不同貯存方式和年限對(duì)冬小麥種質(zhì)資源材料活力影響研究

劉自成，楊 虓，張彥龍，解粉紅(.隴東學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院，甘肅慶陽(yáng)745000;.環(huán)縣種子管理站，甘肅環(huán)縣745700)

作物種質(zhì)資源、植物遺傳資源、基因資源是地球上極為重要的財(cái)富，蘊(yùn)藏在作物各類品種、品系、野生種和近緣植物中，是改良農(nóng)作物的基因來(lái)源［1］。如何保存好這些寶貴的財(cái)富是作物種質(zhì)資源工作的一項(xiàng)重要內(nèi)容。隨著作物種質(zhì)資源數(shù)量的不斷增加，種質(zhì)保存的任務(wù)正逐年加重。延長(zhǎng)在自然條件下保存種質(zhì)資源的貯存壽命，減少?gòu)?fù)種次數(shù)，以節(jié)約人力、物力，減少變異是種質(zhì)資源工作所面臨的一項(xiàng)重要的課題［2］。我國(guó)自20世紀(jì)90年代以來(lái)，從中央到地方均建立了一批現(xiàn)代化的作物種質(zhì)資源庫(kù)，采用低溫、干燥、密封等技術(shù)長(zhǎng)期保存種質(zhì)資源，但對(duì)于眾多缺乏現(xiàn)代化種質(zhì)貯存條件的育種單位來(lái)說(shuō)，數(shù)量龐大的品種資源材料或育種中間材料只能在自然條件下保存［3］。有關(guān)小麥種子生產(chǎn)上種子活力的測(cè)定已有不少的報(bào)道，但有關(guān)種質(zhì)資源貯存方式、貯存年限對(duì)種子活力的影響研究報(bào)道較少。因此，對(duì)自然條件下貯存的種質(zhì)資源活力進(jìn)行研究具有一定的實(shí)踐意義。筆者以隴東學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院小麥育種課題組種質(zhì)資源庫(kù)貯存的冬小麥種子作為試驗(yàn)材料，研究了不同貯存方式、不同貯存年限對(duì)小麥種子活力的影響，對(duì)在自然條件下如何保存小麥種質(zhì)資源進(jìn)行探討。

1 材料與方法

1.1 材料 選用隴東學(xué)院農(nóng)林科技學(xué)院小麥育種課題組種植資源庫(kù)貯存13～15年的冬小麥種子，分別用紙袋和玻璃種子瓶盛裝，在自然條件下貯存(表1)。

1.2 方法

1.2.1 種子貯存方法及條件。種子收獲后，在太陽(yáng)光下自然晾曬，達(dá)到種子入庫(kù)含水量的標(biāo)準(zhǔn)，篩檢后分裝于牛皮紙種子袋或玻璃種子瓶，置于木質(zhì)種子柜中貯存。

1.2.2 種子活力的測(cè)定。種子活力分別用快速測(cè)定法和發(fā)芽試驗(yàn)2種方法進(jìn)行測(cè)定。快速測(cè)定法，將待測(cè)種子在30～35℃中浸種6 h，取出吸脹的種子，用刀片沿種腹切為兩半，置于培養(yǎng)皿中，加入適量5%的紅四氮唑(TTC)，以淹沒(méi)種子為度;然后置于30℃的恒溫箱中染色30 min，取出后計(jì)數(shù)被TTC染紅的種子數(shù)占待測(cè)種子總數(shù)的百分?jǐn)?shù)［4－5］。發(fā)芽試驗(yàn)用濾紙作發(fā)芽床［6－7］，在25℃的光照培養(yǎng)箱進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，4 d測(cè)定發(fā)芽勢(shì)，7 d測(cè)定發(fā)芽率。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同貯存方式對(duì)冬小麥種子活力的影響分析 從測(cè)定結(jié)果(表2)可以看出，玻璃種子瓶貯存15年的種子發(fā)芽率平均值為57.21%，發(fā)芽率介于2.86% ～98.00%，發(fā)芽率 ＞80%的品種數(shù)占玻璃種子瓶貯存的品種總數(shù)的44.12%，＜20%的占5.88%;種子袋貯存15年的種子發(fā)芽率平均值為17.94%，發(fā)芽率介于0～73.73%，發(fā)芽率＞80%的品種數(shù)占品種總數(shù)的2.94%，＜20%的占5.88%?？梢?jiàn)，貯存于玻璃種子瓶中的種子活力高于種子袋中的種子活力。

2.1.1 TTC測(cè)定生活力比較分析。玻璃種子瓶貯存的種子生活力平均值為65.79%，紙袋貯存的種子生活力平均值為47.21%(表2)。從圖1可以看出，貯存于玻璃種子瓶中的種子生活力主要集中在80% ～100%;貯存于紙袋中的種子生活力主要集中于20% ～40%;在常溫條件下，玻璃種子瓶貯存的種子生活力高于紙袋貯存的種子生活力。品種間也有差異，玻璃種子瓶貯存的品種間標(biāo)準(zhǔn)差為26.56%，變異系數(shù)為0.40，紙袋貯存的種子品種間的標(biāo)準(zhǔn)差為17.52%，變異系數(shù)為0.37，玻璃種子瓶貯存的種子品種間的離散程度高于紙袋貯存的種子，即玻璃種子瓶貯存的品種間的差異大于紙袋貯存的種子。

表1 試驗(yàn)材料

圖1 不同貯存方式的種子生活力頻率分布

2.1.2 發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率測(cè)定結(jié)果比較。玻璃種子瓶貯存的種子發(fā)芽勢(shì)平均值為54.40%、發(fā)芽率平均值為57.21%，種子袋貯存的種子發(fā)芽勢(shì)平均值為12.65%、發(fā)芽率平均值為17.94%(表2)。由圖2可見(jiàn)，在常溫條件下玻璃種子瓶貯存15年的種子發(fā)芽勢(shì)主要集中在20% ～40%，發(fā)芽率主要集中在80% ～100%;紙袋貯存15年的種子發(fā)芽勢(shì)主要集中在0～20%，發(fā)芽率也主要集中在0～20%?？梢?jiàn)，玻璃種子貯存的種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率均高于紙袋貯存的種子。玻璃種子瓶貯存的種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率的標(biāo)準(zhǔn)差分別為29.67%、29.38%，變異系數(shù)分別為 0.56、0.51，紙袋貯存的種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率的標(biāo)準(zhǔn)差分別為16.23%、19.25%，變異系數(shù)分別為1.20和1.07，表明玻璃種子瓶貯存的種子品種間的離散程度低于紙袋貯存的種子，即玻璃種子瓶貯存的品種間的差異小于紙袋貯存的種子。發(fā)芽試驗(yàn)測(cè)定活力結(jié)果與TTC測(cè)定結(jié)果均表明，玻璃種子瓶貯存的種子活力高于紙袋貯存的種子，玻璃種子瓶較適宜自然條件下保存種質(zhì)資源。

2.2 不同貯存年限對(duì)冬小麥種子活力的影響分析 紙袋貯存15年的種子發(fā)芽率平均值為17.94%，發(fā)芽率介于0～73.73%，發(fā)芽率＞80%的品種數(shù)占品種總數(shù)的2.94%，＜20%的占5.88%;貯存13年的種子發(fā)芽率平均值為51.17%，發(fā)芽率介于0～53.34%，發(fā)芽率＞80%的品種數(shù)占品種總數(shù)的0%，＜20%的占48.15%(表2)。表明種子活力隨著貯存年限的增加呈下降趨勢(shì)。品種間存在差異，不同貯存年限對(duì)不同品種種子活力的影響程度不同。

表2 種子活力測(cè)定

2.2.1 TTC測(cè)定結(jié)果比較。紙袋貯存13年的種子生活力最高，平均為51.17%，貯存15年的種子活力最低，平均為47.21%，隨著貯存年代的增加，紙袋貯存的冬小麥種子的生活力呈下降趨勢(shì)。貯存13、14、15年種子的標(biāo)準(zhǔn)差分別為15.62%、16.42%、17.52%，變異系數(shù)分別為 0.31、0.32、0.37，可見(jiàn)貯存13、14、15年的種子生活力的品種間離散程度呈上升趨勢(shì)，即品種間的差異隨著貯存年代的增加而增大(表2)。

2.2.2 發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率測(cè)定結(jié)果比較。紙袋貯存13年的種子發(fā)芽勢(shì)最高，平均值為16.62%，紙袋貯存15年的種子發(fā)芽勢(shì)最低，平均為12.65%，紙袋貯存13年的種子發(fā)芽率最高，平均為22.15%，紙袋貯存15年的種子發(fā)芽率最低，平均為17.94%，可見(jiàn)隨著貯存年代的增加，紙袋貯存的冬小麥種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率均呈下降趨勢(shì)。貯存13、14、15年種子發(fā)芽勢(shì)的標(biāo)準(zhǔn)差分別為 13.92%、14.20%、16.23%，變異系數(shù)分別為0.84、0.92、1.20;貯存13、14、15年種子發(fā)芽率的標(biāo)準(zhǔn)差分別為 15.67%、16.12%、19.25%，變異系數(shù)分別為0.71、0.85、1.07，表明貯存 13、14、15年的種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率的品種間離散程度呈上升趨勢(shì)，即品種間的差異隨著貯存年代的增加而增大(表2)。發(fā)芽試驗(yàn)與TTC測(cè)定結(jié)果均表明，種子活力隨著貯存年代的增加呈下降趨勢(shì)。

圖2 不同貯存方式的種子發(fā)芽勢(shì)(a)和發(fā)芽率(b)頻率分布

2.3 冬小麥貯存年限與種子的生活力、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率的相關(guān)性分析 從圖3可以看出，貯存多年的冬小麥種子活力、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率隨著貯存年代的繼續(xù)增加呈下降趨勢(shì)，貯存年限與種子的生活力、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率的相關(guān)系數(shù)r分別為0.919 1、0.948 2、0.925 1，決定系數(shù) r2分別為 0.844 8、0.899 2、0.855 7，其中貯存年限與發(fā)芽勢(shì)呈顯著相關(guān)。由此可見(jiàn)，隨著貯存年限的繼續(xù)增加，小麥種子的活力會(huì)繼續(xù)下降，直到活力喪失。

圖3 貯藏年限與種子的生活力、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率的相關(guān)性

3 結(jié)論與討論

作物種質(zhì)資源是培育優(yōu)良新品種的物質(zhì)基礎(chǔ)，種質(zhì)資源的遺傳多樣性是作物育種突破的關(guān)鍵，盡可能多地保持種質(zhì)的遺傳多樣性對(duì)作物育種具有重要意義［8］。通過(guò)在常溫下采用不同貯存方式對(duì)冬小麥種子活力的影響研究，玻璃種子瓶貯存的種子生活力、發(fā)芽勢(shì)和發(fā)芽率均高于紙袋貯存的種子，這是由于紙袋貯存的種子與外界空氣接觸甚密，種子的呼吸作用比較旺盛，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消耗多，活力下降很快，因此在該貯存條件下，小麥種子貯存5～7年就必須繁殖更新;而貯存在玻璃種子瓶的種子與外界空氣交換較少，種子活力較高，在該貯存條件下小麥種子貯存10年左右是比較安全的［9］。常溫下貯存多年的種子隨著貯存年限的增加，種子活力呈下降趨勢(shì)，隨著貯存年代的繼續(xù)增加，種子活力會(huì)喪失。由于品種的不同，即種質(zhì)基因型的不同，品種間也存在差異，試驗(yàn)中，貯存于玻璃種子瓶中種子發(fā)芽率＞80%的品種數(shù)占玻璃種子瓶貯存的品種總數(shù)的44.12%，＜20%的占5.88%，其中臨輻4561發(fā)芽率高達(dá)98%，這種差異也與種子的成熟度、籽粒飽滿度、種子受潮與病蟲(chóng)害等有關(guān)［10］，因此在常溫條件下，種質(zhì)資源最好保存玻璃種子瓶中，并將其密封，才能使種質(zhì)資源保存更多的年限，從而為保存種質(zhì)資源節(jié)約人力、物力、財(cái)力，為遺傳育種提供高活力種質(zhì)材料。

［1］張傳云，劉國(guó)棟，張芙蓉.不同貯存條件對(duì)棉花種子活力的影響［J］.山東農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005(2):35 －37.

［2］盧新雄，催聰淑，陳曉玲，等.小麥種質(zhì)貯藏過(guò)程中生活力喪失及田間出苗率表現(xiàn)［J］.植物遺傳資源學(xué)報(bào)，2003(4):221－224.

［3］蔣海玉，杜燕，劉其寧.貯藏年限對(duì)油菜種子發(fā)芽特性的影響［J］.種子，2001(3):13 －15.

［4］張志良，瞿偉菁.植物生理學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)［M］.北京:高等教育出版社，2003.

［5］顏啟傳，胡偉明，宋文堅(jiān).種子活力測(cè)定的原理和方法［M］.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2006.

［6］張春慶，王建華.種子檢驗(yàn)學(xué)［M］.北京:高等教育出版社，2006.

［7］顏啟傳.種子學(xué)［M］.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2003.

［8］申青嶺，不同貯藏年限對(duì)春小麥種子活力的影響分析［J］.種子科技，2005(5):51.

［9］石思信，張志娥，肖建平.在不同貯存條件保存10年后小麥種子的活力［J］.作物學(xué)報(bào)，1995(1):118 －121.

［10］董玉琛，鄭殿升.中國(guó)小麥遺傳資源［M］.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，1999:209 －210.