電導(dǎo)法測定小麥種子活力

朱銀等

摘要：以人工加速老化的3個(gè)小麥品種種子為材料，測定20 ℃恒溫條件下不同活力水平的種子浸泡液電導(dǎo)率，對(duì)電導(dǎo)法測定小麥種子活力進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，發(fā)芽率有較大差異的小麥種子浸泡24 h后的電導(dǎo)率與發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)均呈顯著負(fù)相關(guān)，電導(dǎo)法可作為快速測定小麥種子活力的重要參考指標(biāo)。

關(guān)鍵詞：小麥；電導(dǎo)率；種子活力；發(fā)芽率；發(fā)芽指數(shù)

中圖分類號(hào)： S512.102文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A文章編號(hào)：1002-1302（2014）09-0078-02

收稿日期：2014-04-04

基金項(xiàng)目：江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[編號(hào)：CX（12）5087]。

作者簡介：朱銀（1984—），女，江蘇淮安人，碩士，助理研究員，主要從事農(nóng)業(yè)種質(zhì)資源信息系統(tǒng)建設(shè)與維護(hù)研究。Tel：（025）84391665；E-mail：zy1984826@126.com。

通信作者：顏偉，副研究員，主要從事作物遺傳改良和種質(zhì)資源評(píng)價(jià)研究。E-mail：yanw9@hotmail.com。江蘇省農(nóng)作物種質(zhì)資源中期庫保存了4萬多份種質(zhì)資源，為了及時(shí)掌握庫藏種質(zhì)資源的健康狀況，有必要對(duì)庫藏種質(zhì)的活力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。目前，種子活力檢測主要依靠發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)等傳統(tǒng)測定方法，存在測定工作量大、周期長等諸多不足，迫切需要尋找簡易、快速、準(zhǔn)確的種子活力檢測新途徑。電導(dǎo)法是一種簡易、快速、客觀的活力測試方法，Hibbard和Miller早在1928年就指出，在大多數(shù)情況下，玉米、豌豆和貓尾草種子的發(fā)芽能力與種子浸出液的電阻有關(guān)。Matthews和Bradonck在1968年證明豌豆、菜豆田間出苗率與電導(dǎo)率存在負(fù)相關(guān)。生活力與電導(dǎo)率的負(fù)相關(guān)早已得到了公認(rèn)[1]。目前，國外一些種子檢驗(yàn)部門經(jīng)常使用電導(dǎo)法檢驗(yàn)豌豆、菜豆、大豆、玉米等種子活力[2]。近年來，國內(nèi)關(guān)于種子活力測定方法的研究逐漸增多，電導(dǎo)率測定種子活力的研究主要集中在大豆、棉花、玉米、花生、谷子、林木等，而電導(dǎo)法測定小麥種子活力的研究報(bào)道很少。本試驗(yàn)以種子活力生理測試指標(biāo)為對(duì)照，與電導(dǎo)法測定的種子浸泡液電導(dǎo)率結(jié)果進(jìn)行比較研究，以期明確小麥種子浸泡液電導(dǎo)率與種子活力的關(guān)系，找到利用電導(dǎo)法測定小麥種子活力的方法。

1材料與方法

1.1材料

小麥種子為揚(yáng)麥16、寧麥18、淮麥28，分別由江蘇里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所、江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、江蘇徐淮地區(qū)淮陰農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所提供，其中揚(yáng)麥16和寧麥18是紅皮小麥，淮麥28是白皮小麥。

1.2方法

1.2.1人工老化處理試驗(yàn)前將種子水分平衡至15%，用錫箔袋真空包裝后分別置于-4、25、35、45 ℃的種子老化箱中進(jìn)行人工老化處理。每隔20 d定期取樣進(jìn)行種子電導(dǎo)率和活力測試。

1.2.2電導(dǎo)率測定每個(gè)樣品設(shè)3次重復(fù)，每次重復(fù)隨機(jī)選取50粒大小均勻、無損傷的凈種子，用去離子水沖洗3次，用濾紙吸干浮水，將種子置于潔凈的150 mL燒杯中，加入 100 mL 去離子水，于20 ℃恒溫條件下浸泡24 h，用梅特勒-托利多SG3電導(dǎo)率儀測定浸泡液的電導(dǎo)率。以去離子水為對(duì)照，每重復(fù)實(shí)際電導(dǎo)率=重復(fù)電導(dǎo)率讀數(shù)-對(duì)照讀數(shù)。

1.2.3發(fā)芽率測定參照GB/T 3543.4—1995《農(nóng)作物種子檢驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。取完成電導(dǎo)率測定結(jié)果后的種子依次置于發(fā)芽床為中性濾紙的發(fā)芽盒中，3次重復(fù)，每次重復(fù)50粒種子，發(fā)芽溫度控制在20 ℃，每天記錄發(fā)芽數(shù)，處理后8 d 計(jì)算發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)。

發(fā)芽指數(shù)GI=∑（Gt/Dt）。

式中：Gt為相應(yīng)各日生成正常幼苗的種粒數(shù)，Dt為從置床之日算起的天數(shù)[3]。

2結(jié)果與分析

2.1人工老化處理對(duì)小麥種子活力的影響

經(jīng)過人工老化處理后，3個(gè)小麥品種種子的發(fā)芽率和發(fā)芽指數(shù)都隨著老化時(shí)間延長而逐漸降低。3個(gè)小麥品種未進(jìn)行老化處理（即老化0 d）時(shí)均是高活力種子，發(fā)芽率一致。由種子活力下降至相同活力水平所需的老化時(shí)間受種子遺傳因子的影響，不同品種間種子活力下降的速率存在差異，淮麥28的活力下降速率高于揚(yáng)麥16和寧麥18。種子活力下降是個(gè)漸進(jìn)的過程，當(dāng)種子老化到某個(gè)臨界點(diǎn)后，種子活力快速下降，3個(gè)小麥品種發(fā)芽率下降至75%左右（淮麥28老化 140 d，寧麥18老化180 d，揚(yáng)麥16老化200 d）后，發(fā)芽率快速下降（圖2）

。發(fā)芽指數(shù)先于發(fā)芽率下降，當(dāng)種子老化140 d時(shí)，發(fā)芽率仍保持在較高的水平，而發(fā)芽指數(shù)均出現(xiàn)明顯下降，寧麥18和淮麥28甚至下降至原來的50%（圖3）

。種子活力的下降表現(xiàn)為發(fā)芽緩慢、滯后，部分種子活力喪失，只有當(dāng)種子活力下降至一定程度才表現(xiàn)為發(fā)芽率大幅下降，表明相對(duì)發(fā)芽率，發(fā)芽指數(shù)更能反映種子活力下降的真實(shí)情況。

2.2種子浸泡時(shí)間對(duì)電導(dǎo)率的影響

以未老化處理的小麥種子為例，每隔2 h分別測定3個(gè)小麥品種浸泡液的電導(dǎo)率。從圖3可以看出，隨著浸泡時(shí)間延長，各個(gè)小麥品種浸泡液的電導(dǎo)率呈逐漸升高的趨勢(shì)，升高

速率逐漸緩慢[4]。表明隨著浸泡時(shí)間延長，種子內(nèi)含物外滲量逐漸增多，電導(dǎo)率逐漸升高，而待種子充分吸脹后，內(nèi)含物外滲的速率放緩趨于穩(wěn)定，電導(dǎo)率基本平衡。林斌指出，一般種子浸泡24 h后，電導(dǎo)率基本處于平衡狀態(tài)，此時(shí)測定結(jié)果比較正確[5]。

2.3不同溫度老化處理后揚(yáng)麥16種子活力與電導(dǎo)率

對(duì)24 h浸泡液進(jìn)行電導(dǎo)率測定。圖4、圖5顯示了揚(yáng)麥16在不同老化條件（-4、25、35、45 ℃）處理后的種子浸泡液電導(dǎo)率與發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)的相關(guān)性，電導(dǎo)率與發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)的線性關(guān)系不夠明確，主要因?yàn)樵囼?yàn)時(shí)間較短，種子活力下降的差異程度不夠明顯，45 ℃高溫條件下種子活力喪失，而在25 ℃常溫和-4 ℃低溫條件下的種子活力都未發(fā)生明顯下降。這導(dǎo)致電導(dǎo)率數(shù)據(jù)主要集中在2個(gè)區(qū)域，一個(gè)是在 33 μS/cm 以下，發(fā)芽率都在85%以上，另外聚集區(qū)域在 35 μS/cm 以上，發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)都為0或接近0，活力已經(jīng)喪失。徐本美等指出只有當(dāng)發(fā)芽率有較大差異時(shí)，細(xì)胞膜受損透性改變，電導(dǎo)率和種子活力才呈負(fù)相關(guān)[1]。本試驗(yàn)結(jié)果與該結(jié)論一致，-4 ℃低溫和25 ℃常溫條件下的種子發(fā)芽率未發(fā)生明顯下降，45 ℃高溫條件下的種子發(fā)芽率降為0，電導(dǎo)率與種子活力的負(fù)相關(guān)性均不夠明顯，有時(shí)呈正相關(guān)。

2.4小麥種子活力與電導(dǎo)率的相關(guān)性分析

35 ℃條件下的種子發(fā)芽率出現(xiàn)明顯差異度，電導(dǎo)率與種子活力呈負(fù)相關(guān)（圖6、圖7）

3討論

電導(dǎo)法可作為快速測定小麥種子活力的一個(gè)重要參考指標(biāo)，具有操作簡單、速度快、時(shí)間短的特點(diǎn)。本試驗(yàn)采用人工加速老化的種子進(jìn)行電導(dǎo)率測定，當(dāng)發(fā)芽率有較大差異時(shí)，電導(dǎo)率與種子發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)均呈顯著負(fù)相關(guān)。種子老化后，內(nèi)部物質(zhì)由有機(jī)結(jié)合態(tài)變?yōu)闊o機(jī)游離態(tài)，而種子表面結(jié)構(gòu)和膜的破壞作為游離態(tài)離子外滲的有利通道，使老化種子電導(dǎo)率增加[6]。

電導(dǎo)法測定小麥種子活力盡管是一種簡便、快速的方法，但它對(duì)種子取樣、處理、洗滌操作、用水質(zhì)量等要求非常苛刻，稍有疏忽，結(jié)果就會(huì)出現(xiàn)偏差[5-6]。本試驗(yàn)中所用的小麥種子均從大小均勻一致、無破損的凈種子中隨機(jī)數(shù)取，并對(duì)種子做平衡含水量處理，種子和燒杯均使用電導(dǎo)率≤2 μS/cm的去離子水清洗，從而減少試驗(yàn)誤差。

本試驗(yàn)對(duì)利用電導(dǎo)法測定小麥種子活力進(jìn)行了初步探索，由于試驗(yàn)時(shí)間較短，除35 ℃老化處理的種子外，其他種子活力下降的差異程度都不夠明顯，對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生了一定的影響，因此本試驗(yàn)結(jié)果僅供參考。

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