不同貯藏方法對(duì)桃葉衛(wèi)矛種子萌發(fā)和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的影響1)

宋紅 李萬(wàn)義 丁格根其爾 王玲

(東北林業(yè)大學(xué)，哈爾濱，150040)

桃葉衛(wèi)矛(Euonymus bungeanus Maxim．)又名絲綿木、白杜，是衛(wèi)矛科衛(wèi)矛屬落葉小喬木;樹冠卵圓形，小枝細(xì)長(zhǎng)，綠色光滑，樹干人字形開裂。葉對(duì)生，卵狀橢圓形，長(zhǎng)3 ～7 cm，先端急長(zhǎng)尖，葉緣有細(xì)齒?；ǖG色，花瓣4，聚傘花序腋生。蒴果粉紅色，4 深裂，具橙紅色假種皮［1］。桃葉衛(wèi)矛是我國(guó)分布廣泛的樹種之一，北起黑龍江、內(nèi)蒙古各省區(qū)，南到長(zhǎng)江南岸各省區(qū);除兩廣地區(qū)未見野生種外，其他各省區(qū)均有野生資源存在，長(zhǎng)江以南地區(qū)常以栽培為主;國(guó)際上分布也較為廣泛，如烏蘇里地區(qū)、西伯利亞南部和朝鮮半島等［2］。桃葉衛(wèi)矛適應(yīng)性強(qiáng)，耐蔭，耐干旱、水濕，有較強(qiáng)的耐寒能力;根萌蘗力強(qiáng)。樹姿優(yōu)美，秋季果實(shí)掛枝梢，開裂后露出橘紅色假種皮，引人注目;可種植于湖岸、溪水邊成水景，種植于草坪、林緣、路旁做庭蔭樹或孤賞樹;也可做工廠綠化及防護(hù)林［3］。根及樹皮含有硬橡膠;種子含油量高，劉慧娟［4］在對(duì)內(nèi)蒙古非糧油脂植物資源的調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，桃葉衛(wèi)矛是被調(diào)查的82 種木本油脂植物中產(chǎn)油潛能最高的3 種植物之一，由此可見桃葉衛(wèi)矛在未來具有較高的開發(fā)利用價(jià)值。

1 材料與方法

于2011 年10 月采收于哈爾濱市生長(zhǎng)狀況良好的桃葉衛(wèi)矛樹，經(jīng)自然干燥，去外種皮，測(cè)得種子含水量為8%。

儀器設(shè)備:MGC-400B 型智能型光照培養(yǎng)箱、BS323S 電子天平d=0．001 g、烘干箱、索氏提取器、恒溫冰箱(-20 ℃)、KDM 型調(diào)溫電熱套、RE-52A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀、SHZ-III 型循環(huán)水真空泵、B260 恒溫水浴鍋、Agilent 7693 氣相色譜儀。

發(fā)芽率的測(cè)定:發(fā)芽率按GB 2772—1999《國(guó)家林木檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》［5］進(jìn)行測(cè)定。

脂肪測(cè)定方法:含油率按GB 2906—82《谷類、油料作物種子粗脂肪測(cè)定方法》［6］進(jìn)行測(cè)定。

種子油脂肪酸甲酯制備:參照GB/T 17376—2008《動(dòng)植物油脂、脂肪酸甲酯制備》［7］中的酯交換法進(jìn)行制備。

色譜柱:Agilent Technologies7693，30 m×0．25 mm×0．25 μL 石英毛細(xì)管柱;載氣氮?dú)狻?/p>

柱溫100 ℃保持2 min，以10 ℃/min 的速度升至160 ℃保持2 min，再4 ℃/min 的速度升至200 ℃保持2 min，2 ℃/min 的速度升至250 ℃保持3 min;檢測(cè)器溫度250 ℃，柱子溫度250 ℃，分流液體積比50 ∶1，柱流速1 mL/min，進(jìn)樣量1 μL。

可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)測(cè)定采用標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作［8］。

1%蔗糖標(biāo)準(zhǔn)液采:稱取烘至恒質(zhì)量的分析純蔗糖1 g，轉(zhuǎn)入100 mL 容量瓶中，加蒸餾水定容至刻度。100 μg/L 蔗糖標(biāo)準(zhǔn)液:取1%蔗糖標(biāo)準(zhǔn)液1 mL加入100 mL 容量瓶中，定容至刻度。

取6 支25 mL 試管，按表1 加入溶液和水。

表1 不同樣品中蔗糖加入量

可溶性蛋白測(cè)定:考馬斯亮藍(lán)法測(cè)定蛋白質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)［9］。蛋白質(zhì)和加入量見表2。

表2 不同樣品中蛋白質(zhì)加入量

數(shù)據(jù)處理方法:運(yùn)用Excel 及Spss19．0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析、方差分析及差異性分析，并釆用LSD 法進(jìn)行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2．1 種子貯藏過程中發(fā)芽率的變化

貯藏2 a 后，不同溫度和不同貯藏方法對(duì)桃葉衛(wèi)矛種子發(fā)芽率的影響結(jié)果如表3 所示。布袋貯藏種子在25 ℃下貯藏2 a 后，與其他貯藏方法相比，發(fā)芽率最低且下降速度最快，發(fā)芽率與貯藏前相比降低了96%。5 ℃條件下，錫紙袋和密封罐貯藏種子發(fā)芽率無顯著差異，發(fā)芽率下降速度與布袋貯藏相比較緩慢，發(fā)芽率與貯藏前相比分別降低了50%和47%。-20 ℃條件下，錫紙袋和密封罐貯藏種子發(fā)芽率無顯著差異，發(fā)芽率下降最緩慢，與貯藏前相比分別降低了46%和43%。從表3 還可以看出，錫紙袋和密封罐貯藏種子在5、-20 ℃條件下發(fā)芽率差異并不顯著，而與布袋貯藏種子發(fā)芽率差距較大。從貯藏2 a 桃葉衛(wèi)矛種子發(fā)芽率看，低溫密封貯藏能有效減緩桃葉衛(wèi)矛發(fā)芽率的下降。貯藏2 a 后，溫度和貯藏方法對(duì)桃葉衛(wèi)矛種子發(fā)芽率雙因素方差分析結(jié)果如表4 所示。從表4 可以看出，桃葉衛(wèi)矛種子發(fā)芽率受不同溫度和貯藏方法的影響非常明顯，差異達(dá)到極顯著水平。

表3 不同貯藏溫度下桃葉衛(wèi)矛種子發(fā)芽率

表4 桃葉衛(wèi)矛種子發(fā)芽率方差分析

2．2 種子貯藏過程營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的變化

2．2．1 索氏提取方法對(duì)種子粗脂肪提取率的影響

桃葉衛(wèi)矛種子粗脂肪提取率受溫度、時(shí)間兩個(gè)條件的共同影響結(jié)果如表5 所示。從表5 中的數(shù)據(jù)可以看出，不同溫度、不同提取時(shí)間對(duì)桃葉衛(wèi)矛種子粗脂肪提取率的影響各不相同。40 ℃提取條件下，隨著提取時(shí)間越長(zhǎng)，提取率就越高;60 ℃提取溫度下，隨著提取時(shí)間越長(zhǎng)，先升高，后下降;80 ℃高溫條件下，提取時(shí)間越長(zhǎng)，提取率越降低。4 h 提取時(shí)間下，提取率從高到低的順序?yàn)?80、60、40 ℃;6 h 提取時(shí)間下，提取率從高到低的順序?yàn)?60、80、40 ℃;8 h 提取時(shí)間下，提取率從高到低的順序?yàn)?60、80、40 ℃。

表5 不同提取方法對(duì)桃葉衛(wèi)矛種子粗脂肪提取率的影響

提取溫度和提取時(shí)間對(duì)桃葉衛(wèi)矛種子粗脂肪提取率有顯著影響。提取溫度過高、提取時(shí)間過長(zhǎng)，分解種子油中的成分，使種子油發(fā)生質(zhì)變;提取溫度過低、時(shí)間短，不能完全提取種子中的粗脂肪。桃葉衛(wèi)矛最高提取率41．69%(60 ℃、6 h)與最低提取率35．47%(40 ℃、4 h)相差6．22%，差異達(dá)到極顯著水平。桃葉衛(wèi)矛索氏提取最佳條件為:60 ℃、6 h、石油醚提取。

2．2．2 種子貯藏過程中粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化

貯藏2 a 后，溫度和貯藏方法對(duì)桃葉衛(wèi)矛種子粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響結(jié)果如表6 所示。

表6 不同貯藏條件2 a 桃葉衛(wèi)矛種子粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)

從表6 可看出，相同貯藏條件下，-20 ℃和25℃貯藏種子粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異顯著;如布袋種子差異為7%。在相同溫度條件下，布袋種子貯藏1 a內(nèi)，粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)變化較緩慢，1 a 過后，含量迅速下降，與其他兩種貯藏方法下的粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)差距明顯。溫度與種子粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)成正比，且貯藏方法對(duì)粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響顯著。從表6 還可看出，貯藏種子2 a 后，布袋種子在各個(gè)溫度下(25、5、-20 ℃)粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比貯藏前降低了33%、23%、16%。25 ℃各個(gè)貯藏方法(布袋、錫紙袋、密封罐)粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別比貯藏前降低了33%、17%、20%。25 ℃、布袋和-20 ℃、錫紙袋貯藏種子粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是貯藏前的67%和92%。

方差分析結(jié)果(表7)表明，貯藏溫度、貯藏方法、貯藏溫度和方法綜合影響對(duì)桃葉衛(wèi)矛種子粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異達(dá)到極明顯水平。

表7 桃葉衛(wèi)矛種子粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)方差分析

2．2．3 種子貯藏過程中脂肪酸成分變化貯藏2 a 后提取桃葉衛(wèi)矛種子粗脂肪，用KOH—甲醇溶液方法對(duì)粗脂肪脂肪酸進(jìn)行甲酯化制備，采用氣相色譜—質(zhì)譜(GC—MS)方法測(cè)定粗脂肪脂肪酸組成成分及質(zhì)量分?jǐn)?shù)。用面積歸一法計(jì)算種子粗脂肪中的相對(duì)脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)果如表8所示。從表8 可看出，硬脂酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)由高到低的順序?yàn)?25 ℃布袋、-20 ℃錫紙袋、新種子;油酸和亞油酸量由高到低的順序?yàn)?新種子、-20 ℃錫紙袋、25 ℃布袋。貯藏2 a 種子與新種子相比，油酸和亞油酸量明顯降低，硬脂酸量增高，還出現(xiàn)了反油酸和反亞油酸。

表8 不同貯藏條件對(duì)桃葉衛(wèi)矛種子脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響

2．2．4 種子貯藏過程中可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化貯藏2 a 后，溫度和貯藏方法對(duì)桃葉衛(wèi)矛種子可溶性蛋白影響結(jié)果如表9 所示。

表9 不同貯藏條件桃葉衛(wèi)矛種子可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)

貯藏種子2 a 后，5 ℃和-20 ℃貯藏種子可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，25 ℃貯藏桃葉衛(wèi)矛種子可溶性總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)低。在相同溫度條件下。各個(gè)貯藏方法種子可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)差異明顯，達(dá)到顯著水平。溫度與種子可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)成正比，且貯藏方法對(duì)可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響明顯，其中錫紙袋貯藏種子可溶性蛋白降低最慢。

對(duì)貯藏2 a 后種子可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)方差分析結(jié)果(表10)表明:貯藏溫度對(duì)桃葉衛(wèi)矛種子可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響非常明顯，差異達(dá)到極顯著水平;貯藏方法對(duì)桃葉衛(wèi)矛種子可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響明顯;貯藏溫度和方法對(duì)桃葉衛(wèi)矛種子可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)的綜合影響非常明顯，差異達(dá)到極顯著水平。

2．2．5 種子貯藏過程中可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化

貯藏2 a 后，溫度和貯藏方法對(duì)桃葉衛(wèi)矛種子可溶性糖影響結(jié)果如表11 所示。貯藏種子2 a 后，可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)都有所降低，其中5 ℃和-20 ℃貯藏種子可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，25 ℃貯藏桃葉衛(wèi)矛種子可溶性總糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)低?？扇苄蕴琴|(zhì)量分?jǐn)?shù)最高(-20 ℃、錫紙袋)與最低質(zhì)量分?jǐn)?shù)(25 ℃、布袋)的比值大約2．1 ∶1。

表10 桃葉衛(wèi)矛種子可溶性蛋白的方差分析

表11 不同貯藏條件下桃葉衛(wèi)矛種子可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)

對(duì)貯藏2 a 后種子可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)方差分析結(jié)果(表12)表明:貯藏溫度對(duì)桃葉衛(wèi)矛種子可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響非常明顯，差異達(dá)到極顯著水平;貯藏方法對(duì)桃葉衛(wèi)矛種子可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響明顯。

表12 桃葉衛(wèi)矛種子可溶性糖方差分析

3 結(jié)論與討論

隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，不同溫度下貯藏種子發(fā)芽率都有下降的趨勢(shì)，其中25 ℃貯藏種子發(fā)芽率下降最快，5 ℃與-20 ℃種子發(fā)芽率下降速度慢，且差異不明顯。錫紙袋種子在-20、5、25 ℃溫度下貯藏2 a 后，其種子發(fā)芽率分別是貯藏前的55%、50%和33%。貯藏溫度對(duì)種子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的影響明顯，溫度與可溶性蛋白、可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化成正相關(guān)關(guān)系，25 ℃貯藏種子后熟階段極短，迅速進(jìn)入衰老分解階段，而5 ℃和-20 ℃種子的可溶性蛋白和可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)在貯藏一定時(shí)間內(nèi)先升高后下降，-20 ℃最高峰比5 ℃晚出現(xiàn)。不同貯藏方法下可溶性糖和可溶性蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)從大到小的順序?yàn)?錫紙袋、密封罐、布袋。低溫、密封貯藏能防止?fàn)I養(yǎng)物質(zhì)被氧化。

桃葉衛(wèi)矛種子粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)為42%，最佳提取條件是:索氏提取、6 h、60 ℃，提取劑為石油醚。種子粗脂肪中含有棕櫚酸、硬脂酸、油酸和亞油酸等脂肪酸。25 ℃、布袋和-20 ℃、錫紙袋貯藏種子粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別是貯藏前的67%和92%，25 ℃、布袋貯藏種子粗脂肪變渾濁。新種子在25 ℃、布袋和-20 ℃、錫紙袋貯藏條件下貯藏2 a 后，粗脂肪中的脂肪酸成分和性質(zhì)發(fā)生了變化，不飽和脂肪酸相對(duì)含量減少，轉(zhuǎn)化為異構(gòu)體、飽和脂肪酸或其他氧化物;飽和脂肪酸相對(duì)含量也減少，但變化不是很大。5 ℃和-20 ℃貯藏種子可溶性蛋白、可溶性糖質(zhì)量分?jǐn)?shù)先升高后下降，-20 ℃貯藏種子最高峰較晚出現(xiàn)于5 ℃貯藏種子;25 ℃貯藏種子可溶性總蛋白質(zhì)量分?jǐn)?shù)一直下降。25 ℃貯藏種子后熟階段極短，迅速進(jìn)人衰老分解階段，而低溫可抑制衰老，延長(zhǎng)后熟階段的時(shí)間。隨著貯藏時(shí)間延長(zhǎng)，粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)降低;脂肪酸性質(zhì)發(fā)生變化，不飽和脂肪酸相對(duì)含量變少，轉(zhuǎn)化為異構(gòu)體、飽和脂肪酸或其他氧化物。貯藏2 a 種子與新種子相比，油酸和亞油酸相對(duì)含量明顯降低，硬脂酸相對(duì)含量增高，還出現(xiàn)反油酸和反亞油酸現(xiàn)象。

種子貯藏過程中可溶性糖和貯藏蛋白的變化較為復(fù)雜，不同的環(huán)境條件下變化規(guī)律不同。種子衰老過程中，受貯藏種子含水量、環(huán)境溫度、生物因子、環(huán)境濕度和通氣條件等條件的不同而發(fā)生變化。在高溫、高濕環(huán)境下種子新陳代謝旺盛，消耗體內(nèi)糖和蛋白以維持呼吸作用，釋放熱量、水分，并在通氣不良條件下積累種堆內(nèi)，使種子發(fā)熱、代謝旺盛、微生物衍生，導(dǎo)致種子快速失去活力，進(jìn)而使得種子質(zhì)量下降。脂肪是油料作物種子和果實(shí)中重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，測(cè)定粗脂肪的質(zhì)量分?jǐn)?shù)、脂肪酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)及成分分析，可以鑒別種子品質(zhì)的優(yōu)劣。貯藏條件的好壞直接影響種子脂肪含量和脂肪酸成分的變化，而脂肪含量變化、不飽和脂肪酸被氧化等都會(huì)影響種子質(zhì)量。

許多研究認(rèn)為細(xì)胞中的不飽和脂肪酸被氧化會(huì)引起細(xì)胞膜通透性增加，而且不飽和脂肪酸氧化形成的氫過氧化物和自由基會(huì)對(duì)膜的結(jié)構(gòu)、細(xì)胞組織、蛋白質(zhì)以及DNA 造成破壞，從而導(dǎo)致種子活力喪失［10-12］。硬脂酸是油脂水解、油酸和亞油酸等不飽和脂肪酸轉(zhuǎn)化產(chǎn)生的飽和脂肪酸。在氧化物處理下亞油酸轉(zhuǎn)變?yōu)榉词絹営退?，氫化時(shí)變成12-十八碳烯酸和油酸，進(jìn)一步氫化變成硬脂酸。反式油酸是油酸轉(zhuǎn)化而得。王璽等［13］通過對(duì)大豆種子貯藏期間活力變化規(guī)律及PEG 處理效研究提出，種子中不飽和脂肪酸氧化最終產(chǎn)生丙二醛，而丙二醛的積累能夠引起種子膜系統(tǒng)的嚴(yán)重?fù)p傷，影響種子活力，種子質(zhì)量與種子活力呈正相關(guān)，因此導(dǎo)致種子質(zhì)量下降。種子脂肪代謝與種子活力有相關(guān)性，但也有學(xué)者認(rèn)為雖然脂肪代謝能夠?qū)е路N子活力喪失，但脂肪含量與種子活力相關(guān)性不大［14-15］。本試驗(yàn)通過新種子與貯藏2 a 種子粗脂肪質(zhì)量分?jǐn)?shù)和脂肪酸成分分析發(fā)現(xiàn)，在貯藏過程中，種子不飽和脂肪酸被氧化，發(fā)芽率和種子保護(hù)酶活性降低，有毒物質(zhì)積累，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)減少;結(jié)果表明:種子活力即種子質(zhì)量與不飽和脂肪酸有一定的相關(guān)性。

桃葉衛(wèi)矛是一種集工業(yè)、藥用、觀賞應(yīng)用于一體的植物，具有較高的推廣價(jià)值。本試驗(yàn)通過探索桃葉衛(wèi)矛種子的最佳貯藏條件，提高貯藏種子活力，進(jìn)而提高種子在貯藏過程中抵抗外界不良環(huán)境條件的耐受性;實(shí)現(xiàn)較高的田間出苗率，有效節(jié)約播種成本;使種子具有高效的生產(chǎn)性能，為生產(chǎn)實(shí)際提供一定的參考。另外，證明桃葉衛(wèi)矛種子粗脂肪中含有棕櫚酸、硬脂酸、油酸和亞油酸等脂肪酸，并與種子質(zhì)量有一定相關(guān)性。

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