瓊脂發芽床在水稻種子發芽試驗中的應用

余亞瑩 段永紅 陳 靈 王 青

（1 湖南省水稻研究所，長沙 410125；2 湖南省湘種檢驗檢測有限公司，長沙 410125）

發芽率是衡量種子質量最重要的指標之一，發芽率測定廣泛運用于種子質量檢驗、種子活力研究、種質資源保存與監測中，是否能準確測定種子發芽率直接影響種子的貯藏、銷售、使用、報廢。同時，發芽率指標對播種量確定、種子包裝倉儲、種子等級劃分和商品種子價格制定等都具有重要意義[1]。影響種子發芽率的主要原因有水分、光照、溫度等外部原因，種子成熟度、種子含水量、種子休眠等內部因素及發芽期間的管理等人為因素[2]。在發芽率測定過程中，幾乎所有種子都需要一個濕潤但未被淹沒的水分條件，但是隨著種子吸水萌發，水分的控制是發芽試驗測定過程中一個很難定量的過程。

瓊脂廣泛應用于植物組織培養和細菌培養，可以為微生物和細胞提供固態的介質和充足的水分，在水稻愈傷組織培養、轉基因育苗中已廣泛運用。同時，有研究者使用瓊脂發芽床代替紙床用于煙草、牧草、野生林木種子的萌發試驗。李振華等[3]采用瓊脂床代替紙床檢測煙草種子發芽勢和發芽率，3個品種3 種類型種子發芽勢和發芽率與傳統紙床檢驗結果均無顯著差異（p＜0.05）。張鑫等[4]研究表明，發芽基質對垂柳種子發芽率具有顯著的影響，濾紙發芽床和瓊脂培養基顯著好于人工基質。

本研究選用3種常規水稻品種，按照GB/T 3543.4-1995[5]要求，研究濾紙發芽床、不同瓊脂濃度發芽床對水稻種子萌發的影響，為使用瓊脂床替代濾紙發芽床提供理論依據，并找到最適宜作為發芽床的瓊脂濃度，為水稻種子萌發試驗提供快速有效的方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料本試驗選用無休眠的3 個常規品種天龍1 號、湘早秈45 號、創宇9 號，試驗用種為2018 年收獲的新鮮飽滿、無霉變、無明顯萌發的種子，初始含水量小于13%。材料均由湖南省農作物種質資源庫提供。

1.2 試驗方法

1.2.1 試驗設計本試驗以GB/T 3543.4-1995《農作物種子檢驗規程-發芽試驗》中水稻種子紙上法（TP）作為對照，設置3g/L、6g/L、10g/L、15g/L、20g/L 5 個不同瓊脂濃度的發芽床作為試驗組，每個品種試驗組和對照一共6 個水平，每個水平設4 次重復，每個重復50 粒種子。

1.2.2 發芽床制備使用17cm×12cm×4cm 的一次性透明塑料盒作為瓊脂發芽床的容器，根據不同濃度配比稱取相應重量的瓊脂粉溶于純凈水中，加熱至瓊脂粉完全溶解，待溶液無色透明后，每個一次性盒子中倒入100mL 溶液，靜置5min 待瓊脂完全凝固冷卻后即可。紙床使用兩層濕潤的發芽濾紙平鋪于發芽盒內即可。

1.2.3 試驗實施將每個重復50 粒種子均勻撒播在發芽床上，并以噴霧形式少量噴施水分于種子表面，蓋上盒蓋，放入人工氣候箱，人工氣候箱條件設定為恒溫30℃，8h 光照，環境相對濕度70%。對照紙床從種子萌動開始，每天噴施適量水分。

1.2.4 數據記錄和計算根據GB/T 3543.4-1995《農作物種子檢驗規程-發芽試驗》中正常苗、不正常苗的要求，第4 天和第7 天記錄正常發芽數，第7天記錄不正常苗數和死種子數，同時第7 天在每個重復中選取10 株正常苗量取根長和芽長，作為種子發芽幼苗質量的評判依據。以剔除死種子的數量作為試驗種子總數，發芽勢（%）=第4 天正常發芽數/試驗種子總數，發芽率（%）=7 天總正常發芽數/試驗種子總數，不正常苗率（%）=總不正常苗數/試驗種子總數。

1.2.5 數據處理所得試驗數據采用DPS 和Excel 2010 進行統計分析，并對不同處理間進行顯著性檢驗，顯著性分析使用TUKEY 法。

2 結果與分析

2.1 不同瓊脂濃度發芽床對水稻種子發芽的影響采用不同瓊脂濃度發芽床和紙床對3 個不同水稻品種的發芽勢、發芽率、不正常苗情況統計結果見表1。從表1 中可以看出，不同濃度發芽床對這3 個水稻品種發芽的影響主要是對發芽勢的影響，天龍1 號和創宇9 號的發芽率和不正常苗率無顯著性差異，湘早秈45 號中不同瓊脂濃度間發芽率和不正常苗率無顯著性差異，但與對照間存在顯著性差異。

表1 不同瓊脂濃度發芽床上種子發芽情況統計

2.2 不同瓊脂濃度發芽床對水稻種子發芽幼苗質量的影響統計水稻種子發芽第7 天的根長和芽長，并對3 個品種6 個水平的根長和芽長進行方差分析，結果見表2、表3。由表2 中結果可知，品種間F值為7.7028，處理間F值6.5214，說明芽長在品種間和處理間差異顯著。由表3 中結果可知，品種間F值為8.7256，處理間F值30.9091，說明根長在品種間和處理間差異顯著。

對每個品種和處理的結果進行多重比較（表4），從表中結果可以看出，天龍1 號、湘早秈45號的芽長在處理間無顯著性差異，創宇9 號的芽長對照顯著優于所有瓊脂發芽床，但不同瓊脂濃度發芽床中的芽長無顯著差異；根長在3 個品種不同瓊脂濃度發芽床中均有顯著差異，所有處理中，除了湘早秈45 號在6g/L、創宇9 號在3g/L 的瓊脂發芽床上與對照無顯著性差異外，其他處理的根長均顯著優于對照。

表2 不同處理間芽長方差分析

表3 不同處理間根長方差分析

2.3 水稻種子在不同瓊脂濃度發芽床與濾紙發芽床發芽效果的比較濾紙發芽床是GB/T 3543.4-1995《農作物種子檢驗規程-發芽試驗》規定的TP（紙上法）采用方式，在表1 和表4 中可以看到，水稻種子在濾紙發芽床與瓊脂發芽床時發芽勢和根長有顯著差異，但是發芽率和不正常苗率在天龍1 號和創宇9 號中無顯著性差異，芽長在天龍1 號和湘早秈45 號中無顯著性差異。采用瓊脂發芽床在測定水稻種子發芽率時，與標準方法使用的濾紙床無明顯差異，可以用瓊脂床的方式替代濾紙床，利用瓊脂床保水性好的特點，減少試驗過程中定期增加濾紙水分的過程。但是，考慮發芽勢和發芽初期幼苗質量時，瓊脂床和濾紙床存在顯著性差異，故不能用瓊脂床替代濾紙床。

表4 不同瓊脂濃度發芽床上種子發芽根長、芽長結果

不同瓊脂濃度發芽效果在發芽率、不正常苗率、芽長3 個指標上無顯著差異，但在發芽勢和根長上差異顯著。其中，發芽勢在3 個品種中10g/L 的瓊脂濃度的發芽勢均優于其他處理或與其他處理無顯著差異，根長在瓊脂濃度10g/L、15g/L、20g/L 時明顯優于其他處理，綜上結果，瓊脂濃度10g/L 時水稻種子發芽效果最好，在試驗中可采用10g/L 瓊脂濃度的發芽床得到水稻種子最優發芽效果。

3 討論

研究表明，采用不同瓊脂濃度作為水稻種子的發芽床測定水稻種子發芽率，除湘早秈45 號因不正常苗率偏高造成瓊脂床和濾紙床有差異外，其余2個水稻品種的發芽率無顯著差異，且湘早秈45 號發芽率測定過程中不同濃度瓊脂床之間并無差異，說明瓊脂床濃度對水稻種子發芽率影響無顯著差異，選用3～20g/L 的瓊脂發芽床均能測定水稻種子發芽率。但是在試驗實際操作中發現，瓊脂濃度高于10g/L 時，瓊脂粉不易溶解；瓊脂濃度小于3g/L 時，瓊脂溶解后不易凝固。綜合以上操作因素，認為在使用瓊脂床作為介質時，瓊脂的濃度在3～10g/L 之間比較合適。

從發芽勢和幼苗第7 天后的根長結果上來看，水稻種子在濾紙發芽床和不同濃度瓊脂發芽床有顯著差異，如需測定水稻種子的活力指數、發芽指數時則需要考慮不同發芽床之間的影響。尤其是瓊脂床作為介質發芽時，幼苗根長顯著優于濾紙發芽床，其中在瓊脂濃度10～20g/L 時水稻幼苗根系表現最好，綜合瓊脂床制備過程的難易程度，在幼苗培養時可以考慮使用10～15g/L 瓊脂床作為發芽介質。

傳統發芽試驗一般采用紙床、砂床或者土壤作為發芽介質，已有研究者使用紗布、海綿、草炭、瓊脂等其他介質作為林木類種子和花果等小粒種子的發芽床[6-7]，如草炭、瓊脂培養基作為垂柳種子發芽介質，紗布作為火龍果種子發芽床。從前人的研究來看，瓊脂發芽床在試驗中綜合表現與傳統濾紙發芽床相比無不良效果，操作簡單，保水性好，在試驗過程中不需要額外添加水分，大大減少了人力成本和外界干擾，是一種可以廣泛應用于種子發芽試驗的非標準方法。