肉豆蔻种子超低温保存技术及生理生化活性研究

［目的］研究旨在探索肉豆蔻种子超低温保存方法,并检测超低温保存对肉豆蔻种子生理生化指标的影响。［方法］ 以肉豆蔻新鲜种子为材料,分别用玻璃化法、缓慢冷冻法和直接冷冻法进行超低温保存,并测定超低温保存后生活力,对生活力最高的一组超低温保存方法保存的肉豆蔻种子进行生理生化活性测定。［结果］试验结果显示,肉豆蔻种子含水量在24.44%时,用玻璃化冷冻法和缓慢冷冻法进行超低温保存生活力分别为50.00%和46.05%,且随着含水量的增加而减少。用直接冷冻法进行超低温保存时,肉豆蔻种子生活力随着含水量的增加先增加后减少,其中含水量为27.15%时,生活力最高为62.68%。直接冷冻法超低温保存前后肉豆蔻种子浸出液电导率、超氧化物歧化酶活性和过氧化氢酶活性差异不显著,丙二醛含量降低,过氧化物酶活性和α-淀粉酶活性增高。［结论］试验表明,用液氮进行超低温保存肉豆蔻的种子是可行的。     

不同含水量对柴胡种子活力的影响

以中柴一号柴胡(Bupleurum chinense DC.)种子为材料,通过人工老化的方法,研究不同含水量对柴胡种子活力的影响.结果表明,种子含水量由7.79%降至5.82%～4.85%,柴胡种子活力保持较高水平;人工老化处理后,含水量在5.82%～4.85%之间的种子发芽率和活力指数均维持在较高水平;含水量在5.02%的柴胡种子发芽率较高,活力指数最高,浸出液最少,POD酶活性高,脱氢酶活性相对下降最少.柴胡种子含水量降低至5.82%～4.85%,能够使柴胡种子活力保持较高状态,有利于柴胡种子的长期保存和利用.     

人参裂口种子超低温保存技术研究

[目的]为人参裂口种子的长期保存建立一套技术体系。[方法]通过测定超低温保存前后裂口人参种子的生活力、发芽势、发芽率及出苗率来探究含水量及解冻方式对其超低温保存的影响;利用SSR分子标记及田间生长指标调查来鉴定超低温保存材料的遗传稳定性。[结果]含水量控制在4%~10%时,经超低温保存后的裂口人参种子仍保持较高的活力,含水量高于10%或低于4%时,活力显著下降,含水量高于30%时,种子全部失活;40℃温水浴快速解冻为最佳解冻方法;超低温保存前后的植株株高、根长等田间生长指标无明显区别;SSR分子标记未发现差异条带。[结论]含水量是影响超低温保存效果的重要因素;建立起一套安全可靠的人参裂口种子超低温保存技术;超低温保存后的材料表现型及基因型均未发生改变,遗传稳定性好。     

作物种子超低温保存方法的构建

选用稀有作物豆类、麦类、粟类中的红小豆、荞麦、谷子做试验材料，研究植物种子在液氮保存的冷冻和解冻处理方法、包装材料和种子含水量对发芽率与生长势的影响，构建植物种质资源超低温保存的最适方法。将红小豆、荞麦、谷子种子用聚乙烯袋包装后直接投入液氮中保存、经-20℃→-70℃→-196℃和经-70℃→-196℃温度梯度三种方法冷冻，于保存30天后通过缓慢解冻（在18℃室温缓慢解冻）和快速解冻（在38℃水浴锅中解冻）两种方法解冻。测定种子的发芽率和生长势，选择合适的冷冻和解冻方法。采用聚乙烯塑料袋、铝箔和牛皮纸信封包装种子，探究适宜液氮保存的种子包装材料。将种子含水量调整为7％～9％、12％～14％、17％-20％、30％～40％、40％-50％五种范围，探究液氮保存种子的适宜含水量。结果表明，红小豆、荞麦、谷子种子液氮保存采用快速冷冻、快速解冻好于温度梯度冷冻和缓慢解冻；聚乙烯塑料袋和铝箔包装材料好于牛皮纸包装；自然风干种子（12％～14％）的含水量的发芽率和生长势好于其他四种含水量。     

不同含水量对大葱种子活力的影响

本试验通过人工老化的方法,研究不同含水量对大葱种子活力的影响.结果表明:将种子含水量由8.4%降至5.5%～2.5%,不影响大葱种子活力,其发芽率、发芽指数、活力指数、脱氢酶、电导率、可溶性糖含量和MDA含量无显著变化;当含水量低于2.0%时,种子活力显著下降.经人工老化处理后,含水量在5.5%～2.5%的种子,其活力保持较高水平,且显著提高种子抗老化的能力.     

不同含水量对薏苡种子活力的影响

以辽薏苡1号种子为试验材料,通过人工老化的方法,研究不同含水量对薏苡种子活力的影响.结果表明,薏苡种子的含水量由16.94％降至14.89％,种子活力保持在较高水平.经人工老化处理后,种子含水量在14.89％时,其发芽率、发芽指数、可溶性蛋白及可溶性糖的含量均达到最大值,淀粉酶、POD酶活性也处于较高水平;而种子浸出液的电导率、丙二醛的含量处于最低水平,脱氢酶活性相对下降最少.因此,在对薏苡种子进行长时期保存时,适当降低种子的含水量有利于其保持较高的活力.     

超干处理延长菜豆种子寿命的生理生化机制研究

为研究菜豆种子在超干处理条件下抗老化能力,以菜豆品种‘将军’、‘紫冠’、‘热那亚’为试验材料,采用硅胶脱水的方法制备不同含水量的种子,并对不同程度超干处理的菜豆种子进行人工老化,对老化后种子发芽率、发芽指数、种子活力及生理指标进行测定,进一步讨论菜豆种子的最适含水量。结果表明,‘将军’种子含水量降至5.78%~6.95%时,种子各指标在老化后保持在较高水平;‘紫冠’种子含水量为5.35%~6.89%时,老化后各指标均高于自然干燥种子,且差异显著;‘热那亚’种子含水量为5.01%~6.15%时,老化后各发芽指标、热稳蛋白含量均高于自然干燥种子。说明超干保存菜豆种子具有一定的可行性。     

弧形电晕场处理对玉米种子活力及生理指标的影响

为明确电晕场处理对玉米种子活力及生理指标的影响,以玉米品种农大108和津北288为试验材料,研究了优化处理的条件及处理对玉米杂交种活力提高的幅度和生理指标的变化。结果表明,种子含水量不同时最优处理场强和时间随着种子水分含量的升高而降低;随着种子基础活力的提高,处理后种子活力的提高幅度降低,中、低活力的种子发芽率较对照提高12%~24%,活力指数提高28%~51%;在正常种子含水量（12%左右）条件下,350kV/m的场强处理5.6min条件对种子活力的提高效果较好。在优化的处理条件下,电晕场处理后α-淀粉酶、脱氢酶、SOD、POD、CAT活性均显著高于对照,而浸出液电导率显著低于对照。研究表明,在最优条件下,电晕场处理能有效提高种子活力、细胞膜的修复能力和各种代谢酶、保护酶的活性。     

白掌花粉活力检测及其超低温保存研究

对引种的20种白掌鲜花粉的活力、含水量及室温下寿命进行测定,并研究20种白掌花粉活力超低温保存2年内的变化。结果表明：所试验的白掌鲜花粉萌发率约为28%~59%,品种间鲜花粉的活力差异较大;测试的各个白掌品种鲜花粉的含水量约为10%~13%;所试验的白掌品种鲜花粉的寿命均不超过15天;同一白掌品种间,超低温保存时间的长短会使白掌品种花粉活力产生变动;超低温保存2年,所有测试白掌品种的花粉活力均没有损失,部分品种花粉活力还有明显提升,说明超低温保存为白掌花粉种质资源长期保存的一种理想方法。     

超低温保存对西瓜种子活力和生理生化特性的影响

采用铝箔/薄膜复合袋密封包装,将不同含水量(3.19％至11.65％)的西瓜种子直接快速投入液氮,经15天和35天保存后,用39℃温水解冻方式,能保持其生活力和活力,液氮保存后,新澄一号西瓜种子的细胞膜完整性、脱氢酶活性、异柠檬酸裂解酶活性和呼吸强度与室温对照种子无显著差异,而浙密二号4种含水量种子的细胞膜修复能力和完整性均极显著好于室温对照种子,脱氢酶活性和呼吸强度也比对照种子高。试验还表明,4种含水量种子的液氮贮存效果无显著差异。研究认为西瓜种子可以在超低温下保存。     

糯小麦种子超低温保存适宜含水量的研究

以5种不同含水量的糯小麦W1032种子为试验材料,进行液氮超低温保存试验,测定种子的活力指标及有关酶的活性.结果表明:种子含水量为11.88％的处理,其幼苗生长测定、冷浸试验、加速老化试验、电导率测定、模拟田间出苗率测定的主要活力指标以及ADH、POD、CAT、SOD、LOX的活性,与对照相比差异均不显著.说明糯小麦种质资源可以进行液氮超低温保存,其适宜含水量为12％.     

水稻种子室温贮藏的适宜含水量及其生理基础

测定在南昌室温贮藏9年的含水量为10.6%、7.0%、6.0%、5.0%、4.0%和3.0%的水稻种子的种子生活力和活力、浸出物电导率, 以及胚中抗氧化酶活性、脂质过氧化产物丙二醛(MDA)含量, 以期了解水稻种子在室温贮藏条件下的适宜含水量及其生理基础。结果表明, 含水量为5.0%~6.0%的种子在室温贮藏9年后发芽率仍高于50%, 其他含水量种子的发芽率均显著低于50%, 可认为5.0%~6.0%是室温贮藏的适宜含水量。适宜含水量贮藏9年的种子吸胀12 h后, 胚中抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)活性显著高于其他含水量种子, 与在-18℃贮藏9年的种子(对照)相比, 活性相当或下降幅度最小;谷胱甘肽还原酶(GR)和超氧化物歧化酶(SOD)活性变化不显著。表明在适宜含水量下保持较高的APX和CAT活性, 可能是延缓种子生活力下降的重要因素之一。而种子浸出物电导率和胚中MDA含量等未表现出与种子生活力和含水量之间有显著相关性。此外含水量3.0%水稻种子的生活力和活力显著低于其他含水量水平的种子, 表明过度干燥会产生干燥损伤。     

超干贮藏对芝麻生长发育和产量的影响

选用豫芝四号芝麻品种为材料,将不同含水量的种子分别密封在25℃和5℃时贮藏12个月。结果表明：超干贮藏对芝麻种子发芽、根和苗的生长、发育时期等有影响,而且这种影响持续到芝麻的整个生长发育过程;25℃下适当干燥能使芝麻种子保持较高活力水平,存在一个超干水平临界值,25℃贮藏时为3.78%,5℃贮藏时为6.01%,在临界值时单果重和干重均较重,植株干物质积累速度较快,蒴粒数较多,植株稍高。相关分析表明,芝麻种子活力与发芽率和株高达极显著或显著正相关,与出苗期和开花期达极显著或显著负相关。     

枇杷种子脱水敏感性的初步研究

枇杷（EriobotryajaponicaL.）种子成熟采收时含水量高达58.7％，其中子叶含水量为55.3％，胚轴的含水量为73.2％。新鲜种子的发芽率和活力指数分别为90％和0.81。轻度脱水能较大幅度地提高发芽率和活力指数。但随着脱水程度的不断加深，子叶和胚轴的超氧物歧化酶（SOD）活性下降，丙二醛（MDA）含量和种子浸泡液的电导率增加，种子活力迅速降低。当子叶和胚轴的含水量分别降至35.5％和28.0％时，种子发芽力完全丧失。枇杷种子脱水敏感的一个重要原因就是在脱水劣变过程中，发生了膜脂过氧化作用，从而使膜脂含量下降，膜结构和功能受损，最终导至种子活力丧失。     

水稻种子耐干性机理的研究

以籼稻C38、粳稻京21、杂交稻秋优3为材料,进行种子超干储藏特性的研究,进而探讨种子耐干性的机理。通过超干水稻种子生活力和活力的比较,发现籼稻C38耐干性较强。超干有利于保持种子抗氧化酶系统的完整性,因此超干能提高种子的耐储性。对超干种子可溶性糖含量与组分进行分析,结果表明随着种子含水量的降低,蔗糖含量增高,多糖和葡萄糖含量降低,籼稻C38的蔗糖含量明显低于粳稻京21和杂交稻秋优3。用热重仪测定的种子含水量与烘干法得到的数据相吻合,用差示热量扫描仪测定束缚水/自由水的比例和玻璃化转变温度Tg,发现籼稻C38的Tg高于粳稻京21和杂交稻秋优3,籼稻C38束缚水/自由水比例大于粳稻京21和杂交稻秋优3,而束缚水/自由水的比例与耐干性成正相关。由此表明,耐干性在不同的水稻品种间有明显的差异,籼稻C38的耐干性较强。     

不同小麦品种(系)的存放种子活力比较研究

为发掘利用高活力小麦种质材料,揭示不同小麦品种间(系)的种子活力差异及其内在生理原因,本研究以置于常温种子库老化6年的180个小麦品种(系)的种子为材料进行了种子活力比较研究。结果表明:不同小麦品种(系)间发芽率存在显著差异,其中35个小麦品种(系)的种子完全失活、不能发芽,种子活力最高的3个品种分别为豫麦18(92%),西农3517(76%)和浏虎98(72%);测定了种子浸出液电导率、种子含水量和籽粒品质性状并与发芽率进行了相关分析,发现发芽率与电导率和籽粒淀粉含量呈极显著负相关,与含水量呈显著负相关,但与籽粒总蛋白质含量相关不显著;进一步对种子活力高低差异显著的6个品种(系)进行了种子萌发关键激素赤霉素(GA3)和脱落酸(ABA)的测定,发现3个高活力小麦品种(系)(豫麦18、西农3517、浏虎98)种子中GA3/ABA的比值均显著高于3个低活力品种(系)(西农2003、洛麦21和陕麦107)。本研究表明,种子活力性状在小麦种质资源中存在广泛变异,植物内源激素GA3和ABA的相对含量是影响种子活力高低的关键因素。