陳 俊，周 健，吳媛媛，鄭文寅，張文明，姚大年，2*

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，安徽省糧食作物協(xié)同創(chuàng)新中心，安徽合肥 230036；2.江蘇省糧食作物協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇揚(yáng)州 225009)

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10個(gè)小麥品種(系)的耐藏性的初步評(píng)價(jià)

陳 俊1，周 健1，吳媛媛1，鄭文寅1，張文明1，姚大年1，2*

(1.安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院，安徽省糧食作物協(xié)同創(chuàng)新中心，安徽合肥 230036；2.江蘇省糧食作物協(xié)同創(chuàng)新中心，江蘇揚(yáng)州 225009)

[目的]研究小麥種子在種子儲(chǔ)藏過(guò)程中的耐藏性變化情況。[方法]采用高溫高濕人工加速老化的方法，對(duì)煙農(nóng)19、輪選22、羅麥10號(hào)、山農(nóng)早熟系、華成2152、華成3366、蘇麥188、皖麥47、山農(nóng)晚熟系、安農(nóng)0305共10個(gè)小麥品種(系)的種子在 100%RH(相對(duì)濕度)和 40 ℃條件下進(jìn)行8種不同時(shí)間梯度(0、1、2、3、4、5、6、7 d)的處理，同時(shí)測(cè)定其發(fā)芽率、脂肪氧化酶(LOX)活性、丙二醛含量、電導(dǎo)率等的變化。[結(jié)果]試驗(yàn)表明，種子發(fā)芽率隨老化處理時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低, 種子浸出液電導(dǎo)率則隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)呈上升趨勢(shì)，脂肪氧化酶(LOX)活性隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng)而升高，后期略有下降，脂質(zhì)過(guò)氧化的產(chǎn)物丙二醛(MDA)含量逐漸升高；10個(gè)品種(系)中，安農(nóng)0305的抗老化性較強(qiáng)，華成2152的抗老化性較弱。[結(jié)論] 研究可為小麥種子的耐儲(chǔ)藏性研究等提供參考依據(jù)。

小麥種子；人工老化處理；儲(chǔ)藏特性

作物種質(zhì)資源是人類繁衍、生存和發(fā)展最根本的物質(zhì)基礎(chǔ)[1]。種子是重要的種質(zhì)資源，是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可或缺的基本原料[2]，種質(zhì)資源的妥善保存，為作物育種工作提供重要的物質(zhì)保障，是育種工作中的不可忽視的環(huán)節(jié)。種子老化是種子儲(chǔ)藏過(guò)程中普遍存在的一種現(xiàn)象，不僅影響種子的正常發(fā)芽、幼苗生長(zhǎng)，而且對(duì)日后種子的品質(zhì)和貯藏，以及種子的開發(fā)與利用均有著深遠(yuǎn)的影響[3]。種子老化是指降低種子生存能力、導(dǎo)致種子喪失活力和萌發(fā)力不可逆轉(zhuǎn)的變化，是一個(gè)隨著種子貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而自然發(fā)生且不可避免的過(guò)程[4]。

人工加速老化是模擬自然老化的過(guò)程，如果從影響種子活力的2個(gè)關(guān)鍵因素溫度和相對(duì)濕度入手可以采用高溫和高濕處理種子，加速種子的老化進(jìn)程，進(jìn)而測(cè)定種子各種生理生化指標(biāo)，研究種子的劣變規(guī)律。目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于種子老化的生理機(jī)制報(bào)道較多，普遍認(rèn)為種子在生理成熟時(shí)，其內(nèi)部發(fā)生一系列的生理生化變化，例如色澤的改變，發(fā)芽力的降低，逆境抗性的變化，以及脂肪氧化酶(LOX)、 超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、過(guò)氧化物酶(POD)和丙二醛(MDA)等相關(guān)酶活性變化，貯藏物質(zhì)含量和遺傳物質(zhì)的變異等[5]。

小麥?zhǔn)俏覈?guó)主要的糧食作物之一，其種植面積較大，總產(chǎn)量?jī)H次于水稻。在小麥種子存放過(guò)程中，因各種因素造成種子老化、生活力下降，發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)及活力指數(shù)降低，種子根長(zhǎng)、芽長(zhǎng)生長(zhǎng)緩慢，最終導(dǎo)致小麥產(chǎn)量與品質(zhì)降低，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成一定的損失[6]。因此，研究小麥的儲(chǔ)藏特性尤為重要，種子的儲(chǔ)藏特性是由種子活力來(lái)反映的，自然條件下老化種子時(shí)間長(zhǎng)、效率低。因此，筆者試圖在 40 ℃高溫和 100%相對(duì)濕度條件下，對(duì) 10個(gè)小麥品種(系)的種子進(jìn)行8 種不同時(shí)間梯度的人工加速老化處理，研究小麥種子儲(chǔ)藏特性的變化情況，為小麥種子的耐儲(chǔ)藏性研究等提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料供試小麥品種(系)為煙農(nóng)19、輪選22、羅麥10、山農(nóng)(早熟系)、華成2152、華成3366、蘇麥188、皖麥47、山農(nóng)(晚熟系)、安農(nóng)0305，由安徽省皖農(nóng)種業(yè)提供。

1.2 方法

1.2.1人工加速老化試驗(yàn)。將小麥種子每800粒分放在尼龍紗網(wǎng)袋中，置于溫度40 ℃，相對(duì)濕度100%的智能人工氣候箱(ZRX-258DF，杭州錢江儀器公司)中老化8 d。在放入前測(cè)定原始數(shù)據(jù)，以后從老化第2天開始，每隔2 d定期取樣。

1.2.2標(biāo)準(zhǔn)發(fā)芽試驗(yàn)。根據(jù)GB/ T 3543-1995農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行[7]，隨機(jī)數(shù)取100粒種子放入培養(yǎng)皿中，4次重復(fù)，在25 ℃發(fā)芽箱中發(fā)芽7 d，記錄下每天發(fā)芽的種子數(shù)，統(tǒng)計(jì)發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率，計(jì)算發(fā)芽指數(shù)。

1.2.3LOX活性測(cè)定。參照Larisa Catod[8]的分光光度計(jì)法。酶提取液：稱取0.5 g 全麥粉，加入2.5 ml 0.1 mol/L pH 7.5的磷酸緩沖液，在4 ℃條件下混勻30 min后，8 000 r/min、4 ℃下離心10 min，提取上清液，獲得酶提取液；底物配置：0.5 ml吐溫，溶解于10 ml 0.05 mol/L pH 9.0的硼酸緩沖液中混勻，再逐滴加入0.5 ml亞油酸，混勻成乳濁液后加入1.3 ml 1 mol/L的NaOH，至溶液澄清，然后加入90 ml 0.05 mol/L pH 9.0的硼酸緩沖液，用HCl調(diào)節(jié)pH至7.0后定容到200 ml。

反應(yīng)體系：9.5 ml 0.05 mol/L pH 5.6 醋酸鈉緩沖液加入0.3 ml亞油酸底物和60 μl酶提取液。

酶活測(cè)定：在波長(zhǎng)234 nm下測(cè)定反應(yīng)液5 min內(nèi)吸光值的變化，活性單位表示為U/(min·g)。

1.2.4丙二醛(MDA)的測(cè)定。MDA含量測(cè)定按MDA試劑盒(南京建成)的方法稍加修改。取0.5 g鮮芽，用2 ml預(yù)冷的0.05 mol/L pH 7.8的磷酸緩沖液研磨提取，勻漿于4 500 r/min離心10 min，上清液定容用于丙二醛的測(cè)定。0.1 ml提取液加入到反應(yīng)液中，95 ℃水浴40 min，流水冷卻后3 500 r/min離心10 min，測(cè)波長(zhǎng)532 nm處的OD值。按試劑盒說(shuō)明中的計(jì)算公式計(jì)算MDA含量。

1.2.5電導(dǎo)率的測(cè)定。參考張文明等[9]的方法，隨機(jī)數(shù)取50粒種子，用去離子水沖洗3次，用濾紙吸干表面水分，用感量為0.001 g的天平準(zhǔn)確稱量種子重量，加100 ml去離子水，在25 ℃下浸泡24 h，用DDS-307型電導(dǎo)率儀測(cè)定種子浸泡液的電導(dǎo)率，重復(fù)3次。

1.3 數(shù)據(jù)分析與處理試驗(yàn)數(shù)據(jù)均采用 Excel統(tǒng)計(jì)分析，采用DPS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行差異顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 陳化過(guò)程小麥種子發(fā)芽率的變化由圖1可見，隨著加速老化時(shí)間的延長(zhǎng)，小麥的種子發(fā)芽力逐漸降低，經(jīng)過(guò)處理的小麥種子在4 d之內(nèi)發(fā)芽率變化并不明顯，從第5天開始，發(fā)芽率顯著下降，到第7天時(shí)有的小麥發(fā)芽率降為零，而有的小麥品種具有較好的抗老化性，例如安農(nóng)0305，在第7天時(shí)，仍保持較高的發(fā)芽率。

2.2 貯藏過(guò)程小麥種子LOX活性的變化脂肪氧化酶催化不飽和脂肪酸產(chǎn)生過(guò)氧化產(chǎn)物[10]。如圖3所示，小麥種子LOX活性隨加速老化時(shí)間延長(zhǎng)呈上升趨勢(shì)，但老化強(qiáng)度越高，活力增幅越小；在40 ℃、相對(duì)濕度100%條件下，LOX活性在前5 d總體呈上升趨勢(shì)，后期略有下降。安農(nóng)0305的LOX活性變化最小，抗老化能力較強(qiáng)。

2.3 貯藏過(guò)程小麥種子浸泡液電導(dǎo)率的變化在整個(gè)處理過(guò)程中，小麥的浸泡液電導(dǎo)率隨著加速老化時(shí)間的延長(zhǎng)而呈上升趨勢(shì)，4 d內(nèi)的小麥種子的浸泡液電導(dǎo)率沒(méi)有明顯的變化，從第5天開始，各小麥品種的浸泡液電導(dǎo)率隨處理時(shí)間的延長(zhǎng)，呈顯著上升趨勢(shì)，其中，華成2152的浸泡液電導(dǎo)率在第7天達(dá)到最高峰，明顯高于其他小麥品種的浸泡液電導(dǎo)率。

2.4 貯藏過(guò)程小麥種子丙二醛含量的變化丙二醛是脂質(zhì)過(guò)氧化的產(chǎn)物，其含量可以表示脂質(zhì)過(guò)氧化的程度，并對(duì)細(xì)胞有著明顯的毒害作用[11]。由圖4可以看出，10個(gè)小麥的品種(系)在沒(méi)有做加速老化處理以前，其MDA含量差異并不顯著。但是，經(jīng)過(guò)老化處理以后，它們各自的MDA含量都呈上升趨勢(shì)，隨著加速老化時(shí)間的延長(zhǎng)，MDA的含量逐漸升高。其中，華成2152的MDA含量最高，為47.15 μmol/g，而皖麥47、安農(nóng)0305的MDA含量較低，分別為28.58、24.68 μmol/g，這說(shuō)明華成2152的抗老化能力最弱，脂質(zhì)過(guò)氧化程度最高，最易衰老。反之，皖麥47和安農(nóng)0305的抗老化能力較強(qiáng)，易在高溫、高濕環(huán)境中生存。

3 討論

種子的發(fā)芽率是反應(yīng)種子活力變化最為可靠和直接的指標(biāo)[12]，與種子活力呈正相關(guān)。種子發(fā)芽是小麥生長(zhǎng)發(fā)育的起點(diǎn)，較高的發(fā)芽率是培育壯苗的基礎(chǔ)，直接關(guān)系到小麥的產(chǎn)量，同時(shí)也是檢測(cè)種子質(zhì)量好壞的重要指標(biāo)[13]。該試驗(yàn)中，在處理溫度40 ℃、相對(duì)濕度100%的情況下，隨著加速老化時(shí)間的延長(zhǎng)，小麥種子的發(fā)芽率從第4天開始，變化趨勢(shì)尤為明顯，發(fā)芽率迅速下降，活力逐漸喪失，這表明該處理對(duì)小麥種子發(fā)芽率影響較為明顯，即隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng)，小麥種子喪失發(fā)芽力的趨勢(shì)明顯。

細(xì)胞膜系統(tǒng)在細(xì)胞代謝活動(dòng)中起重要作用，它不僅調(diào)節(jié)細(xì)胞物質(zhì)交流和運(yùn)輸，而且可以影響代謝途徑中的酶活性，而且有些酶就存在于膜系統(tǒng)中。因此，種子活力喪失的代謝變化或多或少由細(xì)胞膜系統(tǒng)損傷引起，膜結(jié)構(gòu)與功能的穩(wěn)定主要表現(xiàn)在膜的選擇透性上，裂變種子膜功能的減弱致使細(xì)胞內(nèi)大量物質(zhì)滲漏，從而降低種子活力。種子浸泡液電導(dǎo)率的高低反映細(xì)胞膜系統(tǒng)的通透情況。另外，比較同一作物不同品種在相同脅迫條件下的膜透性增大程度，亦可比較品種間抗逆性的強(qiáng)弱[14]。從該試驗(yàn)結(jié)果可以看出，40 ℃的老化條件下，10個(gè)小麥品種的電導(dǎo)率隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸增大，尤其從第5天開始，電導(dǎo)率上升趨勢(shì)尤為明顯，這說(shuō)明

老化程度越深，電解質(zhì)向細(xì)胞膜外滲透程度加劇。

脂質(zhì)過(guò)氧化可能是種子劣變的一個(gè)直接原因。種子劣變后，脂質(zhì)過(guò)氧化產(chǎn)物丙二醛的含量增加。因此，MDA的含量高低也是反映種子老化程度的重要指標(biāo)。該試驗(yàn)中，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，10個(gè)小麥品種(系)的丙二醛含量變化趨勢(shì)基本一致，通過(guò)一段時(shí)間的處理，隨著加速老化時(shí)間延長(zhǎng)，其丙二醛的含量都高于各自的對(duì)照，尤其是小麥品種華成2152的丙二醛含量變化程度較為明顯，說(shuō)明對(duì)其正常生理功能已造成一定影響。

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Primary Access on Storage Tolerance of 10 Varities in Wheat

CHEN Jun1, ZHOU Jian1, WU Yuan-yuan1, YAO Da-nian1,2*

(1. Anhui Province Grain Crop Collaborative Innovation Center, Agricultural School of Anhui Agriculture University, Hefei, Anhui 230036; 2. Jiangsu Province Grain Crop Collaborative Innovation Center, Yangzhou, Jiangsu 225009)

[Objective] To study physiological and biochemical changes of the wheat seeds under storage conditions. [Method] Using the method of high temperature and high humidity artificial accelerated aging, Yannong 19, Lunxuan 22, Luomai 10, Shandong precocious line, Huacheng 2152, Huacheng 3366, Sumai 188, Wanmai 47, Shandong late maturing line, Annong 0305 were processed under the conditions of 100% RH (relative humidity), 40℃, 8 different time gradient (0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 d). The change of its germination rate, LOX activity, MDA content and conductivity. [Result] Experimental results show that the seed germination rate gradually decreased with aging treatment time, seed leaching liquid conductivity is increasing with the extension of processing time, fatty oxidase (LOX) activity increased with the extension of aging time, the late declined slightly, the product of lipid peroxide malondialdehyde (MDA) content increased; Among 10 varieties, Annong 0305 has the strongest aging resistance, and the aging resistance of Huacheng 2152 is relatively weak. [Conclusion] The study can provide reference basis for study on wheat seeds storage tolerance ability.

Wheat seeds; Artificial aging treatment; Storage characteristics

國(guó)家自然科學(xué)

(31371615)；安徽省高等學(xué)校省級(jí)自然科學(xué)研究項(xiàng)目(KJ2012Z105)。

陳俊(1987- )，男，安徽淮南人，碩士研究生，研究方向：作物遺傳育種。*通訊作者，從事作物遺傳育種研究。

2015-02-12

S 511

A

0517-6611(2015)09-043-03