牧草種子老化生理與修復(fù)研究進(jìn)展

艾爾肯達(dá)吾提

摘 ? 要：在人工草地建設(shè)、退化草地改良和植被恢復(fù)等牧草生產(chǎn)和生態(tài)環(huán)境改良過程中，牧草種子是十分重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，其質(zhì)量優(yōu)劣對(duì)草地建植和牧草生產(chǎn)具有直接影響。主要針對(duì)牧草種子老化生理和修復(fù)進(jìn)行了研究，介紹了種子老化現(xiàn)象，分析了老化所引起的各種牧草種子生理變化，并對(duì)修復(fù)和提升牧草種子活力提出了具體對(duì)策，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員提供一些參考。

關(guān)鍵詞：牧草種子;老化生理;修復(fù)研究

當(dāng)種子成熟之后會(huì)出現(xiàn)無法逆轉(zhuǎn)的質(zhì)量下降，此過程稱之為種子老化，具有不可逆、不可避免等相關(guān)特點(diǎn)。而一般種子老化有以下外在表現(xiàn)：種子變色、生活力降低、發(fā)芽率降低以及對(duì)外界不良條件的適應(yīng)性變?nèi)?，而且?huì)出現(xiàn)貯藏條件耐受力下降、幼苗生長弱和容易出現(xiàn)畸形等現(xiàn)象。周圍環(huán)境和自身相關(guān)因素會(huì)對(duì)種子的老化速率產(chǎn)生影響，例如種子的含水量、環(huán)境溫度、濕度和氧氣濃度等[1]。

1 ? 牧草種子老化生理研究

1.1 ? 膜結(jié)構(gòu)與功能的變化

細(xì)胞內(nèi)的膜系統(tǒng)對(duì)生理和老化起到十分重要的作用。在種子出現(xiàn)老化后，其細(xì)胞膜的生理機(jī)能也在逐漸衰退，修補(bǔ)能力不斷降低，滲透作用也在持續(xù)減弱。當(dāng)種子的膜結(jié)構(gòu)開始出現(xiàn)變化后，會(huì)降低種子的活力，增加了可溶性物質(zhì)的滲透量和浸提液的導(dǎo)電性。而且細(xì)胞膜的完整性對(duì)于生理生化反應(yīng)也發(fā)揮著極為重要的作用，一些酶只有在細(xì)胞膜上進(jìn)行附著才能發(fā)揮作用，但其分離后會(huì)使其作用減弱，甚至完全失去作用。

1.2 ? 酶活性變化

酶是生物體內(nèi)一種具有生物活性的特殊蛋白質(zhì)，當(dāng)種子出現(xiàn)老化后，會(huì)使一些酶的活性發(fā)生改變。通常認(rèn)為，參與細(xì)胞正常生理代謝的酶類所具有的活性越高，則種子自身的活力也會(huì)更強(qiáng)，但在種子老化過程中發(fā)揮作用的酶類活性越高會(huì)使其活力降低。而受到老化影響最大的酶為脫氫酶，其幾乎與種子的生命力下降相持平。

1.3 ? 貯藏物質(zhì)的變化

在細(xì)胞呼吸過程中，可溶性糖是一種十分重要的底物，當(dāng)種子的貯藏時(shí)間延長后，會(huì)使其不斷地被分解，總量也會(huì)隨著時(shí)間的延長而不斷降低。在種子老化后，可溶性糖往往會(huì)隨著時(shí)間的增加呈現(xiàn)先升高、后下降的趨勢(shì)。而種子中的貯藏蛋白是其進(jìn)行萌發(fā)和促進(jìn)幼苗生長的重要氮素來源，對(duì)種子的代謝有著十分重要的作用，與種子的活力也有著密切的聯(lián)系，在其活力降低時(shí)，貯藏蛋白的合成量也會(huì)隨之降低[2]。

1.4 ? 細(xì)胞器膜系統(tǒng)完整性的變化

種子老化后，其在細(xì)胞學(xué)上的首要表現(xiàn)為對(duì)細(xì)胞膜系統(tǒng)造成的損傷。種子老化后會(huì)破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的完整性，增加透性。而在細(xì)胞內(nèi)，線粒體最為敏感，進(jìn)而導(dǎo)致老化過程加劇，使其他細(xì)胞器逐漸出現(xiàn)解體現(xiàn)象。

2 ? 修復(fù)種子老化和提高種子活力的方法

2.1 ? 化學(xué)藥劑處理

相關(guān)研究表明，在使用藥劑后能夠?qū)ΨN子老化現(xiàn)象起到一定的修復(fù)作用。例如，使用硫脲能夠保護(hù)種子膜結(jié)構(gòu)的完整性，并使膜脂質(zhì)的過氧化作用得到降低，從而有效地減輕細(xì)胞膜受到的損傷，提升種子活力。藥劑處理方法能夠在一定程度上保護(hù)細(xì)胞膜系統(tǒng)。而我國關(guān)于牧草種子的相關(guān)報(bào)道相對(duì)較少，但是經(jīng)過相關(guān)試驗(yàn)表明，使用一些激素、維生素C和硒能夠有效地緩解種子老化，提升種子的生理品質(zhì)、抗鹽能力和抗氧化能力。

2.2 ? 滲透調(diào)節(jié)處理

種子快速吸水時(shí)會(huì)使其細(xì)胞出現(xiàn)膨脹，同時(shí)造成細(xì)胞膜破壞。現(xiàn)如今，種子滲透調(diào)節(jié)處理是種子生理學(xué)上的一個(gè)重要研究內(nèi)容，通過滲透處理能夠促發(fā)種子，主要是由于以下幾方面原因：首先，滲透處理可以使種子提前萌動(dòng)，應(yīng)在種子發(fā)芽前做好相關(guān)的生理生化準(zhǔn)備;其次，種子經(jīng)過滲透處理可以有效修復(fù)損傷部位。這2種作用有時(shí)還能夠同時(shí)進(jìn)行處理，經(jīng)過大量研究之后發(fā)現(xiàn)，采用PEG滲透處理能夠使種子的萌發(fā)狀況和活力得到改善，增加種子活性和脯氨酸含量，提升抗逆性。在具體試驗(yàn)中，經(jīng)過調(diào)節(jié)后，種子萌發(fā)過程會(huì)出現(xiàn)一定的變化，種子中的酸性磷酸酶和過氧化物酶活性以及ATP含量得到了明顯提升。

2.3 ? 超干處理

在種子具體貯藏過程中，想要有效保持其生命力和活力，則需要確保其含水量和貯藏溫度。在一定程度上二者可以進(jìn)行適當(dāng)互補(bǔ)，通過降低種子的含水量來有效提升其在環(huán)境溫度下的貯藏活力。由此也產(chǎn)生了超干處理方法，其主要是指將種子內(nèi)的含水量保持在安全含水量之下，使其可以在常溫下進(jìn)行貯藏。通過相關(guān)研究數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過具體超干處理后的種子，其內(nèi)部的脫氫酶活性明顯比對(duì)照要高，而丙二醛的含量則相對(duì)較低。

2.4 ? 吸濕—回干處理

吸濕—回干處理主要是指當(dāng)種子吸收水分后，將其進(jìn)行干燥處理，使其恢復(fù)到原始含水量。而這種方法除了可以使用水之外，還可以使用蘋果酸、碘化鉀等相關(guān)藥劑。通過研究表明，使用吸濕—回干處理可以有效控制種子的生理劣變，還能使大分子物質(zhì)的合成能力得到顯著提升，從而確保酶的活性，保護(hù)細(xì)胞質(zhì)膜的完整性[3]。

3 ? 結(jié)束語

綜上所述，種子的老化是一種不可逆的過程，也是無法避免的，而在其出現(xiàn)老化后會(huì)導(dǎo)致種子出現(xiàn)生理變化，降低了種子的生活力，也使植株的生產(chǎn)性能下降。目前關(guān)于修復(fù)種子老化和提高種子活力的研究已經(jīng)取得了初步進(jìn)展，對(duì)此，相關(guān)研究人員還應(yīng)進(jìn)一步加大研究力度，從而更好地緩解種子老化問題，提升牧草的種植產(chǎn)量，創(chuàng)建出良好的生態(tài)環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

[ 1 ] 馬曉云.牧草種子老化生理與修復(fù)研究進(jìn)展[J].山東畜牧獸醫(yī)，2019，40（4）：61-63.

[ 2 ] 石鳳玲.3種牧草種子不同老化狀態(tài)下的活力及遺傳完整性研究[D].呼和浩特：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)，2016.

[ 3 ] 李穎，毛培勝.牧草種子老化生理與修復(fù)研究進(jìn)展[J].種子，2016，32（1）：48-52.