貯藏時間對皮、裸燕麥種子萌發(fā)及細(xì)胞學(xué)結(jié)構(gòu)的影響

姚瑞瑞，劉歡*，趙桂琴，王敬龍，王綺玉，董凱，張然

（1.草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730070；2.西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學(xué)院草業(yè)科學(xué)研究所，西藏 拉薩 850000）

作為農(nóng)業(yè)中最基本的生產(chǎn)資料，種子質(zhì)量的高低直接影響到生產(chǎn)效益和種質(zhì)資源的保存［1］。高活力的種子在種子萌發(fā)和幼苗建成等方面具有重要作用［2］，當(dāng)年收獲的種子一般具有較高的活力，而種子在收獲后通常要經(jīng)過長時間的貯藏。短期內(nèi)，種子在適宜的貯藏條件下活力基本變化不大，但隨著貯藏時間的延長，種子活力會逐漸下降，直至種子喪失活力甚至死亡［3-4］。大量研究表明，種子活力隨著貯藏年限的延長而明顯降低甚至喪失［5-6］，幼苗生長受到抑制［7］；細(xì)胞膜完整性喪失、酶活性失調(diào)、呼吸作用減弱、貯藏物質(zhì)含量和超微結(jié)構(gòu)等均會隨著貯藏時間的延長而受到不同程度的影響［8-10］。

燕麥（Avena sativa）是禾本科（Gramineae）燕麥屬（Avena）一年生草本植物［11］，以外部形態(tài)為分類依據(jù)，可分為皮燕麥和裸燕麥［12］。隨著我國畜牧業(yè)的迅速發(fā)展、草地植被恢復(fù)面積的逐年擴(kuò)增，以及人類對健康的日益重視，燕麥類產(chǎn)品的消費(fèi)量不斷增加。然而，貯藏時間嚴(yán)重制約著燕麥的種質(zhì)保存和利用，優(yōu)質(zhì)的種子是農(nóng)牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)，也是植物種質(zhì)資源創(chuàng)新的重要原料及有效保存體［13］。燕麥種子在短時間內(nèi)能夠保持較高的內(nèi)部活力，但隨著貯藏時間的延長和貯藏環(huán)境的改變，種子的正常生理代謝功能和細(xì)胞結(jié)構(gòu)便會遭受不同程度的損傷，導(dǎo)致不可逆且不可避免的老化［8］；同時燕麥種子內(nèi)油脂含量高，尤其是不飽和脂肪酸含量高［14］，更容易導(dǎo)致種子發(fā)生劣變而不耐貯藏，從而降低其利用價值［15-16］。因此，明確皮、裸燕麥種子劣變過程及內(nèi)在機(jī)制，為老化種子的修復(fù)提供依據(jù)，對于種質(zhì)資源的長期保存具有重要意義。

功能和結(jié)構(gòu)息息相關(guān)，種子活力變化的一個重要原因就是組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)的變化［17］。目前，關(guān)于燕麥種子的研究多集中在鹽、堿脅迫對燕麥生理生化影響［18-20］以及自然老化和人工老化對種子遺傳完整性［6，21-23］等方面，有關(guān)貯藏年限對皮、裸燕麥種子萌發(fā)和細(xì)胞學(xué)結(jié)構(gòu)影響方面的研究還鮮見報(bào)道。因此本研究探討皮、裸燕麥種子的種子活力、細(xì)胞解剖結(jié)構(gòu)和種胚、線粒體超微結(jié)構(gòu)隨貯藏年限的變化規(guī)律，以探究老化過程中細(xì)胞程序性死亡在燕麥種子中發(fā)生的具體部位和時間進(jìn)程，為燕麥種子自然老化的生理機(jī)制研究提供依據(jù)，并為燕麥的科學(xué)貯藏及其高效利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

應(yīng)試材料為皮燕麥品種‘隴燕3 號’和裸燕麥品種‘白燕2 號’，燕麥種子由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院提供。2 個燕麥品種均種植于甘肅省通渭縣華家?guī)X鎮(zhèn)，該地屬溫帶季風(fēng)氣候，年平均氣溫3.7 ℃，年均降水量451.1 mm。種子密封貯藏于甘肅省蘭州市甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)牧草實(shí)訓(xùn)基地種子室（室內(nèi)全年通風(fēng)，貯藏期間年均溫度為10 ℃），貯藏年限分別為2、4、6、8年（表1）。

表1 皮燕麥、裸燕麥種子不同貯藏時間處理Table 1 Covered oat and naked oat seeds were treated with different storage time

試驗(yàn)于2022 年3 月在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院試驗(yàn)室進(jìn)行。根據(jù)樣品種子的初始含水量，采用飽和溶液法將樣品種子含水量進(jìn)行調(diào)整，獲得含水量為10%的種子樣品［9］。計(jì)算公式為：達(dá)到所需含水量的種子質(zhì)量（W，g）=［（100-MC0）÷（100-MCr）］×W0，式中：MC0為種子初始含水量（%），MCr為種子需要達(dá)到的含水量（%），W0為種子初始質(zhì)量（g）。稱量干凈飽滿燕麥種子，將種子放入裝有NaBr 飽和溶液的干燥器中平衡水分，頻繁稱量種子質(zhì)量，達(dá)到所需的質(zhì)量時立即將種子取出，迅速密封于10.0 cm×14.8 cm 鋁箔袋中，保存于4 ℃冰箱內(nèi)備用［24］測定各指標(biāo)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 種子萌發(fā)指標(biāo)的測定 根據(jù)《種苗評定與種子活力測定方法手冊》［25］規(guī)定的培養(yǎng)皿紙上法進(jìn)行燕麥種子萌發(fā)試驗(yàn)，并逐日統(tǒng)計(jì)種子發(fā)芽數(shù)，每個處理4 次重復(fù)，每重復(fù)50 粒種子。

式中：Dt為發(fā)芽天數(shù)（d）；Gt為Dt對應(yīng)時間的發(fā)芽數(shù)；S為發(fā)芽10 d 幼苗的鮮重（g）。

幼苗芽長、根長：幼苗生長10 d 后，用游標(biāo)卡尺測定每株幼苗從種子胚到最長葉葉尖和最長根根尖的長度，每皿隨機(jī)測定5 株。

浸出液電導(dǎo)率的測定：隨機(jī)取凈種子50 粒放入150 mL 三角瓶中，向內(nèi)加入100 mL 去離子水并搖晃瓶身至種子完全浸沒。每個處理4 次重復(fù)，以未放種子的去離子水為空白對照。瓶口用封口膜封好，在25 ℃恒溫培養(yǎng)箱中放置24 h（±15 min）后，立即測定溶液的電導(dǎo)率［25］。

1.2.2 燕麥種子解剖結(jié)構(gòu)測定 采用常規(guī)石蠟切片法，參照陳陽等［26］的方法并進(jìn)行了改良，具體步驟如下：取燕麥種子適量，放入蒸餾水中浸泡4 h 后轉(zhuǎn)入FAA 混合固定液（福爾馬林∶冰醋酸∶70%乙醇=1∶1∶18）中固定24 h。采用不同濃度的乙醇梯度脫水（30%乙醇、50%乙醇、70%乙醇、85%乙醇、95%乙醇、無水乙醇）。乙醇和二甲苯逐級透明，每級3/4 h［無水乙醇∶二甲苯（體積比2∶1）、無水乙醇∶二甲苯（1∶1）、無水乙醇∶二甲苯（1∶2）、二甲苯］。透明材料轉(zhuǎn)入裝有碎蠟的二甲苯中，浸蠟溫度由37 ℃上升至56 ℃，逐漸置換為純石蠟后于56 ℃恒溫箱中過夜，浸蠟2 d，期間換蠟3 次。包埋后修塊、切片（厚度為10 μm）、展片、45 ℃烘片。二甲苯中脫蠟，乙醇梯度復(fù)水后番紅-固綠雙重染色，中性樹膠封片，放在40 ℃烘箱中烘片，之后永久保存。在顯微鏡下觀察并拍照。每個處理重復(fù)5 次，每張樣片選取5 個視野。

1.2.3 種胚及線粒體超微結(jié)構(gòu)觀察 采用透射電鏡法，操作步驟如下：隨機(jī)選取待測燕麥種子，在蒸餾水中浸泡4 h 后，用解剖針在體式顯微鏡下將其種胚取出，經(jīng)3%戊二醛預(yù)固定后采用1%四氧化鋨再固定。丙酮逐級脫水（30%，50%，70%，80%，90%，95%，100%），100%濃度的丙酮換3 次。Ep812 包埋，半薄切片用甲苯胺藍(lán)染色作光學(xué)定位，在超薄切片機(jī)上用鉆石刀切片，再經(jīng)醋酸鈾和枸櫞酸鉛室溫下雙重染色，用JEM-1400FLASH［日本電子（JEOL）］透射電鏡觀察樣品切片，并拍攝細(xì)胞及線粒體照片［27］。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010 軟件整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)并繪制圖表，使用IBM SPSS Statistics 24.0 軟件進(jìn)行雙因素方差分析與單因素ANOVA 檢驗(yàn)，用Adobe Photoshop CC 2018 做拼圖處理。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同貯藏時間對皮、裸燕麥種子萌發(fā)的影響

如圖1，‘隴燕3 號’在貯藏4 年時，發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均達(dá)到最大值，較貯藏2 年種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)升高51.44%和58.89%，差異顯著（P<0.05）；貯藏6 年時，‘隴燕3 號’發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)開始顯著下降（P<0.05）。隨著貯藏時間的增加，‘白燕2 號’發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)整體均表現(xiàn)出逐漸下降的趨勢，在貯藏6 和8 年時，種子發(fā)芽指數(shù)降至10.22%和4.66%，較貯藏2 年時各降低65.43%和84.24%，差異顯著（P<0.05）；活力指數(shù)降至41.14%和3.14%，較貯藏2 年時各降低81.69%和98.60%，差異顯著（P<0.05）。

圖1 貯藏時間對皮、裸燕麥種子萌發(fā)的影響Fig.1 Effect of storage time on seed germination of covered oats and naked oats

如圖1，隨著貯藏時間的增加，‘隴燕3 號’的芽長與根長無明顯變化。而‘白燕2 號’的芽長則表現(xiàn)出逐漸降低的趨勢，在貯藏8 年時‘白燕2 號’燕麥種子芽長較貯藏2 年顯著降低34.28%（P<0.05）；其根長表現(xiàn)出先升高后降低的趨勢，貯藏4 年時，根長較貯藏2 年升高12.94%，差異不顯著（P>0.05）。貯藏8 年時，根長較貯藏2 年降低41.74%，差異顯著（P<0.05）。綜上，‘隴燕3 號’和‘白燕2 號’相比，‘隴燕3 號’發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、芽長和根長變化更為穩(wěn)定。

由表2 可知，不同品種間燕麥種子的發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、芽長、根長和電導(dǎo)率存在極顯著差異（P<0.01）。不同貯藏年限下燕麥種子的發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和電導(dǎo)率存在極顯著差異（P<0.01），而芽長與根長差異不顯著。品種和貯藏時間交互作用下的發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、芽長和電導(dǎo)率存在極顯著差異（P<0.01），表明貯藏時間對不同品種的各萌發(fā)指標(biāo)影響較大，且存在交互作用。

表2 貯藏時間對皮、裸燕麥種子萌發(fā)和細(xì)胞膜透性的方差分析Table 2 Variance analysis of storage time on covered，naked oat seed germination and cell membrane permeability

如圖2 所示，在貯藏4 年時，‘隴燕3 號’種子發(fā)芽率達(dá)到最大值，隨后種子活力緩慢下降，但降幅不大；隨著貯藏時間的增加，‘白燕2 號’燕麥種子發(fā)芽率逐漸下降，在貯藏6～8 年時，種子發(fā)芽率急劇下降，種子活力逐漸喪失。

圖2 貯藏時間對皮、裸燕麥種子活力的影響Fig.2 Effect of storage time on seed viability of covered and naked oat seeds

2.2 不同貯藏時間對皮、裸燕麥種子細(xì)胞膜透性的影響

如圖3 所示，隨著貯藏時間的增加，‘隴燕3 號’種子的電導(dǎo)率表現(xiàn)出逐漸升高的趨勢。在貯藏4、6 和8年時，‘隴燕3 號’的電導(dǎo)率較貯藏2 年顯著升高（P<0.05）?！籽? 號’的電導(dǎo)率表現(xiàn)出先降低后升高的趨勢，在貯藏6 和8 年時，‘白燕2 號’的電導(dǎo)率較貯藏2年顯著升高（P<0.05）。綜上，兩個不同燕麥種質(zhì)相比，隨著貯藏年限的增加，‘白燕2 號’的細(xì)胞膜透性受影響更大。

圖3 貯藏時間對皮、裸燕麥種子電導(dǎo)率的影響Fig.3 Effect of storage time on electrical conductivity of covered and naked oat seeds

2.3 不同貯藏時間對皮、裸燕麥種子解剖結(jié)構(gòu)的影響

隨著貯藏年限的增加‘隴燕3 號’和‘白燕2 號’解剖結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。如圖4 所示，貯藏2 年‘隴燕3 號’燕麥種子胚乳中內(nèi)含物豐富，均勻的散布在胚乳中；種皮薄且經(jīng)番紅-固綠染色淺；糊粉層細(xì)胞排列整齊，細(xì)胞形狀近似于長方形，有些細(xì)胞內(nèi)部甚至可以清晰地看到細(xì)胞核；種子次級糊粉層細(xì)胞內(nèi)部糊粉粒即蛋白貯藏液泡（protein storage vacuole，PSV）豐富，都集中在細(xì)胞內(nèi)部（圖4 A 和B）。貯藏8 年的‘隴燕3 號’燕麥種子胚乳細(xì)胞較貯藏2年種子無明顯變化；而燕麥種子種皮經(jīng)番紅-固綠染色深且變厚，糊粉層細(xì)胞多達(dá)數(shù)層，細(xì)胞排列不整齊，形狀不規(guī)則且部分細(xì)胞出現(xiàn)腫脹現(xiàn)象；一些細(xì)胞內(nèi)部仍然可以看到細(xì)胞核，次級糊粉層細(xì)胞內(nèi)部出現(xiàn)破碎化，細(xì)胞內(nèi)部糊粉粒出現(xiàn)輕微降解現(xiàn)象（圖4 C 和D）。

圖4 貯藏時間對皮、裸燕麥種子解剖結(jié)構(gòu)的影響（×400）Fig.4 Effects of storage time on the anatomy of covered and naked oat seeds（×400）

貯藏2 年‘白燕2 號’燕麥種子胚乳中內(nèi)含物豐富，均勻的散布在胚乳中。貯藏8 年的燕麥種子胚乳內(nèi)細(xì)胞排列疏松，細(xì)胞間隙變大，細(xì)胞內(nèi)含物個體變小且數(shù)量變少（圖4 E 和G）。貯藏2 年‘白燕2 號’燕麥種子糊粉層細(xì)胞排列整齊有序，細(xì)胞形狀類似于長方形，種皮經(jīng)番紅-固綠染色淺，次級糊粉層細(xì)胞內(nèi)部糊粉粒豐富，細(xì)胞與細(xì)胞之間有序排列；貯藏8 年糊粉層細(xì)胞較貯藏2 年燕麥種子糊粉層細(xì)胞狹長，且細(xì)胞內(nèi)部出現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象，細(xì)胞形狀不規(guī)則，次級糊粉層細(xì)胞內(nèi)部PSV 出現(xiàn)嚴(yán)重降解現(xiàn)象，細(xì)胞內(nèi)部出現(xiàn)大量無結(jié)構(gòu)液滴，細(xì)胞內(nèi)部蛋白體數(shù)量變少（圖4 F 和H）。綜上，‘白燕2 號’較‘隴燕3 號’燕麥種子解剖結(jié)構(gòu)受貯藏年限的影響更為明顯。

2.4 不同貯藏時間對皮、裸燕麥種子種胚細(xì)胞及線粒體超微結(jié)構(gòu)的影響

燕麥種子種胚超微結(jié)構(gòu)的電子顯微鏡圖片（圖5）顯示，貯藏2 年燕麥種胚細(xì)胞基本維持正常狀態(tài)，細(xì)胞結(jié)構(gòu)清晰、細(xì)胞器正常；細(xì)胞核結(jié)構(gòu)完整，核仁致密與核質(zhì)界限分明，核內(nèi)常染色質(zhì)分布均勻，核膜清晰可見，結(jié)構(gòu)與功能狀態(tài)良好；線粒體形狀呈扁平或橢圓形，線粒體膜和核膜清晰可見，且線粒體基質(zhì)稠密；‘白燕2 號’細(xì)胞膜出現(xiàn)褶皺現(xiàn)象，部分地方細(xì)胞間隙變大，且細(xì)胞內(nèi)聚集大量脂肪體，‘隴燕3 號’細(xì)胞膜平滑正常，細(xì)胞壁與細(xì)胞膜緊密貼合，且細(xì)胞內(nèi)含有大量的線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，細(xì)胞膜周圍聚集少量脂肪體（圖5 A、B、E、F）。

經(jīng)過8 年的貯藏后，‘隴燕3 號’燕麥種胚細(xì)胞內(nèi)遍布大量脂肪體，部分脂肪體出現(xiàn)溶解的現(xiàn)象；‘白燕2 號’燕麥種胚細(xì)胞形狀維持正常狀態(tài)，細(xì)胞結(jié)構(gòu)清晰。細(xì)胞內(nèi)脂肪體數(shù)量相較于貯藏2 年時變少，2 個燕麥種質(zhì)種胚細(xì)胞內(nèi)靠近細(xì)胞膜的脂肪體溶解，逐步被原液泡吞噬，形成大液泡；隨著貯藏時間的增加，‘隴燕3 號’細(xì)胞核較貯藏2 年時染色質(zhì)嚴(yán)重濃縮，核仁消失；細(xì)胞膜出現(xiàn)明顯的褶皺現(xiàn)象，細(xì)胞間隙變大；‘白燕2 號’細(xì)胞核核膜溶解，染色質(zhì)出現(xiàn)輕微濃縮現(xiàn)象，核邊緣皺縮；隨著貯藏年限的增加，兩個燕麥種質(zhì)內(nèi)部少數(shù)線粒體出現(xiàn)腫脹現(xiàn)象，但大部分線粒體結(jié)構(gòu)均能保持良好的完整性（圖5 C、D、G、H）。

3 討論

3.1 貯藏時間對皮、裸燕麥種子萌發(fā)特性的影響

植物完成其生活史的關(guān)鍵階段就是種子萌發(fā)，種子的發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)等參數(shù)是衡量種子優(yōu)劣的重要指標(biāo)，也是反映種子活力變化最可靠和直接的指標(biāo)［28］，直接影響到種子的田間出苗率［29］。試驗(yàn)中隨著貯藏時間的延長，燕麥種子逐漸老化，表現(xiàn)為種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)逐漸降低。且不同皮、裸燕麥品種、貯藏時間及其交互作用下的種子發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、芽長、根長、電導(dǎo)率差異顯著（P<0.05）。張雯靜等［30］研究發(fā)現(xiàn)，隨著貯藏年限的增加，大蔥（Allium fistulosum）種子各項(xiàng)萌發(fā)指標(biāo)也有類似變化規(guī)律。在貯藏初期，‘隴燕3 號’種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)明顯低于‘白燕2 號’種子，這可能是因?yàn)椤]燕3 號’為皮燕麥，其外稃的機(jī)械約束作用在一定程度上延遲了種子的發(fā)芽時間［9，31］。貯藏時間也不同程度地影響著燕麥種子幼苗的生長。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，‘白燕2 號’種子幼苗的芽長和根長隨著貯藏時間的增加而降低，‘隴燕3 號’則無明顯變化。種子萌發(fā)和幼苗生長方面的這些表現(xiàn)證明，在同等貯藏環(huán)境下，‘隴燕3 號’比‘白燕2 號’更耐貯藏。

電導(dǎo)率是常被用來判定種子活力的一個重要指標(biāo)。隨著種子貯藏時間的增加，2 個燕麥種質(zhì)的種子浸提液的電導(dǎo)率都隨著貯藏時間的增加而升高，表明種子細(xì)胞膜隨貯藏時間的增加逐漸損壞和老化，電導(dǎo)率與種子的活力呈負(fù)相關(guān)，而種子活力下降的主要原因是細(xì)胞膜的降解及其作為半透膜能力的退化［32］，種子內(nèi)部會發(fā)生一系列生理生化反應(yīng)，從而導(dǎo)致細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)改變，細(xì)胞膜完整性喪失，膜內(nèi)脂蛋白變性，種子內(nèi)可溶性物質(zhì)滲漏，細(xì)胞內(nèi)外滲透壓的動態(tài)平衡被打破［33］。Xin 等［34］對大豆（Glycine max）種子進(jìn)行人工老化研究時也有同樣發(fā)現(xiàn)。

3.2 貯藏時間對皮、裸燕麥種子細(xì)胞解剖結(jié)構(gòu)的影響

種子在生理成熟期活力達(dá)到最高，隨后在貯藏過程中，種子活力開始下降［35］，內(nèi)部各功能、結(jié)構(gòu)受到不同程度的損傷，且貯藏時間越久，受損程度也就越大，最終導(dǎo)致種子質(zhì)量下降［36］。對燕麥種子解剖結(jié)構(gòu)觀察發(fā)現(xiàn)，與其他禾本科植物種子解剖結(jié)構(gòu)基本相同［37］，燕麥種子的結(jié)構(gòu)由種皮、胚和胚乳構(gòu)成，且胚藏于胚乳之中。有研究發(fā)現(xiàn)，正常種子在萌發(fā)過程中，糊粉層細(xì)胞會通過分解細(xì)胞內(nèi)的糊粉粒與原球體來產(chǎn)生一系列水解酶、蛋白酶等，以分解胚乳中貯藏的營養(yǎng)物質(zhì)［38］，為胚的前期生長提供養(yǎng)分。本研究中‘隴燕3 號’種子在貯藏8 年后，糊粉層細(xì)胞出現(xiàn)輕微破碎化，‘白燕2 號’糊粉層細(xì)胞出現(xiàn)嚴(yán)重破損且細(xì)胞間隙變大，PSV 降解嚴(yán)重，細(xì)胞內(nèi)部出現(xiàn)大量液滴狀結(jié)構(gòu)。這可能是由于在貯藏期間糊粉層細(xì)胞內(nèi)的糊粉粒與原球體提前出現(xiàn)水解現(xiàn)象，因而在細(xì)胞學(xué)上觀察到破碎化現(xiàn)象，另外當(dāng)糊粉層細(xì)胞完成分泌功能后，發(fā)生細(xì)胞程序性死亡（programmed cell death，PCD），剩余部分相互融合并液泡化，最終成為無結(jié)構(gòu)的液滴［39］。燕麥糊粉層細(xì)胞PCD 過程中最初較小的PSV 逐漸相互融合成為大的液泡，之后液泡破裂消失。其進(jìn)程會直接影響到糊粉層PCD 的進(jìn)程，抑制液泡融合阻緩了糊粉層PCD 進(jìn)程，從而影響燕麥種子的萌發(fā)。這與鄭巖等［40］在水稻（Oryza sativa）種子糊粉層液泡化進(jìn)程的研究結(jié)果一致。皮燕麥外殼可以保護(hù)穎果免受各種生物和非生物脅迫，陶金等［41］在探究燕麥的耐鹽萌發(fā)特性時發(fā)現(xiàn)，皮燕麥的耐鹽性高于裸燕麥。塔娜等［42］對4 份皮燕麥和5 份裸燕麥材料的抗性進(jìn)行了分析，結(jié)果表明皮燕麥的抗性比裸燕麥的強(qiáng)，特別是抗倒伏能力尤為突出。本研究中由于‘隴燕3 號’為皮燕麥，其外稃在一定程度上起到了保護(hù)作用，而‘白燕2 號’為裸燕麥，因而種子內(nèi)部結(jié)構(gòu)受影響較大。

3.3 貯藏時間對皮、裸燕麥種子種胚細(xì)胞及線粒體超微結(jié)構(gòu)的影響

本研究中，短時間貯藏（2 年）的燕麥種子種胚細(xì)胞結(jié)構(gòu)狀態(tài)良好，隨著貯藏時間的增加，燕麥種胚細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞核染色質(zhì)凝聚，細(xì)胞內(nèi)核酸代謝減弱，部分線粒體腫脹成球形且線粒體膜不清晰，脂肪體水解。線粒體作為細(xì)胞能量代謝的主體和自由基產(chǎn)生的主要部位［28］，其結(jié)構(gòu)的損傷將直接影響細(xì)胞的能量代謝和自由基水平?？梢娧帑湻N子在貯藏過程中發(fā)生了脂質(zhì)過氧化反應(yīng)，使靠近活性氧（reactive oxygen species，ROS）產(chǎn)生位點(diǎn)的線粒體內(nèi)膜發(fā)生過氧化，線粒體膜系統(tǒng)遭到嚴(yán)重破壞，胚細(xì)胞中的能量代謝、物質(zhì)代謝已不能正常進(jìn)行，燕麥種子胚細(xì)胞衰老嚴(yán)重。貯藏微環(huán)境下的小麥（Triticum aestivum）胚細(xì)胞超微結(jié)構(gòu)變化也有近似的發(fā)現(xiàn)［43］?？梢姡N子發(fā)生劣變時，細(xì)胞學(xué)上的劣變現(xiàn)象也隨之發(fā)生，尤其是線粒體超微結(jié)構(gòu)的變化是對老化導(dǎo)致的氧化脅迫的應(yīng)激反應(yīng)，線粒體膜和脊受到損傷，線粒體的呼吸功能無法正常進(jìn)行［44］，進(jìn)而影響呼吸鏈電子的正常傳遞，呼吸作用減弱，使燕麥種子萌發(fā)過程中ATP 供應(yīng)不足，導(dǎo)致種子活力下降，萌發(fā)率降低，進(jìn)而影響幼苗的形態(tài)建成。

4 結(jié)論

貯藏年限嚴(yán)重影響燕麥種子糊粉層細(xì)胞和線粒體結(jié)構(gòu)與功能的完整性。在貯藏過程中，燕麥種子糊粉層細(xì)胞水解，細(xì)胞核邊緣皺縮，染色質(zhì)濃縮，核仁消失，且貯藏時間越久，細(xì)胞衰老越快。本研究中，隨著貯藏時間的增加，‘隴燕3 號’和‘白燕2 號’燕麥種子解剖結(jié)構(gòu)及種胚和線粒體超微結(jié)構(gòu)受損嚴(yán)重，進(jìn)而導(dǎo)致種子活力下降。