烟草种子的老化规律研究_禹晓梅

种子是农业生产 中 最 重 要 的 生 产 资 料，种 子 质 量 的好坏直接影响到播种品质。种子质量是种子潜力的 综 合 表 现 ，种 子 具 有 优 良 品 质 是 保 证 快 速 发 芽 、出 苗 整 齐和健壮的先决条件 。 ［１］ 种子活力是种子质量最重 要 的指标，它是指种子 在 发 芽 和 出 苗 期 间 的 活 性 强 度 及 特 性 的 综 合 表 现 。 高 活 力 种 子 发 芽 早 、出 苗 整 齐 迅 速 ， 抵抗不良环境的能力 强，具 有 明 显 的 生 长 优 势 和 生 产
潜 力 ；低 活 力 种 子 在 适 宜 的 条 件 下 虽 然 能 发 芽 ，但 是 发 芽缓慢，在不良环境 条 件 下 出 苗 不 整 齐，甚 至 不 出 苗。 种子从形成发育直到 成 熟 脱 离 母 株，每 时 每 刻 都 受 到 外界环境条件的影响。当种子达到生理成熟干重增至 最 大 时 ，种 子 具 有 最 高 的 活 力 ，此 后 随 着 种 子 不 停 的 衰 老向着 死 亡 推 移，活 力 逐 渐 下 降，即 发 生 种 子 老 化 （ｓｅｅｄ ａｇｉｎｇ）。Ｇｏｖｅ［２］将 种 子 老 化 定 义 为：种 子 的 品
收 稿 日 期 ：２０１５－１０－１９ 基 金 项 目 ：中 国 烟 草 总 公 司 （编 号 ：２０１３０２００６）和 云 南 省 烟 草 公 司 （编 号 ：２０１３ＹＮ １０）资 助 项 目 。 作 者 简 介 ：禹 晓 梅 （１９８４— ），女 （瑶 族 ），博 士 ，主 要 从 事 烟 草 种 子 技 术 研 究 ；Ｅ－ｍａｉｌ：１５４３１４３８９＠ｑｑ．ｃｏｍ。 通 讯 作 者 ：马 文 广 （１９７２— ），男 ，云 南 玉 溪 人 ；研 究 员 ，主 要 从 事 烟 草 品 种 选 育 及 种 子 科 学 方 面 研 究 ；Ｅ－ｍａｉｌ：ｍｗｇ＠ｔｏｂａｃｃｏ－ｓｅｅｄ．ｃｏｍ。
发芽试验按照 国 际 种 子 检 验 规 程 （ＩＳＴＡ）规 定 条 · ２２ ·
件进行，取两层滤纸平展在直径为９ｃｍ 的玻璃培养皿 中并充分吸水，将不 同 老 化 天 数 种 子 和 对 照 分 别 均 匀 摆放在滤纸上，每皿１００ 粒，放入光照培养箱中培养萌 发，温度２５℃，３次重复，各处理每日 分 别 加 入 适 量 的 蒸 馏 水 以 保 证 正 常 生 长 。５ｄ 测 定 种 子 发 芽 势 ，１４ｄ 统 计其 发 芽 率 和 幼 苗 干 重 （幼 苗 在 １０５ ℃ 烘 箱 中 杀 青 １５ｍｉｎ，９０ ℃ 烘 干 １７ｈ 后 称 重 为 幼 苗 干 重 ），萌 发 定 义 为子叶变绿。种子发芽指数和活力指数按下列公式 （２），（３）计 算 ：
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｕｓｉｎｇ ｔｏｂａｃｃｏ ｓｅｅｄ （ｙｕｎｙａｎ ９７）ａｓ ｍａｔｅｒｉａｌ ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ａｇｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（３０，３５，３８，４０ ℃）ａｎｄ ａｇｉｎｇ ｄｕｒａｔｉｏｎ（２４，３６，４８，６０，７２，８４，９６ｈ）ｗｉｔｈ １００％ ＲＨ ｏｎ ｔｈｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ａｇｉｎｇ
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第３５卷 第３期 ２０１６年３月 种 子 （Ｓｅｅｄ） Ｖｏｌ．３５ Ｎｏ．３ Ｍａｒ． ２０１６
质及其性能或生活力从较高水平下降至较低的水平。 烟草种质主要以种子的形式进行低温低湿保存， 低温保存会延长储存寿命，但不能阻止老 化 。 ［３－４］ 种 子 老化劣变直接影响到 种 子 的 活 力，从 而 对 种 子 田 间 的 出 苗 能 力 造 成 极 其 严 重 的 影 响 ，最 终 导 致 减 产 ，给 农 业 生产带来巨大的经济损失。种子老化也会引起遗传完 整 性 的 改 变 ，老 化 到 一 定 程 度 需 要 繁 殖 更 新 。 种子老化导致种 子 活 力 下 降 的 机 制 非 常 复 杂，其 实质在 于 细 胞 结 构 与 生 理 功 能 上 发 生 的 一 系 列 变 化 。 ［５－９］ 人工加速老 化 和 自 然 老 化 方 法 是 研 究 种 子 老 化过程中生理生化变 化、种 子 活 力 变 化 及 种 子 耐 藏 性 等常用的两种方法。 由 于 自 然 老 化 过 程 缓 慢，所 需 的 时 间 很 长 ，难 以 获 得 试 验 材 料 等 因 素 ，所 以 在 科 学 研 究 中一般很少采用这种方法。而人工加速老化能够克服 自然老化所需时间长 的 不 足，容 易 在 较 短 的 时 间 内 获 得不同活力的种子材 料，因 而 广 泛 应 用 于 种 子 老 化 机 理的研究。大量研究 表 明，利 用 人 工 老 化 法 使 种 子 活 力 迅 速 丧 失 ，只 是 加 速 了 种 子 内 部 的 代 谢 过 程 ，并 无 老 化机理上的差异。因 此，人 工 老 化 法 可 以 模 拟 种 子 的 自然老化和劣变过程 。 ［１０－１３］
公式 （１）：含 水 量 （％）＝ （鲜 重 － 干 重 ）／鲜 重 × １００％ 。 ２．２ 人 工 加 速 老 化 测 定 温 度 和 时 间 的 设 置
将种 子 分 别 置 于 ３９，４１，４３，４５ ℃ 下，湿 度 为 １００％的环境中进 行 人 工 加 速 老 化 处 理，并 在 每 个 温 度环境下对供 试 种 子 分 别 老 化 ２４，３６，４８，６０，７２，８４， ９６ｈ，以 未 处 理 种 子 为 对 照 。 ２．３ 种 子 活 力 测 定
本实验采用高温 高 湿 加 速 老 化 方 法，旨 在 研 究 不 同老化温度和时间对烟草种子发芽率的影响以及种子 老化过程中抗氧化酶 的 变 化 规 律，为 探 讨 烟 草 种 子 老 化特性和机理提供理论参考依据。
１ 实 验 材 料
本 实 验 选 用 烤 烟 品 种 云 烟 ９７ 为 研 究 对 象 ，进 行 人 工老化实验。
公式（２）：发芽指数＝∑（Ｇｔ／Ｄｔ），式中 Ｇｔ为 ｔ日 的 发 芽 数 ，Ｄｔ 为 相 应 的 发 芽 日 数 。
公式（３）：种 子 活 力 指 数 ＝ 发 芽 指 数 × 幼 苗 干 重 （ｍｇ）。 ２．４ 种 子 浸 提 液 相 对 电 导 率 的 测 定
分别称取不同老化时间的种 子 材 料，３ 次 重 复，用 去离子水冲洗２遍，加入 ２０ｍＬ 去 离 子 水，在 ２０ ℃ 恒 温条件下浸种３ｈ，然后用 ＤＤＳ－１１Ａ 型电导率仪测定 煮沸前浸出 液 电 导 率，再 煮 沸 １０ｍｉｎ，冷 却 至 室 温 时 测定煮沸电导率。
研究报告 禹晓梅 等：烟草种子的老化规律研究
烟草种子的老化规律研究
禹 晓 梅１ ， 马 文 广１，２ ， 郑 昀 晔１，２ （１．玉溪中烟种子有限责任公司， 云南 玉溪 ６５３１００； ２．云南省烟草农业科学研究院， 云南 玉溪 ６５３１００）
摘 要：以烟草种子（云烟９７）为材料，研究比较老化温 度 （３０，３５，３８，４０ ℃）和 时 间 （２４，３６，４８，６０，７２，８４，９６ｈ）、１００％ ＲＨ（空气湿度）处理对种子发芽率的影响，筛选确定烟草种子进行 人 工 加 速 老 化 测 定 的 适 宜 条 件 是 ４０ ℃ 老 化 ７２ｈ。 同 时研究了烟草种子老化过程中的种子活力及生理生化特性的变化。结果表明：随着种子老化程度的加深，烟草种子 的 发 芽势，发芽率，发芽 指 数 和 活 力 指 数 均 显 著 下 降 ，种 子 内 的 过 氧 化 物 酶 （ＰＯＤ）、超 氧 化 物 歧 化 酶 （ＳＯＤ）、过 氧 化 氢 酶 （ＣＡＴ）等氧化酶活性呈显著降低趋势，而种子的相对电 导 率 和 丙 二 醛（ＭＤＡ）含 量 则 呈 上 升 趋 势。 这 些 生 理 生 化 研 究， 为烟草种子贮藏和生产实践上活力的保持提供实际参考和理论依据。 关 键 词 ： 烟 草 种 子 ；人 工 老 化 ；种 子 活 力 ；生 理 生 化 变 化 ＤＯＩ编 码 ： １０．１６５９０／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１－４７０５．２０１６．０３．０２１ 中 图 分 类 号 ： Ｓ ５７２ 文 献 标 志 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： １００１－４７０５（２０１６）０３－００２１－０４
２ 实 验 方 法
２．１ 烟 草 种 子 吸 湿 等 溶 度 ＬｉＣｌ溶 液 的
环境 中，相 对 湿 度 为 １８％、３３％、４４％、６０％、８５％ 和 １００％的密闭瓶子中，放 置 于 控 温 房 中 （２０±１）℃ 使 其 平衡大概４ 周的时 间，直 到 种 子 的 水 势 稳 定。 种 子 含 水量的计算是基于鲜重进行。种子的干重通过在烘箱 中 １０５ ℃ ，１７ｈ 后 获 得 ，含 水 量 按 照 公 式 （１）进 行 计 算 ：
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ａｇｉｎｇ Ｌａｗ ｏｆ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｓｅｅｄｓ
ＹＵ Ｘｉａｏｍｅｉ １，ＭＡ Ｗｅｎｇｕａｎｇ１，２，ＺＨＥＮＧ Ｙｕｎｙｅ１，２ （１．Ｙｕｘｉ Ｚｈｏｎｇｙａｎ Ｔｏｂａｃｃｏ Ｓｅｅｄ Ｃｏ．，Ｌｔｄ，Ｙｕｘｉ Ｙｕｎｎａｎ ６５３１００，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｙｕｎｎａｎ Ａｃａｄｅｍｙ ｏｆ Ｔｏｂａｃｃｏ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｙｕｘｉ Ｙｕｎｎａｎ ６５３１００，Ｃｈｉｎａ）
ｔｅｓｔ ｏｆ ｔｏｂａｃｃｏ ｓｅｅｄ ｗｅｒｅ ｓｃｒｅｅｎｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ａｇｅｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ４０ ℃ ａｎｄ ａｇｅｉｎｇ ｄｕｒａｔｉｏｎ ７２ｈ ｗａｓ ｓｕｉｔａｂｌｅ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ ｆｏｒ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ａｇｉｎｇ ｔｅｓｔ ｏｆ ｔｏｂａｃｃｏ ｓｅｅｄ．Ｔｈｅ ｃｈａｎｇｅｓ ｏｆ ｓｅｅｄ ｖｉｇｏｒ ａｎｄ ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｎｄｉｃｅｓ ｉｎ ｔｏｂａｃｃｏ ｓｅｅｄｓ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ａｇｉｎｇ ｐｅｒｉｏｄ ｗｅｒｅ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｕｓｉｎｇ ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ａｇｉｎｇ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｓｅｅｄ ａｇｉｎｇ，ｔｈｅ ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｐｏｔｅｎｔｉａｌ， ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｒａｔｅ，ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｉｎｄｅｘ ａｎｄ ｖｉｇｏｒ ｉｎｄｅｘ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｅｃｌｉｎｅｄ ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｕｎｔｒｅａｔｅｄ ｓｅｅｄｓ．Ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ａｎｔｉｏｘｉｄａｓｅ ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ＰＯＤ，ＳＯＤ ａｎｄ ＣＡＴ ｉｎ ａｇｅｄ ｓｅｅｄｓ ａｌｓｏ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ ｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ｗｈｉｌｅ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｖｅ ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ＭＤＡ ｃｏｎｔｅｎｔ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｍａｒｋｅｄｌｙ．Ｔｈｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｓｅｅｄ ｄｅｔｅｒｉｏｒａｔｉｏｎ ｗｉｌｌ ｈｅｌｐ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓｅｅｄ ｓｔｏｒａｇｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｔｏｂａｃｃｏ ｓｅｅｄ；ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ ａｇｉｎｇ；ｓｅｅｄ ｖｉｇｏｒ；ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ ａｎｄ ｂｉｏｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｈａｎｇｅｓ