【类型】期刊

【作者】王文舒，郭素娟（北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室）

【作者单位】北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室

【刊名】种子

【关键词】 白皮松；种子；超干贮藏；回湿处理

【资助项】中央高校基本科研业务费专项资金资助

【ISSN号】1001-4705

【页码】P19-24

【年份】2019

【期号】第10期

【期刊卷】1;|7

【摘要】采用硅胶法,对白皮松种子进行脱水处理,对获得的各含水量种子(7.27%、4.14%、3.19%和2.18%)进行3个月的室温贮藏,以常规冷库贮藏种子为对照。通过对贮藏前及贮藏后经回湿处理的种子进行发芽、酶活性及丙二醛的测定,研究超干贮藏与回湿处理对白皮松种子萌发及生理特性的影响。结果表明:(1)与未贮藏种子相比,不同含水量的种子贮藏后其发芽和生理指标均有所下降,但含水量为3.19%的种子各指标降幅最小,其中发芽率仅下降4.88%,达到52%;与冷库贮藏种子相比,含水量为3.19%的种子各指标也没有显著差异;(2)与未回湿种子相比,经回湿处理后的各含水量种子发芽和生理指标都有所提高,其中含水量为3.19%的种子各指标均已超过初始种子,发芽率达68%,酶活性保持在最高水平,种子的抗脂质氧化能力最强。

【全文】 文献传递

超干贮藏与回湿处理对白皮松种子萌发及生理特性的影响

王文舒， 郭素娟

(北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室， 北京100083)

摘要:采用硅胶法，对白皮松种子进行脱水处理，对获得的各含水量种子(7．27%、4．14%、3．19%和2．18%)进行3个月的室温贮藏，以常规冷库贮藏种子为对照。通过对贮藏前及贮藏后经回湿处理的种子进行发芽、酶活性及丙二醛的测定，研究超干贮藏与回湿处理对白皮松种子萌发及生理特性的影响。结果表明:(1)与未贮藏种子相比，不同含水量的种子贮藏后其发芽和生理指标均有所下降，但含水量为3．19%的种子各指标降幅最小，其中发芽率仅下降4．88%，达到52%;与冷库贮藏种子相比，含水量为3．19%的种子各指标也没有显著差异;(2)与未回湿种子相比，经回湿处理后的各含水量种子发芽和生理指标都有所提高，其中含水量为3．19%的种子各指标均已超过初始种子，发芽率达68%，酶活性保持在最高水平，种子的抗脂质氧化能力最强。

关键词: 白皮松;种子;超干贮藏;回湿处理

超干贮藏是指将种子水分降至5%以下，密封后将其置于室温条件下进行贮藏的一种方法［1］，这样不仅能够节约能源、减少经费，而且方便、快捷，应用前景非常广阔。国内外学者对蔬菜和农作物种子进行过大量的超干贮藏研究［2～8］，而对于种类繁多、来源丰富的林木种子的研究却较少［9～15］。

经过超干处理的种子，在进行发芽试验时，会由于吸水速度过快而造成细胞膜受损，即种子的吸胀损伤，而如果使超干种子在萌发前先进行缓慢吸水，则可以有效降低种子的吸水速率，为种子再合水过程中完成膜体系的修补创造必要条件，这对低含水量的种子细胞膜结构和功能的恢复非常有利［16］。本试验通过对贮藏后的各含水量种子进行逐级回湿处理，研究回湿对不同含水量种子的萌发及生理特性的影响，为回湿在超干贮藏的种子中应用的必要性提供理论依据。

白皮松(pinus bungeana)是我国华北地区特有的优良乡土树种，其树干苍翠挺拔、树形多姿多态，早已广泛应用于庭园绿化之中。王永超等［14］对白皮松种子的抗老化性进行过研究，而本文重点研究超干贮藏及回湿处理对白皮松种子萌发及生理的影响，为白皮松等林木种子超干贮藏的可行性进一步提供理论依据，为林业生产与应用提供技术指导。

1 试验材料与方法

1．1 材 料

本试验的白皮松种子2010年10月产于河南省南阳市西峡县，种子的初始含水量为12．43%，千粒重为142．61 g，发芽率为 64%。

1．2 方 法

1．2．1 种子的脱水处理

种子的脱水处理采用硅胶干燥法［14］，将种子置于尼龙网袋，埋于干燥器内硅胶中，硅胶与种子重量比为5∶1，于室温下(白天25℃，夜晚15℃)脱水干燥，每天定时更换120℃充分冷却的干燥硅胶，每隔一定时间称重，调制出含水量为7．27%(国家标准安全含水量范围)、4．14%、3．19% 和 2．18% 的种子，然后把不同含水量的种子密封于双层铝箔袋中进行贮藏。

1．2．2 贮藏方法

脱水处理后的各含水量种子置于室温下进行贮藏，对照为置于0～5℃冷库中进行贮藏的安全含水量种子(7．27%)。

1．2．3 回湿处理

到播种期时，将各处理种子拿出，顺序放入饱和CaCl2水溶液(20℃相对湿度为35%)、饱和NaCl水溶液(20℃相对湿度为70%)以及蒸馏水(20℃相对湿度为100%)所平衡的干燥器中，密封，各平衡48 h，进行逐级回水处理。

1．2．4 指标测定

(1)发芽:按《林木种子检验规程》GB－2722－1999的技术标准进行发芽试验。4个重复，发芽率(%)=发芽的种子数/检测的种子数×100%。发芽指数Gi=∑Gt/Dt，其中，Gt:在时间 t的发芽数;Dt:至t日的发芽天数。活力指数Vi=L×Gi，其中，L:平均芽长(cm);Gi:发芽指数。

(2)生理特性:过氧化物酶(POD)活性的测定采用愈创木酚法进行;超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定采用NBT(氮蓝四唑)光还原法进行;过氧化氢酶(CAT)活性的测定采用紫外吸收法进行;丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法进行。

1．3 数据分析

方差分析与多重比较应用DPS 7．05数据分析系统完成。

2 结果与分析

2．1 含水量与贮藏条件对白皮松种子萌发及生理特性的影响

2．1．1 发芽指标的变化

对贮藏前后的各含水量白皮松种子进行发芽试验，发芽率、发芽指数及活力指数如图1～3所示。

从图1～3可以看出，各含水量种子在贮藏前发芽率、发芽指数及活力指数都从3．19%开始表现出下降趋势，发芽率、发芽指数及活力指数的降幅分别为14．58%、23．49%及37．51%，而4．14%和7．27%种子的发芽能力与初始和对照种子相比，并没有显著差异;但是经过3个月的贮藏后发现，各含水量种子萌发能力与未贮藏种子相比，都有不同程度的降低，其中，含水量为3．19%的种子与其他各含水量种子相比，发芽率、发芽指数及活力指数的降幅最小，分别为4．88%、4．92%及 11．16%，含水量为 2．18% 和 7．27% 的种子经贮藏后萌发能力最差。结果表明，适度降低种子的含水量能使种子的发芽能力保持在一个较好的水平，但并不是含水量降得越低越好，要有一个适度含水量范围，本试验中3．19%的含水量为白皮松种子超干贮藏的最适含水量。

对冷库和室温条件下贮藏的各种子发芽情况进行分析后发现，冷库贮藏种子(含水量为7．27%)与室温贮藏的各含水量种子相比，发芽率、发芽指数及活力指数虽然相对较高，但与含水量为3．19%的种子相比却没有显著的差异，而与室温贮藏的相同含水量的种子(7．27%)相比，却有极显著的差异，这说明种子在贮藏时，适当地降低含水量能达到与降低温度相同的效果，而如果贮藏时含水量较高且温度也较高，那么种子的萌发能力就会有很大程度的降低。

2．1．2 酶活性的变化

对贮藏前后的各种子的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化氢酶(CAT)活性进行测定，结果如图4～6所示。

从图4～6可以看出，经过一段时间的贮藏后，各含水量种子的酶活性与未贮藏种子相比，都有不同程度的降低，但含水量为3．19%的种子与其他各含水量种子相比，POD、SOD及CAT活性的降幅最小，分别为9．72%、4．18% 及 6．69%，含水量为 7．27% 的室温贮藏种子降幅最大，分别为 77．42%、58．37%及54．07%。结果表明，超干种子在贮藏过程中酶活性比同样条件下贮藏的安全含水量种子保持较好，种子抵制活性氧、清除自由基有害物质的能力较强。

从图中也可以看出，作为对照的冷库贮藏种子的酶活性与室温贮藏的含水量为3．19%的种子相比，并没有显著差异，但与其他各含水量种子相比，却都表现出极显著的差异。冷库贮藏后的种子与初始值相比，POD、SOD及 CAT活性下降幅度也较小，分别为23．14%、8．03%及 21．19%。另外，在冷库条件下贮藏的含水量种子与在室温条件下贮藏的相比，其酶活性有了极大程度的提高。以上结果表明，含水量为3．19%的室温贮藏种子也能使其内部的抗氧化酶系统保持较好的完整性;低温贮藏对安全含水量种子的抗氧化酶系统的破坏相对较小。

2．1．3 丙二醛含量的变化

对贮藏前后的各种子进行丙二醛(MDA)含量的测定，结果如图7所示。

从结果可以看出，贮藏后的各含水量种子MDA含量与贮藏前相比，都有所增加，但含水量为3．19%的种子增幅最小，仅为8．21%，而7．27%的种子增幅最大，达到45．57%。这表明含水量为3．19%的种子在贮藏中脂质过氧化作用的发生程度最轻，表现出最强的抗脂质过氧化性。

对于安全含水量的种子，在冷库条件下进行贮藏时，MDA含量增加得较少，而在室温下贮藏时，其含量增加幅度最大，说明低温贮藏能有效抑制有毒物质的积累;对于室温贮藏的含水量为3．19%的种子，其MDA含量与冷库贮藏的种子相比，差异不显著，说明室温贮藏的含水量为3．19%的种子与冷库贮藏的安全含水量种子的抗脂质氧化能力相同。

2．2 回湿处理对种子萌发效果的影响

2．2．1 种子萌发的变化

对贮藏后的各含水量种子分别进行未回湿处理和回湿处理，并对回湿后的各含水量种子进行发芽试验，发芽率、发芽指数及活力指数结果如图8～图10所示。

结果表明，室温贮藏的各含水量种子经回湿处理后，发芽率、发芽指数及活力指数都有很大程度的提高，其中含水量为3．19%的种子各发芽指标甚至超过初始值，发芽率、发芽指数及活力指数分别比初始值提高了6．25%、18．14%及22．30%，且与其他含水量种子的结果相比，有极显著的差异;含水量为4．14%的种子发芽结果与常规冷库贮藏种子的相比，差异不显著，但二者的值明显高于含水量为2．18%及7．27%的种子，差异极显著。这表明回湿处理对超干种子的萌发有显著的提高作用，而作为对照的种子可能由于本身含水量处于安全含水量范围，且贮藏温度比较低，使得活力保持得比较好，所以回湿后各发芽指标都没有显著提高。

2．2．2 酶活性的变化

对回湿和未回湿的各含水量种子进行POD、SOD及CAT活性的测定，结果如图11至图13所示。

经分析发现，除冷库条件下贮藏的对照种子外，室温条件下贮藏的各含水量种子经回湿处理后，其酶活性与未回湿处理的相比，均有显著的提高，其中含水量为3．19%的种子的酶活性达到最大，POD、SOD及CAT活性与初始值相比分别提高了9．16%、4．84%和3．40%，但含水量为2．18%和7．27%的种子虽然有所提高，但是其值远低于含水量为3．19%的种子，差异极显著，含水量为4．14%的种子与冷库贮藏的种子酶活性相比，差异不显著。以上结果表明，回湿处理对超干贮藏种子的抗氧化酶系统的修复有显著的提高作用，而对低温贮藏的安全含水量种子的提高作用相对较小。

2．2．3 丙二醛含量的变化

回湿处理后的各含水量种子的MDA含量与未回湿处理的相比，均有显著降低(如图14所示)，其中含水量为3．19%的种子MDA含量最少，且低于初始种子的含量，降低幅度达8．62%。对照种子经回湿处理后，与未回湿处理相比，并没有显著降低，但与含水量为3．19%的超干种子相比，却有显著差异。以上结果表明，回湿处理对超干贮藏过程中的种子内脂质过氧化作用的发生有显著的抑制作用，使超干贮藏后的种子内有毒物质的积累减少，从而使种子保持较好的抗性。

3 讨论与结论

3．1 讨 论

以往对种子的保存方法主要是用低温库，但是低温贮藏耗资巨大，这对于经济不发达地区和单个育种单位、种子经营单位来说是很难实现的［17］，20世纪80年代末兴起的种子超干贮藏技术正适应了这一需求，成为国内外种子学、植物学、保护学的热点之一［18］。李毅等［17］对沙冬青和霸王种子的研究也表明，沙冬青和霸王种子含水量分别降至4．67%和3．89%时，种子活力虽略有下降，但明显高于对照;程晓峰等［19］对黄檀种子的研究结果也表明黄檀种子含水量降至4．5%后，能显著提高抗老化劣变的能力。

POD、SOD及CAT是种子体内清除自由基的酶促系统，是种子自身抵制活性氧、清除自由基有害物质的“清除剂”，是种子生活力和活力的重要指标，与种子活力呈正比。MDA是种子在贮藏过程中随着劣变的发生而逐渐积累的有毒的脂质过氧化产物，其含量常用以表示种子中脂质过氧化程度，与种子活力呈反比［15］。刘艳萍等［20］对大叶白麻种子活力进行研究表明，含水量为3．37%的超干种子细胞膜系统的完整性良好。王舒凤等［1］对杉木马尾松种子进行超干处理研究后表明，种子含水量降至合适的范围时，种子发芽率、活力均保持较高水平，细胞膜保持较高的完整性，酶活性和呼吸强度都较高。

种子超干燥处理后如不经过一些预先的回湿处理，则会出现吸胀损伤，逐级回湿处理对超干种子的活力恢复有着显著的促进作用，胡小荣等［21］研究了超干燥红麻种子预先回湿的方法，结果表明，超干燥红麻种子的吸胀损伤问题可以通过缓慢吸水来解决。孙爱清等对棉花种子的研究也发现，缓湿处理可使超干种子的发芽力、活力显著提高;Ellis等［23］建议用相对湿度100%的空气进行渗透调节，使低含水量种子水分平衡，从而防止直接吸胀损伤种子;王永超等［14］研究表明，经引发处理后的低含水量白皮松种子的SOD、CAT和POD的活力比对照种子的活力高，丙二醛含量比对照种子的含量低。

3．2 结 论

本试验结果表明，白皮松种子在贮藏过程中含水量和温度对其萌发效果影响很大，适度地对种子进行超干燥处理，不但不会使种子失去活力，反而会使其在长期贮藏中表现出较好的活力和抗性，可以达到与常规的冷库贮藏相同的效果;含水量为3．19%的种子在经一段时间的贮藏后，与未贮藏种子相比发芽指标下降幅度最小，且种子内POD、SOD及CAT等抗氧化酶系统也保持得较完好，抗脂质氧化能力也较强，是白皮松种子超干贮藏的最适含水量;另外，超干贮藏后的种子在经回湿处理后，发芽指标、酶活性及抗脂质过氧化能力都有不同程度的提高，但是本试验使用其他的回湿方法与逐级回湿结果进行比较，如PEG或无机盐等，使用这些引发剂也许会对超干贮藏后的种子的萌发和生理特性的提高作用更显著，这都需要后续的试验来进一步研究证实。

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Effect of Ultra-dry Storage and Pre-Humidification Treament on Seed Germination and Physiological Characteristics of Pinus bungeana

WANG Wen-shu，Guo Su-juan
(Beijing Forestry University ，Key lab for siliviculture and conservation of MOD，Beijing 100083)

Abstract:Different moisture content of Pinus bungeana seeds(7．27%、4．14%、3．19%and 2．18%)were desiccated by silica gel，and then storaged in ambient temperature for 3 months，and with the seeds storaged in refrigerator as the control．The ability of germination，the activity of enzymatic and the content of malonaldehyde were determined after pre-humidification treatment．The results indicated that:(1)The germination and physiological indexes of seeds which had been storaged all decreased to some extent，compared with not storaged seeds，but the moisture content of 3．19%seeds had the minimum decreasing，the germination only decreased 4．88%，come up to 52%．When compared with the control seeds，the germination and physiological indexes of the seeds with the MC of 3．19%had insignificant difference．(2)The germination and physiological indexes of the seeds which were pre-humidification treamented all increased to some extent，compared with un-humidification seeds，and the indexes of seeds with MC of 3．19%even overdue the initial seeds，achieve to the maximum，the germination reached to 68%，the activity of enzymatic were kept at the highest level，and the ability of resist lipid oxidation was also in the best status．

Key words: Pinus bungeana;seed;Ultra-dry Storage;Pre-Humidification Treament

中图分类号: S 791．243

文献标志码: A

文章编号: 1001－4705(2011)10-0019-06

收稿日期:2011－06－17

基金项目:中央高校基本科研业务费专项资金资助。

作者简介:王文舒(1987－)，女，硕士研究生，研究方向:林木种苗培育理论与技术;E-mail:wawesh_2086@sina．com。