(种子学课件种子引发

即使在低温逆境下，细胞吸胀均匀，细 胞器发育良好，ATPase在质膜上分布均 匀，膜的结构与功能已发育正常(郑光华 等1988)。
2．种子引发的效应 关于种子引发效应已 有很多的报道，这里归纳成以下几个主 要方面。
①在低温或高温下加速发芽；②提高发
芽和出苗的一致性；③增加产量；④提 高在逆境下的出苗；⑤提高幼苗干重、 鲜重和苗高；⑥克服远红光的抑制作用； ⑦提早成熟；⑧PEG作为抗菌剂的载体， 提高抗病能力；⑨减少热休眠效应；⑩ 防止幼苗猝倒病；④提高陈种子、未成 熟种子的活力；⑩免除吸胀冷害的发生 和损失。
Chang等(1998)将种子和蛭石混合，加水后 密封培养，用这种方法引发甜玉米种子， 提高了甜玉米种子的出苗率，减少了种 子的内含物泄漏，提高了过氧化物酶的 活性。
另外，固体基质引发在控制种子吸水速
率的同时，还可作为种子消毒剂和杀菌 剂的载体。
Parera(1991)报道超甜玉米种子在低温试验 中 发 芽 率 为 10 ％ ， 但 经 SMP 十 0.05 ％ NaOCl处理后，发芽率提高到37％。
干燥。为得到最大的效应，控制吸水程度是关
键。对每一个种子批，可以通过一个简单的校
准测定来确定。计算机被用于计算吸湿的速率
和控制水的供应。根据不同的种，在一个关闭 的滚筒内滚动吸湿种子5—15d，然后用空气流 干燥种子(Rowse，1996)。
滚筒引发包括四个不同的阶段。一是校
准，这一过程是确定引发时种子吸湿的
作为理想的引发的固体基质必须具有
下列性质：对种子无毒害作用；具有较 高的持水能力；在不同的含水量下保持 松散性；化学性质表现为惰性；引发结 束后容易与种子分离。
随着固体基质引发技术的不断发展， 引发中利用的固体载体和液体成分也得 到不断的改善。
目前应用的固体基质主要有：蛭石、 烧黏土、页岩、软烟煤、聚丙酸钠胶以 及 合 成 硅 酸 钙 等 (Khah ， 1992 ； Pill ， 1994)。在引发中所使用的液体成分主要 有：水、PEG溶液和一些小分子无机盐 水溶液。在基质引发中，所使用的种子 与引发固体基质的比例通常1：1.5～3左 右 ， 所 用 水 分 量 常 为 固 体 基 质 干 重 的 60 ％~95％(Taylor等，1988)。
所研究的种类包括大麦、小麦、玉米、
高粱、大豆、罗马甜瓜、香瓜、西瓜、 莴苣、甜菜、大白菜、芹菜、韭葱、胡 萝卜、洋葱、番茄、欧芹、豌豆、菠菜、 莱豆、花茎甘蓝、辣椒、胡椒、花椰菜、 茄子、芫荽、冬瓜、葡萄、月见草、扁 穗雀麦、鸭茅、苇状羊茅等。
在种子引发过程中，由于种子在高湿温暖的
条件下，极易受到真菌等微生物的侵染和危害。
电泳后蛋白质谱带的变化也表明引发不仅影响蛋 白质的合成，也影响蛋白质的质量。
(3)酶合成和激活 利用硝基苯磷酸作为反 应基质测定了酸性和碱性磷酸脂酶活性。 引发后种子的碱性磷酸脂酶活性无变化， 酸性磷酸脂酶活性增加到未引发种子的 160％。引发后种子酯酶的活性增加到未 引发种子的382％。
(4)同功酶变化 未处理的干种子含有几种 预存的酸性磷酸脂酶同功酶，而引发引 起酸性磷酸脂酶新的同功酶的出现，这 似乎涉及同功酶的从头开始的合成。
种子引发
一、种子引发的概念和生物学意义 种子引发（Seed priming）是控制种子缓慢
吸收水分使其停留在吸水的第二个阶段，让种子 进行预发芽的生理生化代谢和修复作用，促进细 胞 膜 、 细 胞 器 和 DNA 的 修 复 以 及 酶 的 活 化 ， 处 于准备发芽的代谢状态，但防止胚根的伸出。 种子引发最早由Heydecke等（1973）提出。经大 量研究表明，引发后的种子活力强，抗逆性强， 耐低温，出苗快而整齐，成苗率高。现在美国有 的种子公司已有芸薹属、胡萝卜、芹菜、茄子、 莴苣、洋葱、辣椒、番茄和西瓜等引发种子的销 售。
不同。根据不同种子的特性，改变浸泡
和培养时间，水引发可能对其他种子也 会有效。
7．生物引发 生物引发已成为一种新的 种子处理技术。根据Sundstrom等报道， 生物引发是利用有益微生物作为种子的 保护剂，而不是利用传统的抗菌素。通 常，有益的微生物不能与田间原有的大 量存在的病原菌竞争，通过生物引发， 使种子上的有益微生物大量增殖布满种 皮，并能较快和有效地繁殖和保护发育 中的幼苗根系。近来美国一家公司已商 业化试用生物引发的蔬菜种子产品。
三、种子引发方法及技术
目前常用的种子引发方法有渗调引发 (Osmo-priming)、滚筒引发(Drumpriming)、 固体基质引发(Solid Matrix Priming)和生物 引发(Bio- priming)。根据方法的不同，又 有不同的技术，以下为一些技术的简介
1．渗调引发 渗透调节方法是将种子放 在一定浓度的溶液中，在10～30℃条件 放一定时间，然后用蒸馏水漂洗后，经 室温干燥，再进行播种或贮藏。另外， 据研究，用滤纸床控制吸水或湿一干交 替吸胀等方法也可达到渗透调节引发的 目的。根据不同的情况和所用的方法不 同，处理条件会有所改变，如渗透溶液 种类、浓度，处理的时间，处理的温度， 处理期间的通气、光强等。
Callan等(1990，1991)采用1.5％荧光假单胞菌 (Pseudomonasfiuorescens)AB254的甲基
纤维素悬浮液包衣甜玉米种子，然后回干2h， 此后，包衣种子在23℃下水合20h，包衣种子 吸胀至35％～40％的含水量并立即播种。生物 引发期间，细菌群体增加10—1 000倍。结果显
渗透调节通常以聚乙二醇
(Polyethyleneglycol，PEG)为材料，PEG是 一种高分子有机化合物，常用PEG分子 量为6000或8000，它不能透过细胞壁而进 入细胞内。将种子放在适当浓度的PEG
溶液中，以控制渗透压，调节水分进入 种子。
现在有很多种类化学药品可以用于种子的引发。
根据不同的报道归纳为应用单一药剂处理，如 NNN酸aaa、CN2Hl0聚、P3、0乙4mK、二gCSAl0醇、41、((丙NPE0三K3G)N3醇)、、0、3 C交十甜o联(KN菜2型0H碱3)P聚2、、04丙甘、K烯N露CO酸a醇(、N钠、0K(3脯S)32PP、氨P04)、 ， 或几种药剂混合作为处理溶液，如 KPENGO+3+壳K梭3P孢04、菌P素E、G+PE链G霉+素金、霉P素E、G+PE四G环+素福、 美 双乙烯、利PE等G。十福美双+苄基青霉素、PEG+GA4-7+
合适水平，以决定将多少水加入到种子 中。二是吸湿，在一定时间内(较典型的 是1d或2d)，加水至校准的水平使种子吸 湿。三是培养，这一过程约1—2周，种 子保持吸湿过程达到的水分复或接近引发前的含水 量。当然也可以直接播种。
3．起泡柱引发 起泡柱直径5cm，高度 约为50cm，种子在柱内引发，引发期间 潮湿的空气被通入柱内，以减少PEG引
(5)脱落酸(ABA)水平的变化 脱落酸被认为 与种子的发芽和休眠有关。未引发的种 子含有相对高的ABA水平，而引发后的 种子游离ABA和结合态ABA均为零。
(6)诱导细胞膜的修复 Pandey(1988)报道引 发 诱 导 法 国 菜 豆 细 胞 膜 的 修 复 。 经 PEG 引发后的种子，由于膜相得到完善修复，
子引发过程中的真菌降低到较低水平 (TylkowskaandBiniek，1996)。但没有一种杀菌 剂是对所有的真菌都有效的。
2．滚筒引发 通常用PEG或其他药剂作 为引发溶液，种子通过半透性膜从渗透
液吸收水分保持种子内的水势在一定的 水平，足以在种子吸胀的第二阶段(滞缓 期，各种大分子及膜系统可在此时期修 复)开展代谢活动，但防止胚根伸出种皮。 因此，其他方法如能产生适当的吸湿水
发溶液水分损失并增加溶液中的氧含量 (Thornton and Powell，1992)。
4．搅拌型生物反应器引发 反应器直 径190mm，具有5L的工作容积，一个六 叶45o斜度的搅拌器，形成一个向下的液 体 流 ， 转 动 速 度 250r ／ min 。 0.02— 0.05vvm(vvm为每分钟每液体体积的气体 体积)的富含O2空气和0.5～1.0vvm空气在 搅拌叶片下，被喷射进反应系统。
6．水引发 是将种子先在水中预浸，然 后将种子放在相对湿度为100％的密闭容 器内培养。Fujikura等(1993)用该方法引发 花椰菜种子，效果比PEG引发要好，尤 其在低温(10℃)下发芽效果更好，但它对 老 化 种 子 的 修 复 效 果 不 如 PEG 。 水 引 发 和PEG引发(渗透引发)可能存在机制上的
平并紧接着一个适当的培养期，也应有
类似的对发芽的效应。基于这一原理， 位于英国Welles—bourne的园艺研究国际 组织发展了滚筒引发新技术，通过控制 直接吸水方法来控制种子的水势。
这一方法将种子置放在一个铝质的滚筒内，
滚筒一侧为可拆装的有机玻璃圆盘，滚筒以水
平轴转动，滚筒内种子在滚筒周线上转动，速 度为每秒1～2cm。水汽被喷人滚筒内。当种子 在滚筒内吸水24—48h时，混合是非常均匀一 致的，这一时期结束时种子非常丰满，但表面
因此，在种子引发过程中应注意病原菌的控制。 Nascimento和West(1997)报道在罗马香瓜的试验 中种子原始带菌为20％，用 KNO3+KH2P04(1．5+1．5％)在25℃黑暗下引 发6d后，种子带菌上升为94％，如在引发前用 克菌丹处理，则引发后种子带菌下降至60％。 采用不同的杀真菌剂及不同使用方法可以使种
示，生物引发的种子很少出现由最终极腐霉 (Pythiumultimum)引起的出苗前的猝倒病，在低 温土壤的效果好于杀菌剂氨丙灵(Metalaxyl)的控 制水平或与之相同。
近年来，Reese等(1998)已建立了一个新 的生物引发方法，称为加压融合生物引
发。该法采用增加空气压力，达到加速
种子水合，促进生物控制剂致金色假单 胞菌(Pseudomonasaureola—ciens)进入甜玉 米种子。结果表明，引发后的甜玉米种 子播后明显增加了出苗率。