干燥溫度對苜蓿草種子活力的影響研究

梁提松 趙卉雙 張振濤

摘要 ? ?種子在干燥過程中隨著溫度的變化會出現老化現象，導致生理特性發生改變和種子活力下降，進而降低種用價值。為探討干燥溫度對苜蓿種子活力的影響，選擇不同干燥溫度對苜蓿種子進行干燥，分別測定了發芽率、發芽勢、抗氧化酶活性、代謝酶活性及有害物質丙二醛的含量。結果表明，當干燥溫度為35 ℃時，種子發芽率和發芽勢最高，超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化氫酶（CAT）活性顯著高于其他干燥溫度，丙二醛含量顯著低于其他干燥溫度，脂肪酶、蛋白酶、淀粉酶活性顯著高于其他干燥溫度。干燥溫度為35 ℃時有利于苜蓿種子的干燥，并且能夠明顯提高種子活力。本研究結果能較好地說明不同干燥溫度對苜蓿種子活力的影響，為實際生產中苜蓿草種子的干燥提供了一定的參考。

關鍵詞 ? ?苜蓿種子;干燥溫度;種子活力;抗氧化酶;代謝酶

中圖分類號 ? ?S551+.7 ? ? ? ?文獻標識碼 ? ?A

文章編號 ? 1007-5739（2020）17-0206-04 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

Abstract ? ?During the drying process， the seeds will age with the change of temperature， which leads to the change of physiological characteristics and the decrease of seed vigor， thus reducing the value of seed. In order to investigate the effect of drying temperature on the vigor of alfalfa seeds， different drying temperatures were selected to dry the alfalfa seeds， and the germination rate， germination potential， antioxidant enzymes activity， metabolic enzymes activity and harmful substances malondialdehyde contents were determined. The results showed that when the drying temperature was 35 ℃， the seed germination rate and germination potential were the highest， superoxide dismutase （SOD） and catalase （CAT） activity were signifi-cantly higher than other drying temperatures， and the malondialdehyde content was significantly lower than other temperature. The activity of lipase， protease， and amylase were significantly higher than other drying temperatures. The drying temperature of 35 ℃ was conducive to the drying of alfalfa seeds， and could significantly improve seed vigor. The results of the study can better explain the effects of different drying temperatures on the vigor of alfalfa seeds， and provide references for the drying of alfalfa seeds in actual production.

Key words ? ?alfalfa seed; drying temperature; seed vigor; antioxidase; metabolic enzyme

苜蓿（Medicago sativa L.）作為世界上最重要、種植最廣泛的豆科牧草之一，具有適應性廣、產草量高的特點，同時富含蛋白質、維生素、礦物質以及氨基酸，是家畜的主要飼料來源，被譽為“牧草之王”[1-4]。苜蓿栽培歷史悠久，經濟價值高，而且種質資源豐富，文獻記載的苜蓿品種達46個[5]。苜蓿能夠提高土壤肥力和保持水土的能力，具有重要的經濟與生態功能[6-8]。

然而，苜蓿種子在采集后由于自身含水量較高，若不及時進行干燥處理將會導致種子霉變甚至腐爛，導致品質下降，影響種子活力。同時我國對苜蓿產品需求量巨大，導致苜蓿種植面積進一步擴大，因而苜蓿良種的缺乏已經對苜蓿生產造成一定限制[9]。因此，對種子及時進行干燥處理，防止出現發霉變質，保持種子活力，延長種子的儲藏期限，保護現有種子資源十分有必要[10]。加強苜蓿草種子干燥處理，防止種子霉變變質和保持種子的良好活力具有重要意義。目前，對干燥溫度對苜蓿種子活力影響的研究相對較少，研究的廣度和深度需要進一步擴展。本研究以苜蓿種子為研究對象，通過不同溫度對苜蓿種子進行干燥處理，進而檢測種子活力及相關酶活性的變化，探究不同干燥溫度對苜蓿種子活力的影響，為苜蓿種子的采后干燥研究提供一定的理論基礎。

2.5 ? ?不同干燥溫度下苜蓿種子代謝酶活性

如圖5所示，不同的干燥溫度對苜蓿種子中各種代謝酶活性有一定的影響。脂肪酶活性隨著溫度的升高呈現上升趨勢，溫度超過35 ℃，活性下降。淀粉酶活性隨著溫度升高至35 ℃，酶活性達到最高。蛋白酶活性隨著溫度的升高呈現上升趨勢，溫度超過35 ℃時，活性下降。當干燥溫度為35 ℃時，各種代謝酶活性最高，這表明35 ℃的干燥溫度對于苜蓿種子中淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶活性的提高有一定促進作用， 有利于提高種子活力，加快種子的萌發。

3 ? ?結論與討論

種子是植物生長的基礎材料，種子的活力與種子萌發有著密切的聯系，同時也關系到牧草業發展的基礎環節，種子萌發易受到硬實、種子質量、種子活力、病害及環境因素的影響。當苜蓿種子含水量超過13%時要進行干燥處理，降低自由水含量使種子進入靜止或者休眠狀態，有利于種子活力的延長和種子壽命的保持，同時對于種子中雜質和塵土也需進行清選，以避免雜質對種子質量造成影響[14-15]。因此，對收獲的種子進行干燥處理是十分有必要的。

苜蓿作為我國重要的經濟牧草，在我國畜牧業發展中有著重要的地位。我國畜牧業的快速發展對苜蓿產品需求量巨大，導致苜蓿種植面積也在進一步擴大。因此，苜蓿良種的缺乏已經對苜蓿生產造成一定限制，加強對現有苜蓿草資源的保護十分有必要。本研究中探討了不同干燥溫度對苜蓿種子活力的影響，結果顯示，不同干燥溫度對種子的發芽率和發芽勢有一定的影響;干燥溫度為35 ℃時，種子發芽率和發芽勢明顯高于其他溫度，這表明35 ℃有利于種子萌發。干燥溫度過高或者過低都會影響種子發芽率和發芽勢，這可能與溫度影響萌發相關酶的活性有關，種子各種酶的最適酶活都有適宜的溫度[16]。

種子中重要的營養物質主要有蛋白質、淀粉和脂肪。蛋白質作為種子發育過程中重要的貯藏物質，其在種子休眠、萌發、幼苗早期生長發育過程中扮演著重要的角色[17]。因此，對不同溫度下種子中的蛋白質含量進行測定很有必要。試驗結果表明，不同的干燥溫度對蛋白質含量有著一定的影響，35 ℃時蛋白質含量最高，可見35 ℃對于種子萌發的營養供給有著促進作用。

種子的代謝強度與其細胞膜系統的完整性有關。膜系統常因過氧化作用而受到傷害，細胞內的過氧化物酶具有清除自由基、降低活性氧、防止過氧化作用的功能，免受膜損傷，對于維持種子中抗氧化系統穩定性方面有著重要作用[18-19]。因此， 抗氧化酶活性對種子的活力及正常萌發有著重要的作用。超氧化物歧化酶（SOD）、過氧化物酶（POD）和過氧化氫酶（CAT）是細胞內清除活性氧的主要酶類，試驗結果表明，不同溫度對種子內抗氧化酶活性有著明顯的影響，35 ℃時各種抗氧化酶活性均最高，MDA含量最低，究其原因可能是溫度的升高進而造成細胞膜結構功能受到破壞，使細胞完整性喪失，進而導致細胞內電解質滲漏和MDA積累，導致種子質量下降。當溫度為35 ℃時MDA含量最低，可能與種子內抗氧化酶（CAT、SOD 等）有效消除活性氧自由基有關[20]。在較低溫度（25、30、35 ℃）時，過氧化物酶活性沒有顯著區別，55 ℃時活性最高。不同酶有不同的最適溫度。綜合考慮，當溫度為35 ℃時，苜蓿種子中抗氧化酶活性最高，對于種子中的活性氧有著良好的清除作用，有利于保持苜蓿種子的活力。

種子中重要的儲能物質包括糖類、蛋白質和脂肪。主要的貯藏物質是糖類，為種子的生命活性提供呼吸基質，保證呼吸作用正常進行。脂類可以抑制種子的透水性進而對細胞膜進行保護，對于維持種子細胞內各項生命活動的正常進行有著重要作用。蛋白質作為構成細胞結構的主要有機物，也為種子的正常代謝和發育提供氮來源[21-24]。淀粉和蛋白質作為苜蓿種子中的主要有機物，在種子萌發時被各種代謝酶（淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶）水解為簡單的有機物，為種子的正常萌發提供營養物質[25]，是種子萌發過程中重要的酶類。因此，代謝酶活性的大小關系到種子萌發的質量和速度。淀粉酶、蛋白酶和脂肪酶是催化水解淀粉、脂肪和蛋白質的主要酶類，其活性大小會影響到淀粉、蛋白和脂肪的水解程度，進而影響種子的生長過程。本文試驗結果中，不同的干燥溫度對代謝酶的活性有著一定的影響，當溫度為35 ℃時，各種代謝酶活性均最高，顯示該溫度可提高種子各代謝酶活性，表明35 ℃有利于提高代謝酶活性，進而提高種子萌發時的營養供給，提高種子活力。當干燥溫度為35 ℃時，種子發芽率最高，達到84%，發芽勢達到75%。抗氧化酶活性也較高，有利于種子的萌發。本文僅從蛋白質水平研究了干燥溫度對苜蓿種子活力的影響，相關的分子機理還需要進一步探究。

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