陆地棉种子快速老化的活力变化研究

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(河南科技学院/现代生物育种河南省协同创新中心/河南省棉麦分子生态与种质创新重点实验室， 河南 新乡 453003)

棉花种质资源的保存是棉花育种与生产的重要组成部分，在种质资源保存过程中种子的老化劣变是难以避免的自然规律，即使是在理想条件下，如低温库中贮存的种质资源，随着时间的延长，种子活力仍然在缓慢衰退[1-2]。种子的老化劣变造成种子活力下降，直接影响到种质资源的贮藏安全和生产产品的质量水平，因此种子老化及活力研究一直是种质资源保存的重要工作之一。

目前，对许多作物如小麦[3]、水稻[4]、玉米[5]、大豆[6]等都做了大量的种子老化及活力研究，内容涉及到表观生长指标、生理生化活性、遗传信息表达等各个层面。在棉花上，也有少量报道，其中相对较多介绍了外界因素对棉花种子老化的生理生化影响[7-9]。本实验选取与以往不同的棉花材料，通过甲醇老化法找出不同老化时间下，棉花种子老化程度产生的规律变化，以期为棉花种子老化及活力研究提供参考。

1 材料与方法

1.1 材 料

百棉1号，来源于河南科技学院棉花所自育品种。

1.2 方 法

1.2.1 种子老化

选取籽粒饱满，大小均匀的棉花种子，采用50%甲醇老化，在室温下分为两组浸泡种子，其中组Ⅰ为0(ck)，0.5，1，1.5，2 h，组Ⅱ为2(ck)，3，6，9，12 h，老化处理后，放置室内自然风干12 h备用。

1.2.2 发芽试验

根据中华人民共和国农业行业标准NY/T 1385-2007，利用砂床法进行棉花种子快速发芽试验。每个处理3个重复，设置日夜变温为30 ℃(10 h)+25 ℃(14 h)。发芽第4天开始观察记录，每天记录发芽情况，第7天结束。测量计算种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、苗高和鲜重。

发芽势(%)=初期(第4天)发芽种子数/供试棉花种子总数×100%;

发芽率(%)=终期(第12天)发芽种子数/供试棉花种子总数×100%;

发芽指数=∑(Gt/Dt);

活力指数=∑(Gt/Dt)×S

式中：Gt为发芽开始第t日的发芽种子数；Dt为相应的发芽日数；S为芽长(苗高)。

1.2.3 数据处理

利用 Excel 2007软件进行数据基本统计。

2 结果与分析

2.1 甲醇老化不同时间棉花种子发芽率和发芽势的变化规律

由图1可看出，在0.5～2 h的时间范围内，50%甲醇老化处理棉花种子的发芽率和发芽势均逐渐降低，降低趋势均不明显。发芽率在处理2 h时最低，为82.5%，比0 h(ck)低4.8个百分点；发芽势在处理2 h时最低，为64.5%，比0 h(ck)低10.7个百分点。

图1 组Ⅰ不同时间甲醇老化棉花种子的发芽率和发芽势

由图2可看出，在2～12 h的时间范围内，50%甲醇老化处理棉花种子的发芽率和发芽势均逐渐降低，3 h后降低趋势均比较明显。发芽率在处理3 h时为78%，比2 h(ck)低4.5个百分点；发芽率在处理6 h时为65%，比2 h(ck)低17.5个百分点，发芽率在处理12 h时最低，为55%，比2 h(ck)低27.5个百分点。发芽势在处理3 h时为64.1%，比2 h(ck)低0.7个百分点；发芽势在处理6 h时为52.8%，比2 h(ck)低12个百分点，发芽势在处理12 h时最低，为38.6%，比2 h(ck)低26.2个百分点。

图2 组Ⅱ不同时间甲醇老化棉花种子的发芽率和发芽势

2.2 甲醇老化不同时间棉花种子发芽指数和活力指数的变化规律

由图3可看出，在0.5～2 h的时间范围内，50%甲醇老化处理棉花种子的发芽指数和活力指数均逐渐降低，均没有明显下降趋势。发芽指数在处理2 h时最低，为46.3，比0 h(ck)低4.1%；活力指数在处理2 h时最低，为467.63，比0 h(ck)低13.6%。

图3 组Ⅰ不同时间甲醇老化棉花种子的发芽指数和活力指数

由图4可看出，在2～12 h的时间范围内，50%甲醇老化处理棉花种子的发芽指数和活力指数均呈逐渐降低的趋势，3 h后下降趋势均比较明显。发芽指数在处理3 h时为45.6，比2 h(ck)低4.5个百分点；发芽指数在处理6 h时为65%，比2 h(ck)低17.5个百分点，发芽指数在处理12 h时最低，为55%，比2 h(ck)低27.5个百分点。活力指数在处理3 h时为64.1%，比2 h(ck)低0.7个百分点；活力指数在处理6 h时为52.8%，比2 h(ck)低12个百分点，活力指数在处理12 h时最低，为38.6%，比2 h(ck)低26.2个百分点。

2.3 甲醇老化不同时间棉花种子幼苗鲜重的变化规律

由图5可看出，在0.5～2 h时间范围内，50%甲醇老化处理棉花幼苗鲜重逐渐降低，但没有明显下降趋势。幼苗鲜重在处理2 h时最低，为0.67 g，比0 h(ck)低5.6%。

图4 组Ⅱ不同时间甲醇老化棉花种子的发芽指数和活力指数

图5 组Ⅰ不同时间甲醇老化棉花幼苗鲜重

由图6可看出，在2～12 h的时间范围内，50%甲醇老化处理棉花种子幼苗鲜重逐渐降低，且下降趋势比较明显。幼苗鲜重在处理3 h时为0.72 g，比2 h(ck)低6.5%；幼苗鲜重在处理6 h时为0.64 g，比2 h(ck)低16.9%，幼苗鲜重在处理12 h时最低，为0.5 g，比2 h(ck)低27.5%。

图6 组Ⅱ不同时间甲醇老化棉花幼苗鲜重

2.4 甲醇老化不同时间棉花种子幼苗苗高的变化规律

由图7可看出，在0.5～2 h的时间范围内，50%甲醇老化处理棉花幼苗苗高逐渐降低，但没有明显下降趋势。幼苗苗高在处理2 h时最低，为10.5 cm，比0 h(ck)低6.3%。

图7 组Ⅰ不同时间甲醇老化棉花幼苗的苗高

由图8可看出，在2～12 h的时间范围内，50%甲醇老化处理棉花幼苗苗高逐渐降低，在整个过程中下降趋势不明显。幼苗苗高在处理12 h时最低，为10.5 cm，比2 h(ck)低4.5%。

图8 组Ⅱ不同时间甲醇老化棉花幼苗的苗高

3 讨 论

种子活力即种子的健壮度，是种子发芽和出苗率、幼苗生长的潜势、植株抗逆能力和生产潜力的总和，是种子品质的重要指标。种子各项发芽指标的高低是由种子本身的活力水平决定的，种子发芽指标的高低是种子活力高低的外在表现。从甲醇不同老化处理的时间对棉花种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、苗高和鲜重等发芽指标的影响，来了解甲醇老化对棉花种子活力的影响。结果表明，在组Ⅰ0～2 h时间范围内，对棉花种子的发芽影响较小，没有产生明显变化，但总体上棉花的各个发芽指标都呈下降的趋势，可能由于甲醇处理的时间段过短，总体变化不大；在组Ⅱ2～12 h时间范围内，除了苗高变化不明显外，其余发芽指标随着老化时间延长下降非常明显，老化处理3 h时的各发芽指标均为最高(除去对照)，在12 h时各个指标均为最低。这与前人研究结果[10]有些差异，或许与试验材料有关，需要进一步研究。张海艳[11]研究甲醇老化对玉米种子发芽的影响，指出50%甲醇老化处理应选择的时间为40～60 min，与本试验结果有异，这可能因为玉米的种皮结构和棉花的有很大差异，棉花种子的外壳对于外界不良因素有一定的抵抗力，随着处理时间的延长，会对棉花种子产生明显作用，逐步影响棉花种子的活力。

4 结 论

在自然状态下，同一批种子的活力趋近于相同，但不同时间甲醇处理后其活力有不同程度的下降，说明甲醇在一定条件下对种子的种皮结构，种子的内部生理机能等有不同程度的损害。本次棉花种子甲醇老化处理与发芽试验是在室内进行的，从试验得出，甲醇处理能够使种子劣变，导致种子老化，50%甲醇对于棉花种子的老化的影响在0～2 h变化不大，3 h之后随着时间延长，其老化程度迅速加大，推测适当增加甲醇的浓度可以在更短时间内得到同样效果的老化种子。