利用电导法测定杂交水稻种子活力的探讨

段永红，李小湘，李卫红

（湖南省水稻研究所，湖南 长沙 410125）

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，也是我国最主要的栽培作物之一[1]。尤其是杂交水稻的成功研究和推广，为保障我国和全球的粮食安全作出了巨大的贡献。然而，由于杂交水稻种子的特征特性与常规水稻种子有较大的差异，其耐贮藏性明显不如常规水稻种子[2]。因此，及时、快速掌握种子活力衰变情况，对保障杂交水稻种子的播种品质，充分发挥种子的杂种优势种性，具有十分重要的作用[2]。

电导法是一种简易、快速、客观的活力测试方法，豌豆种子活力电导法测定方法已标准化并用于生产，在大豆、棉花、玉米等种子中也得到广泛应用[3]。然而，电导法在水稻种子活力测定中多为辅助补充说明，关于电导法测定水稻种子活力的详细研究报道甚少。本试验以种子活力生理测试指标为对照，与室内用电导法测定的种子浸泡液电导率结果进行比较研究，以期探讨用电导法测定杂交水稻种子的活力。

1 材料与方法

1.1 材料

5个试验材料分别为：V46、丰源优326、金优297、岳优360、岳优9113，由湖南省种质资源库提供。

1.2 方法

1.2.1 人工老化处理 试验前种子水分平衡至（13±0.5）%，用铝箔袋密封包装后置于45℃种子老化箱中进行人工老化处理。每隔4 d定期取样进行种子电导率和活力测试。

1.2.2 电导率测定 每个品种设3次重复，每次重复随机选取50粒净种子并称重，用去离子水冲洗3次，用滤纸吸干浮水，将种子置于洁净的100 mL烧杯中，加入50 mL去离子水，于（20±1）℃恒温条件下浸泡 6～24 h，分别在浸泡 2、4、6、24 h 用 DDS-307A型电导率仪测定一次浸泡液的电导率。以去离子水为对照，每重复电导率按下列公式计算：电导率（us/cm·g）=（电导率读数－对照读数）/每重复种子重量

1.2.3 活力指数测定 参照GB/T3543.4-1995规程进行发芽试验。取完成电导率测定结果后的种子依次置于发芽床为中性滤纸的发芽盒中，3次重复，每个重复50粒种子。发芽温度控制在30℃，每天记载发芽数，第5天计算发芽势，第8天计算发芽率。在计算发芽势当天剪下根苗，在（105±1）℃烘箱中烘干5小时后称根苗干重。

活力指数VI=GI×Sx，其中GI为发芽指数，Sx为根苗干重。，其中Gt为时间t日的发芽数，Dt为相应的发芽日数。

2 结果与分析

2.1 不同品种杂交水稻种子老化处理后的活力变化情况

5个杂交水稻组合经过不同的老化时间其发芽率与活力指数的表现见表1。如表1所示，5个组合未进行老化处理时均是高活力种子，发芽率一致（其发芽率差异在容许误差范围内）；发芽率和活力指数都随着老化时间的延长而逐渐降低或减少。由种子下降至相同活力水平所需的老化时间可知：（1）品种间活力下降的速率差异很大，最快的威优46在8 d时间内种子基本丧失活力，再次证实种子活力首先取决于其遗传因子，品种间的差异度必然存在[4]；（2）种子老化到低活力水平（发芽率为70%～75%）后，活力快速下降，这与卢新雄等提出的水稻种子快速下降拐点的平均发芽率73.74%[5]基本一致，说明种子活力下降并不是以等速率递减，而是渐进式的[5-6]。

表1 不同老化时间条件下种子发芽率与活力指数的表现

2.2 不同品种杂交水稻种子的电导率

从不同品种杂交水稻种子高活力水平的电导率测定结果（见图1）可以看出：（1）不同品种杂交水稻种子的电导率存在差异，即相同活力水平下不同品种的电导率值不同；（2）随着浸泡时间的延长，各个品种种子的浸出液电导率呈逐渐增大的趋势。并且随浸泡时间的延长，电导率的升高速率逐渐缓慢。说明种子随着浸泡时何的延长，种子可溶性物质或电解质水通过细胞膜外渗的量逐渐增多。

图1 不同品种杂交水稻种子不同浸泡时间的电导率

2.3 不同活力水平杂交水稻种子的电导率

通过人工老化处理，获得不同活力水平的杂交水稻种子。图2为不同活力水平的杂交水稻种子在不同浸泡时间的平均电导率。结果表明：（1）不同活力水平的杂交水稻种子的电导率均随着种子的浸泡时间的延长而升高；（2）不同浸泡时间的电导率与活力水平的关系为：高活力种子的电导率始终最小，中活力种子其次，低活力与极低活力种子的电导率均大于高、中活力种子，浸泡24 h的电导率大小与种子的活力水平成反比。但在浸泡初期，低活力种子的电导率大于极低活力，出现这种波动性变化的原因尚不清楚。

图2 不同活力水平的杂交水稻种子不同浸泡时间的电导率

2.4 浸泡时间对电导率的影响

将不同杂交水稻种子不同浸泡时间的电导率与发芽率、活力指数进行相关性分析，结果列于表2。由表2可知：（1）种子浸泡液电导率与发芽率、活力指数的相关系数随着浸泡时间的延长而加大，各个品种种子浸泡24 h测量的电导率均与发芽率、活力指数存在显著或极显著负相关，说明适宜的浸泡时间是电导法测定种子活力的关键；（2）品种间的差异很大，活力下降快的品种电导率与发芽率、活力指数从浸泡2 h开始均呈极显著负相关，活力下降缓慢的品种其电导率与发芽率、活力指数的相关性在浸泡初期呈不明显的负相关性。金优297浸出液的电导率与发芽率、活力指数的相关性在浸泡前6 h随时间的延长呈逐渐明显的正相关，这是否与其电导率始终明显高于其它品种有关，有待进一步研究。

表2 杂交水稻种子不同浸泡时间的电导率与发芽率、活力指数的相关系数

2.5 杂交水稻种子适宜浸泡时间的电导率与种子活力生理指标的相关性

表2结果表明，各个杂交水稻组合种子在浸泡24 h的电导率与发芽率、活力指数等指标存在显著或极显著负相关，衰变速度快的品种浸泡2 h的电导率即与发芽率、活力指数呈极显著负相关。说明在种子老化劣变过程中，细胞膜结构与功能受损，引起选择性渗透能力降低，导致吸胀过程中细胞内含物外渗[4]。渗漏越多，细胞膜的完整性越低，浸泡液的电导性越高。因此，利用浸泡液的电导率数值可以定量地描述种子活力[7]。表3列出了代表种子活力生理指标的四项指标与种子24 h浸出液的电导率之间的相关系数。从中看出：（1）种子活力生理测定的各项指标之间均存在极显著正相关，说明种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数等指标反映了种子衰老与萌发特性；（2）电导率与种子活力之间均显示不显著的负相关，这与颜启传等同样由人工老化处理的研究结果基本一致，说明人工老化种子在受高温伤害的同时又在自行修补，细胞器没有受到严重的伤害[8]。但这一结果与各个品种分别分析的结果不太一致，其原因有待于进一步探讨。

表3 杂交水稻种子各种活力指标间的相关系数

3 讨论

（1）用电导率测定杂交水稻种子的活力，具有测定用时短，24 h内即可得出结果，具有操作简单、速度快、时间短的特点，可为种子活力提供参考指标，在生产上具有应用价值。

（2）适宜的浸泡时间是保证电导法准确测定种子活力的关键。本研究表明，在20℃条件下浸泡24 h，其电导率值所反映的种子活力高低状况与活力指数一致。

（3）电导法测定种子活力要注意测定种子的处理及选择、测定用水的质量等。因为电导率结果受种子的大小、损伤、含水量以及水质等因素的影响[3-4]，那些水分不均、发芽、破损的种子都将影响测试结果，杂交水稻种子具有颖壳且裂颖程度各异，较易产生试验误差。本试验测定所用杂交水稻种子均从净种子中随机数取，防止了因除去物理损伤种子而导致种子活力过高估计现象的发生，但也可能是电导率测试数据存在偏差的原因。

（4）本试验对利用电导法测定杂交水稻种子活力进行了初步探索，尚有未探明之处。并且由于浸泡时间段选择较少、所用组合数量有限，以及未测定种子的田间出苗率和利用自然老化种子进行比较试验。

[1]程式华，李 建.现代中国水稻[M].北京：金盾出版社，2007.

[2]袁隆平.杂交水稻学[M].北京：中国农业出版社，2002.

[3]张文明，郑文寅，任 冲，等.电导法测定大豆种子活力的初步研究[J].种子，2003，（2）：34-36.

[4]陶嘉龄，郑光华.种子活力[M].北京：科学出版社，1991.

[5]卢新雄，陈晓玲.水稻种子贮藏过程中生活力丧失特性及预警指标的研究[J].中国农业科学，2002，35（8）：975-979.

[6]谢 皓，陈学珍，祁佳玥，等.人工加速老化对大豆种子活力的影响[J].北京农学院学报，2006，21（3）：15-17.

[7]王振宝，王树春，徐国良.一种种子活力的测定方法—电导率法[J].种子，1998，（3）：70.

[8]颜启传，李稳香.杂交水稻种子活力与田间生产性能之间的关系[J].中国农业科学，1995，（28）：90-98.