人工加速老化對小麥種子活力和品質(zhì)性狀的影響

朱銀++顏偉+++楊欣+++張仙義+++周莉

doi：10.15889/j.issn.1002-1302.2016.10.036

摘要：利用高溫高濕人工加速老化的方法，模擬3個小麥品種種子的自然老化過程。試驗結(jié)果表明，小麥種子在老化過程中，發(fā)芽率、硬度、吸水率、面團穩(wěn)定時間等指標都呈整體下降趨勢，種子老化對小麥形態(tài)品質(zhì)、加工品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)都產(chǎn)生了不同程度的影響。小麥種子活力與品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析結(jié)果表明，種子活力與吸水率、面團穩(wěn)定時間、硬度等指標之間有較強的正相關(guān)性。

關(guān)鍵詞：人工加速老化；小麥；種子活力；品質(zhì)性狀；相關(guān)性分析

中圖分類號：S512.101文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2016）10-0146-03

收稿日期：2016-05-20

基金項目：江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[編號：CX（13）5007]。

作者簡介：朱銀（1984—），女，江蘇淮安人，碩士研究生，助理研究員，主要從事農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源信息系統(tǒng)建設(shè)與維護研究。Tel：（025）84391665；E-mail：zy1984826@126.com。

通信作者：顏偉，碩士，研究員，主要從事作物遺傳改良和種質(zhì)資源評價研究。E-mail：yanw9@hotmail.com。種子老化是種子在貯藏過程中普遍存在的一種自然現(xiàn)象，不但影響種子的萌發(fā)、幼苗生長及后期種子的質(zhì)量與品質(zhì)，而且對種質(zhì)資源的保存、開發(fā)和利用都產(chǎn)生嚴重的影響[1]。盡管現(xiàn)代化低溫種質(zhì)庫大大延長了種子的壽命，但隨著貯存時間的延長，種子仍然會發(fā)生老化[2]，其物理性狀、化學(xué)組成、生理性質(zhì)都會發(fā)生不同程度的變化[3]。目前，人們對種子老化的起因還存在著不同的看法，尚未找到一個與種子活力顯著相關(guān)且不同品種間無顯著差異的品質(zhì)評價指標。

本試驗用高溫高濕加速種子老化的方法，模擬小麥種子的自然老化過程，研究種子老化過程中品質(zhì)性狀的變化，探討小麥種子活力與各品質(zhì)性狀的關(guān)系，探索小麥種子的老化機理和種子活力測定的新方法。

1材料與方法

1.1材料

小麥種子為揚麥16、寧麥18、淮麥28，分別由江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、江蘇徐淮地區(qū)淮陰農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供。

1.2方法

1.2.1小麥種子老化處理將3個小麥品種分別設(shè)置8個處理組，裝入紗網(wǎng)袋，用40 ℃、90% RH條件的種子老化箱分別處理0、3、6、9、12、15、18、21 d。處理完畢后將小麥種子置于35 ℃的干燥箱中烘干2 d，密封后放在-4 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2.2小麥種子品質(zhì)測定使用perten DA7200近紅外品質(zhì)分析儀對每個處理種子的含水量、蛋白質(zhì)含量、濕面筋含量、淀粉含量、吸水率、面團穩(wěn)定時間、容重、硬度等主要品質(zhì)指標進行測定。

1.2.3小麥種子發(fā)芽率測定參照GB/T3543.4—1995規(guī)程進行發(fā)芽試驗。將經(jīng)過品質(zhì)測定后的種子置于發(fā)芽床為中性濾紙的發(fā)芽盒中，3次重復(fù)，每次重復(fù)50粒種子，發(fā)芽溫度控制在20 ℃，每天記錄發(fā)芽數(shù)，第8天計算發(fā)芽率，代表小麥種子的活力。

2結(jié)果與分析

2.1人工加速老化對小麥種子活力的影響

經(jīng)過人工老化處理后，3個小麥品種種子的發(fā)芽率都隨著老化時間的延長而逐漸降低。如圖1所示，3個小麥品種未進行老化處理（即老化天數(shù)為0）時均是高活力種子，發(fā)芽率一致。由種子活力下降至相同活力水平所需的老化時間可知：受種子遺傳因子的影響，不同品種間種子活力下降的速率存在差異，淮麥28的活力下降速率高于揚麥16和寧麥18。種子活力下降是個漸進的過程，當種子老化到某個臨界點后，種子活力快速下降，3個小麥品種發(fā)芽率下降至80%左右后，發(fā)芽率快速下降。

2.2人工加速老化對小麥種子品質(zhì)性狀的影響

人工加速老化后，小麥種子的品質(zhì)性狀都發(fā)生了不同程

度的變化。小麥種子的品質(zhì)包括形態(tài)品質(zhì)、加工品質(zhì)和營養(yǎng)品質(zhì)，其中硬度、容重能夠反映小麥形態(tài)品質(zhì)的優(yōu)劣，濕面筋含量、吸水率、面團形成時間、面團穩(wěn)定時間能夠反映小麥種子加工品質(zhì)的好壞，蛋白質(zhì)含量、淀粉含量能夠反映小麥種子營養(yǎng)品質(zhì)的高低。

2.2.1人工加速老化對小麥種子形態(tài)品質(zhì)的影響人工加速老化對小麥種子硬度和容重的影響如圖2所示。在種子硬度方面，不同品種間硬度存在顯著差異，這主要是因為不同品種的小麥胚乳細胞中蛋白質(zhì)基質(zhì)和淀粉之間的結(jié)合強度不同，淮麥28和揚麥16結(jié)合較緊密，硬度值較高，屬硬質(zhì)麥，而寧麥18結(jié)合較松散，硬度值較低，屬半硬質(zhì)麥；并且隨著老化處理時間的延長，3個小麥品種的種子硬度都呈整體下降趨勢，說明小麥種子老化會導(dǎo)致硬度降低，影響小麥的形態(tài)品質(zhì)。在種子容重方面，隨著老化時間的延長，3個小麥品種的種子容重變化起伏不定，沒有明顯的規(guī)律性。

2.2.2人工加速老化對小麥種子加工品質(zhì)的影響人工加速老化對小麥種子加工品質(zhì)的影響見圖3。隨著老化時間的延長，3個小麥品種的種子吸水率和面團穩(wěn)定時間都呈下降趨勢，說明種子老化對小麥種子的加工品質(zhì)影響較大，面團彈性降低。濕面筋含量方面，淮麥28和寧麥18這2個品種小麥種子的濕面筋含量在種子老化處理過程中變化不明顯，揚麥16小麥種子的濕面筋含量隨著老化時間的延長呈整體上升趨勢，原因有待進一步研究。面團形成時間方面，3個品種小麥種子的面團形成時間在種子老化處理后變化不明顯。

2.2.3人工加速老化對小麥種子營養(yǎng)品質(zhì)的影響人工加速老化對小麥種子蛋白質(zhì)含量和淀粉含量的影響見圖4。蛋白質(zhì)含量方面，淮麥28和寧麥18這2個品種小麥種子在老化處理后蛋白質(zhì)含量變化不顯著，揚麥16小麥種子在老化處理后蛋白質(zhì)含量有一定程度的增加。王蘭等研究小麥在 40 ℃ 高溫下儲藏一定時間蛋白質(zhì)的變化與小麥粉品質(zhì)的關(guān)系，結(jié)果表明小麥清蛋白、球蛋白含量下降，麥谷蛋白酸不溶部分提取率增加，說明蛋白質(zhì)在儲藏期間總量并沒有什么變化，主要是質(zhì)發(fā)生了改變[4]。淀粉含量方面，種子老化處理后，3個品種的小麥種子淀粉含量變化不顯著，這主要由于淀粉含量基數(shù)大，使總含量變化不明顯。

2.3小麥種子活力與品質(zhì)性狀間的相關(guān)性分析

本研究中用種子發(fā)芽率來表示種子活力。3個品種小麥種子在老化處理過程中發(fā)芽率與品質(zhì)性狀之間的相關(guān)系數(shù)見表1。相關(guān)性分析結(jié)果表明，小麥種子在老化過程中，發(fā)芽率與吸水率、面團穩(wěn)定時間和硬度有較強的相關(guān)性，其中淮麥28小麥種子發(fā)芽率與吸水率、面團穩(wěn)定時間和硬度之間呈極顯著正相關(guān)，寧麥18小麥種子發(fā)芽率與吸水率、面團穩(wěn)定時間和硬度之間呈顯著正相關(guān)，揚麥16小麥種子發(fā)芽率與面團穩(wěn)定時間之間呈正相關(guān)，與吸水率和硬度之間呈顯著正相關(guān)。

3小結(jié)與討論

本研究利用高溫高濕人工加速老化的方法，模擬了小麥種子的自然老化過程。試驗結(jié)果表明，小麥種子在老化過程中，發(fā)芽率、硬度、吸水率、面團穩(wěn)定時間都呈整體下降趨勢，說明小麥種子老化后，其活力明顯降低甚至喪失，對形態(tài)品質(zhì)和加工品質(zhì)都產(chǎn)生了顯著的影響；而蛋白質(zhì)和淀粉含量的變化不明顯，但相關(guān)研究也表明小麥種子在儲藏過程中，其蛋白質(zhì)和淀粉的總量并沒有什么變化，主要是質(zhì)發(fā)生了改變，說明種子老化對小麥的營養(yǎng)品質(zhì)也產(chǎn)生了一定的影響。

小麥種子活力與品質(zhì)性狀的相關(guān)性分析結(jié)果表明，種子活力與吸水率、面團穩(wěn)定時間、硬度等指標之間有較強的正相關(guān)性。但由于這些指標在不同品種間存在顯著的差異，所以都不可以作為測定小麥種子活力的理想指標。另外，由于小麥種子是一個復(fù)雜的有機整體，其各方面是相互關(guān)聯(lián)、相互影響的[2]，所以很難用某一簡單的指標來反映小麥種子的活力。

參考文獻：

[1]盧新雄，曹永生. 作物種質(zhì)資源保存現(xiàn)狀與展望[J]. 中國農(nóng)業(yè)科技導(dǎo)報，2001，3（3）：43-47.

[2]孫常玉. 高溫高濕處理對小麥種子質(zhì)量影響的研究[D]. 淮北：淮北師范大學(xué)，2015.

[3]趙丹，張玉榮，林家永. 小麥儲藏品質(zhì)評價指標研究進展[J]. 糧食與飼料工業(yè)，2012（2）：10-14.

[4]王蘭，劉玉秀，汪寶忠. 儲藏期小麥蛋白與加工品質(zhì)變異關(guān)系的研究[J]. 鄭州糧食學(xué)院學(xué)報，2000，21（2）：6-15.鄭存德，鞠方成，程根力. 基于模擬耕作模式容重對玉米根系生長的影響[J]. 江蘇農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016，44（10）：149-151.