種子老化及活力修復(fù)研究進展分析

詹明興

（湛江市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，廣東湛江524094）

種子老化及活力修復(fù)研究進展分析

詹明興

（湛江市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院，廣東湛江524094）

在對種子老化研究進展進行分析的基礎(chǔ)上，對玉米種子和小麥種子老化后的活力修復(fù)情況以及相關(guān)修復(fù)措施進行了研究，供參考。

種子；老化；活力修復(fù)；研究；進展

種子，其實是種子植物的胚珠，經(jīng)過受精作用后形成的一種結(jié)構(gòu)，其主要由種皮、胚、胚乳組成。種子老化指的是種子的活性在自然環(huán)境的作用下出現(xiàn)了消減。種子長期處于高溫、潮濕的環(huán)境下，其活力消退得更快。種子活力消退主要有4個方面的表現(xiàn)。首先是種子出現(xiàn)變色。例如谷物的種子，常會變?yōu)楹稚幻藁ǚN子的胚乳顏色，可以變?yōu)榫G色；大豆和花生的種子顏色，在高溫、潮濕環(huán)境下會不斷加深。其次是種子內(nèi)部的膜系統(tǒng)會受到嚴重的破壞，其透性會不斷增加。之后是種子的發(fā)芽較為遲緩，出苗率較低，莖稈生長態(tài)勢較差，種子獲得的經(jīng)濟效益也較差。最后是種子內(nèi)部的部分發(fā)芽激素會消退，進而成為無用的種子[1]。激素類型多為GA/乙烯。

1 種子老化研究進展

目前對于種子老化的研究，主要集中在種子老化的生理變化以及生化變化方面。隨著生物科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，其對于種子老化的研究程度不斷加深，種子的抗壞血酸、過氧化氫酶等物質(zhì)含量出現(xiàn)升高或者降低時，將會導(dǎo)致種子內(nèi)部的膜結(jié)構(gòu)出現(xiàn)損壞，種子的呼吸作用以及ATP含量變化、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)的合成能力也會出現(xiàn)顯著的下降，同時其染色體的結(jié)構(gòu)也會進行畸形的生長[2]。

1.1 種子的發(fā)芽、出苗情況的分析

種子老化之后，將會引起種子的生理變化，其主要體現(xiàn)在種子的顏色在特定條件下，發(fā)生了一定的改變，因此其出苗率顯著的下降，其對于環(huán)境的適應(yīng)能力下降。段瑩在研究中指出，在花生種子的老化中，通過對其種子出苗情況進行的研究，可知其老化后的種子，出芽率降低，且其生長速度較為緩慢。這就表明老化的種子，對于種子的發(fā)芽、生長情況，有著較大的影響，導(dǎo)致其產(chǎn)量嚴重下降。

1.2 對老化種子酶活性的研究

種子老化的程度不斷加深，其內(nèi)部的活性酶水平會不斷地降低，尤其是CAT、脫氫酶活性。例如在荷蘭豆老化種子的研究中，其種子內(nèi)部的脫氫酶活性呈現(xiàn)出顯著的下降勢態(tài)。其老化到一定的程度之后，其活性酶會出現(xiàn)在小范圍內(nèi)升高，之后會再次下降。

1.3 對種子呼吸以及能量系統(tǒng)變化情況的分析

老化的種子在進行呼吸作用時，其會在線粒體膜上發(fā)生一定的ATP反應(yīng)，ATP可以為種子的活動提供養(yǎng)分，使其獲得生長能量[3]。種子出現(xiàn)老化之后，其內(nèi)部的酶將會出現(xiàn)嚴重的下降，反之種子活力越高，其酶的活性也就越高，其呼吸的速率也就越高，這為種子的發(fā)芽出苗提供了較多的能量。例如在紅松種子的研究中，通過對其老化后的種子胚胎進行染色處理，可知其種子顏色變淺。這也就證明了種子的呼吸速率下降，其內(nèi)部的酶活性下降。種子獲得能量不足，進而不利于其出苗生長。

1.4對老化種子蛋白質(zhì)等分子合成的研究分析

種子在生長的過程中，其內(nèi)部物質(zhì)會被分解，形成大分子化合物。其合成能力受到種子老化情況的影響。種子老化情況較為嚴重時，其內(nèi)部的蛋白質(zhì)分子將會顯著降低，進而引起種子內(nèi)部缺乏足夠的能量，其生長的活性也會顯著的下降[4]。

2 種子老化后的活力修復(fù)措施的研究進展分析

根據(jù)相關(guān)的研究結(jié)果可知，目前針對老化種子的活力修復(fù)措施主要集中在化學(xué)修復(fù)以及物理修復(fù)2個方面，其通過對種子進行修復(fù)，均可提高老化種子的活力，促進種子的發(fā)芽出苗，使得種子產(chǎn)量可以獲得顯著的提升。其具體的處理措施為：引發(fā)技術(shù)處理、干濕處理、營養(yǎng)元素處理、生長調(diào)節(jié)劑處理，以及磁場處理、電場處理、熱擊處理等。本文基于以上活力修復(fù)方法，選取老化后的玉米、小麥種子，進行活力修復(fù)效果的研究分析。

2.1 老化的玉米種子活力修復(fù)

選取老化的玉米種子進行活力修復(fù)的研究，先對種子進行不同程度的老化處理，之后使用聚乙二醇、抗壞血酸、青霉素、氯化鈣、赤霉素試劑，對于種子進行老化后的活力修復(fù)處理。

使用不同溫度的熱水，對玉米進行老化處理；之后選取上述5種化學(xué)試劑，對于種子進行浸泡處理，時間為24 h；將種子清洗且進行風(fēng)干，將其與正常的老化種子進行對比研究，對其種子的活力恢復(fù)情況進行測試。經(jīng)過人工老化處理后的玉米種子，其經(jīng)過氯化鈣、抗壞血酸、青霉素試劑浸泡處理后，其活力水平得到了提高，但是經(jīng)過聚乙二醇、赤霉素處理后的老化種子，其修復(fù)作用并不明顯。其中抗壞血酸的活力修復(fù)作用最為明顯，在對老化的玉米種子進行修復(fù)中，使用該化學(xué)試劑效果顯著。具體數(shù)據(jù)如表1所示。在唐祖軍[5]等人關(guān)于白菜種子的老化活力修復(fù)研究中，使用氯化鈣以及抗壞血酸，可以顯著地提高白菜種子的活力，其結(jié)果與玉米老化種子活力修復(fù)中使用的化學(xué)試劑，對于其活力修復(fù)效果的研究結(jié)果基本一致，因此在對玉米老化種子修復(fù)中，使用抗壞血酸效果較好，同時還可以輔助使用青霉素、氯化鈣試劑。

表1 抗壞血酸化學(xué)試劑處理對玉米老化種子活力的影響分析

2.2 老化的小麥種子活力修復(fù)

選取適宜的老化小麥種子，先對其進行高溫、潮濕環(huán)境下的老化處理，之后在常溫干燥通風(fēng)的環(huán)境下，將其風(fēng)干。之后使用聚乙二醇、赤霉素、抗壞血酸這3種化學(xué)試劑對種子進行活力修復(fù)處理，選取未經(jīng)活力修復(fù)的小麥種子與其進行對比研究，分析這3種試劑的活力修復(fù)情況。其結(jié)果表明：不同實際的修復(fù)效果均有所不同，其中使用了赤霉素化學(xué)試劑的老化小麥種子，其活力變化情況不甚明顯，且還存在著活力下降的情況，可知其不適合進行小麥種子老化活力修復(fù)；使用抗壞血酸進行活力修復(fù)后，對其種子的活力情況進行檢測，其結(jié)果可知種子的活力有部分的增長，但是不甚明顯，較之于未進行任何活力修復(fù)的種子而言，兩者活力情況相差無幾；使用聚乙二醇試劑后，小麥老化種子的活力情況得到了明顯的提高，同時其種子的出芽率也較高，可知針對老化的小麥種子修復(fù)工作中，可以使用聚乙二醇化學(xué)試劑，其對于種子的活力修復(fù)情況效果十分顯著。

綜上所述，針對不同的種子老化情況，需要使用不同的活力修復(fù)方法進行修復(fù)，以此來提高種子的活力水平，促進其發(fā)芽與出苗，促進其莖稈的健康生長，使種植戶獲得較高的經(jīng)濟收益。使用化學(xué)試劑進行老化種子的修復(fù)，可以為老化的種子提供一定的營養(yǎng)元素，進而顯著提高其生長的活力。

3 結(jié)束語

目前國內(nèi)外的眾多學(xué)者對于老化種子進行了研究，其大多集中在種子的生理變化、生化變化方面，根據(jù)研究得出了種子老化的指標變化規(guī)律，但是在目前的研究中，對于種子老化的機制研究較為缺乏。其老化種子的活力修復(fù)研究中，修復(fù)的方法較為多樣，且均可以顯著提高種子的活力水平，但是其受到種子老化程度的不同，其活力修復(fù)的效果也會出現(xiàn)相應(yīng)的偏差。因此對于老化種子的活力修復(fù)研究，還需要科研工作者加強重視。

[1]閆慧芳,夏方山,毛培勝.種子老化及活力修復(fù)研究進展[J].中國農(nóng)學(xué)通報,2014（03）：20-26.

[2]李穎,毛培勝.牧草種子老化生理與修復(fù)研究進展[J].種子,2013（01）：48-52.

[3]馬俊華,劉建軍,喬燕祥,等.老化玉米種子修復(fù)處理后的活力效應(yīng)研究[J].玉米科學(xué),2012（04）：101-104.

[4]黃守程,劉愛榮,葉梅榮,等.水楊酸修復(fù)老化玉米種子活力的研究[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2016（08）：1917-1919，1963.

[5]毛笈華,于永濤,胡建廣.玉米種子活力研究進展[J].玉米科學(xué),2015（03）：86-90.

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