种子超干贮藏的研究进展及前景

谢文召+石书亚

摘要：种子超干贮藏是近年来种子学和种质资源保护方面的研究热点。本文从种子超干贮藏的研究背景及进展、超干种子的最适含水量、遗传物质的稳定性等方面进行了综述，并提出了超干贮藏技术的发展前景。

关键词：种子；超干贮藏技术；发展前景

中图分类号：S339 文献识别码：A 文章编号：1001-828X（2016）013-000-01

随着当今世界人口的增长、资源的持续匮乏、环境的恶化以及人为的破坏，植物种质资源的有效保护和利用越来越成为全人类共同关注的课题。植物种质遗传资源的有效保存需要原生境和非原生境保护相结合，原生境保护保存了种质资源在继续进化中所增加的多样性，而非原生境保护的目的在于保持样品的遗传稳定性（genetic stability）[1]。主要的非原生境保存方式为种子库。

国际植物遗传资源委员会（IBPGR）推荐的种子长期保存的理想条件为种子含水量控制在（5±1）%和温度控制在（-18±2）℃[2]。但是符合这种标准低温库的构建费用、维护费用高，而且需要高水平的技术支持，这对于发展中国家来说无疑是一个巨大的负担[3]。近些年研究表明，种子贮藏含水量可以低于5%，且有的种子在更低含水量情况下其寿命反而被延长，故而种子超干贮藏（ultradry seed storage）概念被提出。本文主要对近些年种子超干贮藏的研究进展进行回顾以及引出其发展前景。

一、种子超干贮藏的研究背景及进展

由于使用低温库进行种子的长期贮藏对大部分发展中国家来说负担过大，人们开始寻求新的更为简便实用的贮藏方式。里丁大学的Ellis[4]和Hong通过实验证实芝麻的贮藏含水量由5%降至2%时，其寿命延长近40倍，甘蓝型油菜种子的贮藏含水量有5%降至3%时，其寿命延长近2倍，实现了芝麻和油菜种子在常温下长期贮藏的效果。莴苣种子贮藏过程中发生畸形概率在其含水量分别为3.3%和5.5%时无明显差异。反观国内，针对该技术的研究相对较晚，20世纪80年代国内多家研究研所和高等院校科研实验室承担研究任务，经过不懈的努力，郑光华等在种子超干贮藏之种子生理学和细胞学方面取得了一定的进展 [5] 。

二、超干种子的最佳含水量

研究表明，超干可以提高种子的贮藏期间的稳定性和生命活力，但并不表明其含水量越低越好[6]，当种子含水量下降至一个较低值时，种子活力会随之下降，寿命会减少，劣变会增加[7]。种子只有处于最佳含水量时才会最大程度延长其生命活力，而种子的最佳含水量由其耐脱水性决定，它与种子内部蛋白质、脂肪、碳水化合物等的积累以及新物质的合成密切相关。

支巨振等进行水稻种子最佳含水量的研究发现，种子种类的不同会引起耐脱水性的差异，其之间的差别很大，从2%到6%。籼稻种子含水量将至2%时生命活力急剧下降，相比之下，粳稻对含水量的多少表现更为敏感，其在含水量到达7%时生命活力就开始下降。还有，Ellis等证明油菜、芥菜（Brassica var. gracilis）和花生的最佳含水量分别为2.8%、3.8%和2.0%，高粱（Sorghum vulgare）、大麦（Hordeum vulgare）、小麦（Triticumaestivum）的耐脱水能力要强于水稻。国际上对于种子最佳含水量的确定到目前为止还没有一个比较权威的办法，不同种子超干贮藏的最佳含水量不同，需要继续研究。

三、遗传物质的稳定性

种子的超干贮藏是一种研究中的新兴技术，其因存在更好保存种质资源的可能性而被广泛关注，随之而来的问题就是超干贮藏是否会影响到种子遗传物质的稳定性。

李毅利用RAPD分子标记分别研究霸王、黄花补血草和蒙古沙冬青种子的遗传稳定性，结果显示超低含水量对种子遗传稳定性没有影响。Rao曾报道莴苣种子染色体的畸变率在其贮藏含水量为3.3%时较高，而含水量为8%时畸变率较低。英国里丁大学指出，进行超干贮藏的种子根部通常会积累较多的染色体畸变，但并不遗传，变异会随着种子的生长逐渐修复。对于种子超干贮藏是否使种子的遗传物质发生变异有待进一步的研究。

四、发展前景

超干贮藏技术作为一种提高贮藏种子生命寿命和活力的新兴技术，较常规的超低温贮藏极大的减少了资源的消耗。近20年以来，超干贮藏已取得一定的成绩，但还有很多疑问需要去解决，比如：适合超干贮藏的种子类型，种子脱水的极限以及脱水对种子遗传稳定性具体影响的研究等，笔者认为这些可能成为种子超干贮藏的新方向。

参考文献：

[1]程红焱，郑光华.种子在种质资源保护中的特殊地位和作用[A].见：郑光华.种子生理研究所[M].北京：科学出版社，2004：34-37.

[2]申丽霞，王璞，张软斌.种子寿命与超干贮藏[J].种子，2004，（2）：45-47.

[3]胡承莲，胡小荣，辛萍萍.超干燥水稻种子贮藏研究[J].种子，1999，18（2）：18-21.

[4]程红焱，种子超干贮藏技术研究的背景和现状[A].云南植物研究，2005，27（2）：113-124.

[5]苏振华，徐秀红，苏珍.种子超干贮藏与种子引发的研究概述.2005，17.

[6]汪晓峰，景新明，郑光华，等.种子含水量对种子贮藏寿命的影响[J].植物学报，2001，43，（6）：551-557.

[7]Ladbroke B D， Chapman D. Thermal analysis of lipid， proteins and biological membranes. A review and summary of some recent studies [J].Chemistry and Physics of Lipid， 1969 （ 3 ）：304-356.