牧草种子老化生理与修复研究进展

艾尔肯达吾提

摘   要：在人工草地建设、退化草地改良和植被恢复等牧草生产和生态环境改良过程中，牧草种子是十分重要的物质基础，其质量优劣对草地建植和牧草生产具有直接影响。主要针对牧草种子老化生理和修复进行了研究，介绍了种子老化现象，分析了老化所引起的各种牧草种子生理变化，并对修复和提升牧草种子活力提出了具体对策，希望能够为相关工作人员提供一些参考。

关键词：牧草种子;老化生理;修复研究

当种子成熟之后会出现无法逆转的质量下降，此过程称之为种子老化，具有不可逆、不可避免等相关特点。而一般种子老化有以下外在表现：种子变色、生活力降低、发芽率降低以及对外界不良条件的适应性变弱，而且会出现贮藏条件耐受力下降、幼苗生长弱和容易出现畸形等现象。周围环境和自身相关因素会对种子的老化速率产生影响，例如种子的含水量、环境温度、湿度和氧气浓度等[1]。

1   牧草种子老化生理研究

1.1   膜结构与功能的变化

细胞内的膜系统对生理和老化起到十分重要的作用。在种子出现老化后，其细胞膜的生理机能也在逐渐衰退，修补能力不断降低，渗透作用也在持续减弱。当种子的膜结构开始出现变化后，会降低种子的活力，增加了可溶性物质的渗透量和浸提液的导电性。而且细胞膜的完整性对于生理生化反应也发挥着极为重要的作用，一些酶只有在细胞膜上进行附着才能发挥作用，但其分离后会使其作用减弱，甚至完全失去作用。

1.2   酶活性变化

酶是生物体内一种具有生物活性的特殊蛋白质，当种子出现老化后，会使一些酶的活性发生改变。通常认为，参与细胞正常生理代谢的酶类所具有的活性越高，则种子自身的活力也会更强，但在种子老化过程中发挥作用的酶类活性越高会使其活力降低。而受到老化影响最大的酶为脱氢酶，其几乎与种子的生命力下降相持平。

1.3   贮藏物质的变化

在细胞呼吸过程中，可溶性糖是一种十分重要的底物，当种子的贮藏时间延长后，会使其不断地被分解，总量也会随着时间的延长而不断降低。在种子老化后，可溶性糖往往会随着时间的增加呈现先升高、后下降的趋势。而种子中的贮藏蛋白是其进行萌发和促进幼苗生长的重要氮素来源，对种子的代谢有着十分重要的作用，与种子的活力也有着密切的联系，在其活力降低时，贮藏蛋白的合成量也会随之降低[2]。

1.4   细胞器膜系统完整性的变化

种子老化后，其在細胞学上的首要表现为对细胞膜系统造成的损伤。种子老化后会破坏细胞膜结构的完整性，增加透性。而在细胞内，线粒体最为敏感，进而导致老化过程加剧，使其他细胞器逐渐出现解体现象。

2   修复种子老化和提高种子活力的方法

2.1   化学药剂处理

相关研究表明，在使用药剂后能够对种子老化现象起到一定的修复作用。例如，使用硫脲能够保护种子膜结构的完整性，并使膜脂质的过氧化作用得到降低，从而有效地减轻细胞膜受到的损伤，提升种子活力。药剂处理方法能够在一定程度上保护细胞膜系统。而我国关于牧草种子的相关报道相对较少，但是经过相关试验表明，使用一些激素、维生素C和硒能够有效地缓解种子老化，提升种子的生理品质、抗盐能力和抗氧化能力。

2.2   渗透调节处理

种子快速吸水时会使其细胞出现膨胀，同时造成细胞膜破坏。现如今，种子渗透调节处理是种子生理学上的一个重要研究内容，通过渗透处理能够促发种子，主要是由于以下几方面原因：首先，渗透处理可以使种子提前萌动，应在种子发芽前做好相关的生理生化准备;其次，种子经过渗透处理可以有效修复损伤部位。这2种作用有时还能够同时进行处理，经过大量研究之后发现，采用PEG渗透处理能够使种子的萌发状况和活力得到改善，增加种子活性和脯氨酸含量，提升抗逆性。在具体试验中，经过调节后，种子萌发过程会出现一定的变化，种子中的酸性磷酸酶和过氧化物酶活性以及ATP含量得到了明显提升。

2.3   超干处理

在种子具体贮藏过程中，想要有效保持其生命力和活力，则需要确保其含水量和贮藏温度。在一定程度上二者可以进行适当互补，通过降低种子的含水量来有效提升其在环境温度下的贮藏活力。由此也产生了超干处理方法，其主要是指将种子内的含水量保持在安全含水量之下，使其可以在常温下进行贮藏。通过相关研究数据发现，经过具体超干处理后的种子，其内部的脱氢酶活性明显比对照要高，而丙二醛的含量则相对较低。

2.4   吸湿—回干处理

吸湿—回干处理主要是指当种子吸收水分后，将其进行干燥处理，使其恢复到原始含水量。而这种方法除了可以使用水之外，还可以使用苹果酸、碘化钾等相关药剂。通过研究表明，使用吸湿—回干处理可以有效控制种子的生理劣变，还能使大分子物质的合成能力得到显著提升，从而确保酶的活性，保护细胞质膜的完整性[3]。

3   结束语

综上所述，种子的老化是一种不可逆的过程，也是无法避免的，而在其出现老化后会导致种子出现生理变化，降低了种子的生活力，也使植株的生产性能下降。目前关于修复种子老化和提高种子活力的研究已经取得了初步进展，对此，相关研究人员还应进一步加大研究力度，从而更好地缓解种子老化问题，提升牧草的种植产量，创建出良好的生态环境。

参考文献：

[ 1 ] 马晓云.牧草种子老化生理与修复研究进展[J].山东畜牧兽医，2019，40（4）：61-63.

[ 2 ] 石凤玲.3种牧草种子不同老化状态下的活力及遗传完整性研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2016.

[ 3 ] 李颖，毛培胜.牧草种子老化生理与修复研究进展[J].种子，2016，32（1）：48-52.