巨胚水稻種子發(fā)芽和出苗條件研究

張英俠, 張 鑫, 王 萌, 張 濤, 李建粵

(上海師范大學(xué) 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 植物種質(zhì)資源開發(fā)中心,上海 200234)

巨胚水稻種子發(fā)芽和出苗條件研究

張英俠, 張 鑫, 王 萌, 張 濤, 李建粵*

(上海師范大學(xué) 生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院 植物種質(zhì)資源開發(fā)中心,上海 200234)

為了探明最適巨胚水稻種子發(fā)芽和出苗的條件,以“上師大5號(hào)”巨胚水稻種子為試驗(yàn)材料,采用5種不同浸種方式和浸種時(shí)3種不同水分條件共15個(gè)處理,對(duì)“上師大5號(hào)”巨胚水稻種子的發(fā)芽率和出苗率進(jìn)行了研究.結(jié)果顯示,48 h浸種每12 h換水的浸種方式,且種子與水的質(zhì)量濃度比例為1∶ 4.5時(shí),巨胚稻種子發(fā)芽率最高,達(dá)到96.17%,明顯超過持續(xù)浸種但期間不換水以及浸種過程中有晾種的間歇浸種方式；巨胚稻種子發(fā)芽率與出苗率之間存在極顯著正相關(guān)關(guān)系(P<0.01).持續(xù)浸種且每12 h換水,既能滿足巨胚稻種子浸種過程中對(duì)較大水量的需求,也能很好地避免無氧呼吸引起的酒精中毒,因而提高了巨胚水稻種子的發(fā)芽率.

巨胚水稻; 種子; 浸種; 發(fā)芽率; 出苗率

0 引 言

種子萌發(fā)是植物生長(zhǎng)周期的起點(diǎn),也是農(nóng)作物生產(chǎn)的開始.浸種處理可促進(jìn)種子萌發(fā).水稻(Oryzasativa)浸種是將種子浸泡于水中使其在短期內(nèi)吸水膨脹,達(dá)到萌發(fā)所需要的基本水量[1].在浸種后進(jìn)行催芽處理,即人為地創(chuàng)造種子發(fā)芽所需的環(huán)境,促使種子發(fā)芽,以利于播種后迅速扎根齊苗,從而能夠提高種子的成秧率[2].水稻種子的浸種和催芽是播種前必不可少的環(huán)節(jié),也是水稻整個(gè)生產(chǎn)過程的第一步操作.合理地浸種和催芽方法是培育及壯秧的關(guān)鍵.不同質(zhì)量的種子所適用的浸種方法存在差異[3].

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求種子具有較高的發(fā)芽率,并且能夠快速地扎根,迅速齊苗,為豐產(chǎn)打下良好基礎(chǔ).近年來,研究人員對(duì)水稻的發(fā)芽機(jī)理,發(fā)芽特性以及生理變化做了大量的研究,并建立了許多提高水稻發(fā)芽率的方法.如已有報(bào)道從浸種水溫與時(shí)間[1]、儲(chǔ)存條件[4]、不同pH堿液[5]以及浸種催芽方法[3,6-7]等方面來探究水稻種子發(fā)芽條件.劉天河[6]、嚴(yán)見方和張移峰[3]在對(duì)水稻種子浸種條件研究時(shí)發(fā)現(xiàn),利用浸種-晾種-浸種這樣間歇浸種法可以提高種子發(fā)芽率.歐立軍等[7]發(fā)現(xiàn)采用間歇浸種處理,水稻種子的發(fā)芽率比直接(即持續(xù))浸種高.然而這些研究都是針對(duì)一般的正常胚水稻種子進(jìn)行的.

巨胚水稻是一種胚體積及胚重量都明顯增大的特種水稻.胚是植物的精華部位,胚中含有更多的營(yíng)養(yǎng)成分.巨胚糙米中γ-氨基丁酸(GABA)[8-10]、維生素E[10-14]、多種氨基酸[8,14-15]、谷維素[8,13]、酚類[8,13]和礦物質(zhì)[10,13-15]的含量都顯著高于正常胚水稻糙米.已有研究發(fā)現(xiàn),巨胚水稻種子發(fā)芽勢(shì)和出苗率都顯著低于其對(duì)應(yīng)的正常胚水稻,且發(fā)芽時(shí)間長(zhǎng),發(fā)芽整齊度差[16].提高巨胚水稻種子發(fā)芽率和成苗率對(duì)于巨胚水稻的生產(chǎn)應(yīng)用至關(guān)重要.

本實(shí)驗(yàn)室曾通過“超2-10”成熟胚離體培養(yǎng)期間發(fā)生巨胚基因突變,成功培育了“上師大5號(hào)”巨胚水稻[17].Wang等[11]發(fā)現(xiàn)在“上師大5號(hào)”巨胚水稻糙米中含有豐富的維生素E含量.本實(shí)驗(yàn)室曾采用常規(guī)持續(xù)浸種方法對(duì)”上師大5號(hào)”巨胚水稻種子進(jìn)行浸種及催芽,但催芽后的”上師大5號(hào)”巨胚水稻種子發(fā)芽率不高、種芽素質(zhì)欠佳、成秧率及壯秧率也比較低.這限制了”上師大5號(hào)”巨胚水稻在生產(chǎn)上的應(yīng)用.本文作者采用不同的浸種條件以及浸種過程中種子與水不同比例,對(duì)巨胚水稻種子的發(fā)芽及成苗進(jìn)行了研究.

1 材料和方法

1.1 水稻材料及選種

取“上師大5號(hào)”水稻種子作為本研究的試驗(yàn)材料.

將一定量的“上師大5號(hào)”水稻種子放入適量自來水中,取沉在底部體積質(zhì)量較大的飽滿水稻種子.將篩選出的水稻種子放置于40 ℃培養(yǎng)箱中,48 h烘干備用.

1.2 浸種方法及操作

將烘干的水稻種子分為五大組,每組再按不同種子與水的質(zhì)量比例,分別為1∶1.5、1∶3.0、1∶4.5分為3小組,共15小組.每小組200粒水稻種子,每一組都做3次生物學(xué)重復(fù),共計(jì)45小組.

將每一小組200粒種子分別放入不同的一次性塑料杯中,分別加入不同量的自來水,迅速攪拌將種子沉入水底.在恒溫培養(yǎng)箱中開始浸種,控制溫度為25 ℃.

5種浸種條件及操作分別為:

Ⅰ大組:36 h浸種不換水.第一天9∶30到第二天21∶30浸種36 h,不換水;

Ⅱ大組:48 h浸種不換水.第一天9∶30到第三天9∶30浸種48 h,不換水;

Ⅲ大組:18 h浸種—18 h晾種—12 h浸種.第一天21∶30到第二天15∶30浸種,15∶30到第三天9∶30晾種,9∶30到21∶30用新的自來水繼續(xù)浸種;

Ⅳ大組:18 h浸種—12 h晾種—18 h浸種.第一天15∶30到第二天9∶30浸種,9∶30到21∶30晾種,21∶30到第三天15∶30用新的自來水繼續(xù)浸種;

Ⅴ大組:48 h浸種,每12 h換水.第一天9∶30到第三天9∶30浸種48 h,每12 h換一次水.

其中以Ⅰ和Ⅱ作為傳統(tǒng)持續(xù)浸種對(duì)照組.

1.3 催 芽

將浸種后的種子轉(zhuǎn)移至尼龍網(wǎng)袋中,用濕毛巾包裹尼龍網(wǎng)袋進(jìn)行催芽.催芽過程也置于25 ℃恒溫培養(yǎng)箱,歷時(shí)48 h.催芽期間保持毛巾總是處于濕潤(rùn)的狀態(tài).以大于0.5 cm芽長(zhǎng)作為判斷出芽的標(biāo)準(zhǔn).催芽結(jié)束后統(tǒng)計(jì)每一小組種子發(fā)芽率.

1.4 播種及成苗

提前一天將培養(yǎng)土裝入10 cm×10 cm×8 cm黑色塑料花盆中,并吸足水分.將經(jīng)過催芽的每一小組種子分別播種在2個(gè)花盆(每盆100粒種子)后,置于能夠接受自然光照的房間內(nèi),定期澆水.將室溫控制在26 ℃.以苗長(zhǎng)高于5 cm作為判斷成苗的標(biāo)準(zhǔn).10 d后統(tǒng)計(jì)每一小組種子的出苗率.

在上海地區(qū),水稻浸種一般在5月中旬.為了更加真實(shí)模擬上海地區(qū)水稻浸種相應(yīng)的溫度,從百度(https://www.baidu.com/)查詢得知,近5年上海在5月18日的平均溫度為25 ℃,5月22日的平均溫度為26 ℃.所以催芽實(shí)驗(yàn)在25 ℃恒溫箱進(jìn)行,成苗溫度設(shè)為26 ℃.

1.5 數(shù)據(jù)收集與處理

發(fā)芽率和出苗率數(shù)據(jù)分析分別采用Excel 2013以及SPSS 23軟件進(jìn)行.使用SPSS 23軟件對(duì)發(fā)芽率和出苗率數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析.

2 結(jié)果與分析

2.1 不同浸種方式和水分條件對(duì)巨胚水稻種子發(fā)芽率的影響

對(duì)5種不同處理方式和3種不同水分條件浸種及催芽后記錄的種子發(fā)芽率數(shù)據(jù)進(jìn)行雙因素方差分析.結(jié)果發(fā)現(xiàn),浸種處理方式和水分條件不僅分別對(duì)巨胚水稻種子發(fā)芽率具有極顯著影響(P<0.01),而且兩種因素對(duì)巨胚水稻種子發(fā)芽率還具有顯著的交互作用(P<0.05).

雖然在浸種處理方式相同的情況下,隨著用水量的增加,5組巨胚水稻種子的平均發(fā)芽率都會(huì)增加,但從種子發(fā)芽率數(shù)據(jù)的簡(jiǎn)單效應(yīng)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),在浸種處理方式和水分條件雙因素交互作用中,由本研究設(shè)計(jì)的浸種處理方式對(duì)巨胚水稻種子發(fā)芽率的作用大于水分條件因素.

各小組巨胚水稻種子發(fā)芽率進(jìn)行Duncan多重比較分析,結(jié)果如表1所示.

表1 巨胚水稻種子在不同浸種方式及水分條件環(huán)境中的發(fā)芽率

作為兩組對(duì)照組(Ⅰ和Ⅱ),在種子與水比例為1∶1.5時(shí),持續(xù)48 h浸種比持續(xù)36 h浸種的發(fā)芽率顯著提高(P<0.05),但當(dāng)種子與水比例為1∶3.0和1∶4.5時(shí),持續(xù)48 h浸種與持續(xù)36 h浸種的發(fā)芽率差異不顯著(P>0.05).這表明,在對(duì)巨胚水稻種子采用常規(guī)持續(xù)浸種方式進(jìn)行操作,擴(kuò)大浸種時(shí)的用水量,可能能夠補(bǔ)償浸種時(shí)間.

對(duì)于兩組在浸種期間都進(jìn)行晾種操作的組別(Ⅲ和Ⅳ),在1∶1.5、1∶3.0和1∶4.5三個(gè)水分條件下,Ⅳ組的種子發(fā)芽率都顯著高于Ⅲ組(P<0.05),發(fā)芽率分別提高了12.58%、12.58%和10.87%.而且Ⅳ組與同樣是浸種總時(shí)間為48 h的持續(xù)浸種對(duì)照組(Ⅱ)比較,當(dāng)種子與水比例為1∶1.5時(shí),兩者發(fā)芽率差異不顯著(P>0.05),但是當(dāng)種子與水比例分別增加到1∶3.0和1∶4.5時(shí),有晾種操作的Ⅳ組的種子發(fā)芽率都顯著地比持續(xù)浸種對(duì)照組(Ⅱ)增加了6.55%和6.25%(P<0.05).但是Ⅲ組的種子發(fā)芽率平均值在3個(gè)水分條件下都低于持續(xù)浸種對(duì)照組(Ⅱ),并且在1∶1.5和1∶3.0比例條件下的數(shù)值統(tǒng)計(jì)分析均達(dá)到顯著差異水平(P<0.05).

對(duì)于也是48 h持續(xù)浸種,但期間每隔12 h進(jìn)行換水的浸種方式(Ⅴ),在本研究設(shè)計(jì)的5種浸種處理中,種子的發(fā)芽率在3種水分條件下都是最高的,分別為93.17%、94.83%和96.17%,分別比對(duì)照組(Ⅱ)提高10.71%、12.89%和9.28%(P<0.05).由此表明,每12 h換水處理可以顯著提高巨胚水稻種子的發(fā)芽率.比較Ⅳ組與Ⅴ組的巨胚種子發(fā)芽率,在種子與水比例為1∶1.5和1∶3.0時(shí),持續(xù)浸種但換水的浸種方式種子發(fā)芽率都顯著提高(P<0.05),平均都提高5個(gè)百分點(diǎn).但種子與水比例是1∶4.5時(shí),兩種浸種方式的發(fā)芽率沒有顯著差異(P>0.05).

2.2 不同浸種方式和水分條件對(duì)巨胚水稻種子出苗率的影響

同樣對(duì)不同處理方式記錄的種子出苗率數(shù)據(jù)進(jìn)行雙因素方差分析.與發(fā)芽率數(shù)據(jù)分析不同的是,浸種處理方式依然極顯著地影響巨胚水稻種子出苗率(P<0.01),而不同種子與水比例以及兩種因素的交互作用對(duì)巨胚水稻種子出苗率都表現(xiàn)為顯著影響的程度(P<0.05).

對(duì)出苗率數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單效應(yīng)分析結(jié)果顯示,在浸種處理方式和水分條件雙因素交互作用中,由本研究設(shè)計(jì)的浸種處理方式對(duì)出苗率數(shù)據(jù)影響效應(yīng)更大.

同樣對(duì)各小組的出苗率數(shù)據(jù)進(jìn)行Duncan多重比較分析,結(jié)果如表2所示.

表2 不同浸種方式及水分條件對(duì)巨胚水稻種子出苗率的影響

兩組對(duì)照組(Ⅰ和Ⅱ)在3種水分條件下,持續(xù)48 h浸種比持續(xù)36 h浸種的出苗率都顯著提高(P<0.05).對(duì)于種子與水比例為1∶1.5、1∶3.0和1∶4.5,持續(xù)48 h浸種比持續(xù)36 h浸種的出苗率分別提高18.10%、10.90%和8.49%.從兩組不同時(shí)間持續(xù)浸種對(duì)照組的出苗率比較表明,延長(zhǎng)浸種時(shí)間可以有效提高巨胚水稻種子的出苗率.在種子與水比例為1∶1.5的情況下,減少持續(xù)浸種時(shí)間對(duì)巨胚水稻種子的出苗率影響更大.

比較兩組在浸種期間都進(jìn)行晾種操作的組別(Ⅲ和Ⅳ),在1∶1.5、1∶3.0和1∶4.5三種水分條件下出苗率的變化趨勢(shì)與發(fā)芽率類似,即Ⅳ組的種子出苗率都顯著高于Ⅲ組(P<0.05),并且Ⅳ組的種子相對(duì)于Ⅲ組在3個(gè)由低到高的水分條件下,出苗率分別顯著性提高了12.15%、10.87%和11.00%.這與兩種浸種方式在相同水分的條件下發(fā)芽率差異的程度接近.

將Ⅳ組與對(duì)照組(Ⅱ)比較,在1∶1.5、1∶3.0、1∶4.5三種不同水分條件下,Ⅳ組種子出苗率都顯著比對(duì)照組(Ⅱ)增加了16.47%、14.88%和15.21%(P<0.05).這兩組浸種方式在相同水分條件下,出苗率的差異程度明顯超過發(fā)芽率.同樣有晾種操作的Ⅲ組在種子與水比例為1∶1.5時(shí),出苗率平均值比持續(xù)48 h浸種對(duì)照組(Ⅱ)降低4.12%,但在種子與水比例為1∶3.0及1∶4.5時(shí),Ⅲ組出苗率平均值反而比持續(xù)對(duì)照組(Ⅱ)分別增加5.73%和4.70%.比較這三組種子出苗率結(jié)果表明,在水比例較大時(shí),本研究設(shè)計(jì)的兩組有晾種操作的浸種方式,都比傳統(tǒng)的持續(xù)浸種方式能夠有效提高種子出苗率.

對(duì)于也是48 h持續(xù)浸種,但期間每隔12 h進(jìn)行換水的浸種方式(Ⅴ),在1∶1.5、1∶3.0和1∶4.5三種水分環(huán)境中,相對(duì)于其他4種浸種方式,它們對(duì)應(yīng)的出苗率平均值也都是最高的,分別為86.83%、87.83%和86.5%,分別比48 h持續(xù)浸種對(duì)照組(Ⅱ)提高19.22%、20.60%和16.12%.這兩組出苗率的差異程度也明顯超過了兩者在相同水分條件下的發(fā)芽率比較.

2.3 巨胚水稻種子在不同浸種方式和水分條件下發(fā)芽率與出苗率相關(guān)性及比較分析

圖1 不同浸種方式及水分條件巨胚水稻種子發(fā)芽率與出苗率相關(guān)性分析

將5種浸種方式及3種不同水分條件下操作獲得的45組發(fā)芽率及出苗率數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)性分析,并制作散點(diǎn)圖(圖1).結(jié)果顯示散點(diǎn)大多分布在第一和第三象限,表明發(fā)芽率數(shù)據(jù)與出苗率數(shù)據(jù)存在正相關(guān)關(guān)系.將相關(guān)系數(shù)0.616進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析達(dá)到極顯著水平(P<0.01).這說明,巨胚水稻種子的高發(fā)芽率對(duì)高出苗率具有重要的影響.

比較5種浸種方式的發(fā)芽率與出苗率數(shù)據(jù),兩組對(duì)照組(Ⅰ和Ⅱ)的發(fā)芽率與出苗率之間的差異程度都明顯超過其他3種浸種方式(圖2).而且對(duì)于兩組對(duì)照組(Ⅰ和Ⅱ),在種子與水比例為1∶3.0和1∶4.5時(shí),兩者的發(fā)芽率差異并不大,但是兩者的出苗率差異明顯增大(圖2).這表明減少浸種時(shí)間對(duì)于巨胚水稻種子出苗率損害的程度比發(fā)芽率更大.

圖2 不同浸種方式及水分條件下巨胚水稻種子發(fā)芽率與出苗率比較.(a) Ⅰ;(b) Ⅱ;(c) Ⅲ;(d) Ⅳ;(e) Ⅴ

3 討 論

本試驗(yàn)從浸種方式和浸種用水量?jī)煞矫?對(duì)巨胚水稻種子發(fā)芽及出苗進(jìn)行研究,以利于巨胚水稻在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用.由發(fā)芽率和出苗率相關(guān)性分析顯示,兩者存在極顯著正相關(guān)關(guān)系.因此,對(duì)于巨胚水稻的種植,提高種子發(fā)芽率是保障高出苗率的重要前提.章清杞等[18]認(rèn)為巨胚水稻胚與胚乳的間隙明顯大于常規(guī)稻.由于在種子萌發(fā)時(shí),胚所需的營(yíng)養(yǎng)主要來自胚乳,間隙的加大可能會(huì)影響胚乳營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)往胚,從而影響了巨胚水稻種子的萌發(fā).由于巨胚水稻種子特殊的結(jié)構(gòu)特性,使巨胚水稻種子的浸種發(fā)芽操作可能不同于正常胚水稻.

近年來,對(duì)于巨胚水稻種子的發(fā)芽已有一些報(bào)道.楊艷荔[16]對(duì)4種通過誘變獲得的巨胚水稻種子進(jìn)行常規(guī)發(fā)芽試驗(yàn),并在催芽一周后統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽率.結(jié)果顯示,4種巨胚水稻種子發(fā)芽率存在差異,由低到高依次為62.5%、84.5%、86.5%和90.5%.本研究采用2種常規(guī)持續(xù)浸種方式(36和48 h)在3種不同水分環(huán)境中,經(jīng)過36和48 h催芽后統(tǒng)計(jì)的巨胚水稻種子發(fā)芽率,變幅為78.5%～88.0%,介于楊艷荔報(bào)道的4種巨胚水稻品種之間.但是,采用本研究設(shè)計(jì)的48 h持續(xù)浸種每隔12 h換水的浸種方式,可以將巨胚水稻種子的發(fā)芽率最高達(dá)到96.17%,超過了楊艷荔報(bào)道通過誘變獲得的4種巨胚水稻種子發(fā)芽率.

向麗君等[19]曾采用PEG-6000對(duì)巨胚水稻“西巨胚1號(hào)”種子進(jìn)行不同方式浸種研究發(fā)現(xiàn),雖然采用PEG引發(fā)清水培養(yǎng)的水分脅迫處理方法,在PEG質(zhì)量濃度15%以下時(shí),對(duì)巨胚種子萌發(fā)有一定促進(jìn)作用,但種子最高發(fā)芽率也只接近80%,而且出苗率也都低于60%.楊艷荔還曾采用赤霉素對(duì)4種通過誘變獲得的巨胚水稻種子進(jìn)行發(fā)芽研究[16].雖然經(jīng)過赤霉素處理后,一個(gè)巨胚水稻品種種子發(fā)芽率提高至94.5%,但也沒能夠超過本研究設(shè)計(jì)的48 h持續(xù)浸種每隔12 h換水的浸種方式.

在試驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn),設(shè)計(jì)的每一種浸種方式中,當(dāng)種子與水比例為1∶4.5時(shí),發(fā)芽率都是最大的,種子與水比例為1∶1.5時(shí),發(fā)芽率最小;再比較兩組都是持續(xù)浸種的對(duì)照組,當(dāng)種子與水比例為1∶1.5時(shí),36 h持續(xù)浸種比48 h持續(xù)浸種發(fā)芽率明顯降低,但是當(dāng)種子與水比例變到1∶3.0和1∶4.5時(shí),兩組持續(xù)浸種對(duì)照組種子的發(fā)芽率無顯著差異.由這些結(jié)果推測(cè),一方面巨胚水稻浸種過程中對(duì)水分的需要量可能較大.充足的水分能夠使種子充分吸漲,可能彌補(bǔ)了胚與胚乳之間間隙較大的不足,有利于有機(jī)物迅速?gòu)呐呷檫\(yùn)送到胚,從而加速了巨胚水稻種子的發(fā)芽過程.另一方面也可能是由于水分少,氧氣含量不足,水稻種子無氧呼吸產(chǎn)生的酒精積累,水分越少,酒精濃度越高,導(dǎo)致巨胚水稻發(fā)芽率降低.“18 h浸種—18 h晾種—12 h浸種”的發(fā)芽率在所有浸種處理方式中一直處于最低水平,也可能正是由于晾種時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致了巨胚水稻種子浸種時(shí)對(duì)水分吸收不足,不能迅速完成有機(jī)物的輸送,從而降低了發(fā)芽率.

丁舉高[1]認(rèn)為,不同水稻品種對(duì)正常發(fā)芽率的最低吸水量要求各不相同,并且在不同浸種溫度條件下,浸種時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)種子吸水也有較大影響.浸種時(shí)間越長(zhǎng)吸水越多,溫度越高吸水越快.張玉屏等[20]采用早秈稻品種“中旱 21”、晚粳稻品種“秀水63”和雜交稻組合“協(xié)優(yōu) 9308”為供試材料,研究了不同浸種溫度和時(shí)間對(duì)種子吸水速率、吸水率、發(fā)芽率的影響.結(jié)果顯示,3個(gè)品種都是浸種早期特別是浸種前6 h吸水較快,后期慢.3種水稻達(dá)到正常發(fā)芽率的浸種時(shí)間存在差異,“中早21”為 24 h,“秀水63”為48 h,而“協(xié)優(yōu)9308”只需6 h.在本試驗(yàn)中,與48 h不換水對(duì)照相比,36 h不換水的組別發(fā)芽率與出苗率都低于對(duì)照組,這說明,“上師大5號(hào)”浸種36 h不換水不能滿足正常發(fā)芽所需的吸水率,而浸種48 h更接近種子發(fā)芽所需最佳吸水率.

種子浸種過程大致可分為兩個(gè)階段:第一個(gè)階段是物理學(xué)的吸脹過程,也就是急劇吸水過程.在這個(gè)階段里,幾乎吸收了露白所需水量的一半以上.第二個(gè)階段是生物化學(xué)的種胚萌動(dòng)階段,亦即緩慢吸水過程,在這個(gè)階段里,吸水慢,而種子內(nèi)生物化學(xué)過程開始活躍,呼吸作用強(qiáng)[21].因此,如果浸種過程長(zhǎng),又不換水,會(huì)引起物質(zhì)過分消耗,特別是無氧呼吸所產(chǎn)生的酒精會(huì)引起種子中毒,導(dǎo)致種子發(fā)芽率顯著下降.在本試驗(yàn)中,與“48 h持續(xù)浸種不換水”的對(duì)照組比較,“48 h持續(xù)浸種期間每12 h換水”的浸種方法,由于及時(shí)地進(jìn)行換水,能夠很好地避免無氧呼吸產(chǎn)生酒精引起的種子中毒,因此提高了巨胚水稻種子的發(fā)芽率.

綜合本試驗(yàn)5種浸種方式及水分條件獲得的數(shù)據(jù)分析,采用“48 h浸種,每12 h換一次水”并且種子與水比例為1∶4.5時(shí),能夠使巨胚水稻具有最高的發(fā)芽率.這樣的浸種方式一方面能夠保證巨胚水稻種子浸種過程中有充足的水分,使巨胚水稻種子能夠達(dá)到正常發(fā)芽的含水量;另一方面及時(shí)地進(jìn)行換水,很好地避免了種子無氧呼吸產(chǎn)生的酒精所引起的種子中毒反應(yīng),提高了巨胚水稻種子的發(fā)芽率.并且該浸種方法操作簡(jiǎn)單,操作過程也能夠符合農(nóng)民作息時(shí)間,有望在巨胚水稻生產(chǎn)上被廣泛應(yīng)用.

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(責(zé)任編輯：顧浩然)

Research on optimal germination and emergence conditionsforgiant embryo riceseeds

Zhang Yingxia, Zhang Xin, Wang Meng, Zhang Tao, Li Jianyue*

(Development Center of Plant Germplasm Resources,College of Life and Environmental Sciences,Shanghai Normal University,Shanghai 200234,China)

In order to find the optimal germination and emergence conditions of giant embryo rice seed,‘Shangshida No.5’giant embryo rice seeds were used as theexperiment material,and their optimal germination and emergencerates were investigated.In this study five kinds of soaking methods and three water proportions on ‘Shangshida No.5’ rice seed were designed.The results showed that average germination rate of the seeds soaked for 48 hours with water changing per 12 hours and 1∶4.5water proportions(seed:water,weight)was the highest one,reached to 96.17%,and was higher than obviouslycontinuous soaking without water changing and intermittent soaking;And there was highly significant positive correlation between optimal germination rate and emergencerate of giant embryo rice seed(P<0.01).The operating mode of continuous soaking for 48 hours with water changing per 12 hours might meet not only giant embryo rice seeds to larger water requirements in the soaking seed,and could well avoid alcohol poisoning caused by anaerobic respiration of the seeds,thus improving the giant embryo rice seeds germination rate.

giant embryo rice; seed; soaking seed; germination rate; emergence rate

2016-09-21

上海市科委項(xiàng)目(063919141)

張英俠(1992-),女,碩士研究生,主要從事分子遺傳學(xué)與基因工程方面的研究.E-mail:yanqing0328@sina.com

導(dǎo)師簡(jiǎn)介: 李建粵(1958-),女,教授,主要從事分子遺傳學(xué)與基因工程方面的研究.E-mail:lijianyue01@shnu.edu.cn

S 511

A

1000-5137(2017)02-0304-07

*通信作者