玉米不同株系存放時間對種子胚活力的研究

馮漢宇，孫志偉

（1.北京市農(nóng)林科學(xué)院，北京農(nóng)業(yè)生物技術(shù)研究中心，北京 100097；2.中地種業(yè)(集團)有限公司，

北京 100028）

種子活力與存放年份長短及存放方式有關(guān)，放置時間長往往會使玉米種子活力降低，影響發(fā)芽。測定種子活力的方法有紙上熒光法、氯化三苯四氮唑（TTC）和紅墨水染色法等。紙上熒光法是利用種子內(nèi)熒光物質(zhì)外滲的強弱測定種子活力高低；TTC法是利用胚中活細(xì)胞呼吸作用產(chǎn)生的還原態(tài)輔脫氫酶（NADH2或NADPH2）將無色的TTC還原為紅色的TTF；紅墨水染色法的原理是胚活細(xì)胞原生質(zhì)膜對各種物質(zhì)具有選擇透性，即對正常生長不需要的染色物質(zhì)吸收較少或不吸收，喪失活力的種子胚細(xì)胞喪失這種選擇性，使胚染上顏色以區(qū)別有活力的種子。本試驗選取5種存放年份不同的玉米株系種子進行活力研究和發(fā)芽試驗，為種子活力研究提供參考。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

不同存放年份的5個玉米株系：京501（室溫放置3 年）, 京24（冷藏室放置2～3 年），11-4，9-2和12-5（室溫放置1.5年）。

1.2 試驗方法

1.2.1 種子播種與發(fā)芽率調(diào)查 把幾個玉米株系種子播種于培養(yǎng)皿中，設(shè)2個處理：清水、濕石英砂。3次重復(fù)，每次重復(fù)5粒。調(diào)查發(fā)芽數(shù)，計算發(fā)芽率并進行方差分析和多重比較。

1.2.2 紅墨水染色 取京501、京24、11-4、9-2和12-5株系種子各5粒，清水浸泡6～7 h，用刀片從胚中間切開分為兩部分，一半用5%紅墨水染色15 min，另一半用于TTC染色。染色后用自來水清洗4次，觀察染色情況；取清水和石英砂兩個處理的發(fā)芽與不發(fā)芽的種子各1粒重復(fù)上述操作，觀察染色情況。

1.2.3 TTC染色 把紅墨水染色剩余的另一半各5個半粒種子用清水浸泡6～7 h，用0.5%TTC染色，取清水和石英砂2個處理的發(fā)芽與不發(fā)芽的種子各1粒重復(fù)上述操作，觀察染色情況。

1.2.4 外滲出熒光物質(zhì)紫外觀察 取清水浸泡6～7 h的幾個玉米株系種子各5粒，放在濾紙上，用浸泡的水澆種子后取出，將濾紙晾干后，在紫外燈下觀察流出物。取2個處理幾個株系不發(fā)芽種子各1粒放在濾紙上，用浸泡水澆種子，取出種子，晾干濾紙后在紫外燈下觀察流出物。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同玉米株系種子不同處理的發(fā)芽率

試驗結(jié)果顯示，11-4株系種子發(fā)芽最多，發(fā)芽率最高；京501株系種子發(fā)芽最少，發(fā)芽率最低差異顯著，其他株系處于中間。在培養(yǎng)皿中，石英砂與清水處理的發(fā)芽率均值差異不顯著（表1）。

表1 不同玉米株系籽粒兩個處理的發(fā)芽率與發(fā)芽率

2.2 不同玉米株系種子發(fā)芽前染色

通過紅墨水染色發(fā)現(xiàn)，幾個株系種子胚乳組織都染成紅色或深紅色，胚組織淺紅色，或部分組織不著色。京501株系種子胚紅色最多，京24和12-5株系種子胚組織也有紅色，9-2株系種子胚組織色淺，部分胚芽沒著色。11-4株系種子胚組織色最淺，胚芽都沒著色（圖1）。TTC，染色的胚乳組織保持原色，胚組織變成紅色，11-4株系種子胚組織紅色深，5個籽粒胚全為紅色，今501株系種子的胚組織部分變?yōu)榧t色，有的部分原色，其他株系種子種子胚組織色處于中間（圖2）。

圖1 紅墨水染色

圖2 TTC染色

2.3 不同玉米株系種子發(fā)芽后染色

對發(fā)芽后種子芽進行紅墨水染色發(fā)現(xiàn)，不發(fā)芽死掉的種子胚乳呈深紅色，胚組織成紅色有些胚根腐爛，有的胚軸壞死，京501株系種子芽最嚴(yán)重，11-4株系種子芽比較輕，發(fā)芽的種子胚乳深紅色，胚組織淺紅色或不著色，胚芽綠色，根白色，TTC染色發(fā)現(xiàn)，死亡種子胚乳幾乎不變色，只有緊貼內(nèi)子葉與內(nèi)子葉相連的部分胚乳變紫紅色，而正常種子牙內(nèi)子葉變?yōu)闇\紅色，胚根、莖和胚芽都不變色，只有個別根尖呈紅色。

2.4 外滲的熒光物質(zhì)

5個玉米株系正常干種子浸泡后在濾紙上剩的亮藍(lán)色熒光物質(zhì)情況不同，11-4株系種子幾乎沒有外滲的熒光物質(zhì)，京501和京24株系種子流出熒光物質(zhì)較多，有的流出兩種熒光物質(zhì)（圖3）。在紫外光下觀察死亡種子外滲的熒光物質(zhì)發(fā)現(xiàn)，11-4京501、京24、9-2和12-5株系死亡種子在濾鏡上均流出熒光物質(zhì)，其中11-4株系種子流出較少，京501和京24株系種子流出較多。

圖3 外滲的熒光物質(zhì)

3 結(jié)論與討論

種子活力與種子發(fā)芽率及老化有關(guān)，活力高的種子發(fā)芽率高，老化程度低；活力低的種子發(fā)芽率低，老化程度高。本研究表明,11-4種子發(fā)芽率最高，紅墨水染色胚著色最淺，TTC染色胚均為紅色，發(fā)芽后胚的內(nèi)子葉變?yōu)榧t色外滲的熒光物質(zhì)最少，種子胚活率最高；京501株系種子發(fā)芽率最低，紅墨水染胚著色最深，有些胚組織腐爛，TTC染色的胚色淺，有的部分組織為原色，外滲的熒光物質(zhì)最多，種子胚活力最低；其他3個株系種子活力處于中間。