浅析不同条件对种子活力的影响

2016-02-24 11:58王冬梅闫国娟
现代农业 2016年11期
关键词:耐性种子活力内源

王冬梅 闫国娟

包头市九原区种子管理站

浅析不同条件对种子活力的影响

王冬梅 闫国娟

包头市九原区种子管理站

种子的活力是种子质量的一个重要的指标,活力高的种子出苗整齐迅速,对不良环境抵抗力强,生产潜力和生长优势较为显著;较低活力的种子在适合的条件下虽然能发芽,但发芽迟缓,在环境不良的条件下出苗不整齐,甚至不出苗。该文浅析不同条件对种子活力的影响。

种子 活力 影响

种子的活力与环境因素有很大关系,从受精卵到种子完全成熟,要经历一系列的生理生化变化,这样的变化或多或少会受到生存环境的影响,所以在不同环境条件下形成的种子活力会存在差异。有研究表明,种子活力是可以遗传到下一代的,品种不同的种子活力不同,通过基因重组可以提高种子的活力,种子的活力具有较高的遗传力。

一、成熟度与种子活力的关系

在种子发育过程中形成了种子活力,而种子活力形成的基础是贮藏物质积累。随着种子的成熟,种子体内的淀粉、蛋白质等物质逐渐积累,种子的发芽率和种子活力也逐渐提高,一直到生理成熟期达到高峰。有相关研究表明,种子的活力与种子成熟度关系密切,随着种子成熟,种子的体内物质不断增加,重量不断增加,一直到达生理成熟期,种子的鲜重达到最大,此时的种子表现出最高的发芽率和种子活力。较低成熟度的种子有一定的发芽能力,不同作物其发芽能力随着成熟度提高表现出的变化趋势不同。

种子的贮藏物质主要是碳水化合物、脂肪和蛋白质,其中贮藏蛋白的含量最为丰富。关于不同活力种子蛋白质合成量变化与种子萌发的关系,刘军等(1999)研究认为,在活力高的种子中,贮藏蛋白能为合成新蛋白质及时动员以提供足够的所需氨基酸,种子活力与种子萌发时新蛋白合成及胚贮藏的蛋白降解效率一致,这表明活力不同的种子的贮藏蛋白降解程度、蛋白质合成能力,能够作为衡量种子活力的生化指标。

二、贮藏条件对种子活力的影响

贮藏条件对种子活力影响较大,其中以种子的温度、含水量和气体为关键因素,低温、低氧、低湿有利于保持对种子的活力。但是种子的含水量并不是越低越好,极度干燥会对种子本身造成不同程度上的危害。种子在贮藏过程中,种子的活力会逐渐下降,相对好的贮藏条件可以有效缓解种子活力的下降速度。种子在收获后需要进行一定程度的干燥,才能够长期贮藏。在人工干燥或晒种,必须要掌握种子干燥的程度。种子的含水量保持在12.5%~12.7%水平时,线粒体、核膜和质膜对温度比较敏感,在常温条件下贮藏1年后,细胞膜系统超微结构会出现局部损伤,从而造成种子活力的降低。温度对种子膜系统的影响,是造成种子活力降低的重要原因。温度较低的条件下,种子分子的运动会降低,细胞膜脂类分子被氧化的概率下降,细胞膜保持完整性。种子含水量和储藏温度的关系研究表明,随着贮藏温度的升高其最适水分含量会有所降低。

三、干燥温度与种子活力的关系

在种子干燥安全临界温度以上对种子进行干燥,种子的酶系统和内部结构会受到严重伤害,从而影响种子的发芽特性。种子经过不同温度干燥之后其生理活性也发生变化。随发育过程变化而种子脱水耐性水平发生变化,当种子发育成熟时,种子胚的脱水耐性增加,种子萌发时种子的胚不耐脱水。获得脱水耐性通常要比自然干燥要早很多,在种子发育的过程中脱水耐性会不断的增加,这可能是随着发育的进行生理和形态变化也逐渐发生变化的结果,其中包含后期阶段的专一性保护物质的合成。到现在为止,与种子脱水耐性有关的机制主要有:细胞内去分化,代谢降低,抗氧化系统的存在和有效作用,寡糖和胚胎发生后期LEA蛋白等保护性物质的积累。这些机制中,抗氧化系统被认为在获得种子脱水耐性中起着重要的作用。

四、播种技术对种子活力的影响

栽培措施的不同对作物的品质性状存在显著的影响。根据不同的种植生态环境,相关学者提出不同的种植模式(Wang etal.,2003)。除此之外,种植密度也会导致个体生长发育的差异。相关研究认为,随种植密度的增加多穗型品种成穗数呈增多的趋势,但是穗粒数和千粒重呈降低的趋势;大穗型品种随种植密度增加,总体茎数逐渐增多,穗数逐渐增加,但单株个体发育不良。种植密度较小时,由于单株营养面积较大,分蘖和根系数量均较多,其随种植密度的降低呈指数规律递增。以水稻为例,水稻种子的活力与种子的粒重呈正相关性,即高活力种子粒重大,低活力种子粒重小,中粒种子活力居中。

五、激素对分蘖和籽粒的影响

IAA(生长素)和CTK(细胞分裂素)在植物侧芽的生长发育过程中起着重要作用,其中IAA是通过顶端优势而抑制分蘖的发生,CTK则能解除IAA引起的顶端势,使分蘖充分的发生,同时IAA同样也可以抑制CTK对分蘖发生的促进效应。IAA对侧芽的生长起抑制作用。内源激素通过抑制、促进或者改变生理过程等功能来对植物生长发育发挥调控作用,内源激素不仅可以调节细胞分化和分裂,对光合产物的运转和分配也具有明显调节作用(代西梅,2000)。籽粒发育过程中,各种内源激素均在发生变化。在细胞分化过程前期,内源iPA、ABA含量较高。较高的iPA促进细胞的分化,并且在籽粒发育的同事增加体积,因而单位鲜重的iPA与ABA含量均有下降趋势,同时,随着籽粒的发育籽粒内IAA和GA含量有所提高,也促进胚乳细胞的分化与发育。

六、小结

目前,有关种子活力方面近十几年已经取得了相对较大的研究进展,但是对于如何有效提高种子活力的方法相对较少。因此,能够找出提高种子活力的有效途径对于提高作物产量有重要的作用。

[1]刘军,黄上志,傅家瑞.不同活力玉米种子胚萌发过程中蛋白质的变化.热带亚热带植物学报[J],1999,7(1)∶65-66.

[2]W ang J,Zhu JM,Lin QG,Li XJ,Teng NJ,Li ZS, Li B,Zhang AM,Lin JX.Effects of structure and cell wall components on bending strength in wheat [J].Chinese Science Bulletin,2006,51(7)∶815-823.

[3]代西梅,尚玉磊,赵保风.不同分蘖特性小麦内源激素变化动态及其与分蘖发生关系的研究[J].河南师范大学学报,2000,28(3)∶78-82.

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