人工老化處理對(duì)藜麥種子活力及生理特性的影響

摘 要：為給藜麥種子貯藏提供依據(jù)，以隴藜1號(hào)種子為試驗(yàn)對(duì)象，分別將藜麥種子老化0、1、2、3、4、5 d，分析人工老化處理對(duì)藜麥種子活力及生理特性產(chǎn)生的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：藜麥種子發(fā)芽指標(biāo)（發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)）均在老化處理1～2 d達(dá)到峰值，種子發(fā)芽率在老化處理2 d時(shí)最高（47.68%），發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均在老化處理1 d時(shí)達(dá)到峰值（分別為6.35、39.98）；藜麥種子內(nèi)超氧化物歧化酶（Superoxide Dismutase，SOD）、過(guò)氧化氫酶（Catalase，CAT）、抗壞血酸過(guò)氧化物酶（Ascorbate Peroxidase，APX）、過(guò)氧化物酶（Peroxidase，POD）活性隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng)呈先上升而后下降趨勢(shì)，與藜麥種子發(fā)芽指標(biāo)趨勢(shì)保持一致；藜麥種子浸出液相對(duì)電導(dǎo)率、丙二醛質(zhì)量摩爾濃度隨著老化時(shí)間延長(zhǎng)而升高，在老化處理5 d時(shí)達(dá)到最大值。由此得出，人工老化處理1～2 d對(duì)藜麥種子活力提升及生理特性優(yōu)化具有顯著作用。

關(guān)鍵詞：藜麥種子；人工老化處理；種子活力；生理特性

中圖分類號(hào)：S519 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號(hào)：1674-7909-（2023）13-71-4

0 引言

藜麥屬藜科藜屬植物，莖部質(zhì)地較硬，株高0.3～3.0 m，葉片呈鴨掌狀，花序呈傘狀、圓錐狀或穗狀，根部須根較多，具有較強(qiáng)的吸水能力。藜麥具有耐旱、耐寒、耐鹽性，適合生長(zhǎng)在海拔3 000～4 000 m的高原或山地地區(qū)。種子品質(zhì)對(duì)藜麥種植效果具有直接影響，而種子活力能夠直接反映種子品質(zhì)，因此對(duì)藜麥種子活力進(jìn)行探討尤為重要。筆者以藜麥種子為研究對(duì)象，分析人工老化處理對(duì)藜麥種子活力及生理特性的影響，進(jìn)而為藜麥種子保存奠定良好的基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

參試品種為隴藜1號(hào)，由甘肅省農(nóng)業(yè)科學(xué)院提供，種子初始發(fā)芽率為100%，初始含水量為4.78%，千粒質(zhì)量為3.58 g［1］。播種前對(duì)種子進(jìn)行簡(jiǎn)單處理，用1 mm孔徑篩子將種子中雜物篩除，選取飽滿、無(wú)機(jī)械損傷和無(wú)病蟲(chóng)害的種子備用。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)于2022年8月開(kāi)始，以老化處理0 d為對(duì)照（CK），分別老化處理1 d（T1）、2 d（T2）、3 d（T3）、4 d（T4）、5 d（T5），共6個(gè)處理，每個(gè)處理３次重復(fù)，測(cè)定種子發(fā)芽指標(biāo)和生理指標(biāo)。

1.3 試驗(yàn)方法

先按照國(guó)際種子協(xié)會(huì)編著的《國(guó)際種子檢驗(yàn)規(guī)程》（2012修訂版）對(duì)種子含水量進(jìn)行測(cè)定［2］。在老化處理種子前，將不同批的種子含水量統(tǒng)一調(diào)整至12%。將藜麥種子放入0.3%高錳酸鉀溶液中浸泡30 min后撈出，再用蒸餾水將藜麥種子沖洗干凈，然后室溫靜置8 h。準(zhǔn)備種子老化箱，將老化箱溫度調(diào)至40 ℃，相對(duì)濕度調(diào)至95%，平衡48 h。將靜置后的種子放入種子老化箱，將種子分別老化處理0、１、２、３、４、５ d后取出，再將其置于室內(nèi)常溫下自然干燥，之后開(kāi)展發(fā)芽試驗(yàn)并測(cè)定相關(guān)生理指標(biāo)。

每個(gè)處理隨機(jī)選取288粒成熟飽滿、均勻一致的藜麥種子，準(zhǔn)備24個(gè)直徑為9 cm的培養(yǎng)皿，在培養(yǎng)皿中放入雙層濕潤(rùn)濾紙，將種子放入培養(yǎng)皿中（每個(gè)培養(yǎng)皿放置12粒），之后再置于光照培養(yǎng)箱內(nèi)，開(kāi)展發(fā)芽試驗(yàn)。在25 ℃恒溫、每天12 h光照條件下，記錄藜麥種子每天發(fā)芽數(shù)。發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束后，記錄種子胚根長(zhǎng)［3］。

1.4 指標(biāo)測(cè)定

1.4.1 發(fā)芽指標(biāo)測(cè)定

發(fā)芽試驗(yàn)結(jié)束后，對(duì)種子發(fā)芽指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，包括發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)GI及活力指數(shù)VI等。

式（1）至式（4）中：n1表示種子萌發(fā)數(shù)（粒），n2表示種子萌發(fā)峰值萌發(fā)數(shù)（粒），N表示供試種子數(shù)（288粒），Gt表示第t天種子萌發(fā)數(shù)（粒），Dt表示種子萌發(fā)日數(shù)（d），S表示種子胚根長(zhǎng)度（cm）。

1.4.2 生理指標(biāo)測(cè)定

對(duì)處理后的藜麥種子進(jìn)行生理指標(biāo)測(cè)定，具體包括酶活性、丙二醛質(zhì)量摩爾濃度、相對(duì)電導(dǎo)率。

1.4.2.1 酶活性測(cè)定

取0.5 g藜麥種子放入研缽，加入1 mL PBS7.8溶液后進(jìn)行研磨，勻漿后轉(zhuǎn)移至4 mL離心管中，再在研缽中加入1 mL PBS7.8進(jìn)行研磨，勻漿后轉(zhuǎn)移至之前的離心管中，為離心管定容、標(biāo)號(hào)，保存于冰盒中。將準(zhǔn)備好的樣品在4 ℃、12 000 r/m下離心處理20 min，取全部上清液置于新的4 mL離心管中。將提取好的待測(cè)酶液保存于冰盒內(nèi)，用于對(duì)SOD、CAT、APX及POD活性的測(cè)定［4］。

1.4.2.2 丙二醛（Malonic Dialdehyde，MDA）質(zhì)量摩爾濃度測(cè)定

采用巴比妥酸比色法測(cè)定MDA質(zhì)量摩爾濃度

準(zhǔn)備一個(gè)10 mL試管，加入2 mL待測(cè)酶液，再加入4 mL 0.25%TBA，之后沸水浴持續(xù)加熱30 min，而后用冷水浸泡，離心機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置為10 000 r/m，離心處理10 min后取全部上清液，分別測(cè)定樣品在600、532 nm波長(zhǎng)處的吸光值。

1.4.2.3 相對(duì)電導(dǎo)率測(cè)定

準(zhǔn)備一個(gè)常規(guī)燒杯，放入0.5 g種子，添加50 mL蒸餾水，再將其置于光照培養(yǎng)箱中，將培養(yǎng)箱溫度調(diào)至25 ℃，持續(xù)8 h，之后利用電導(dǎo)儀對(duì)種子浸出液電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)定。將放入種子的燒杯封口，先沸水浴處理30 min，而后冷水浸泡，達(dá)到室溫后重新測(cè)定電導(dǎo)率。最后對(duì)相對(duì)電導(dǎo)率進(jìn)行測(cè)定［5］。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Microsoft Excel 2016進(jìn)行整理與統(tǒng)計(jì)，并且采用SPSS 17.0進(jìn)行方差分析［6］。

2 試驗(yàn)結(jié)果與分析

2.1 不同老化處理對(duì)藜麥種子發(fā)芽指標(biāo)的影響

由表1可知，在不同老化處理下，藜麥種子發(fā)芽指標(biāo)存在顯著差異。與CK處理相比，T1、T2處理藜麥種子發(fā)芽指標(biāo)較好。T2處理藜麥種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率最好，分別為35.68%、47.68%，并與其他處理存在顯著差異（Plt;0.05）；藜麥種子胚根長(zhǎng)在T1處理達(dá)到最大值（5.51 cm），與T2處理無(wú)顯著差異（Pgt;0.05），但與其他處理存在顯著差異（Plt;0.05）；藜麥種子發(fā)芽指數(shù)在T1處理達(dá)到最大值（6.35），與T2處理無(wú)顯著差異（Pgt;0.05），但與其他老化處理存在顯著差異（Plt;0.05）；藜麥種子活力指數(shù)在T1處理達(dá)到最大值（39.98），且與其他老化處理存在顯著差異（Plt;0.05）。除胚根長(zhǎng)以外，藜麥種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均在T3處理開(kāi)始下降，直至T5處理降至最低。

2.2 不同老化處理對(duì)藜麥種子保護(hù)酶活性的影響

由表2可知，在不同老化處理下，藜麥種子保護(hù)活性存在差異。藜麥種子SOD活性、POD活性、CAT活性、APX活性隨著老化處理時(shí)間增加呈先上升后下降的趨勢(shì)。其中，藜麥種子SOD活性、POD活性、CAT活性均在T2處理達(dá)到最大值，分別為253.79、4.27、7.93 U/g。T2處理藜麥種子SOD活性、POD活性與T1處理無(wú)顯著差異（Pgt;0.05），但與其他老化處理存在顯著差異（Plt;0.05），T2處理藜麥種子CAT活性與CK、T1處理無(wú)顯著差異（Pgt;0.05）。藜麥種子APX活性在T1處理達(dá)到最大值（4.48 U/g），且與其他處理存在顯著差異（Pgt;0.05）。藜麥種子SOD活性、POD活性、CAT活性在T3處理開(kāi)始下降，直至T5處理降至最低；藜麥種子APX活性在T2處理開(kāi)始下降，直至T5處理降至最低。

2.3 不同老化處理對(duì)藜麥種子相對(duì)電導(dǎo)率的影響

由圖1可知，藜麥種子相對(duì)電導(dǎo)率隨著老化處理時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷升高。相對(duì)電導(dǎo)率在老化處理0～2 d時(shí)變化較為明顯，T2處理藜麥種子相對(duì)電導(dǎo)率為43.23%，與CK相比，相對(duì)電導(dǎo)率增長(zhǎng)了15.43%。藜麥種子相對(duì)電導(dǎo)率在老化處理2～4 d時(shí)變化不明顯，在T5處理迅速上升，達(dá)到最大值（61.24%），與CK相比，T5處理相對(duì)電導(dǎo)率增長(zhǎng)了63.52%。

2.4 不同老化處理對(duì)藜麥種子丙二醛質(zhì)量摩爾濃度的影響

由圖2可知，藜麥種子MDA質(zhì)量摩爾濃度隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷增加。藜麥種子MDA質(zhì)量摩爾濃度在老化處理0～1 d時(shí)變化較為平緩，在老化處理1～3 d時(shí)變化較為明顯。T3處理MDA質(zhì)量摩爾濃度為1.94 μmol/g，比T1處理增長(zhǎng)了22.78%。藜麥種子MDA質(zhì)量摩爾濃度在老化處理3～5 d時(shí)變化又恢復(fù)平緩，T5處理達(dá)到最大值（2.12 μmol/g）。

3 結(jié)論與討論

此次試驗(yàn)表明，藜麥種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)均在老化處理1～2 d時(shí)達(dá)到峰值，且在老化處理第3 d時(shí)開(kāi)始下降。藜麥種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均在老化處理1 d時(shí)達(dá)到峰值，且高于對(duì)照組。這說(shuō)明老化處理對(duì)藜麥種子的發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)具有直接影響，短期人工老化處理有利于種子萌發(fā)。藜麥種子保護(hù)酶活性（SOD活性、POD活性、CAT活性、APX活性）隨著老化處理時(shí)間的延長(zhǎng)呈先增加后下降的趨勢(shì)，該趨勢(shì)與藜麥種子的發(fā)芽趨勢(shì)基本一致。這說(shuō)明短期高溫、高濕條件更能夠激活藜麥種子保護(hù)酶系統(tǒng)，降低細(xì)胞膜受損程度。藜麥種子相對(duì)電導(dǎo)率和MDA質(zhì)量摩爾濃度隨著老化處理時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷升高，均在老化處理5 d時(shí)達(dá)到最大值。這可能是由于老化處理時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)藜麥種子細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能具有直接影響，可使種子內(nèi)有害物質(zhì)不斷積累，對(duì)種子的損害深度也不斷加深。由此可得出，人工老化處理1～2 d對(duì)藜麥種子活力提升及生理特性優(yōu)化具有顯著作用。

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作者簡(jiǎn)介：劉延安（1970—），男，大專，農(nóng)藝師，研究方向：農(nóng)作物種子繁育及推廣。