水稻种质资源常温贮藏

姜龙，柴永山，曲金玲，孙国宏，杨福厚

(黑龙江省农业科学院牡丹江分院，黑龙江牡丹江157041)

水稻种质资源常温贮藏

姜龙，柴永山，曲金玲，孙国宏，杨福厚

(黑龙江省农业科学院牡丹江分院，黑龙江牡丹江157041)

种质资源的保存有种植保存和贮藏保存2种方法，频繁的种植不但需要耗费大量的人力和物力，而且容易造成材料混杂和影响种性。国内外学者普遍认为低温种质库贮藏法是种质资源贮藏的最佳方法，但低温种质库建设耗资大，技术要求高，运转费用昂贵。广大科研单位和育种者普遍采用常温贮藏。介绍了常温水稻种质资源贮藏相关理论及实践的研究成果，旨在为水稻种质常温贮藏提供有益的启示。

水稻种质资源；常温贮藏；衰老预警

经历漫长的自然选择和人工选择，我国拥有丰富的水稻种质资源，这是水稻新品种选育和保证水稻育种安全的重要物质基础。由于人力、物力、科技等方面的原因，每年实际应用的种质材料有限，大部分种质材料需要保存下来备用，所以，水稻种质资源的保存是水稻育种工作者重要的基础性科研工作。通常种质资源的保存有种植保存和贮藏保存两种方法，频繁的种植不但需要耗费大量的人力和物力，而且容易造成材料混杂和影响种性，因此，需耍尽可能延长种质资源的贮藏寿命。

国内外学者普遍认为低温种质库贮藏法是种质资源贮藏的最佳方法，宁秀呈研究发现贮存中不同类型的稻种发芽率年下降速率为0.12%～3.05%[1]。但低温种质库建设通常投资大、技术要求高，运转费用昂贵，大部分育种单位不具备低温贮藏种质的条件，常温条件下延长水稻种质资源贮存年限的贮藏方法更适用于广大科研单位和育种者。

1 贮藏特性

种质材料抗老化能力的强弱主要由遗传因素、种质材料成熟度和环境因素共同决定。

1.1 遗传因素

水稻的耐储性与其籼粳性关系密切，普遍地说，籼型种质比粳型种质更耐储藏[2-3]。

1.2 成熟度

同一种质材料成熟度不同，贮藏寿命也有差异。从乳熟、蜡熟、黄熟至完熟期收获的材料，贮藏寿命有规律地增加；完熟期和枯熟期收获的材料贮藏后，生命力方面和发芽力方面几乎没有明显的差异。水稻种质材料最适宜保存的收获期是枯熟期和完熟期，此期种质材料籽粒饱满、成熟充分、生活力最高、贮藏寿命最长，凡是过早、过迟收获的青粒种质材料，或过熟雨淋和收后未及时干燥的种质材料，贮后的发芽力、发芽率都较低或无[4]。因此，应根据品种生育特性采取相应的种植措施，保证种质材料收获时有较高的成熟度，并及时收获、干燥，提高生活力，延长种质材料的贮藏寿命。

1.3 外部因素

外因主要包括种质材料的水分、温度、病虫害、储藏条件以及加工处理等因素，而在诸多因素中，以种质材料水分和贮藏温度最为关键。而温度和湿度又是相互作用的，据统计，在种质材料含水量4%～14%的范围内，含水量每减少1%，种质材料寿命能延长1倍；温度在50～0℃范围内，每降低5℃，种质材料寿命约延长1倍[5]，这是由于高温、高湿条件下，种质材料呼吸强烈，严重消耗内部养分，从而缩短种质材料的寿命。

2 常温储藏

2.1 理论研究

种质材料不能贮藏在高温、高湿的环境条件下，尽量创造低温干燥的环境条件。

1986年，Ellis提出超干贮藏法，即将试验材料水分降至5%以下，密封后在室温条件下储藏，与低温贮藏有相同的储藏效果[6]。程红焱、郑光华等研究表明超干后的种质材料细胞膜系统完整性良好，酶系统也保持完好，与低温保存的种质材料无明显差异，吸涨萌动后，这些酶迅速表现出活性，抑制氧化和过氧化伤害，保证种质材料的正常生长[7]。超干贮藏有利于提高种质材料的贮藏稳定性，进而延长种质材料的寿命。

孟繁华等研究发现，种质材料含水量在安全水分(13.5%)以内，一般贮藏条件下，就能安全贮藏；如果种质材料含水量超过14.5%，一般仑库贮藏条件难以贮藏，会生虫、发热、长霉、黄变等[8]。宁秀呈研究发现，种质材料含水量在8.5%，开放贮藏，虽经高温季节，仍有90%的发芽率[5]。支巨振等对种质材料进行超干燥贮藏，研究发现不同类型的种质材料耐干性不同，当籼稻材料含水量降到4%～5%以下时，生活力稍有降低，但当含水量降为2%时，生活力急剧下降；而粳稻材料含水量降至7%以下时，发芽率开始降低[9]。籼稻材料活力保持优于粳稻材料和杂交稻材料，故表现出耐干性较强。

综上所述，无论是在室温还是在低温条件下贮藏，适度超干均可较好的保持水稻种质材料的发芽率和活力，种质材料贮藏最适含水量在低温下比室温条件下高，适度超干能达到低成本长期贮藏种质材料的目的。

实际贮藏过程中，因环境湿度与种质材料含水量的差异，种质材料与外界空气会发生不断吸附-解吸-吸附的动态平衡过程，既种质材料含水量是不断变化的，不可能维持恒定[10]。应用硅胶做干燥剂，陶罐密闭贮存既能起到降低种质材料水分的作用，也可阻止种质材料吸附环境水分的过程，减少呼吸耗能。

气调贮藏可以有效抑制贮藏材料自身的呼吸和微生物、害虫及虫卵的繁殖，能够较长时间防虫；还能阻止种质资源受外界湿度的影响，抑制种子呼吸并且防虫，笔者认为，气调贮藏设备在食品工业中常用，食品保质效果良好，在种质资源保存中运用效果虽未见报道，但气调贮藏法预期应用前景可喜。

2.2 实践经验

2.2.1 干燥器贮藏。云南保山市农业科学研究所的钏兴宽试验结果表明，用硅胶做干燥剂，陶罐密闭贮存水稻种质材料，贮存4.5年后种质材料发芽势平均下降2.74%，发芽率平均下降1.03%，因此，可通过每4.5年轮换1次的简易贮存方法保存水稻种质材料[11]。陈廷文研究发现把种质材料贮藏在放有吸湿剂(变色硅胶)的干燥器内密闭保存，每年除湿1次，在室内温度8～25℃，相对湿度73%～82%的条件下，籼稻材料可贮藏20年，粳稻材料9年，糯稻材料10年，也能达到普通库保存库的贮藏效果[2]。

2.2.2 气调贮藏。气调贮藏是利用新型材料制成外包装，对贮藏种质材料进行自然密封，或在袋中充入CO2和N2，或抽真空。气调贮藏水稻种质资源的方法虽未见报道，但气调贮藏糙米和大豆都有较好的实践成果。澳大利亚研究者报道，在30℃的贮藏温度下，常规贮藏的糙米在相同温度下贮藏3个月，品质下降明显，充入CO2气体的糙米在相同温度下贮藏3个月，品质保持良好[12]。董文丽研究发现包装膜封存大豆能够阻隔水分和氧气，减少大豆蛋白质的水解和脂肪的氧化，抑制微生物的生长繁殖，显著延长大豆贮藏保鲜期[13]。

3 适宜贮藏年限

研究发现，贮藏的种质材料衰老速度并不是保持不变，在老化初期有一个平台期，此阶段发芽率下降缓慢，保持不变，而后发芽率下降速度突然加快，相对较短时间内，生活力下降幅度显著；当发芽率降低至较低水平时，衰老速度反而再次降低，种质材料缓慢死亡，衰老速度呈"慢-快-慢"变化，也就是种质材料存活曲线呈反“S”形[14-16]。因此，种质材料发芽率下降速度突然加快的点即为衰老阈值，卢新雄等研究发现，水稻种子生活力出现快速下降的拐点发芽率水平约为75%[4]。75%是水稻种子的衰老阈值，不论采用那种贮藏方法，都需要对贮藏的种质材料进行发芽率监测，在种质材料活力降至衰老阈值之前种植更新。

[1]宁秀呈.稻种资源低温贮藏生活力跟踪监测与种质更新[J].安徽农业科学,2008,36(16):6704-6707.

[2]陈廷文.干燥器储罐稻种发芽研究[J].四川农业大学学报,1997,15(4): 445-451.

[3]曾大力,钱前,国广泰史,等.稻谷耐储藏特性及其与籼粳特性的关系研究[J].作物学报,2002,28(4):551-554.

[4]卢新雄,三种禾本科种子老化过程中生活力丧失特性及其生理生化遗传变异的研究[D].北京：中国农业科学院，1999.

[5]Ellis R H, Hong T D.Desication tolerance and potential longevity of developing seeds of rice(Oryza sativa L.) [J].Annals of Botany, 1994(73):501-506.

[6]Ellis RH,Hong TD,Roberts EH.Longarithmic relationa-ship between moisture content and longevity in sesae seed[J].Ann Bot,1986(57):499-503.

[7]程红焱,郑光华,陶嘉龄.超干处理对几种芸苔属植物种子生理生化和细胞超微结构的效应[J].植物生理学报,1991,17(3):273-284.

[8]孟繁华,吴贵茹,趁坤杰.稻谷干燥技术的研究进展，江西农业学报，2009,21(9)：131-134.

[9]支巨振,毕辛华.超低水分贮存对水稻种子生活力及生理特性的影响[J]种子,1991(4):19-23.

[10]赵玉巧.新编种子知识大全[M].北京：中国人民出版社，1998.

[11]钏兴宽,孙文涛,康洪灿,等.常温条件下稻种资源简易保存方法的研究与运用[J].种子,2012,31(3):110-111.

[12]Riana Widjaja.,John D Craske,Michael Wootton.Changes in volatile components of paddy,brown and white fragrant rice during storage[J].Science of Food Agriculture,1996(71):218-224.

[13]董文丽.包装材料对大豆贮藏品质影响的研究[J].包装工程,2014,35(3)：39-41.

[14]辛霞.种子保存过程中生活力丧失特性及其机理研究[D].北京:中国农业科学院，2012.

[15]卢新雄,崔聪淑,陈晓玲,等.国家种质库部分作物种了-生活力监测结果分析[J].植物遗传资源学报,2001(2):1-5.

[16]辛霞,陈晓玲,张金梅,等.国家库贮藏20年以上种子生活力与田间出苗率监测[J].植物遗传资源学报,2011,12(6): 934-940.

2015-04-16

国家水稻产业技术体系(CARS-01-41)

姜龙(1975-)，男，副研究员，硕士，从事水稻育种、栽培工作，E-mail：jianglong1975@126.com。

S511

A

DOI.:10.13268/j.cnki.fbsic.2015.03.041