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(河南科技學(xué)院/現(xiàn)代生物育種河南省協(xié)同創(chuàng)新中心/河南省棉麥分子生態(tài)與種質(zhì)創(chuàng)新重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 河南 新鄉(xiāng) 453003)

棉花種質(zhì)資源的保存是棉花育種與生產(chǎn)的重要組成部分，在種質(zhì)資源保存過(guò)程中種子的老化劣變是難以避免的自然規(guī)律，即使是在理想條件下，如低溫庫(kù)中貯存的種質(zhì)資源，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，種子活力仍然在緩慢衰退[1-2]。種子的老化劣變?cè)斐煞N子活力下降，直接影響到種質(zhì)資源的貯藏安全和生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量水平，因此種子老化及活力研究一直是種質(zhì)資源保存的重要工作之一。

目前，對(duì)許多作物如小麥[3]、水稻[4]、玉米[5]、大豆[6]等都做了大量的種子老化及活力研究，內(nèi)容涉及到表觀生長(zhǎng)指標(biāo)、生理生化活性、遺傳信息表達(dá)等各個(gè)層面。在棉花上，也有少量報(bào)道，其中相對(duì)較多介紹了外界因素對(duì)棉花種子老化的生理生化影響[7-9]。本實(shí)驗(yàn)選取與以往不同的棉花材料，通過(guò)甲醇老化法找出不同老化時(shí)間下，棉花種子老化程度產(chǎn)生的規(guī)律變化，以期為棉花種子老化及活力研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 材 料

百棉1號(hào)，來(lái)源于河南科技學(xué)院棉花所自育品種。

1.2 方 法

1.2.1 種子老化

選取籽粒飽滿，大小均勻的棉花種子，采用50%甲醇老化，在室溫下分為兩組浸泡種子，其中組Ⅰ為0(ck)，0.5，1，1.5，2 h，組Ⅱ?yàn)?(ck)，3，6，9，12 h，老化處理后，放置室內(nèi)自然風(fēng)干12 h備用。

1.2.2 發(fā)芽試驗(yàn)

根據(jù)中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 1385-2007，利用砂床法進(jìn)行棉花種子快速發(fā)芽試驗(yàn)。每個(gè)處理3個(gè)重復(fù)，設(shè)置日夜變溫為30 ℃(10 h)+25 ℃(14 h)。發(fā)芽第4天開始觀察記錄，每天記錄發(fā)芽情況，第7天結(jié)束。測(cè)量計(jì)算種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、苗高和鮮重。

發(fā)芽勢(shì)(%)=初期(第4天)發(fā)芽種子數(shù)/供試棉花種子總數(shù)×100%;

發(fā)芽率(%)=終期(第12天)發(fā)芽種子數(shù)/供試棉花種子總數(shù)×100%;

發(fā)芽指數(shù)=∑(Gt/Dt);

活力指數(shù)=∑(Gt/Dt)×S

式中：Gt為發(fā)芽開始第t日的發(fā)芽種子數(shù)；Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)；S為芽長(zhǎng)(苗高)。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

利用 Excel 2007軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)基本統(tǒng)計(jì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 甲醇老化不同時(shí)間棉花種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)的變化規(guī)律

由圖1可看出，在0.5～2 h的時(shí)間范圍內(nèi)，50%甲醇老化處理棉花種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均逐漸降低，降低趨勢(shì)均不明顯。發(fā)芽率在處理2 h時(shí)最低，為82.5%，比0 h(ck)低4.8個(gè)百分點(diǎn)；發(fā)芽勢(shì)在處理2 h時(shí)最低，為64.5%，比0 h(ck)低10.7個(gè)百分點(diǎn)。

圖1 組Ⅰ不同時(shí)間甲醇老化棉花種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)

由圖2可看出，在2～12 h的時(shí)間范圍內(nèi)，50%甲醇老化處理棉花種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)均逐漸降低，3 h后降低趨勢(shì)均比較明顯。發(fā)芽率在處理3 h時(shí)為78%，比2 h(ck)低4.5個(gè)百分點(diǎn)；發(fā)芽率在處理6 h時(shí)為65%，比2 h(ck)低17.5個(gè)百分點(diǎn)，發(fā)芽率在處理12 h時(shí)最低，為55%，比2 h(ck)低27.5個(gè)百分點(diǎn)。發(fā)芽勢(shì)在處理3 h時(shí)為64.1%，比2 h(ck)低0.7個(gè)百分點(diǎn)；發(fā)芽勢(shì)在處理6 h時(shí)為52.8%，比2 h(ck)低12個(gè)百分點(diǎn)，發(fā)芽勢(shì)在處理12 h時(shí)最低，為38.6%，比2 h(ck)低26.2個(gè)百分點(diǎn)。

圖2 組Ⅱ不同時(shí)間甲醇老化棉花種子的發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)

2.2 甲醇老化不同時(shí)間棉花種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的變化規(guī)律

由圖3可看出，在0.5～2 h的時(shí)間范圍內(nèi)，50%甲醇老化處理棉花種子的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均逐漸降低，均沒(méi)有明顯下降趨勢(shì)。發(fā)芽指數(shù)在處理2 h時(shí)最低，為46.3，比0 h(ck)低4.1%；活力指數(shù)在處理2 h時(shí)最低，為467.63，比0 h(ck)低13.6%。

圖3 組Ⅰ不同時(shí)間甲醇老化棉花種子的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)

由圖4可看出，在2～12 h的時(shí)間范圍內(nèi)，50%甲醇老化處理棉花種子的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均呈逐漸降低的趨勢(shì)，3 h后下降趨勢(shì)均比較明顯。發(fā)芽指數(shù)在處理3 h時(shí)為45.6，比2 h(ck)低4.5個(gè)百分點(diǎn)；發(fā)芽指數(shù)在處理6 h時(shí)為65%，比2 h(ck)低17.5個(gè)百分點(diǎn)，發(fā)芽指數(shù)在處理12 h時(shí)最低，為55%，比2 h(ck)低27.5個(gè)百分點(diǎn)?；盍χ笖?shù)在處理3 h時(shí)為64.1%，比2 h(ck)低0.7個(gè)百分點(diǎn)；活力指數(shù)在處理6 h時(shí)為52.8%，比2 h(ck)低12個(gè)百分點(diǎn)，活力指數(shù)在處理12 h時(shí)最低，為38.6%，比2 h(ck)低26.2個(gè)百分點(diǎn)。

2.3 甲醇老化不同時(shí)間棉花種子幼苗鮮重的變化規(guī)律

由圖5可看出，在0.5～2 h時(shí)間范圍內(nèi)，50%甲醇老化處理棉花幼苗鮮重逐漸降低，但沒(méi)有明顯下降趨勢(shì)。幼苗鮮重在處理2 h時(shí)最低，為0.67 g，比0 h(ck)低5.6%。

圖4 組Ⅱ不同時(shí)間甲醇老化棉花種子的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)

圖5 組Ⅰ不同時(shí)間甲醇老化棉花幼苗鮮重

由圖6可看出，在2～12 h的時(shí)間范圍內(nèi)，50%甲醇老化處理棉花種子幼苗鮮重逐漸降低，且下降趨勢(shì)比較明顯。幼苗鮮重在處理3 h時(shí)為0.72 g，比2 h(ck)低6.5%；幼苗鮮重在處理6 h時(shí)為0.64 g，比2 h(ck)低16.9%，幼苗鮮重在處理12 h時(shí)最低，為0.5 g，比2 h(ck)低27.5%。

圖6 組Ⅱ不同時(shí)間甲醇老化棉花幼苗鮮重

2.4 甲醇老化不同時(shí)間棉花種子幼苗苗高的變化規(guī)律

由圖7可看出，在0.5～2 h的時(shí)間范圍內(nèi)，50%甲醇老化處理棉花幼苗苗高逐漸降低，但沒(méi)有明顯下降趨勢(shì)。幼苗苗高在處理2 h時(shí)最低，為10.5 cm，比0 h(ck)低6.3%。

圖7 組Ⅰ不同時(shí)間甲醇老化棉花幼苗的苗高

由圖8可看出，在2～12 h的時(shí)間范圍內(nèi)，50%甲醇老化處理棉花幼苗苗高逐漸降低，在整個(gè)過(guò)程中下降趨勢(shì)不明顯。幼苗苗高在處理12 h時(shí)最低，為10.5 cm，比2 h(ck)低4.5%。

圖8 組Ⅱ不同時(shí)間甲醇老化棉花幼苗的苗高

3 討 論

種子活力即種子的健壯度，是種子發(fā)芽和出苗率、幼苗生長(zhǎng)的潛勢(shì)、植株抗逆能力和生產(chǎn)潛力的總和，是種子品質(zhì)的重要指標(biāo)。種子各項(xiàng)發(fā)芽指標(biāo)的高低是由種子本身的活力水平?jīng)Q定的，種子發(fā)芽指標(biāo)的高低是種子活力高低的外在表現(xiàn)。從甲醇不同老化處理的時(shí)間對(duì)棉花種子發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、苗高和鮮重等發(fā)芽指標(biāo)的影響，來(lái)了解甲醇老化對(duì)棉花種子活力的影響。結(jié)果表明，在組Ⅰ0～2 h時(shí)間范圍內(nèi)，對(duì)棉花種子的發(fā)芽影響較小，沒(méi)有產(chǎn)生明顯變化，但總體上棉花的各個(gè)發(fā)芽指標(biāo)都呈下降的趨勢(shì)，可能由于甲醇處理的時(shí)間段過(guò)短，總體變化不大；在組Ⅱ2～12 h時(shí)間范圍內(nèi)，除了苗高變化不明顯外，其余發(fā)芽指標(biāo)隨著老化時(shí)間延長(zhǎng)下降非常明顯，老化處理3 h時(shí)的各發(fā)芽指標(biāo)均為最高(除去對(duì)照)，在12 h時(shí)各個(gè)指標(biāo)均為最低。這與前人研究結(jié)果[10]有些差異，或許與試驗(yàn)材料有關(guān)，需要進(jìn)一步研究。張海艷[11]研究甲醇老化對(duì)玉米種子發(fā)芽的影響，指出50%甲醇老化處理應(yīng)選擇的時(shí)間為40～60 min，與本試驗(yàn)結(jié)果有異，這可能因?yàn)橛衩椎姆N皮結(jié)構(gòu)和棉花的有很大差異，棉花種子的外殼對(duì)于外界不良因素有一定的抵抗力，隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)，會(huì)對(duì)棉花種子產(chǎn)生明顯作用，逐步影響棉花種子的活力。

4 結(jié) 論

在自然狀態(tài)下，同一批種子的活力趨近于相同，但不同時(shí)間甲醇處理后其活力有不同程度的下降，說(shuō)明甲醇在一定條件下對(duì)種子的種皮結(jié)構(gòu)，種子的內(nèi)部生理機(jī)能等有不同程度的損害。本次棉花種子甲醇老化處理與發(fā)芽試驗(yàn)是在室內(nèi)進(jìn)行的，從試驗(yàn)得出，甲醇處理能夠使種子劣變，導(dǎo)致種子老化，50%甲醇對(duì)于棉花種子的老化的影響在0～2 h變化不大，3 h之后隨著時(shí)間延長(zhǎng)，其老化程度迅速加大，推測(cè)適當(dāng)增加甲醇的濃度可以在更短時(shí)間內(nèi)得到同樣效果的老化種子。