小麥種子活力與其保護(hù)酶活性關(guān)系的研究

賀杰,王偉,胡海燕,趙俊杰,張勝利,魏琦超

摘要：以周麥18、百農(nóng)207和百麥196種子為試驗(yàn)材料，通過(guò)發(fā)芽試驗(yàn)及種子過(guò)氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）活性的測(cè)定，來(lái)研究小麥種子活力與其酶的關(guān)系，結(jié)果顯示：無(wú)論非處理與老化處理的種子，百農(nóng)207的發(fā)芽率最高，周麥18次之，百麥196最低；其對(duì)應(yīng)的3種酶的活性相差較大，百農(nóng)207種子中各種酶的活性都高于周18和百麥196，這說(shuō)明3種酶活性越高，小麥種子活力越強(qiáng)。

關(guān)鍵詞：小麥；超氧化物歧化酶；過(guò)氧化氫酶；過(guò)氧化物酶；種子活力；老化處理

中圖分類(lèi)號(hào)： S151.9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：ADOI編碼：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.02.006

Wheat Seed Vigor and Relationship with Protection Enzyme Activity

HE Jie, WANG Wei, HU Hai-yan , ZHAO Jun-jie, ZHANG Sheng-li, WEI Qi -chao

(Henan Institute of Science and Technology，Xinxiang, Heinan 453003，China)

Ａｂｓｔｒａｃｔ: In order to research the relations of wheat seed vigor and enzyme, selecting wheat seeds of Zhou18, Bainong207 and Qimai196 as the experimental material, three varieties of seed vigor situation were learned about by the wheat bud experiment and aging treatment; Again through measuring method of suction light value of seeds, three varieties of peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) activities were also determined. The results showed whatever the no processing and aging treatment, the seed germination rate of the Bainong 207 was the highest, that of the Baimai 196 was the lowest; And the three isozyme activity was similar, the enzyme activity of Bainong207 seeds was higher than the Zhoumai18 and the Baimai 196, this showed that the three enzyme activity and the seed vigor had a significant positive correlation.

Key words: wheat; superoxide dismutase; catalase; peroxidase; seed vigor; aging treatment

小麥?zhǔn)鞘澜缧约Z種，在世界大部分地區(qū)都有廣泛種植。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界所有的糧食作物中，小麥的播種面積和總產(chǎn)量均居第一位，同時(shí)，也是人類(lèi)最早種植的農(nóng)作物之一[1]。小麥?zhǔn)俏覈?guó)主要的長(zhǎng)期儲(chǔ)備糧，具有較好的耐藏性，儲(chǔ)藏穩(wěn)定性好，儲(chǔ)藏3～5年仍能保持良好的品質(zhì)。

小麥種子活力是小麥種子質(zhì)量的一項(xiàng)重要指標(biāo)，它影響種子的發(fā)芽力、田間成苗率、生長(zhǎng)狀況以及最終產(chǎn)量[2]。高活力的種子出苗整齊，分蘗強(qiáng)，抗逆性強(qiáng)，生長(zhǎng)健壯，可以提高生物產(chǎn)量10%[3]。低活力種子因“母弱則子病”而造成減產(chǎn)。

一般認(rèn)為小麥種子在貯藏過(guò)程中，活力會(huì)逐漸降低[4]。但申青嶺[5]認(rèn)為，在安全水范圍內(nèi)，貯藏時(shí)間3年以?xún)?nèi)對(duì)小麥種子活力的影響不大。種子活力的大小最直觀的反映在發(fā)芽率上，非處理、老化處理、抗凍處理后的種子的發(fā)芽率更能系統(tǒng)和準(zhǔn)確地反映種子的活力大小。超氧化物歧化酶、過(guò)氧化氫酶、過(guò)氧化物酶是生物體內(nèi)重要的自由基清除劑，在清除機(jī)體內(nèi)多余的超氧陰離子、解除超氧陰離子對(duì)生物體的毒性過(guò)程中起著關(guān)鍵性作用，因此，它們也是種子的重要理化指標(biāo)。

筆者對(duì)老化處理與非處理的種子進(jìn)行發(fā)芽率試驗(yàn)后，提取種子酶，然后采用吸光值法對(duì)超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化物酶（POD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）活性進(jìn)行測(cè)定，從而了解小麥種子活力與其酶的關(guān)系。

1材料和方法

1.1材 料

周麥18、百農(nóng)207、百麥196由河南科技學(xué)院小麥育種中心提供。

1.2方 法

1.2.1 種子活力的測(cè)定

（1）非處理發(fā)芽試驗(yàn)。取籽粒飽滿、無(wú)病蟲(chóng)害的種子，每個(gè)品種300粒，取試樣100粒，3次重復(fù)，進(jìn)行發(fā)芽率試驗(yàn)，統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率。

（2）老化處理發(fā)芽試驗(yàn)。取籽粒飽滿、無(wú)病蟲(chóng)害的種子，每個(gè)品種各300粒，裝入塑料紗網(wǎng)袋，放入智能人工氣候培養(yǎng)箱內(nèi)，用41℃、100%濕度條件處理72 h，取試樣100粒，3次重復(fù)，然后進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)，并統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率[6]。

1.2.2酶活性測(cè)定取發(fā)芽10 d的種子， 4 ℃下制樣，稱(chēng)質(zhì)量后按1∶4(w∶v)加入預(yù)冷的樣品提取緩沖液[7]，冰浴上快速勻漿，4 ℃下12 000 r·min-1離心15 min，取上清液，放入-20 ℃下保存?zhèn)溆谩?/p>

過(guò)氧化物酶（POD）活性的測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚法[8]，試驗(yàn)中略有改動(dòng)。超氧化物歧化酶（SOD）活性的測(cè)定采用氮藍(lán)四唑（NBT）法[9]，試驗(yàn)中略有改動(dòng)。過(guò)氧化氫酶（CAT）活性的測(cè)定采用紫外分光光度計(jì)法[10] 。

1.3數(shù)據(jù)處理

所測(cè)數(shù)據(jù)以3次重復(fù)的平均值進(jìn)行分析，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和作圖采用excel進(jìn)行處理。

2結(jié)果與分析

2.13種種子活力比較

如圖1所示，非處理的百農(nóng)207種子發(fā)芽率為99%，周麥18種子發(fā)芽率為98%，百麥196種子發(fā)芽率為90%；百農(nóng)207的種子發(fā)芽率與周麥18相差不大，只有1個(gè)百分點(diǎn)，而比百麥196的大9個(gè)百分點(diǎn)，且百農(nóng)207出芽較快，較整齊。這說(shuō)明百農(nóng)207相對(duì)另外2種小麥發(fā)芽能力強(qiáng)。而老化處理百農(nóng)207的種子發(fā)芽率為96%，周麥18只達(dá)到88%，百麥196的達(dá)到86%，這說(shuō)明百農(nóng)207的種子相對(duì)另外2種小麥耐高溫高濕能力強(qiáng)，說(shuō)明其活力比較好而穩(wěn)定。而百麥196老化處理的發(fā)芽率比非處理的降低不大，所以其活力雖然不如周麥18，但其穩(wěn)定性較周麥強(qiáng)。

2.23種種子酶活性對(duì)比

2.2.1老化處理與非處理種子 POD活性對(duì)比如圖2所示，未經(jīng)處理百農(nóng)207種子POD活性為35.663 7 g·min-1，周麥18為30.831 9 g·min-1，百麥196為28.196 5 g·min-1，百農(nóng)207的POD活性最高，百麥196的POD活性最差。而老化處理的品種中，百農(nóng)207的POD活性為33.187 2 g·min-1，比周麥18的21.8653 g·min-1和百麥196的20.1536 g·min-1均大，說(shuō)明處理后，百農(nóng)207POD活性最高，周麥18次之，百麥196最差。

2.2.2老化處理與非處理種子SOD活性對(duì)比如圖3所示，未經(jīng)處理種子，百農(nóng)207的SOD活性為27.461 8 U·g-1，比周麥18的大16.944 9 U·g-1，比百麥196的大17.630 6 U·g-1，說(shuō)明3個(gè)非處理品種種子的POD活性，百農(nóng)207最強(qiáng)，周麥18次之，而百麥196最差。而經(jīng)老化處理的百農(nóng)207種子的SOD活性為25.831 2 U·g-1，比周麥18的大18.454 7 U·g-1，比百麥196的大18.818 9 U·g-1，說(shuō)明3個(gè)老化處理品種相比較，百農(nóng)207的SOD活性最強(qiáng)，周麥18次之，而百麥196最低。

2.2.3老化處理與非處理種子CAT活性對(duì)比如圖4所示，未處理品種中，百農(nóng)207種子的CAT活性為27.561 8 g·min-1，比周麥18的18.971 8 g·min-1大8.590 0，比百麥196的18.7714 g·min-1大8.790 4，說(shuō)明3個(gè)非處理品種種子相比較，百農(nóng)207的CAT活性最強(qiáng)，周麥18次之，而百麥196最差。而3個(gè)老化處理品種中，百農(nóng)207種子的CAT活性為25.831 4 g·min-1，比周麥18的15.321 2 g·min-1和百麥196的14.321 1 g·min-1均大，說(shuō)明3個(gè)老化處理品種種子的CAT活性，百農(nóng)207活性最強(qiáng)，周麥18次之，而百麥196的CAT活性最差。

3結(jié)論與討論

本次試驗(yàn)中，無(wú)論非處理與老化處理的種子，百農(nóng)207的發(fā)芽率總是大于周麥18和百麥196，說(shuō)明百農(nóng)207較周麥18和百麥196有更好的種子活力和穩(wěn)定性。

不同品種的種子，同種酶的活性相差較大。無(wú)論處理與非處理種子，百農(nóng)207種子中各種酶的活性都高于周麥18和百麥196，說(shuō)明百農(nóng)207的種子活力較周麥18和百麥196更高、更穩(wěn)定。

綜上可得，小麥種子特別是同一品種內(nèi)，種子的活力與其內(nèi)POD、SOD、CAT的活性相關(guān)，酶活性越大，種子活力越強(qiáng)。而酶的活性測(cè)定又較快，因此，可以通過(guò)測(cè)酶活來(lái)很快了解種子的活力，當(dāng)然，同樣可以利用發(fā)芽試驗(yàn)來(lái)反映同品種小麥的酶活性強(qiáng)弱。老化處理之后，種子活力的下降表明對(duì)種子的儲(chǔ)藏方式仍然有很多地方需要改進(jìn)。近些年來(lái)，關(guān)于種子儲(chǔ)藏方面的研究較多，研究方向各異，例如低溫低濕儲(chǔ)藏，超低溫儲(chǔ)藏等。但是，還沒(méi)有完全統(tǒng)一的定論，不同種子的最佳儲(chǔ)藏方式也不同，并且有些儲(chǔ)藏方法雖好，但是，還僅限于實(shí)驗(yàn)室研究，如果要應(yīng)用于生產(chǎn)則還需要進(jìn)一步的技術(shù)改進(jìn)和擴(kuò)大試驗(yàn)研究。

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