不同成熟度对水稻种子萌发的影响

张睿佳 胡 杰 陆建忠 王唯逍 张亚静（上海市浦东新区农业技术推广中心 00，上海弘辉种业有限公司，上海市浦东新区 033）

不同成熟度对水稻种子萌发的影响

张睿佳1*胡 杰2陆建忠1王唯逍1张亚静1（1上海市浦东新区农业技术推广中心 201201，2上海弘辉种业有限公司，上海市浦东新区 201323）

通过对杂交稻“秋优金丰”进行不同时间采收，采用传统的幼苗生长速率测定方法和基于氧传感技术的Q 2方法，测定了不同成熟度的水稻种子的发芽势、发芽率、发芽指数、萌发氧代谢速率（O M R）和临界氧分压（CO P）。结果表明：授粉后25 d（10月5日）采收的“秋优金丰”种子的百粒重显著低于授粉后30 d（10月10日）、35 d（10月15日）和40 d（10月20日）采收的种子；随着采收时间的推迟，“秋优金丰”种子的成熟度越来越高，发芽势、发芽率及发芽指数均呈先增大后稳定的趋势，种子萌发时对外界氧气的需求、有氧呼吸的强度和种子活力也呈类似的趋势。因此，在实际制种过程中，适当提前收获不会影响种子的萌发。

秋优金丰；种子成熟度；种子萌发

“秋优金丰”是近几年上海市浦东新区杂交稻主栽品种及粮食高产创建的亮点。2016年浦东新区“秋优金丰”制种田面积为34.13 hm2，占全区杂交水稻制种面积的16.2%，是当地除“花优14”外种植面积最大的杂交稻品种，故其种子质量直接影响浦东新区春播的用种安全。种子的成熟度不仅会影响种子的发芽力和整齐度，还会影响幼苗的健壮度和生育状况。前人的研究发现，不同作物甚至不同品种的种子的萌发能力随成熟度的增加而表现出一定的差异性变化[1-3]。为此，笔者拟从“秋优金丰”种子成熟度为切入点，采用传统的幼苗生长速率测定方法和基于氧传感技术的Q2方法，研究了种子成熟度与种子萌发之间的关系，以期为“秋优金丰”制种生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试水稻品种为“秋优金丰”，该品种为上海市闵行区农业科学研究所以不育系“秋丰A”为母本、恢复系“R44”为父本杂交而选育的晚粳组合，2006年通过上海市品种审定[编号：沪农品审稻(2006)第002号]。该品种米质达国标优质米一级标准，抗倒性强，田间病害轻，产量高。

1.2 试验设计与方法

1.2.1 制种过程

“秋优金丰”在上海市浦东新区弘辉种子有限公司五机口制种田进行制种。父本于2016年5月31日和6月7日分两期播种，母本于5月31日播种，6月23日进行机械插秧，父母本比例均为2∶6；父本于9月4日始穗，母本于9月6日始穗，于10月21日采收。

1.2.2 取样方法

自母本抽穗开始，每5 d取样1次，即分别于10月5、10、15、20日取样。采用5点法取样，每点取5穗，共取25穗。

1.2.3 百粒重测定

从除去杂质的净种子中，随机数100粒种子，称取重量，重复4次。

1.2.4 发芽势、发芽率和发芽指数测定

采用纸培法，将100粒种子均匀置于铺有湿润发芽纸的发芽盒内，放入恒温培养箱，发芽期间昼夜温度设为3 0℃/20 ℃，光照时间为16 h，每2天给发芽纸喷1次纯净水，使发芽纸保持湿润状态。从第2天开始计数，每天将发芽的正常幼苗挑出，并记录每天新增发芽数（Gt）。重复4次。发芽势=∑Gt（t=1～5）；发芽率=∑Gt/100；发芽指数（GI）=∑（Gt/Dt），Dt是发芽天数，Gt是Dt对应的新增发芽数。

1.2.5 Q2方法测定

配制0.5%的琼脂溶液，加热至完全溶解呈澄清状态。参考赵光武[4]的方法，向1.5 mL的试管中添加1 mL琼脂溶液，静置冷却凝固后放置1粒种子，使用48孔板，每板为1个重复，重复3次。待所有样品全部放入试管后，统一盖上盖子，最后将托板放在Q2仪上进行检测。检测过程中设置检测周期为30min，检测时间为90 h后开始运行。Q2软件（由荷兰ASTECGlobal种子技术公司提供）会根据测量的氧气浓度和时间自动绘制成耗氧曲线，通过软件分析获得萌发氧气消耗速率（O MR）、萌发临界氧分压（C O P）两项指标。

1.2.6 图表制作

图表均采用Microsoft Excel2010制作。

2 结果与分析

2.1 百粒重

图1表明，10月5日采收的“秋优金丰”种子的百粒重为2.36 g，显著低于其他时间采收的种子，10月10、15、20日采收的“秋优金丰”种子的百粒重分别为2.67、2.71和2.65 g。通过差异性分析可知，10月15日采收的种子百粒重显著大于10月5、20日采收的种子。

2.2 发芽势、发芽率和发芽指数

图1 不同成熟度对水稻种子百粒重的影响

图2、3表明，自发芽试验的第3天起，不同采收时间的“秋优金丰”种子均开始萌发，10月15、20日采收的“秋优金丰”种子在第3天出现发芽数峰值，发芽率达50%以上，而10月5、10日采收的“秋优金丰”种子发芽数峰值出现在第4天，平均发芽数分别为58、73个。发芽试验第4天，10月5、10、15、20日采收的种子累计发芽率分别达65%、82%、96%、96%。发芽试验进行了5 d后，不同采收时间的种子发芽率都超过85%，但10月5日采收的种子发芽率和发芽势均显著低于其他采收时间的种子，且试验进行14 d后，10月5日采收的种子发芽率也显著低于其他采收时间的种子。

图2 不同成熟度对水稻种子发芽趋势的影响

图3 不同成熟度对水稻种子发芽势和发芽率的影响

发芽指数越大，说明种子活力越大；反之则说明种子活力越小。图4表明，10月5日采收的种子发芽指数为22.83，显著低于10月10、15、20日采收的种子（发芽指数分别为33、33.25、33.25），且发芽指数与发芽率和发芽势的趋势一致。由此可知，10月10日之后采收的“秋优金丰”种子的活力更强。

图4 不同成熟度对水稻种子发芽指数的影响

2.3 Q2方法测定

OM R是表示种子胚根突破种皮后到氧气消耗速率变慢之间的呼吸速率，反映了种子萌发过程中代谢活动的强弱。高活力的种子经吸胀萌动后，生物酶活性强，细胞代谢旺盛，O M R值高。C O P是表示呼吸速率开始减速时的氧气浓度，反映了种子耐低氧胁迫的能力，COP值越大，说明种子耐氧胁迫的能力越弱。

图5表明，10月15、20日采收的种子的OMR值最高，分别为2.12%、2.15%，两者间无显著差异，但均显著高于10月10日采收的种子（OMR值为1.83%），10月5日采收的种子的OMR值最低，仅为1.67%；由此说明10月5、10日采收的种子经吸胀萌动后，生物酶活性和细胞代谢没有10月15、20日采收的种子强。图6表明，10月5日采收的种子的COP值最低，为7.12%；10月10日采收的种子的COP值居中，为8.7%；10月15、20日采收的种子的COP值分别为11.56%、11.43%，显著高于前两个采收时间的种子。经综合分析，随着采收时间的推迟，种子成熟度增大，OMR值和COP值的变化均为先增加后保持不变。

图5 不同成熟度对水稻种子萌发氧气消耗速率(O M R)的影响

图6 不同成熟度对水稻种子萌发临界氧分压(COP)的影响

3 结论与讨论

试验结果表明：随着“秋优金丰”种子采收时间的推迟，种子成熟度增大，发芽势、发芽率及发芽指数均呈先增大后稳定的趋势。随着种子成熟度增大，种子萌发时对外界氧气的需求、有氧呼吸的强度和种子活力也呈现类似的趋势。因此，在“秋优金丰”实际制种过程中，适当提前采收期并不会影响其种子的发芽能力和种子活力。

在常规的种子质量检测中，通常采用发芽试验来检测种子的最大发芽潜力，但这种方法耗时长且对种子有损伤，不能再利用到田间生产。通过基于氧传感技术的Q2方法，可做到快速无损地检测种子活力。前人有关Q2方法检测种子活力的研究多数侧重于不同品种间活力的比较，或通过对种子进行不同人工处理后检测种子活力，且理论上种子活力与COP呈负相关性、与OMR呈正相关性[4-9]。但在本试验中，随着种子成熟度的增大，COP也增大，与理论相悖，说明COP并不适合作为评价不同成熟度种子活力的指标。

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2017-05-19

*为通讯作者