全 文 ：木麻黄等种子超干贮藏
生理生化特性的研究
郑郁善　王舒凤　陈礼光
(福建林学院资源与环境系 ,福建南平 353001)
摘要　试验采用热空气恒温(50 ℃)干燥法对木麻黄 、黑松 、相思树种子进行超干处理和贮藏 , 以研究对种子
活力及生理特性的影响。结果表明 ,木麻黄 、黑松 、相思树种子耐脱水性较强 , 脱水至 4%,未发现种子活力下
降 ,细胞膜能保持较好完整性 , α-淀粉酶和脱氢酶活性最高。在常温下贮存 1 年后 ,木麻黄 、相思树和黑松种
子活力下降程度随种子含水率变化而有所差异 , 当种子含水率为 5%～ 9%时随含水率下降其各发芽能力指
标下降率较大 ,当种子含水率为 4%以下时 ,各发芽能力指标下降率较小 , 而且较为稳定 ,当种子含水率为 4%
时下降率最小。可见这三个树种种子超干保存最适含水率为 4%。
关键词　超干燥;种子;活力;生理特性
分类号　S722.1+7　　文献标识码　A　　文章编号　1000-2286(2000)04-0554-05
Studies on Ultradry Treatment and Storage of Casuarina
equisetifolia , Pinus thunbergii and Acacia confusa Seeds
Zheng Yushan　Wang Shufeng　Chen Liguang
(Resource and Environment Department , Fujian Forestry College , Nanping 353001)
　　Abstract　A study on ultradry treatment and storage of Casuarina equisetifolia , Pinus thunbergii and Acacia
confusa seeds were conducted.Three kinds of seeds were desiccated by hot air desiccator.The results showed that
Casuarina equisetifolia , Pinus thunbergii and Acacia confusa seeds had higher desiccation endurance.When seeds
were desiccated to 4%MC , its higher viability and vigor could be retained , its cell membrane integrity remained
well and the activity of Dehydrogenase , α-Amylase and respiration intensity were the highest.After one-year-
storage in ambient temperature , the viability and vigor of Casuarina equisetifolia seeds decreased little whereas those
of Pinus thunbergii and Acacia confusa seeds decreased much more than those of the former.But the decrease date
of ultra -low MC was lower than those of low moisture content seeds.So ultradry treatment could improve the
storablity of Casuarina equisetifolia , Pinus thunbergii and Acacia confusa seeds.
Key words　ultra dry;seeds;vigor;physiological characteristic
鉴于目前种质库长期低温贮存种子的费用较高 ,国际植物遗传资源委员会推荐种质资源长期保存
采用超低水分(低于 5%)贮藏 。近年来 ,不少学者对超低水分种子进行的细胞学 、生理学及遗传学方面
收稿日期　2000-06-01
基金项目　福建省自然科学基金项目资助(C95028)
第一作者简介　郑郁善 ,男 , 40岁 , 教授
第 22卷第 4期 江 西 农 业 大 学 学 报 Vol.22 ,No.4
2000年 12月 Acta Agriculturae Universitatis Jiangxiensis Dec.,2000
DOI :10.13836/j.j jau.2000127
的研究表明 ,种子在适度超低水分状态下不仅能保持种子活力 ,而且能保持组织与细胞形态学上及种质
遗传学上的稳定性。但大多数研究局限于农作物种子 ,对林木种子的报道则较少 ,仅中国科学院植物所
北京植物园对杨属 、柳属 、杜仲等种子超干燥贮藏作过报道[ 1～ 3] 。要使超干贮藏技术在实际上得到应
用 ,不仅需要从理论上研究贮藏的可能性 ,更需要扩大应试材料的范围[ 4～ 8] 。因此 ,本试验选取南方常
见树种木麻黄 、黑松和相思树作为材料 ,初步探讨超干处理和贮藏对以上三种树种种子活力及生理生化
特性的影响 ,为林木种子超干贮藏提供理论依据。
1　材料与方法
1.1　材料
供试种子木麻黄和相思树种子来源于漳州市林业局种苗站 ,黑松种子来源于平潭县种苗站。
1.2　方法
1.2.1　种子超干及贮藏　采用热空气恒温干燥法。将种子置于恒温箱中 ,内放充分干燥的硅胶 ,在
50 ℃恒温下干燥脱水至含水率为 9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%。取出不同含水率种子 ,密
封于塑料袋中 ,在室温保存 ,随时抽查种子的含水率。
1.2.2　种子含水率测定　根据国家标准 GB2772-81《林木种子检验方法》有关规定进行。采用 105 ℃
烘干法测定。
1.2.3　种子发芽率及活力测定　种子发芽试验按(GB2772-81)《林木种子检验方法》有关规定进行。
每日记录发芽种子数 ,最后计算种子发芽率 、发芽势 、发芽指数和活力指数 。
发芽指数 Gi=΢GtDt
其中 ,Gi :发芽指数;Gt :在时间 t 的发芽数;Dt :至 t 时的发芽天数。
活力指数 Vi =L·Gi
其中 , Vi :活力指数;L :平均芽长;Gi :发芽指数 。
1.2.4　电导率测定　在 25 ℃下将林木种子浸泡8 h测定电导率 ,再在沸水浴中煮 15 min冷却至 25 ℃
时测定其电导率 ,每个处理 4个重复 ,电导率仪采用 DS-11A型[ 9] 。
1.2.5　脱氢酶活性测定　采用TTC定量法 。用 45 ℃的温水自然冷却浸种 24 h ,取胚 4个重复 ,每个重
复100粒种子 ,用0.2%的 TTC 溶液在 35 ℃黑暗环境下染色 4 ～ 6 h ,染色后 ,倾出 TTC 溶液 ,用蒸馏水
冲洗胚 2 ～ 3次 ,移入研钵加入少量分析纯石英砂和丙酮进行充分研磨 ,把研液转到 10 mL容量瓶中 ,用
丙酮溶液冲洗干净 ,将冲洗液也转移到容量瓶中 ,并定容至 10 mL摇匀 ,将部分提取液倒入 5 mL离心管
中 ,在3 000 r/min的离心机中离心 7 min ,倾出上清液用 721型分光光度计在 490 nm波长下测定光密度
值 ,在标准曲线中查出还原态 TTC 值[ 9] 。
1.2.6　α-淀粉酶测定　用 45 ℃的温水自然冷却浸种 24 h ,取胚4个重复 ,每个重复 100粒种子 ,把胚
移入研钵中加入少量分析纯石英砂和5 mL研磨缓冲液冲洗 ,转移到试管中 ,将提取液放在 70 ℃恒温中
加热 20 min ,在 4 000 r/min离心机中离心5 min ,倾出上清液 ,用研磨缓冲液定容至 10 mL ,作为酶制剂 ,
吸取 1 mL酶制剂放入试管中 ,加入 1 mL淀粉溶液和1 mL反应缓冲液 ,摇匀放在37 ℃的恒温水浴中保
温 ,经过 0 ,5 ,10 min ,分别吸取 0.3 mL的反应混合液放入试管中 ,迅速加入 1 mL 显色剂 ,加入 3 mL 蒸
馏水 ,充分摇匀 ,用 721型分光光度计在 620 nm的波长下测其光密度值[ 9] 。
淀粉酶(mg/粒·min)=■OD 620(t)av/v1
OD 620(0)tw
其中 , ■OD620(t):时间 t 内的光密度变化值;w:种子粒数;
a :每次试验样品混合液中含淀粉毫克数(0.3 mL 混合液含有0.1 mL 淀粉溶液 ,含淀粉 0.1 mg);
v:提取的酶制剂总体积(10 mL);　　t:反应时间;
v1:每次测定用酶制剂体积(0.3 mL混合液含有 0.1 mL酶制剂)。
·555·第 4期 郑郁善等:木麻黄等种子超干贮藏生理生化特性的研究
2　结果与分析
2.1　超干种子耐脱水性分析
2.1.1　种子含水率与发芽率的关系　经超干处理的木麻黄 、黑松 、相思树种子的发芽能力及活力变化
见表 1。木麻黄对照种子发芽率 、发芽势及发芽指数为 18.5%、16.0%和 2.75 ,经超干脱水处理后 ,各种
含水率种子的发芽率 、发芽势和发芽指数差异不大 。由此可见 ,木麻黄种子有较强的耐脱水能力。黑松
种子脱水干燥各种含水率时 ,其发芽率 、发芽势和发芽指数也没有太大的差异 。相思树种子脱水至 4%
以上时 ,其发芽率 、发芽势和发芽指数均差异不大 ,但下降至 3%以下时 ,其发芽率 、发芽势和发芽指数
有逐渐下降趋势 。以上综合试验表明 ,木麻黄 、黑松和相思树种子有较大的耐干燥特性。
表 1　超干处理对木麻黄 、黑松 、相思树种子发芽率和活力的影响
含水率
木　麻　黄
发芽率
/ %
发芽势
/ %
发芽
指数
黑　　　松
发芽率
/ %
发芽势
/ %
发芽
指数
相　思　树
发芽率
/ %
发芽势
/ %
发芽
指数
9% 19.5 17.0 2.23 61.5 47.0 4.70
8% 18.5 17.5 2.62 60.5 46.5 4.50 79.0 65.0 11.64
7% 19.5 18.5 2.65 59.5 47.0 4.60 81.0 68.0 11.54
6% 19.5 16.5 2.60 58.5 46.5 4.55 80.0 69.0 11.35
5% 21.5 18.5 2.93 61.5 45.5 4.50 77.0 68.0 11.02
4% 20.5 16.5 2.68 60.5 46.5 4.65 76.0 68.0 10.14
3% 18.0 14.5 2.59 61.5 45.5 4.50 68.0 53.0 9.76
2% 17.5 15.5 2.83 59.0 44.0 4.40 67.0 51.0 9.53
1% 17.0 15.5 2.58 60.0 46.0 4.50 65.0 53.0 8.23
对照 18.5 16.0 2.75 60.5 46.0 4.60 78.0 65.0 11.04
2.1.2　脱水对木麻黄 、黑松 、相思树种子物质外渗的影响　木麻黄种子脱水时 ,其浸泡液的电导率在含
水率为9%～ 6%时差异不大 ,在含水率为 5%时 ,电导率值有所降低 ,比对照种子低 1.15%,在含水率低
于3%时电导率值逐渐增大 ,说明膜的结构和功能可能受到了一定程度的脱水伤害。黑松种子其浸泡
液的电导率在含水率为 9%～ 4%时亦没有多大差异 ,脱水至 3%以下时 ,其电导率值比对照提高7.77%
～ 10.75%,可见黑松种子耐干燥极限含水率为 4%左右 。相思树种子脱水至 4%以下时 ,其电导率值逐
渐增大 ,说明膜的结构和功能也可能受到了一定的脱水伤害 。
2.1.3　脱水对木麻黄 、黑松及相思树α-淀粉酶活性的影响　木麻黄 、黑松及相思树种子经超干脱水
处理后 ,α-淀粉酶活性变化与电导率变化有相同的趋势。当木麻黄 、黑松种子脱水至含水率为 4%以
下时 ,α-淀粉酶活性逐渐降低 ,相思树种子脱水至 3%以下时 ,α-淀粉酶活性低于对照 ,由此可见 ,超
干处理在种子临界水分以上 ,木麻黄 、黑松和相思树种子的α-淀粉酶活性将不受影响(图 2)。
图 1　超干处理对木麻黄 、黑松 、相思树种子 图 2　超干处理对木麻黄 、黑松 、相思树种子
浸泡液电导率的影响　　 α-淀粉酶活性的影响
·556· 　江 西 农 业 大 学 学 报 第 22卷
图 3　超干处理对木麻黄 、黑松 、相思树种子脱氢酶活性的影响
2.1.4　脱水对木麻黄 、黑松和相思树
种子脱氢酶活性的影响　经超干脱水
处理后 ,黑松种子的脱氢酶活性均高
于对照;木麻黄种子除含水率为 9%
种子外 ,其它的脱氢酶活性均高于对
照 ,并且超低水分(4%～ 5%)种子脱
氢酶活性高于低水分(6%～ 8%)种
子 ,当含水率为 3%时 ,脱氢酶活性逐
渐降低 ,这与发芽率 、电导率及α-淀
粉酶活性变化趋势一致;相思树种子
脱水至 5%时 ,脱氢酶活性最高 ,但进
一步脱水至 3%以下时 ,脱氢酶活性低于对照。因此 ,超干处理在临界水分以上对木麻黄 、相思树和黑
松种子的脱氢酶活性没有多大影响(图 3)。
2.2　超干贮藏 1年后木麻黄 、黑松和相思树种子发芽率及活力的变化
超干贮藏 1年后木麻黄 、黑松 、相思树种子发芽率 、活力及变化见表 2 、表 3。经超干处理的木麻黄
种子在常温下贮藏1年后 ,发芽率 、发芽势在种子含水率为 5%～ 9%时下降较大 ,4%以下下降较小 。发
芽指数是呈正态曲线变化 ,随种子含水率降低起初下降率逐渐变小 ,到含水率为4%时下降率最小 ,
表 2　超干贮藏 1年对木麻黄 、黑松 、相思树种子发芽率和活力的影响 %
含水率 木　麻　黄发芽率/ % 发芽势/ % 发芽指数
黑　　　　松
发芽率/ % 发芽势/ % 发芽指数
相　思　树
发芽率/ % 发芽势/ % 发芽指数
9% 7.0 5 1.10 13.0 3.0 1.19
8% 7.0 5.0 1.61 10.0 6.0 1.04 60.5 47.5 6.74
7% 8.0 7.0 1.71 11.0 18.0 1.59 63.5 41.0 7.27
6% 10.0 6.0 1.73 44.0 34.0 3.11 68.5 56.0 7.64
5% 14.0 9.0 2.19 55.5 42.0 3.61 70.5 65.0 9.52
4% 19.0 16.0 2.61 57.0 43.5 4.44 74.5 65.5 9.62
3% 16.0 14.0 2.35 57.0 41.0 3.96 65.5 51.0 8.89
2% 16.0 13.0 2.50 53.5 40.0 3.97 64.5 48.5 8.62
1% 16.0 13.0 2.44 55.0 41.0 3.71 62.0 50.0 7.52
表 3　超干贮藏 1年后木麻黄 、黑松 、相思树种子发芽率和活力的变化
含水率
木　麻　黄
发芽率
变化值/ %
发芽势
变化值/ %
发芽指数
变化值
黑　　　　松
发芽率
变化值/ %
发芽势
变化值/ %
发芽指数
变化值
相　思　树
发芽率
变化值/ %
发芽势
变化值/ %
发芽指数
变化值
9% -12.5 -12 -1.13 -48.5 -44 -3.51
8% -11.5 -12.5 -1.01 -50.5 -40.5 -3.46 -18.5 -17.5 -4.90
7% -11.5 -11.5 -0.94 -38.5 -29 -3.01 -17.5 -17 -4.27
6% -9.5 -10.5 -0.87 -14.5 -12.5 -1.44 -11.5 -13 -3.71
5% -7.5 -9.5 -0.74 -6 -3.5 -0.89 -6.5 -3 -1.5
4% -1.5 -0.5 -0.07 -3.5 -3 -0.21 -2.0 -2.5 -0.52
3% -2.5 1.5 -0.24 -4.5 -4 -0.54 -2.5 -2 -0.87
2% -1.5 -2.5 -0.33 -5.5 -4 -0.43 -2.5 -2.5 -0.71
1% -1 -2.5 -0.31 -5.0 -5 -0.79 -3 -3 -0.71
·557·第 4期 郑郁善等:木麻黄等种子超干贮藏生理生化特性的研究
随后开始变大 ,所以含水率 4%为最适贮藏含水率 。经超干处理的黑松种子在常温下贮藏 1年后 ,发芽
率 、发芽势和发芽指数随含水率降低而下降率逐渐变小 ,特别是在含水率在 5%～ 9%时尤其明显。在
含水率近 4%以下时下降率基本稳定在一定水平上 ,其中含水率为 4%时下降率最小 ,可见黑松种子超
干贮存含水率最适为 4%。经超干处理的相思树种子在常温下贮藏 1年后 ,发芽率 、发芽势和发芽指数
在种子含水率为 9%～ 5%时随含水率降低下降率逐渐变小 ,而含水率下降到 4%以下时各指标的下降
率较小 ,而且较稳定 ,而其中又以含水率为 4%下降率最小。为此 ,相思树种子超干保存最适含水率为
4%。
3　结论与讨论
木麻黄种子经超干处理 ,使其含水率降至 4%以下时 ,从种子活力 、α-淀粉酶 、脱氢酶及电导率综
合分析表明 ,木麻黄种子显示出较强的耐脱水性 ,超低水分(<5%)种子效果优于低水分(6%～ 9%)种
子 ,超干脱水以含水率5%左右最佳 。黑松种子经超干处理 ,超低水分(1%～ 5%)种子发芽率 、发芽势
均高于低水分(6%～ 9%)种子 ,含水率 5%时 ,种子浸泡液的电导率值最小 ,α-淀粉酶 、脱氢酶活性最
高;在含水率低于 3%时 ,浸泡液的电导率值均高于对照种子 ,但α-淀粉酶 、脱氢酶活性高于对照 ,说明
细胞膜的结构和功能受到一定程度的干燥损伤 ,要经过对超干种子进行预湿平衡处理 ,使膜得到修复 ,
才能恢复其功能 。相思树种子经超干处理后 ,经发芽率 、α-淀粉酶 、脱氢酶活性及浸泡液电导率综合分
析表明 ,以含水率为 4%～ 5%种子效果最好 ,当进一步脱水到 4%以下时 ,种子发芽能力指标低于对照 ,
但未见大幅度下降。
经超干处理的木麻黄 、黑松 、相思树种子在常温下贮藏 1年后 ,发芽率 、发芽势和发芽指数在种子含
水率为9%～ 5%时各发芽能力指标下降率逐渐变小 ,而当含水率下降至 4%以下时各发芽能力指标下
降较小 ,并较为稳定 ,而又以含水率为 4%时发芽能力下降率最小 ,可见这三个树种种子超干保存最适
含水率为 4%。
木麻黄 、黑松 、相思树种子具有较强的耐脱水性。Senarstna.T 对种子进行超微结构的研究表明 ,细
胞膜是脱水伤害的主要位点 ,而在脱水引起的细胞膜伤害早期 ,各种细胞溶质大量渗漏[ 6] 。本实验经种
子浸泡液电解质渗透率分析表明 ,各树种种子脱水至 5%以下时 ,其电导率值有所升高 ,但未引起脱水
伤害。在种子内部的水分中 ,结构水对维持生物大分子的结构和功能的完整性是必不可少的。在极度
干燥的种子中 ,结构水不易丢失 ,从而保证了结构水的存在及功能的发挥。因而 ,超干处理的种子 ,其耐
脱水性强 。
木麻黄 、黑松 、相思树超干保存 1年后各种酶活性的代谢指标的变化将另文报道。
参　考　文　献
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·558· 　江 西 农 业 大 学 学 报 第 22卷