柱花草種子的超干保存

何云 李瓊

摘 要 以圭亞那、西卡、有鉤柱花草為試驗材料，采用室溫硅膠干燥法，獲得不同含水量的柱花草種子，經過人工老化和室內回濕，測定其發芽率、電導率、丙二醛等指標。結果表明：圭亞那柱花草種子超干處理到含水量為3.3%、西卡柱花草種子超干處理到含水量為2.7%、有鉤柱花草種子超干處理到含水量為3.7%，經室內回濕處理，超干種子細胞膜系統的完整性良好。因此，利用超干技術貯存柱花草種子是可行的。

關鍵詞 柱花草種子 ；超干保存 ；電導率 ；丙二醛

分類號 S541.9 Doi：10.12008/j.issn.1009-2196.2016.03.016

Abstract The seeds of Stylosanthes guianensis， Stylosanthes hamata， Stylosanthes scabra were used as experimental material. With the method of drying by gel， the seeds from different moisture contents were obtained. Through artificial aging and indoor humidity， the germination rate， conductivity and MDA were determined. The results showed that the moisture contents of Stylosanthes guianensis was 3.3%， Stylosanthes hamata was 2.7%， Stylosanthes scabra was 3.7%. After indoor humidity， the cell membrane system performed well， consequently. It is feasible to storage the seeds of stylosanthes with the ultra-dry technology.

Keywords stylosanthes seeds ； ultra-dry storage ； electric conductivity ； malonadehyde

種子是植物種質資源的主體，由于種子對植物的繁衍和傳播具有特殊的優越性，目前世界各國普遍采用現代化低溫種子庫的方式保存植物種質資源。聯合國糧農組織（FAO）和國際植物遺傳資源委員會（IBPGR）制定的長期保存種子種質的條件是 5.0%～7.0%的含水量和-18～-25℃的貯藏溫度，但長期維持低溫能源耗資巨大，這時迫切需要尋找一種節能和簡便易行的種子保存技術[1]。種子超干貯藏，是指將種子含水量降至5%以下（依不同種類種子而定），密封后置于常溫條件下貯藏[2]。近十幾年來，超干種子貯藏的研究涉及到大約50個種，結果表明，大部分種子在常溫下的超干保存效果較好。柱花草是中國南方地區種植面積最大、利用最廣的優良豆科牧草，主要以種子保存為主。筆者在借鑒前人研究成果的基礎上開展柱花草種子超干貯存研究，旨在為中國熱帶豆科牧草種子的貯藏提供理論依據和技術支撐，為熱帶作物種質資源的設施保存提供科學參數。

1 材料與方法

1.1 材料

以圭亞那柱花草（Stylosanthes guianensis Sw.）、有鉤柱花草[Stylosanthes hamata（L.）Taub.]、西卡柱花草（Stylosanthes scabra Vog.）3個種柱花草為實驗材料，該種子于 2012年收獲，圭亞那柱花草初始發芽率為98%，含水量為6.0%；西卡柱花草初始發芽率為56%，含水量為7.4%；有鉤柱花草初始發芽率為38%，含水量為8.3%。

1.2 方法

1.2.1 種子含水量的測定[3]

采用高恒溫烘干法測定種子含水量，試驗重復2次，取平均值。用千分之一分析天平稱取種子樣品4.000～5.000 g，在130～133℃條件下烘干2 h，取出放入干燥器冷卻至室溫，稱重。

1.2.2 種子超干處理[4]

采用室溫硅膠干燥法，柱花草種子置于種子袋中，埋在干燥器內的干燥硅膠里，種子與硅膠的質量比為 1∶10，室溫下密封脫水干燥。每天更換經120℃烘干冷卻后的硅膠，每天定時稱重，以制備不同含水量的種子，最終獲得不同含水量的種子用雙層鋁箔袋密封后保存于低溫種子柜。圭亞那柱花草種子含水量梯度：5.7%、4.8%、3.3%、2.5%、1.7%；西卡柱花草種子含水量梯度：5.6%、4.7%、3.9%、2.7%、1.8%；有鉤柱花草種子含水量梯度：6.0%、5.1%、4.7%、3.7%、2.9%、1.5%。以在低溫保存的自然含水量狀態下的種子為對照CK。

1.2.3 種子人工老化[5]

將不同含水量的種子密封于鋁箔袋中，置于（50±1）℃、濕度100%生化培養箱中老化15 d。

1.2.4 超干種子回濕處理[6]

發芽試驗前，將不同含水量的柱花草種子分別置于尼龍網袋中，先將超干種子放入底部盛有飽和CaCl2溶液的干燥器中8 h，然后放入底部盛有飽和NH4Cl溶液的干燥器中8 h，取出至室溫放置。

1.2.5 種子發芽率測定

柱花草種子先用80℃熱水浸種3～5 min，然后置于2層濾紙床發芽，溫度為25℃，每份種子100粒，3次重復。每天記錄發芽個數，10 d后統計發芽率。

1.2.6 電導率測定[7]

取100粒種子并稱重，去除種莢，用無離子水沖洗干凈，吸干種子表面吸附的水分，放入帶蓋的三角瓶中，加入25 mL無離子水浸泡，每次測定都設1個對照，對照加25 mL去離子水。每隔2 h用DDSJ-308A型電導儀測定種子浸出液的電導率，重復3次。電導率計算公式為：電導率（μs/cm/g）=（樣品值-對照值）/樣品重量。

1.2.7 丙二醛（MDA）含量測定[8]

稱取0.5g的植物樣品種子粉碎后，加預冷的5% TCA 5 mL均漿，在4 000 r/min下離心10 min，取上清液2 mL（對照取2 mL蒸餾水），加0.67% TBA 2 mL，混合物在100 ℃水浴上煮沸15 min ，迅速冷卻后，在4 000 r/min離心，分別測定上清液3 mL在450、532和 600 nm 處得吸光度值，并按公式C（μmol/L）=6.45（A532-A600）-0.56A450算出 MDA 濃度，再按以下公式算出單位鮮量組織中的MDA含量：

MDA（μmol/g FW）=[MDA濃度（μmol/L）×提取液體積（mL）]/植物組織鮮重

2 結果與分析

2.1 常溫貯藏柱花草種子的最適含水量

試驗結果見圖1-A、1-B、1-C，經過老化處理后未經回濕，圭亞那柱花草種子含水量降至1.7%仍有較高的發芽率93%，西卡柱花草種子含水量降到4.7%的發芽率22%，有鉤柱花草種子含水量降到1.5%的發芽率14%，說明經過老化處理后，種子活力因種子過干而下降，超干處理對種子本身造成傷害。但經回濕處理的種子，種子活力隨著含水量升高呈緩慢上升趨勢，種子能有效地防止種子吸脹損失，保持較好的發芽率。

由圖1-A、1-B、1-C可見，3個不同種柱花草經50℃老化15 d后，含水量3.3%的圭亞那柱花草發芽率為99%，含水量2.7%的西卡柱花草發芽率為42%、含水量3.7%的有鉤柱花草種子發芽率為25%，其生活力隨著含水量的降低呈緩慢下降趨勢，含水量在2.7%～3.7%的柱花草種子其生活力保持較高的水平，說明超低含水量種子能提高耐藏性。結果表明，超干處理柱花草后進行回濕處理是保證超干種子活力的關鍵因子；在常溫下，柱花草種子的含水量在2.7%～3.7%范圍內，其發芽率接近于低溫保存種子的效果（圭亞那柱花草發芽率為98%，西卡柱花草發芽率為56%，有鉤柱花草發芽率為38%。）。

2.2 超干對柱花草種子膜透性的影響

測定種子浸出液的電導率與種子活力水平成反比關系。試驗結果見圖2-A、2-B、2-C，含水量為3.3%圭亞那柱花草、2.7%西卡柱花草、3.7%有鉤柱花草種子直接吸脹，與低溫貯藏種子的浸出液電導率相比，差異不大，說明直接吸脹的種子細胞膜系統受到一定損壞。如果吸脹前經過回濕處理，電導率隨著吸脹時間的增加而緩慢增加，圭亞那柱花草種子含水量在2.5%～3.3%、西卡柱花草種子含水量在2.7%～3.9%、有鉤柱花草種子含水量在3.7%的超干種子其電導率顯著低于其他含水量的種子，這說明在貯藏過程中超干柱花草種子細胞膜保持良好。

2.3 超干對貯藏過程中抗脂質過氧化的影響

種子在劣變過程產生醛類物質，其中在種子脂類氧化分解過程中產生的丙二醛是最普通的產物，對種子有著嚴重的毒害作用，因此，丙二醛是常用的膜質過氧化指標。試驗結果見圖3-A、3-B、3-C，超干種子經過15 d人工老化后，種子內MDA的含量與對照（低溫貯藏）的種子差異不大，但是隨著種子含水量的增加，MDA含量先降低后升高。圭亞那柱花草種子含水量在3.3%、西卡柱花草種子含水量在2.7%～3.9%、有鉤柱花草種子含水量在3.7%時，3個不同種柱花草種子的MDA 含量相對較低，表明超干種子脂質過氧化作用降低，超干種子具有較高的耐藏性。

3 討論與結論

3個不同種柱花草種子的耐脫水性差異較大，圭亞那柱花草種子的含水量降至1.7%時，經超干保存其發芽率仍可達到94%；而西卡、有鉤柱花草種子含水量分別降至1.8%、1.5%時，經超干保存其發芽率僅為38%、23%。尤其西卡和有鉤柱花草種子的電導率顯著大于圭亞那柱花草，表明西卡、有鉤柱花草種子質膜受損較大，大量電解質滲透，繼而進一步產生大量丙二醛。說明蛋白質類柱花草種子在不同種間存在較大差異。

柱花草種子經過超干處理到含水量范圍2.7%～3.7%，再經室內回濕處理，種子的發芽率沒有影響，接近于低溫保存的效果（圭亞那柱花草發芽率為98%，西卡柱花草發芽率為56%，有鉤柱花草發芽率為38%），說明超干柱花草種子吸脹萌發前給予一定的回濕處理是重要的。超干種子與對照種子（圭亞那柱花草含水量為6.0%，西卡柱花草含水量為7.4%，有鉤柱花草含水量為8.3%）比較，其電導率略有下降，脂質過氧化產物丙二醛的積累減少。

結果表明，柱花草種子經超干處理能提高種子耐藏性，其最適含水量為3.0%左右。因此，從操作性、成本等角度考慮，超干技術在柱花草種子貯藏上是可行的。

參考文獻

[1] 程紅焱. 種子超干貯藏技術研究的背景和現狀[J]. 云南植物研究，2005，27（2）：113-124.

[2] 李玉榮，蘇紅田，毛培勝，等. 植物種子超干貯藏研究進展[J].種子，2011，30（12）：53-57.

[3] 國家技術監督局. 牧草種子檢驗規程[M]. 北京：中國標準出版社，2001：81-83.

[4] 董海洲，高榮岐，尹燕枰，等. 不同貯藏和包裝條件下大蔥種子生理生化特性的研究[J]. 中國農業科學，1998，31（4）：59-64.

[5] 黃永菊，伍曉明，沈金雄. 大豆種子超干保存研究[J].中國油料作物學報，2000，22（3）：39-42.

[6] 鄒冬梅. 柱花草超干燥種子預先回濕方法研究[J]. 種子，2004，23（8）：16-18.

[7] 顏啟傳，胡偉民，宋文堅. 種子活力測定的原理和方法[M]. 北京：中國農業出版社，2006：55-61.

[8] 李合生. 植物生理生化實驗原理和技術[M]. 北京：高等教育出版社，2003：258-261.