利用電導(dǎo)法測(cè)定雜交水稻種子活力的探討

段永紅，李小湘，李衛(wèi)紅

（湖南省水稻研究所，湖南 長(zhǎng)沙 410125）

水稻是世界上最重要的糧食作物之一，也是我國(guó)最主要的栽培作物之一[1]。尤其是雜交水稻的成功研究和推廣，為保障我國(guó)和全球的糧食安全作出了巨大的貢獻(xiàn)。然而，由于雜交水稻種子的特征特性與常規(guī)水稻種子有較大的差異，其耐貯藏性明顯不如常規(guī)水稻種子[2]。因此，及時(shí)、快速掌握種子活力衰變情況，對(duì)保障雜交水稻種子的播種品質(zhì)，充分發(fā)揮種子的雜種優(yōu)勢(shì)種性，具有十分重要的作用[2]。

電導(dǎo)法是一種簡(jiǎn)易、快速、客觀的活力測(cè)試方法，豌豆種子活力電導(dǎo)法測(cè)定方法已標(biāo)準(zhǔn)化并用于生產(chǎn)，在大豆、棉花、玉米等種子中也得到廣泛應(yīng)用[3]。然而，電導(dǎo)法在水稻種子活力測(cè)定中多為輔助補(bǔ)充說(shuō)明，關(guān)于電導(dǎo)法測(cè)定水稻種子活力的詳細(xì)研究報(bào)道甚少。本試驗(yàn)以種子活力生理測(cè)試指標(biāo)為對(duì)照，與室內(nèi)用電導(dǎo)法測(cè)定的種子浸泡液電導(dǎo)率結(jié)果進(jìn)行比較研究，以期探討用電導(dǎo)法測(cè)定雜交水稻種子的活力。

1 材料與方法

1.1 材料

5個(gè)試驗(yàn)材料分別為：V46、豐源優(yōu)326、金優(yōu)297、岳優(yōu)360、岳優(yōu)9113，由湖南省種質(zhì)資源庫(kù)提供。

1.2 方法

1.2.1 人工老化處理 試驗(yàn)前種子水分平衡至（13±0.5）%，用鋁箔袋密封包裝后置于45℃種子老化箱中進(jìn)行人工老化處理。每隔4 d定期取樣進(jìn)行種子電導(dǎo)率和活力測(cè)試。

1.2.2 電導(dǎo)率測(cè)定 每個(gè)品種設(shè)3次重復(fù)，每次重復(fù)隨機(jī)選取50粒凈種子并稱重，用去離子水沖洗3次，用濾紙吸干浮水，將種子置于潔凈的100 mL燒杯中，加入50 mL去離子水，于（20±1）℃恒溫條件下浸泡 6～24 h，分別在浸泡 2、4、6、24 h 用 DDS-307A型電導(dǎo)率儀測(cè)定一次浸泡液的電導(dǎo)率。以去離子水為對(duì)照，每重復(fù)電導(dǎo)率按下列公式計(jì)算：電導(dǎo)率（us/cm·g）=（電導(dǎo)率讀數(shù)－對(duì)照讀數(shù)）/每重復(fù)種子重量

1.2.3 活力指數(shù)測(cè)定 參照GB/T3543.4-1995規(guī)程進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)。取完成電導(dǎo)率測(cè)定結(jié)果后的種子依次置于發(fā)芽床為中性濾紙的發(fā)芽盒中，3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)50粒種子。發(fā)芽溫度控制在30℃，每天記載發(fā)芽數(shù)，第5天計(jì)算發(fā)芽勢(shì)，第8天計(jì)算發(fā)芽率。在計(jì)算發(fā)芽勢(shì)當(dāng)天剪下根苗，在（105±1）℃烘箱中烘干5小時(shí)后稱根苗干重。

活力指數(shù)VI=GI×Sx，其中GI為發(fā)芽指數(shù)，Sx為根苗干重。，其中Gt為時(shí)間t日的發(fā)芽數(shù)，Dt為相應(yīng)的發(fā)芽日數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同品種雜交水稻種子老化處理后的活力變化情況

5個(gè)雜交水稻組合經(jīng)過(guò)不同的老化時(shí)間其發(fā)芽率與活力指數(shù)的表現(xiàn)見(jiàn)表1。如表1所示，5個(gè)組合未進(jìn)行老化處理時(shí)均是高活力種子，發(fā)芽率一致（其發(fā)芽率差異在容許誤差范圍內(nèi)）；發(fā)芽率和活力指數(shù)都隨著老化時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低或減少。由種子下降至相同活力水平所需的老化時(shí)間可知：（1）品種間活力下降的速率差異很大，最快的威優(yōu)46在8 d時(shí)間內(nèi)種子基本喪失活力，再次證實(shí)種子活力首先取決于其遺傳因子，品種間的差異度必然存在[4]；（2）種子老化到低活力水平（發(fā)芽率為70%～75%）后，活力快速下降，這與盧新雄等提出的水稻種子快速下降拐點(diǎn)的平均發(fā)芽率73.74%[5]基本一致，說(shuō)明種子活力下降并不是以等速率遞減，而是漸進(jìn)式的[5-6]。

表1 不同老化時(shí)間條件下種子發(fā)芽率與活力指數(shù)的表現(xiàn)

2.2 不同品種雜交水稻種子的電導(dǎo)率

從不同品種雜交水稻種子高活力水平的電導(dǎo)率測(cè)定結(jié)果（見(jiàn)圖1）可以看出：（1）不同品種雜交水稻種子的電導(dǎo)率存在差異，即相同活力水平下不同品種的電導(dǎo)率值不同；（2）隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，各個(gè)品種種子的浸出液電導(dǎo)率呈逐漸增大的趨勢(shì)。并且隨浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)，電導(dǎo)率的升高速率逐漸緩慢。說(shuō)明種子隨著浸泡時(shí)何的延長(zhǎng)，種子可溶性物質(zhì)或電解質(zhì)水通過(guò)細(xì)胞膜外滲的量逐漸增多。

圖1 不同品種雜交水稻種子不同浸泡時(shí)間的電導(dǎo)率

2.3 不同活力水平雜交水稻種子的電導(dǎo)率

通過(guò)人工老化處理，獲得不同活力水平的雜交水稻種子。圖2為不同活力水平的雜交水稻種子在不同浸泡時(shí)間的平均電導(dǎo)率。結(jié)果表明：（1）不同活力水平的雜交水稻種子的電導(dǎo)率均隨著種子的浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)而升高；（2）不同浸泡時(shí)間的電導(dǎo)率與活力水平的關(guān)系為：高活力種子的電導(dǎo)率始終最小，中活力種子其次，低活力與極低活力種子的電導(dǎo)率均大于高、中活力種子，浸泡24 h的電導(dǎo)率大小與種子的活力水平成反比。但在浸泡初期，低活力種子的電導(dǎo)率大于極低活力，出現(xiàn)這種波動(dòng)性變化的原因尚不清楚。

圖2 不同活力水平的雜交水稻種子不同浸泡時(shí)間的電導(dǎo)率

2.4 浸泡時(shí)間對(duì)電導(dǎo)率的影響

將不同雜交水稻種子不同浸泡時(shí)間的電導(dǎo)率與發(fā)芽率、活力指數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，結(jié)果列于表2。由表2可知：（1）種子浸泡液電導(dǎo)率與發(fā)芽率、活力指數(shù)的相關(guān)系數(shù)隨著浸泡時(shí)間的延長(zhǎng)而加大，各個(gè)品種種子浸泡24 h測(cè)量的電導(dǎo)率均與發(fā)芽率、活力指數(shù)存在顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，說(shuō)明適宜的浸泡時(shí)間是電導(dǎo)法測(cè)定種子活力的關(guān)鍵；（2）品種間的差異很大，活力下降快的品種電導(dǎo)率與發(fā)芽率、活力指數(shù)從浸泡2 h開(kāi)始均呈極顯著負(fù)相關(guān)，活力下降緩慢的品種其電導(dǎo)率與發(fā)芽率、活力指數(shù)的相關(guān)性在浸泡初期呈不明顯的負(fù)相關(guān)性。金優(yōu)297浸出液的電導(dǎo)率與發(fā)芽率、活力指數(shù)的相關(guān)性在浸泡前6 h隨時(shí)間的延長(zhǎng)呈逐漸明顯的正相關(guān)，這是否與其電導(dǎo)率始終明顯高于其它品種有關(guān)，有待進(jìn)一步研究。

表2 雜交水稻種子不同浸泡時(shí)間的電導(dǎo)率與發(fā)芽率、活力指數(shù)的相關(guān)系數(shù)

2.5 雜交水稻種子適宜浸泡時(shí)間的電導(dǎo)率與種子活力生理指標(biāo)的相關(guān)性

表2結(jié)果表明，各個(gè)雜交水稻組合種子在浸泡24 h的電導(dǎo)率與發(fā)芽率、活力指數(shù)等指標(biāo)存在顯著或極顯著負(fù)相關(guān)，衰變速度快的品種浸泡2 h的電導(dǎo)率即與發(fā)芽率、活力指數(shù)呈極顯著負(fù)相關(guān)。說(shuō)明在種子老化劣變過(guò)程中，細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)與功能受損，引起選擇性滲透能力降低，導(dǎo)致吸脹過(guò)程中細(xì)胞內(nèi)含物外滲[4]。滲漏越多，細(xì)胞膜的完整性越低，浸泡液的電導(dǎo)性越高。因此，利用浸泡液的電導(dǎo)率數(shù)值可以定量地描述種子活力[7]。表3列出了代表種子活力生理指標(biāo)的四項(xiàng)指標(biāo)與種子24 h浸出液的電導(dǎo)率之間的相關(guān)系數(shù)。從中看出：（1）種子活力生理測(cè)定的各項(xiàng)指標(biāo)之間均存在極顯著正相關(guān)，說(shuō)明種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)等指標(biāo)反映了種子衰老與萌發(fā)特性；（2）電導(dǎo)率與種子活力之間均顯示不顯著的負(fù)相關(guān)，這與顏啟傳等同樣由人工老化處理的研究結(jié)果基本一致，說(shuō)明人工老化種子在受高溫傷害的同時(shí)又在自行修補(bǔ)，細(xì)胞器沒(méi)有受到嚴(yán)重的傷害[8]。但這一結(jié)果與各個(gè)品種分別分析的結(jié)果不太一致，其原因有待于進(jìn)一步探討。

表3 雜交水稻種子各種活力指標(biāo)間的相關(guān)系數(shù)

3 討論

（1）用電導(dǎo)率測(cè)定雜交水稻種子的活力，具有測(cè)定用時(shí)短，24 h內(nèi)即可得出結(jié)果，具有操作簡(jiǎn)單、速度快、時(shí)間短的特點(diǎn)，可為種子活力提供參考指標(biāo)，在生產(chǎn)上具有應(yīng)用價(jià)值。

（2）適宜的浸泡時(shí)間是保證電導(dǎo)法準(zhǔn)確測(cè)定種子活力的關(guān)鍵。本研究表明，在20℃條件下浸泡24 h，其電導(dǎo)率值所反映的種子活力高低狀況與活力指數(shù)一致。

（3）電導(dǎo)法測(cè)定種子活力要注意測(cè)定種子的處理及選擇、測(cè)定用水的質(zhì)量等。因?yàn)殡妼?dǎo)率結(jié)果受種子的大小、損傷、含水量以及水質(zhì)等因素的影響[3-4]，那些水分不均、發(fā)芽、破損的種子都將影響測(cè)試結(jié)果，雜交水稻種子具有穎殼且裂穎程度各異，較易產(chǎn)生試驗(yàn)誤差。本試驗(yàn)測(cè)定所用雜交水稻種子均從凈種子中隨機(jī)數(shù)取，防止了因除去物理?yè)p傷種子而導(dǎo)致種子活力過(guò)高估計(jì)現(xiàn)象的發(fā)生，但也可能是電導(dǎo)率測(cè)試數(shù)據(jù)存在偏差的原因。

（4）本試驗(yàn)對(duì)利用電導(dǎo)法測(cè)定雜交水稻種子活力進(jìn)行了初步探索，尚有未探明之處。并且由于浸泡時(shí)間段選擇較少、所用組合數(shù)量有限，以及未測(cè)定種子的田間出苗率和利用自然老化種子進(jìn)行比較試驗(yàn)。

[1]程式華，李 建.現(xiàn)代中國(guó)水稻[M].北京：金盾出版社，2007.

[2]袁隆平.雜交水稻學(xué)[M].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)出版社，2002.

[3]張文明，鄭文寅，任 沖，等.電導(dǎo)法測(cè)定大豆種子活力的初步研究[J].種子，2003，（2）：34-36.

[4]陶嘉齡，鄭光華.種子活力[M].北京：科學(xué)出版社，1991.

[5]盧新雄，陳曉玲.水稻種子貯藏過(guò)程中生活力喪失特性及預(yù)警指標(biāo)的研究[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，2002，35（8）：975-979.

[6]謝 皓，陳學(xué)珍，祁佳玥，等.人工加速老化對(duì)大豆種子活力的影響[J].北京農(nóng)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，21（3）：15-17.

[7]王振寶，王樹(shù)春，徐國(guó)良.一種種子活力的測(cè)定方法—電導(dǎo)率法[J].種子，1998，（3）：70.

[8]顏啟傳，李穩(wěn)香.雜交水稻種子活力與田間生產(chǎn)性能之間的關(guān)系[J].中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)，1995，（28）：90-98.