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种子的贮藏寿命与种子含水量和贮藏温度的关系

来源: 浙江托普仪器有限公司  类别:技术文章  更新时间:2013-11-01 15:00:50  阅读

  种子的贮藏寿命与种子含水量和贮藏温度的关系
  种子的贮藏寿命与种子含水量和贮藏温度密切相关。郑光华(1980)已证明某些正常型种子(or2thodox seed) 通过降低种子含水量可以适当提高温度的条件下达到较高含水量和低温条件下相近的贮藏效果 ,并且种子贮藏存在着最适的含水量Ellis等(1989)认为与 RH 为 10 %~11 %的空气相平衡时的含水量为种子的最适含水量 ,它适合于种子在室温下的贮藏 ,而且它的范围不因温度的降低而变大。Vertucci 和 Roos (1993) 及 Vertucci 等(1994) 从种子热力学的角度测得引起种子最小劣变的含水量是 RH 为 17 %~19 %的空气相平衡时的含水量 ,低于此含水量就会增加劣变;且种子贮藏的最适含水量受温度的影响 ,温度越高 ,贮藏的最适含水量越低。从本实验的结果来看 ,洋葱种子的贮藏寿命与种子含水量密切相关 ,贮藏温度直接影响到种子贮藏的最适含水量 ,在本实验的温度范围内(5~35 ℃) ,洋葱种子贮藏的最适含水量随贮藏温度的升高而降低。35 ℃时其贮藏的最适含水量为3.4 %;室温时为 3.4 %~4.5 %;15 ℃时为 4.5 %~5.1 %。但是种子含水量低于 2.2 %,无论在低温下还是在室温或高温下贮藏都不利于延长种子的寿命 ,甚至加速种子的劣变(图1) , 这在水稻、小麦、粟、花生种子(Hu等1998)和黄瓜、甜瓜、红萝卜等种子(Kong 和 Zhang 1998)的贮藏中也获得了相类似的结论。根据热力学D'Acry/Watt 分析 ,种子中水分由三部分组成。以单个水分子为结合对象的强吸附位点上所结合的水称结构水(化合水) ,这部分水一般与离子基团(如蛋白质中电离的羧基和氨基)结合 ,属于真正的生命水(vital water) , 对维持生物大分子结构和功能的完整性是必不可少的(Clegg等1982 , 程红焱和郑光华 1996) 。Christi2na 等(1987)指出 ,若丢失结构水 ,将导致种子活力的降低 ,干燥处理后能否存活也取决于细胞对结构水的保持能力。其次是结合多个水分子的弱吸附点上所结合的水 ,一般是以氢键与极性非离子基团结合为胶体的水分;第三是自由水 ,为松散结合的多分子水。程红焱和郑光华(1996)报告油菜、花生和芝麻种子在极度干燥下 ,种子内结构水不易丢失、保证了其功能的发挥 ,对种子活力无影响 ,并具有很好的耐藏性。因此 ,我们认为过度地降低洋葱种子的含水量(MC ≤2.2 %)导致种子活力的下降和影响种子的贮藏寿命可能与丢失了一部分结构水密切相关 ,同时也提示我们超干能延长种子的寿命 ,但是必须小心 ,不能过干。
  脂质过氧是种子劣变的主要原因之一(Mc2Donald 1999) 。早期研究表明 (Priestley 和 Leopold1983 , Cakmak等1993)种子含水量过低(MC<5 %)则破坏了生物大分子水膜的连续界面 ,使生物膜暴露出来 ,容易受活性氧自由基的攻击 ,使种子贮藏期间膜脂过氧化作用加强 ,不断积累有毒物质 ,最终导致种子活力下降。LOX能够启动膜脂过氧化作用 ,导致细胞膜透性增加 ,促进胞内钙的积累 ,激活磷酸脂酶活性 ,加速游离脂肪酸进一步从膜脂释放 ,加剧细胞膜的降解;同时膜脂过氧化的产物和膜脂过氧化过程中产生的活性氧自由基也会毒害细胞膜系统、蛋白质和DNA,最终导致细胞膜的降解和细胞功能的丧失 (Fobel 等 1987 , Marie2Aude1992) 。本试验表明 ,适度降低洋葱种子含水量(MC 3. 4 %) 在室温下贮藏 1~3 年后 ,LOX 活性、MDA和 H2O2含量的增加和超氧自由基产生速率明显地低于7.1 %和 1.2 %的含水量的种子(图 2 ) ,而CAT、AsA2POD 和 SOD 酶类抗氧化系统始终保持较高的活性(图 3) 。这些结果在一定程度上说明了适度降低种子含水量(MC<5 %) ,并没有因为水分的丧失而加剧膜脂的过氧化 ,反而在一定的程度上抑制了膜脂过氧化 ,使种子的贮藏寿命得以延长。同时 ,种子所含水分的减少 ,使种子贮藏期间呼吸代谢水平降低到最低 ,需氧量减少 ,活性氧自由基和其衍生物的产生受到了一定的限制 ,酶促反应包括LOX介导的脂质过氧化反应的水平也大为降低;并且种子内的抗氧化系统保持良好。当种子一旦吸水萌发 ,存在于种子内的一些抗氧化酶恢复其活性 ,使种子由于贮藏期间积累的有毒物质能及时得到清除 ,抑制了LOX活性 ,从而保证了种子能正常进入萌发状态 ,表现出高的活力水平。而过低含水量(MC ≤2.2 %)对种子的伤害可能是由于丢失了一部分结构水 ,贮藏期间膜脂过氧化作用的增强所致。
  我们在测量种子的含水量时,一般是用千粒重,会用到的仪器有数粒仪,天平。种子活力的下降主要是因为里面的活性酶发生变化,建议使用降落值仪

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