,通过回湿处理可以修复因超
干可能引起的膜损伤。
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26 草　地　学　报 第 13卷