高温老化处理对陆两优996制种不同收获时期种子活力的影响

曹文亮，肖层林*，付爱斌，雷东阳

(1.湖南农业大学 农学院，湖南 长沙 410128；2.湖南生物机电职业技术学院 植物科技系，湖南 长沙 410127)

随着杂交水稻种植面积的不断扩大，对杂交水稻种子的需求量也不断增加.由于杂交水稻种子生产的复杂性和市场的难以预测性，需要对杂交水稻种子进行跨年储存，以便年度间调剂.杂交水稻种子在储存过程中常因老化而造成种子报废，不仅给种子企业造成经济损失，同时也影响整个水稻生产计划[1-2].笔者以杂交水稻陆两优996种子为对象，采用高温、高湿人工老化处理，研究陆两优996在制种母本群体终花期后不同时期收获的种子的劣变过程及其生理生化变化，旨在探求其种子成熟度与耐藏性的关系.

1 材料与方法

1.1 材 料

供试材料为陆两优 996，亲本种子由湖南金色农华种业有限公司提供.

1.2 方 法

1.2.1 种子处理

试验于 2008年在湖南洞口县进行.在母本陆18S群体终花后的第8～20天，每天收获一批种子，种子收获后当天干燥至12%含水量，随即每批取约200 g种子，置于40 ℃、相对湿度为100%条件下处理7 d[3]，备用.以不处理为对照.

1.2.2 发芽特性测定

在各批样品中分别取100粒种子，30 ℃水中浸种24 h，洗净后排列在垫有2层滤纸的标准发芽盒中，重复3次，在光照培养箱中30 ℃培养.每天对发芽种子计数，至第7天结束.计算种子发芽率、发芽势和发芽指数.

1.2.3 电导率测定

从各批样品中分别取90粒种子，分成3份，每份 30粒，去壳，称重，用双蒸水快速冲洗干净后置于滤纸上吸干表面水分，分别放入50 mL烧杯中，加双蒸水30 mL，(29±1)℃下放置0，8，16，24，32，40，48 h，分别振荡摇匀后用DDS-307型电导率仪(温度平衡至25 ℃)测定浸泡液的电导率[4].

1.2.4 种子淀粉含量、过氧化氢酶(CAT)活性及丙二醛(MDA)含量测定

种子淀粉含量用蒽酮法[5]测定；过氧化氢酶(CAT)活性用紫外吸收法测定[6]；丙二醛含量用硫代巴比妥酸显色法测定[7].

1.2.5 数据处理

试验数据的方差分析采用 Duncan新复极差法进行比较.

2 结果与分析

2.1 高温老化处理对种子发芽特性的影响

从表1可以看出，高温老化处理7 d后，供试种子的发芽特性受到明显影响.母本群体终花后第8～12天收获的种子，经老化处理后，其发芽率、发芽势和发芽指数有不同程度的提高，第 8、9天收获的种子，发芽率分别提高 16.3%、20.0%；第13～17天收获的种子老化处理后，种子的发芽率、发芽势、发芽指数与对照比较变化不大；第 18天及以后收获的种子经老化处理后，发芽率、发芽势、发芽指数均明显降低，失去了种用价值.由此表明，终花后第 13～16天收获的种子因成熟度提高，抗老化能力强，耐贮藏，而第 18天及以后收获的种子，因成熟过度，老化，不耐贮藏.母本终花后第8～12天收获的未完全成熟的种子，经老化处理后发芽特性虽有一定提高，但仍低于第 13～16天收获的种子.

表1 不同收获期的种子老化处理后的发芽特性Table 1 Germination characteristics of aging treatment seed at different harvest time

2.2 高温老化处理对种子电导率的影响

不同收获时期的种子浸泡8、16、24、32、40、48 h，老化处理和对照的电导率变化趋势一致，母本群体终花后第 13～17天收获的种子的电导率增加速率均不随浸泡时间延长而差异显著.浸泡24 h后，第 12天收获的种子，老化处理和对照的电导率表现一致.但在浸泡32 h后，老化处理种子的电导率增加速率高于对照.第8～11天及第18天后收获的种子老化处理后，其电导率的增长速率显著高于对照.由此表明，第8～12天和第18天以后收获的种子经老化处理后，细胞膜受到伤害的程度大，尤其是未完全成熟的种子，细胞膜受到的伤害更大.第 13～17天收获的种子细胞膜受到的影响较小(表 2).

表2 不同收获时期的种子浸泡不同时间后电导率的变化Table 2 Comparison of seed electro-conductivity between aging treatment and CK at different harvest time

2.3 高温老化处理对种子淀粉含量的影响

对照的淀粉含量随着种子成熟度的提高而逐步提高，第 14天时最高，随后开始缓慢降低，第18天后下降较快.经老化处理后的种子，其淀粉含量较对照普遍降低.母本群体终花期后第8～13天收获的种子淀粉含量降低幅度在7.5%～15.7%，第14天以后收获的种子淀粉含量降低幅度在15.5%～26.4%(图 1).

图1 老化处理对不同收获期种子淀粉含量的影响Fig.1 Starch contents of aging treatment seed at different harvest time

2.4 高温老化处理对种子中CAT活性的影响

CAT能维护膜的稳定性及完整性，对细胞膜起着保护作用[8].本研究结果表明，老化处理种子CAT活性变化趋势同对照相似，随着种子成熟度的增加而提高，但老化处理种子的 CAT活性低于正常种子，尤其是第19、20天收获的种子，CAT活性只有 0.18 mg/(g·min)和 0.10 mg/(g·min).第 13～17天收获的种子CAT活性降低最多，最高降低了2.15 mg/(g·min).而第8～12天及第18天后收获的种子降低相对较少(图2).

图2 不同收获时期老化处理种子和对照的CAT活性Fig.2 Comparison of CAT activity between aging treatment and CK at different harvest time

2.5 高温老化处理对种子中MDA含量的影响

MDA对植物细胞具有明显的毒害作用[9].本研究结果表明，未经老化处理的种子，其MDA含量从第8天收获的种子开始逐步降低，第11天后收获的种子，其MDA含量又缓慢增加，第20天收获的种子MDA含量最高，达到0.90 μmol/L.老化处理种子的MDA含量变化趋势与对照相似，但变幅较大.第11～17天收获的种子在老化处理后MDA含量差异不大，而第8～10天以及第18天后收获的种子MDA含量显著高于第11～17天收获的种子的MDA含量，且含量上升较快(图3).

图3 不同收获时期老化处理种子和对照的MDA含量Fig.3 Comparison of MDA contents between aging treatment and CK at different harvest time

3 小结与讨论

陆两优996制种母本群体终花期后不同时期收获的种子，采用40 ℃、相对湿度100%条件下老化处理7天后，种子活力变化随种子收获的不同天数而异.在母本群体终花期后第8～12天收获的种子经高温高湿老化处理后其发芽势、发芽率较对照有所提高，表明在该时段收获的种子批内含有未充分成熟种子，经老化处理促进了内含物转化，加速了后熟作用.但是其电导率显著高于未老化处理的种子，高温、高湿条件又促进了种子批内成熟度较高的种子老化.母本群体终花期后第 18天以后收获的种子，经老化处理后种子浸泡液电导率显著高于未老化处理种子，其发芽率、发芽势降低，种子劣变较快，表明母本群体终花期后第 18天以后收获的种子批内，成熟过度的种子比例大，老化后易产生劣变.母本群体终花期后第 13～17天收获的种子经老化处理后，其发芽势、发芽率与未对照相比变化不大，表明该时段收获的种子批的成熟度最为适宜，抗老化能力强.老化处理种子的CAT活性低于对照，尤其以第8～12天和第18天以后收获的种子较低，这与前人[10]研究结果一致.经老化处理种子的MDA含量高于对照，且以第8～11天及第18天后收获的种子MDA含量较高，这可能是导致这一时期收获的种子不耐贮藏的重要原因.

由本试验结果表明，杂交水稻种子在贮藏期间的老化劣变速度与种子批适宜成熟度的整齐性有关，种子批适宜成熟度的整齐性由制种母本群体终花期(即授粉结束之日)后适宜收获期决定.从本试验结果看出，陆两优996制种在母本群体经终花期后第 13～17天收获的种子批，其成熟度适宜，且成熟度的整齐性高，表现抗老化能力强，活力较高.在杂交水稻制种过程中，应对母本采用定向培养技术提高群体生长发育整齐度，缩短母本群体开花受粉期，使种子批成熟整齐，并在成熟度最为适宜时期收获种子.

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