小麥種子發芽率新型檢測方法研究

王唯逍 張亞靜 陸建忠 李 斌 （上海市浦東新區農業技術推廣中心 201201）

小麥種子發芽率新型檢測方法研究

王唯逍 張亞靜 陸建忠 李 斌 （上海市浦東新區農業技術推廣中心 201201）

為尋找出新型便捷、準確、快速的小麥種子發芽率檢測方式，使用多種方法分別檢測了同一批次2個小麥品種（“揚麥11”和“揚麥20”）種子樣品的發芽率。結果表明，由荷蘭Astec Global公司生產的Q2型種子檢測儀，可較好地預測小麥種子的發芽率和出苗率。

小麥種子；發芽率；檢測方法

上海市處于長江中下游地區，一般冬小麥種子的收割和加工都在梅雨期內進行。傳統的小麥發芽率檢測方法不僅易受環境因素干擾，且耗時費力。因此，尋找出新型便捷、準確、快速的小麥種子發芽率檢測方法，成為了亟待解決的問題。荷蘭Astec Global公司生產的Q2型種子檢測儀已在多種蔬菜種子發芽率檢測中得到應用[1-3]，且結果真實可靠，本研究嘗試將其應用于檢測小麥種子的發芽率，并對其結果加以驗證，以期獲得新型的小麥發芽率檢測方法。現將相關試驗研究情況報道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料是由江蘇省里下河地區農業科學研究所培育的“揚麥11”和“揚麥20”的種子樣品，這2個小麥品種在上海地區種植廣泛。試驗于2015年7月至9月設在上海市浦東新區農業技術推廣中心進行。

1.2 試驗方法

Q2型種子檢測儀通過激光探頭向涂有熒光材料的小試管蓋發射藍色脈沖光束，并測量熒光物質受激后發射的紅色光束的光強度和持續時間，以此計算試管內的氧氣濃度。通過對試管內氧氣濃度的連續監測，繪制出氧氣濃度變化時間曲線，繼而通過軟件分析得出種子活力的特征指標（Astec值），并對種子的質量狀況做出定性判斷[3,4]。Astec值是用以描述Q2的種子活力大小的特征指標。根據定義[3]，IMT（Increased Metabolism Time）表示從檢測開始至氧氣消耗速率快速增加的時間，單位為小時（h）。RGT（Relative Germination Time）即理論萌發時間，為非低氧脅迫條件下的理論萌發時間，單位為小時（h）。SMR（Starting Metabolism Rate）即初始代謝速率，單位為百分比氧氣濃度/小時（%/h）。OMR（Oxygen Metabolism Rate）即氧氣代謝速率，為種子在IMT階段之后至受到低氧脅迫之前的平均氧氣消耗速率，單位同SMR。COP（Critical Oxygen Pressure）即臨界氧分壓，為種子受低氧脅迫時的氧氣百分比濃度，單位為百分比氧氣濃度（%）。上述指標中IMT和RGT與種子活力呈負相關，而OMR和COP則與種子活力呈正相關[5]。

試驗設處理：（1）Q2檢測新方法。采用48孔Q2板槽，每孔放1個密封小試管，每個試管內放1粒小麥種子。試管規格為1 500μL，管內加入1.5%濃度的瓊脂溶液，留置500 μL空氣供種子萌發使用，檢測時間設為120 h，掃描間隔時間為30 min，檢測溫度定在20 ℃。使用Q2配套軟件記錄試管內的氧氣濃度變化，描繪氧氣消耗動態曲線，計算曲線上的Astec特征值，并以此對種子的發芽能力給出定性判斷。（2）對照（傳統檢測方法）。使用傳統發芽箱催芽法（按國家種子發芽檢測操作技術標準，含紙床和砂床）對使用Q2檢測的同一批種子樣品進行平行測試。對應2個小麥品種，每個品種均使用2種置床方法，每個處理各做4個重復。分別統計每個處理的種子發芽率、微生物感染率和不正常幼苗率。

2 結果與分析

2.1 小麥Q2檢測的Astec值

由表1可看到，“揚麥11”的IMT較小，但理論萌發時間（RGT）更多；在啟動階段，“揚麥20”的耗氧速率（SMR）更高；“揚麥11”有更高的OMR；“揚麥20”的COP低于“揚麥11”，這表明“揚麥20”更耐低氧脅迫。2.2 傳統檢測方法與Q2預測結果之間的比對

表1 “揚麥11”和“揚麥20”的Astec值比較

通過對比發現（見表2），3種檢測方法之間種子發芽率差異性顯著，2個小麥品種的發芽率從高到低均為Q2＞砂床＞紙床。究其原因，主要是因為使用紙床、砂床法會受到微生物感染的影響（見表3），其試驗結果受到了嚴重干擾（相對來說，砂床法受微生物感染的影響較小），而Q2檢測因檢測環境接近理想環境，結果沒有受微生物的影響。

表2 不同檢測方法種子發芽率比較

表3 不同檢測方法種子微生物感染率比較

有研究認為Q2檢測對于不正常幼苗的鑒別不敏感[2]，為此，進一步對比了同一品種不同檢測方法的種子出苗率。表4表明，同一品種在砂床環境下的出苗率同Q2檢測間差異不顯著，而紙床法出苗率則與Q2檢測間差異顯著。這可能是因為在紙床測試環境中，不僅有大量種子被微生物感染，同時還擾亂了其它種子的正常萌發。

表4 不同檢測方法種子出苗率比較

3 結論與討論

此前Q2檢測方法在多種作物上獲得了較好的檢測結果[2,5-7]，但也有研究認為，當前Q2檢測方法尚不能較好地鑒別不正常幼苗[2]，本研究通過試驗也得出了相同的觀點。這既有可能是因為發育為不正常幼苗的種子的生理活動更加復雜，簡單的耗氧曲線難以描述這個復雜的進程，也有可能是因為Q2檢測的密閉測試環境在種子萌發后期會給種子造成氧氣脅迫，進而影響了檢測結果。

綜上所述，使用Q2型種子檢測儀檢測小麥種子的發芽率，可有效避免微生物等環境因素的干擾。經過比對發現，Q2檢測方法檢測的出苗率與傳統檢測方法之間，在5%水平上不具有明顯差異，因此，Q2型種子檢測儀作為一種檢測工具具有一定的實踐指導意義。但Q2檢測方法若要作為一種獨立的小麥種子發芽率檢測手段，仍需進行更進一步的檢驗，并需對種子萌發的具體生理過程同氧氣消耗曲線的詳細對應關系作進一步的深入研究。

[1] Bradford K.J., Come D., Corbineau F．Quantifying the oxygen sensitivity of seed germination using a population-based threshold model[J].Seed Science Research, 2007, 17(1):33-43.

[2] Bradford K.J., Bello P., Fu J.C., et al. Single-seed respiration: a new method to assess seed quality [J].Seed Sci. & Technol,2013,41(3):420-438.

[3] 陳能阜,趙光武,何勇,等.測定種子活力的新技術-Q2技術[J］.種子,2009,28(12):112-114.

[4] Baker C.J., Roberts D.P., Mock N.M.,et al.A Novel Noninvasive Technique to Monitor Real-Time Oxygen Uptake During Seed Germination[J]. Seed Science Research, 2004,(14):17-26.

[5] 魏述英.利用Q2快速檢測番茄包衣種子質量[J].種子,2014, 33(9):110-113.

[6] 陳能阜,朱祝軍,何勇,等.利用Q2技術快速檢測番茄種子引發后的活力[J］.中國蔬菜,2010,(20):47-51.

[7] Bradford K.J., Benech-Arnold R., Come, D., et al. Quantifying the sensitivity of barley seed germination to oxygen, abscisic acid and gibberellin using a populationbased threshold model [J].Journal of Experimental Botany, 2008,59(2):335-347.

2015-10-30