玉米冀玉8号种子人工老化与修复

第３１卷第５期２０１２年５月　种子（Ｓｅｅｄ）　Ｖｏ１．３１　Ｎｏ．５　Ｍａｙ．２０１２　

玉米冀玉８号种子人工老化与修复　

王泽霖。　曲波。林风　

（沈阳农业大学生物科学技术学院，辽宁沈阳１１０８６６）　

摘要：长期保存的种子会发生老化，活力会降低。为研究种子活力的修复，采用高温老化法处理玉米冀玉８号种子，模拟　自然老化，将种子用铝箔袋密封包装置于５０℃恒温箱，用ＣａＣＩ２、ＡｓＡ、ＧＡ３溶液对不同老化程度的种子进行修复处理，测　定种子生活力、活力和幼苗生长情况。结果表明，随老化处理时间延长，种子的发芽能力、活力和幼苗生长速度不断下　降；修复剂处理对不同老化程度种子的修复能力有差异，其中ＧＡ　和ＡｓＡ只对中低活力（老化５、６、７　ｄ）种子的发芽势和　幼苗生长速度有一定修复作用，ＣａＣＩ：对各梯度老化种子均有修复作用，并且修复效果好于ＧＡ　和ＡｓＡ，主要体现在可　以显著提高幼苗的生长速度。对比了不同浓度的ＣａＣ１２的修复效果，发现０．０２５　ｍｇ／Ｌ　ＣａＣ１　溶液的修复效果较好。　关键词：玉米；种子；人工老化；修复剂　中图分类号：Ｓ　５１３　文献标志码：Ａ　文章编号：１００１—４７０５（２０１２）０５－００３４－０６　

Ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ　Ａｇｉｎｇ　ａｎｄ　Ｐｒｉｍｉｎｇ　ｏｎ　Ｍａｉｚｅ　Ｊｉｙｕ　Ｎｏ．８　Ｓｅｅｄｓ　

ＷＡＮＧ　Ｚｅ－ｌｉｎ，ＱＵ　Ｂｏ，ＬＩＮ　Ｆｅｎｇ　（Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，　

Ｓｈｅｎｇｙａｎｇ　Ｌｉａｏｎｉｎｇ　１　１０８６６，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌｏｎｇ－ｓｔｏｒｅｄ　ｓｅｅｄｓ　ａｒｅ　ｅａｓｙ　ｔｏ　ａｇｅ　ａｎｄ　ｔｏ　ｌｏｗｅｒ　ｖｉａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｏ　ｓｔｕｄｙ　ｔｈｅ　ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｅｅｄ　ｖｉａｂｉｌｉｔｙ，　ｗｅ　ｕｓｅｄ　ａ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｈｉｇｈ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ—ａｇｉｎｇ　ｔｏ　ｓｉｍｕｌａｔｅ　ｎａｔｕｒａｌ　ａｇｉｎｇ　ｆｏｒ　ｍａｉｚｅ　Ｊｉｙｕ　Ｎｏ．８．Ｗｅ　ｐｕｔ　ｓｅｅｄｓ　ｅｎ—　ｖｅｌｏｐｅｄ　ｗｉｔｈ　ａｌｕｍｉｎｕｍ　ｆｏｉｌ　ｂａｇ　ｉｎｔｏ　ａ　ｔｈｅｒｍｏｔａｎｋ　ａｔ　５０　ｏＣ，ｔｈｅ　ｓｅｅｄｓ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ａｇｉｎｇ　ｅｘｔｅｎｔ　ｗａｓ　ｔｒｅａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　

ＣａＣ１２，ＡｓＡ　ａｎｄ　ＧＡ３　ｓｏｌｕｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｖｉａｂｉｌｉｔｙ，ｖｉｇｏｒ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｓｅｅｄｌｉｎｇｓ　ｇｒｏｗｔｈ　ｗａｓ　ｔｅｓｔｅｄ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｎｄｉｃａｔｅｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｓｅｅｄ　ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｃａｐａｃｉｔｙ，ｖｉａｂｉｌｉｔｙ　ａｎｄ　ｇｒｏｗｔｈ　ｒａｔｅ　ｏｆ　ｓｅｅｄｌｉｎｇ　ｄｅｃｌｉｎｉｎｇ　ｗｉｔｈ　ｅｘｔｅｎｄ　ｏｆ　ｓｅｅｄ　

ａｇｉｎｇ，ｔｈｅ　ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ　ｃａｐａｃｉｔｙ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｄｅｇｒｅｅ　ｏｆ　ａｇｉｎｇ　ｉｓ　ａ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ　ｕｎｄｅｒ　ｔｈｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ｒｅｍｅｄｉａｔｏｒ．　ＧＡ３　ａｎｄ　ＡｓＡ　ｏｎｌｙ　ｗｏｒｋ　ｗｈｅｎ　ｓｅｅｄ　ｖｉａｂｉｌｉｔｙ　ｗａｓ　ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ　ｏｒ　ｌｏｗ（５　ｄ，６　ｄ，７　ｄ　ａｇｉｎｇ），ｗｈｉｌｅ　ＣａＣ１２　ｈａｓ　ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｎ　ｓｅｅｄｓ　ｏｆ　ａｎｙ　ｇｒａｄｉｅｎｔ　ｏｆ　ａｇｉｎｇ　ａｎｄ　ｔｈａｔ　ａｒｅ　ｂｅｔｔｅｒ　ｔｈａｎ　ｔｈａｔ　ｉｎ　ＧＡ３　ａｎｄ　ＡｓＡ．Ｃｏｍｐａｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｄｅｎｓｉｔｙ　ｏｆ　ＣａＣ１２，０．０２５　ｍｓ／Ｌ　ＣａＣＩ２　ｂｒｉｎｇ　ａｂｏｕｔ　ａ　ｓｔｒｉｋｉｎｇ　ｅｆｆｅｃｔ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　ｍａｉｚｅ；ｓｅｅｄｓ；ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　ａｇｉｎｇ；ｒｅｍｅｄｉａｔｏｒ　

玉米（Ｚｅａ　ｍａｙｓ　Ｌ．）属禾本科（Ｇｒａｍｉｎｅａｅ）玉蜀黍　族（Ｍａｙｄｅａｅ）玉蜀黍属，不仅是世界重要的粮食作物，　

也是食品、化工、医药、纺织和造纸等行业的重要原料。　

中国常年玉米种植面积近２　４００万ｈｍ　，总产量约１．２８　

亿ｔ，是世界第二大玉米生产国，产量占世界总产的　

２０．６８％…。玉米产量的高低，直接影响到我国的粮食　

生产总量　Ｊ。因此，玉米在我国农业的可持续发展中　

占有非常重要的地位。随着经济的发展和人们生活水　平的不断提高，玉米种子的需求量也会相应地提高，因　

而，如何使玉米种质资源保存的时间更长是一个备受　关注的问题。根据国际植物遗传资源委员会（ＩＢＰＧＲ）　推荐条件，目前玉米种质资源一般贮藏在一１８℃的条　

件下，种子含水量通常为５％±１％。随着贮藏时间的　延长，种子仍会发生老化，活力下降，生理特性发生改　变　Ｊ。种子活力测定中，发芽势、发芽率和发芽指数　

用于衡量种子的萌发能力和萌发速度，是种子生活力　

强弱的表现；萌发相同时间的幼苗长度反应幼苗的生　长状况，种子的活力指数由幼苗长度与种子生活力共　

同决定。在农业生产中，种子衰老（劣变）可降低种子　质量，如活力、生活力、耐贮藏能力和田间建植率等，给　

收稿日期：２０１２—０１—２２　基金项目：第４３批博士后科学基金（编号：２００８０４３０１８７），分子标记与轮回选择相结合改良玉米抗病种质资源。　作者简介：王泽霖（１９８６一），男，在读硕士研究生，研究方向：发育生物学；Ｅ—ｍａｉｌ：ｗａｎｇｚｅｌｉｎ１９８６＠ｓｉｎａ．ｃｏｒｎ。　通讯作者：曲波（１９７２一），女，副教授，博士，研究方向：外来人侵生物风险评价及其防治；Ｅ－ｍａｉｌ：ｓｙａｕ＿ｑｂ＠１６３．ｃｏｍ。　林风（１９６６一）女，教授，博士，研究方向：分子育种；Ｅ—ｍａｉｌ：ｆｅｎｇｌｉｎｓｎ＠ｙａｈｏｏ．ｃｏｍ．ｃｎ。　

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　研究报告　王泽霖等：玉米冀玉８号种子人工老化与修复　

农业生产带来巨大的经济损失。有研究表明，利用膜　修复剂（ＣａＣ１２等）［１３，１４　３、抗氧化剂（ＡｓＡ）¨　引以及植　

物生长调节激素［２叩对种子进行吸湿回干处理可以提　

高种子的活力。因此，开展提高或修复老化种子活力　

的研究，对种质资源的安全贮存和适时更新都具有十　分重要的意义。　

１材料与方法　

１．１材料　供试材料为２００８年收获的玉米冀玉８号种子，由　中国农业科学院国家粮食作物中期库提供。种子含水　

量为１４．６８％，铝箔袋密封包装，保存于一４℃条件下　备用。　

１．２方法　１．２．１／，－ｒ￣速种子老化　

采用Ｘｉｎ等　的方法，在密封避光条件下，５０℃　恒温箱内分别老化０、３、５、６、７　ｄ。取出后室温平衡　

１　ｄ，备用。　１．２．２修复剂处理　将上述５个梯度的人工老化种子在２５℃条件下，　采用王自霞　¨的方法，分别用５００　ｍｇ／Ｌ　ＧＡ３，０．０１５　

ｍｇ／Ｌ　ＣａＣ１２，５００　ｍｇ／Ｌ　ＡｓＡ三种溶液中浸泡２４　ｈ，浸泡　

时溶液刚好没过种子为宜。浸泡后用蒸馏水洗净残留　

在种子表面的溶液，室温风干１２—１６　ｈ，至原来的重　量。对照组采用蒸馏水处理。　１．２．３不同浓度ＣａＣ１，对种子的修复比较　ＣａＣ１　处理对老化３　ｄ种子的修复效果较好，因此　

取老化０　ｄ和３　ｄ的种子，分别用０．０１、０．０１５、０．０２、　０．０２５　ｍｇ／Ｌ　ＣａＣ１　溶液修复，处理方法同上，以蒸馏水　

处理为对照组。　１．２．４种子活力检验　利用自主研发的直立发芽装置（专利号：　

２０１０２０５２７１４９．２）进行种子活力检验。用双层滤纸垫　在发芽板的槽中，再将种子放入垫好滤纸的种子槽中，　

依次竖直放入装有蒸馏水的底盒中。发芽装置放人　２５℃发芽箱，无光照条件下培养７　ｄ。每个试验组随　机取２０粒种子，重复４次。数据记录和各指标计算参　照国际种子检验规程　Ｊ，即每隔２４　ｈ记录发芽数，第７　

天测量每株幼苗的根长和芽长。计算种子发芽势、发　芽率、发芽指数、活力指数。　

１．２．５统计方法　对所得数据进行单尾检验（ＳＰＳＳ　１８．０软件），用　

多重比较字母标记法对结果进行标记。　２实验结果　

２．１人－ｒ￣ｊ，速老化对冀玉８号种子活力的影响　

未经老化处理（０　ｄ）的种子活力很高，种子萌发迅　

速，发芽率高，幼苗生长速度快，吸胀３　ｄ（即发芽势）　时已经有９２．５％的种子发芽，萌发７　ｄ幼苗长度达到　１９．３０　ｃｍ。活力指数达到１４８．４６。经过人工加速老　化，种子的活力随着老化天数的增多逐渐下降，主要表　

现为萌发速度变慢，发芽率不断降低，幼苗长度逐渐降　低，老化处理３、５、６、７　ｄ的种子，幼苗平均长度分别降　低至ｌ５．６ｌ、８．３４、６．２０　ｃｍ和１．９３　ｃｍ。老化处理３　ｄ，　

发芽率降低至８１．３％，发芽指数和活力指数分别降低　至６．０８和９５．２；而老化时间增加至６　ｄ时，发芽率降　

至５１．３％，发芽指数和活力指数分别进一步降低至　２．８和１７．３１。老化７　ｄ的种子几乎丧失活力，发芽率　

降至２５％，活力指数降幅达到１４６．２７。　表１　人工加速老化对冀玉８号种子活力的影响　

注：同一列内不同字母表示数据间存在显著差异（ＬＳＤ，Ｐ＜０．０５）。　２．２不同修复剂对种子的修复作用　２．２．１对种子生活力的修复　实验结果表明，蒸馏水处理各梯度老化种子的发　

芽势、发芽率和发芽指数均有降低，老化０、３　ｄ种子的　发芽势降低幅度较大，为１０％～２５％，老化５、６、７　ｄ的　

种子次之，不超过１０％，其中老化７　ｄ的种子的发芽势　为０。蒸馏水处理后，老化０、５、６　ｄ和７　ｄ种子的发芽　

率和发芽指数显著降低。　ＣａＣ１　、ＧＡ３和ＡｓＡ三种修复剂对老化０　ｄ和３　ｄ　的种子修复效果不明显，而对老化５、６　ｄ和７　ｄ种子的　

修复效果较好，生活力有所提高，老化０　ｄ的种子经　ＧＡ　和ＡｓＡ处理后，发芽势、发芽率和发芽指数甚至　

出现了一定程度的下降。　

ＣａＣ１　处理提高了老化６　ｄ种子的发芽势、发芽率　和发芽指数，提高了老化７　ｄ种子的发芽率和发芽指　数。其中，老化６　ｄ种子的发芽率和发芽指数分别提　

高１０％和０．９，老化７　ｄ种子的发芽率提高８％，均达　到显著水平。但是对老化５　ｄ种子没有显著的修复　

效果。　

ＧＡ　处理对老化５、６　ｄ的种子修复效果不明显，　但是对老化７　ｄ种子的发芽势、发芽率和发芽指数有　显著作用，分别提高７．５％、２０％和１．０９。　

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