利用電導法測定雜交水稻種子活力的探討

段永紅，李小湘，李衛(wèi)紅

（湖南省水稻研究所，湖南 長沙 410125）

水稻是世界上最重要的糧食作物之一，也是我國最主要的栽培作物之一[1]。尤其是雜交水稻的成功研究和推廣，為保障我國和全球的糧食安全作出了巨大的貢獻。然而，由于雜交水稻種子的特征特性與常規(guī)水稻種子有較大的差異，其耐貯藏性明顯不如常規(guī)水稻種子[2]。因此，及時、快速掌握種子活力衰變情況，對保障雜交水稻種子的播種品質(zhì)，充分發(fā)揮種子的雜種優(yōu)勢種性，具有十分重要的作用[2]。

電導法是一種簡易、快速、客觀的活力測試方法，豌豆種子活力電導法測定方法已標準化并用于生產(chǎn)，在大豆、棉花、玉米等種子中也得到廣泛應用[3]。然而，電導法在水稻種子活力測定中多為輔助補充說明，關于電導法測定水稻種子活力的詳細研究報道甚少。本試驗以種子活力生理測試指標為對照，與室內(nèi)用電導法測定的種子浸泡液電導率結(jié)果進行比較研究，以期探討用電導法測定雜交水稻種子的活力。

1 材料與方法

1.1 材料

5個試驗材料分別為：V46、豐源優(yōu)326、金優(yōu)297、岳優(yōu)360、岳優(yōu)9113，由湖南省種質(zhì)資源庫提供。

1.2 方法

1.2.1 人工老化處理 試驗前種子水分平衡至（13±0.5）%，用鋁箔袋密封包裝后置于45℃種子老化箱中進行人工老化處理。每隔4 d定期取樣進行種子電導率和活力測試。

1.2.2 電導率測定 每個品種設3次重復，每次重復隨機選取50粒凈種子并稱重，用去離子水沖洗3次，用濾紙吸干浮水，將種子置于潔凈的100 mL燒杯中，加入50 mL去離子水，于（20±1）℃恒溫條件下浸泡 6～24 h，分別在浸泡 2、4、6、24 h 用 DDS-307A型電導率儀測定一次浸泡液的電導率。以去離子水為對照，每重復電導率按下列公式計算：電導率（us/cm·g）=（電導率讀數(shù)－對照讀數(shù)）/每重復種子重量

1.2.3 活力指數(shù)測定 參照GB/T3543.4-1995規(guī)程進行發(fā)芽試驗。取完成電導率測定結(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，每個重復50粒種子。發(fā)芽溫度控制在30℃，每天記載發(fā)芽數(shù)，第5天計算發(fā)芽勢，第8天計算發(fā)芽率。在計算發(fā)芽勢當天剪下根苗，在（105±1）℃烘箱中烘干5小時后稱根苗干重。

活力指數(shù)VI=GI×Sx，其中GI為發(fā)芽指數(shù)，Sx為根苗干重。，其中Gt為時間t日的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應的發(fā)芽日數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種雜交水稻種子老化處理后的活力變化情況

5個雜交水稻組合經(jīng)過不同的老化時間其發(fā)芽率與活力指數(shù)的表現(xiàn)見表1。如表1所示，5個組合未進行老化處理時均是高活力種子，發(fā)芽率一致（其發(fā)芽率差異在容許誤差范圍內(nèi)）；發(fā)芽率和活力指數(shù)都隨著老化時間的延長而逐漸降低或減少。由種子下降至相同活力水平所需的老化時間可知：（1）品種間活力下降的速率差異很大，最快的威優(yōu)46在8 d時間內(nèi)種子基本喪失活力，再次證實種子活力首先取決于其遺傳因子，品種間的差異度必然存在[4]；（2）種子老化到低活力水平（發(fā)芽率為70%～75%）后，活力快速下降，這與盧新雄等提出的水稻種子快速下降拐點的平均發(fā)芽率73.74%[5]基本一致，說明種子活力下降并不是以等速率遞減，而是漸進式的[5-6]。

表1 不同老化時間條件下種子發(fā)芽率與活力指數(shù)的表現(xiàn)

2.2 不同品種雜交水稻種子的電導率

從不同品種雜交水稻種子高活力水平的電導率測定結(jié)果（見圖1）可以看出：（1）不同品種雜交水稻種子的電導率存在差異，即相同活力水平下不同品種的電導率值不同；（2）隨著浸泡時間的延長，各個品種種子的浸出液電導率呈逐漸增大的趨勢。并且隨浸泡時間的延長，電導率的升高速率逐漸緩慢。說明種子隨著浸泡時何的延長，種子可溶性物質(zhì)或電解質(zhì)水通過細胞膜外滲的量逐漸增多。

圖1 不同品種雜交水稻種子不同浸泡時間的電導率

2.3 不同活力水平雜交水稻種子的電導率

通過人工老化處理，獲得不同活力水平的雜交水稻種子。圖2為不同活力水平的雜交水稻種子在不同浸泡時間的平均電導率。結(jié)果表明：（1）不同活力水平的雜交水稻種子的電導率均隨著種子的浸泡時間的延長而升高；（2）不同浸泡時間的電導率與活力水平的關系為：高活力種子的電導率始終最小，中活力種子其次，低活力與極低活力種子的電導率均大于高、中活力種子，浸泡24 h的電導率大小與種子的活力水平成反比。但在浸泡初期，低活力種子的電導率大于極低活力，出現(xiàn)這種波動性變化的原因尚不清楚。

圖2 不同活力水平的雜交水稻種子不同浸泡時間的電導率

2.4 浸泡時間對電導率的影響

將不同雜交水稻種子不同浸泡時間的電導率與發(fā)芽率、活力指數(shù)進行相關性分析，結(jié)果列于表2。由表2可知：（1）種子浸泡液電導率與發(fā)芽率、活力指數(shù)的相關系數(shù)隨著浸泡時間的延長而加大，各個品種種子浸泡24 h測量的電導率均與發(fā)芽率、活力指數(shù)存在顯著或極顯著負相關，說明適宜的浸泡時間是電導法測定種子活力的關鍵；（2）品種間的差異很大，活力下降快的品種電導率與發(fā)芽率、活力指數(shù)從浸泡2 h開始均呈極顯著負相關，活力下降緩慢的品種其電導率與發(fā)芽率、活力指數(shù)的相關性在浸泡初期呈不明顯的負相關性。金優(yōu)297浸出液的電導率與發(fā)芽率、活力指數(shù)的相關性在浸泡前6 h隨時間的延長呈逐漸明顯的正相關，這是否與其電導率始終明顯高于其它品種有關，有待進一步研究。

表2 雜交水稻種子不同浸泡時間的電導率與發(fā)芽率、活力指數(shù)的相關系數(shù)

2.5 雜交水稻種子適宜浸泡時間的電導率與種子活力生理指標的相關性

表2結(jié)果表明，各個雜交水稻組合種子在浸泡24 h的電導率與發(fā)芽率、活力指數(shù)等指標存在顯著或極顯著負相關，衰變速度快的品種浸泡2 h的電導率即與發(fā)芽率、活力指數(shù)呈極顯著負相關。說明在種子老化劣變過程中，細胞膜結(jié)構(gòu)與功能受損，引起選擇性滲透能力降低，導致吸脹過程中細胞內(nèi)含物外滲[4]。滲漏越多，細胞膜的完整性越低，浸泡液的電導性越高。因此，利用浸泡液的電導率數(shù)值可以定量地描述種子活力[7]。表3列出了代表種子活力生理指標的四項指標與種子24 h浸出液的電導率之間的相關系數(shù)。從中看出：（1）種子活力生理測定的各項指標之間均存在極顯著正相關，說明種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等指標反映了種子衰老與萌發(fā)特性；（2）電導率與種子活力之間均顯示不顯著的負相關，這與顏啟傳等同樣由人工老化處理的研究結(jié)果基本一致，說明人工老化種子在受高溫傷害的同時又在自行修補，細胞器沒有受到嚴重的傷害[8]。但這一結(jié)果與各個品種分別分析的結(jié)果不太一致，其原因有待于進一步探討。

表3 雜交水稻種子各種活力指標間的相關系數(shù)

3 討論

（1）用電導率測定雜交水稻種子的活力，具有測定用時短，24 h內(nèi)即可得出結(jié)果，具有操作簡單、速度快、時間短的特點，可為種子活力提供參考指標，在生產(chǎn)上具有應用價值。

（2）適宜的浸泡時間是保證電導法準確測定種子活力的關鍵。本研究表明，在20℃條件下浸泡24 h，其電導率值所反映的種子活力高低狀況與活力指數(shù)一致。

（3）電導法測定種子活力要注意測定種子的處理及選擇、測定用水的質(zhì)量等。因為電導率結(jié)果受種子的大小、損傷、含水量以及水質(zhì)等因素的影響[3-4]，那些水分不均、發(fā)芽、破損的種子都將影響測試結(jié)果，雜交水稻種子具有穎殼且裂穎程度各異，較易產(chǎn)生試驗誤差。本試驗測定所用雜交水稻種子均從凈種子中隨機數(shù)取，防止了因除去物理損傷種子而導致種子活力過高估計現(xiàn)象的發(fā)生，但也可能是電導率測試數(shù)據(jù)存在偏差的原因。

（4）本試驗對利用電導法測定雜交水稻種子活力進行了初步探索，尚有未探明之處。并且由于浸泡時間段選擇較少、所用組合數(shù)量有限，以及未測定種子的田間出苗率和利用自然老化種子進行比較試驗。

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