小麥種子發(fā)芽率新型檢測(cè)方法研究

王唯逍 張亞靜 陸建忠 李 斌 （上海市浦東新區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 201201）

小麥種子發(fā)芽率新型檢測(cè)方法研究

王唯逍 張亞靜 陸建忠 李 斌 （上海市浦東新區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 201201）

為尋找出新型便捷、準(zhǔn)確、快速的小麥種子發(fā)芽率檢測(cè)方式，使用多種方法分別檢測(cè)了同一批次2個(gè)小麥品種（“揚(yáng)麥11”和“揚(yáng)麥20”）種子樣品的發(fā)芽率。結(jié)果表明，由荷蘭Astec Global公司生產(chǎn)的Q2型種子檢測(cè)儀，可較好地預(yù)測(cè)小麥種子的發(fā)芽率和出苗率。

小麥種子；發(fā)芽率；檢測(cè)方法

上海市處于長江中下游地區(qū)，一般冬小麥種子的收割和加工都在梅雨期內(nèi)進(jìn)行。傳統(tǒng)的小麥發(fā)芽率檢測(cè)方法不僅易受環(huán)境因素干擾，且耗時(shí)費(fèi)力。因此，尋找出新型便捷、準(zhǔn)確、快速的小麥種子發(fā)芽率檢測(cè)方法，成為了亟待解決的問題。荷蘭Astec Global公司生產(chǎn)的Q2型種子檢測(cè)儀已在多種蔬菜種子發(fā)芽率檢測(cè)中得到應(yīng)用[1-3]，且結(jié)果真實(shí)可靠，本研究嘗試將其應(yīng)用于檢測(cè)小麥種子的發(fā)芽率，并對(duì)其結(jié)果加以驗(yàn)證，以期獲得新型的小麥發(fā)芽率檢測(cè)方法?，F(xiàn)將相關(guān)試驗(yàn)研究情況報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試材料是由江蘇省里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所培育的“揚(yáng)麥11”和“揚(yáng)麥20”的種子樣品，這2個(gè)小麥品種在上海地區(qū)種植廣泛。試驗(yàn)于2015年7月至9月設(shè)在上海市浦東新區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)方法

Q2型種子檢測(cè)儀通過激光探頭向涂有熒光材料的小試管蓋發(fā)射藍(lán)色脈沖光束，并測(cè)量熒光物質(zhì)受激后發(fā)射的紅色光束的光強(qiáng)度和持續(xù)時(shí)間，以此計(jì)算試管內(nèi)的氧氣濃度。通過對(duì)試管內(nèi)氧氣濃度的連續(xù)監(jiān)測(cè)，繪制出氧氣濃度變化時(shí)間曲線，繼而通過軟件分析得出種子活力的特征指標(biāo)（Astec值），并對(duì)種子的質(zhì)量狀況做出定性判斷[3,4]。Astec值是用以描述Q2的種子活力大小的特征指標(biāo)。根據(jù)定義[3]，IMT（Increased Metabolism Time）表示從檢測(cè)開始至氧氣消耗速率快速增加的時(shí)間，單位為小時(shí)（h）。RGT（Relative Germination Time）即理論萌發(fā)時(shí)間，為非低氧脅迫條件下的理論萌發(fā)時(shí)間，單位為小時(shí)（h）。SMR（Starting Metabolism Rate）即初始代謝速率，單位為百分比氧氣濃度/小時(shí)（%/h）。OMR（Oxygen Metabolism Rate）即氧氣代謝速率，為種子在IMT階段之后至受到低氧脅迫之前的平均氧氣消耗速率，單位同SMR。COP（Critical Oxygen Pressure）即臨界氧分壓，為種子受低氧脅迫時(shí)的氧氣百分比濃度，單位為百分比氧氣濃度（%）。上述指標(biāo)中IMT和RGT與種子活力呈負(fù)相關(guān)，而OMR和COP則與種子活力呈正相關(guān)[5]。

試驗(yàn)設(shè)處理：（1）Q2檢測(cè)新方法。采用48孔Q2板槽，每孔放1個(gè)密封小試管，每個(gè)試管內(nèi)放1粒小麥種子。試管規(guī)格為1 500μL，管內(nèi)加入1.5%濃度的瓊脂溶液，留置500 μL空氣供種子萌發(fā)使用，檢測(cè)時(shí)間設(shè)為120 h，掃描間隔時(shí)間為30 min，檢測(cè)溫度定在20 ℃。使用Q2配套軟件記錄試管內(nèi)的氧氣濃度變化，描繪氧氣消耗動(dòng)態(tài)曲線，計(jì)算曲線上的Astec特征值，并以此對(duì)種子的發(fā)芽能力給出定性判斷。（2）對(duì)照（傳統(tǒng)檢測(cè)方法）。使用傳統(tǒng)發(fā)芽箱催芽法（按國家種子發(fā)芽檢測(cè)操作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，含紙床和砂床）對(duì)使用Q2檢測(cè)的同一批種子樣品進(jìn)行平行測(cè)試。對(duì)應(yīng)2個(gè)小麥品種，每個(gè)品種均使用2種置床方法，每個(gè)處理各做4個(gè)重復(fù)。分別統(tǒng)計(jì)每個(gè)處理的種子發(fā)芽率、微生物感染率和不正常幼苗率。

2 結(jié)果與分析

2.1 小麥Q(jìng)2檢測(cè)的Astec值

由表1可看到，“揚(yáng)麥11”的IMT較小，但理論萌發(fā)時(shí)間（RGT）更多；在啟動(dòng)階段，“揚(yáng)麥20”的耗氧速率（SMR）更高；“揚(yáng)麥11”有更高的OMR；“揚(yáng)麥20”的COP低于“揚(yáng)麥11”，這表明“揚(yáng)麥20”更耐低氧脅迫。2.2 傳統(tǒng)檢測(cè)方法與Q2預(yù)測(cè)結(jié)果之間的比對(duì)

表1 “揚(yáng)麥11”和“揚(yáng)麥20”的Astec值比較

通過對(duì)比發(fā)現(xiàn)（見表2），3種檢測(cè)方法之間種子發(fā)芽率差異性顯著，2個(gè)小麥品種的發(fā)芽率從高到低均為Q2＞砂床＞紙床。究其原因，主要是因?yàn)槭褂眉埓?、砂床法?huì)受到微生物感染的影響（見表3），其試驗(yàn)結(jié)果受到了嚴(yán)重干擾（相對(duì)來說，砂床法受微生物感染的影響較小），而Q2檢測(cè)因檢測(cè)環(huán)境接近理想環(huán)境，結(jié)果沒有受微生物的影響。

表2 不同檢測(cè)方法種子發(fā)芽率比較

表3 不同檢測(cè)方法種子微生物感染率比較

有研究認(rèn)為Q2檢測(cè)對(duì)于不正常幼苗的鑒別不敏感[2]，為此，進(jìn)一步對(duì)比了同一品種不同檢測(cè)方法的種子出苗率。表4表明，同一品種在砂床環(huán)境下的出苗率同Q2檢測(cè)間差異不顯著，而紙床法出苗率則與Q2檢測(cè)間差異顯著。這可能是因?yàn)樵诩埓矞y(cè)試環(huán)境中，不僅有大量種子被微生物感染，同時(shí)還擾亂了其它種子的正常萌發(fā)。

表4 不同檢測(cè)方法種子出苗率比較

3 結(jié)論與討論

此前Q2檢測(cè)方法在多種作物上獲得了較好的檢測(cè)結(jié)果[2,5-7]，但也有研究認(rèn)為，當(dāng)前Q2檢測(cè)方法尚不能較好地鑒別不正常幼苗[2]，本研究通過試驗(yàn)也得出了相同的觀點(diǎn)。這既有可能是因?yàn)榘l(fā)育為不正常幼苗的種子的生理活動(dòng)更加復(fù)雜，簡單的耗氧曲線難以描述這個(gè)復(fù)雜的進(jìn)程，也有可能是因?yàn)镼2檢測(cè)的密閉測(cè)試環(huán)境在種子萌發(fā)后期會(huì)給種子造成氧氣脅迫，進(jìn)而影響了檢測(cè)結(jié)果。

綜上所述，使用Q2型種子檢測(cè)儀檢測(cè)小麥種子的發(fā)芽率，可有效避免微生物等環(huán)境因素的干擾。經(jīng)過比對(duì)發(fā)現(xiàn)，Q2檢測(cè)方法檢測(cè)的出苗率與傳統(tǒng)檢測(cè)方法之間，在5%水平上不具有明顯差異，因此，Q2型種子檢測(cè)儀作為一種檢測(cè)工具具有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義。但Q2檢測(cè)方法若要作為一種獨(dú)立的小麥種子發(fā)芽率檢測(cè)手段，仍需進(jìn)行更進(jìn)一步的檢驗(yàn)，并需對(duì)種子萌發(fā)的具體生理過程同氧氣消耗曲線的詳細(xì)對(duì)應(yīng)關(guān)系作進(jìn)一步的深入研究。

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2015-10-30