不同貯存方式和年限對冬小麥種質資源材料活力影響研究

劉自成，楊 虓，張彥龍，解粉紅(.隴東學院農林科技學院，甘肅慶陽745000;.環(huán)縣種子管理站，甘肅環(huán)縣745700)

作物種質資源、植物遺傳資源、基因資源是地球上極為重要的財富，蘊藏在作物各類品種、品系、野生種和近緣植物中，是改良農作物的基因來源［1］。如何保存好這些寶貴的財富是作物種質資源工作的一項重要內容。隨著作物種質資源數量的不斷增加，種質保存的任務正逐年加重。延長在自然條件下保存種質資源的貯存壽命，減少復種次數，以節(jié)約人力、物力，減少變異是種質資源工作所面臨的一項重要的課題［2］。我國自20世紀90年代以來，從中央到地方均建立了一批現代化的作物種質資源庫，采用低溫、干燥、密封等技術長期保存種質資源，但對于眾多缺乏現代化種質貯存條件的育種單位來說，數量龐大的品種資源材料或育種中間材料只能在自然條件下保存［3］。有關小麥種子生產上種子活力的測定已有不少的報道，但有關種質資源貯存方式、貯存年限對種子活力的影響研究報道較少。因此，對自然條件下貯存的種質資源活力進行研究具有一定的實踐意義。筆者以隴東學院農林科技學院小麥育種課題組種質資源庫貯存的冬小麥種子作為試驗材料，研究了不同貯存方式、不同貯存年限對小麥種子活力的影響，對在自然條件下如何保存小麥種質資源進行探討。

1 材料與方法

1.1 材料 選用隴東學院農林科技學院小麥育種課題組種植資源庫貯存13～15年的冬小麥種子，分別用紙袋和玻璃種子瓶盛裝，在自然條件下貯存(表1)。

1.2 方法

1.2.1 種子貯存方法及條件。種子收獲后，在太陽光下自然晾曬，達到種子入庫含水量的標準，篩檢后分裝于牛皮紙種子袋或玻璃種子瓶，置于木質種子柜中貯存。

1.2.2 種子活力的測定。種子活力分別用快速測定法和發(fā)芽試驗2種方法進行測定?？焖贉y定法，將待測種子在30～35℃中浸種6 h，取出吸脹的種子，用刀片沿種腹切為兩半，置于培養(yǎng)皿中，加入適量5%的紅四氮唑(TTC)，以淹沒種子為度;然后置于30℃的恒溫箱中染色30 min，取出后計數被TTC染紅的種子數占待測種子總數的百分數［4－5］。發(fā)芽試驗用濾紙作發(fā)芽床［6－7］，在25℃的光照培養(yǎng)箱進行發(fā)芽試驗，4 d測定發(fā)芽勢，7 d測定發(fā)芽率。

2 結果與分析

2.1 不同貯存方式對冬小麥種子活力的影響分析 從測定結果(表2)可以看出，玻璃種子瓶貯存15年的種子發(fā)芽率平均值為57.21%，發(fā)芽率介于2.86% ～98.00%，發(fā)芽率 ＞80%的品種數占玻璃種子瓶貯存的品種總數的44.12%，＜20%的占5.88%;種子袋貯存15年的種子發(fā)芽率平均值為17.94%，發(fā)芽率介于0～73.73%，發(fā)芽率＞80%的品種數占品種總數的2.94%，＜20%的占5.88%。可見，貯存于玻璃種子瓶中的種子活力高于種子袋中的種子活力。

2.1.1 TTC測定生活力比較分析。玻璃種子瓶貯存的種子生活力平均值為65.79%，紙袋貯存的種子生活力平均值為47.21%(表2)。從圖1可以看出，貯存于玻璃種子瓶中的種子生活力主要集中在80% ～100%;貯存于紙袋中的種子生活力主要集中于20% ～40%;在常溫條件下，玻璃種子瓶貯存的種子生活力高于紙袋貯存的種子生活力。品種間也有差異，玻璃種子瓶貯存的品種間標準差為26.56%，變異系數為0.40，紙袋貯存的種子品種間的標準差為17.52%，變異系數為0.37，玻璃種子瓶貯存的種子品種間的離散程度高于紙袋貯存的種子，即玻璃種子瓶貯存的品種間的差異大于紙袋貯存的種子。

表1 試驗材料

圖1 不同貯存方式的種子生活力頻率分布

2.1.2 發(fā)芽勢、發(fā)芽率測定結果比較。玻璃種子瓶貯存的種子發(fā)芽勢平均值為54.40%、發(fā)芽率平均值為57.21%，種子袋貯存的種子發(fā)芽勢平均值為12.65%、發(fā)芽率平均值為17.94%(表2)。由圖2可見，在常溫條件下玻璃種子瓶貯存15年的種子發(fā)芽勢主要集中在20% ～40%，發(fā)芽率主要集中在80% ～100%;紙袋貯存15年的種子發(fā)芽勢主要集中在0～20%，發(fā)芽率也主要集中在0～20%。可見，玻璃種子貯存的種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率均高于紙袋貯存的種子。玻璃種子瓶貯存的種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率的標準差分別為29.67%、29.38%，變異系數分別為 0.56、0.51，紙袋貯存的種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率的標準差分別為16.23%、19.25%，變異系數分別為1.20和1.07，表明玻璃種子瓶貯存的種子品種間的離散程度低于紙袋貯存的種子，即玻璃種子瓶貯存的品種間的差異小于紙袋貯存的種子。發(fā)芽試驗測定活力結果與TTC測定結果均表明，玻璃種子瓶貯存的種子活力高于紙袋貯存的種子，玻璃種子瓶較適宜自然條件下保存種質資源。

2.2 不同貯存年限對冬小麥種子活力的影響分析 紙袋貯存15年的種子發(fā)芽率平均值為17.94%，發(fā)芽率介于0～73.73%，發(fā)芽率＞80%的品種數占品種總數的2.94%，＜20%的占5.88%;貯存13年的種子發(fā)芽率平均值為51.17%，發(fā)芽率介于0～53.34%，發(fā)芽率＞80%的品種數占品種總數的0%，＜20%的占48.15%(表2)。表明種子活力隨著貯存年限的增加呈下降趨勢。品種間存在差異，不同貯存年限對不同品種種子活力的影響程度不同。

表2 種子活力測定

2.2.1 TTC測定結果比較。紙袋貯存13年的種子生活力最高，平均為51.17%，貯存15年的種子活力最低，平均為47.21%，隨著貯存年代的增加，紙袋貯存的冬小麥種子的生活力呈下降趨勢。貯存13、14、15年種子的標準差分別為15.62%、16.42%、17.52%，變異系數分別為 0.31、0.32、0.37，可見貯存13、14、15年的種子生活力的品種間離散程度呈上升趨勢，即品種間的差異隨著貯存年代的增加而增大(表2)。

2.2.2 發(fā)芽勢、發(fā)芽率測定結果比較。紙袋貯存13年的種子發(fā)芽勢最高，平均值為16.62%，紙袋貯存15年的種子發(fā)芽勢最低，平均為12.65%，紙袋貯存13年的種子發(fā)芽率最高，平均為22.15%，紙袋貯存15年的種子發(fā)芽率最低，平均為17.94%，可見隨著貯存年代的增加，紙袋貯存的冬小麥種子的發(fā)芽勢、發(fā)芽率均呈下降趨勢。貯存13、14、15年種子發(fā)芽勢的標準差分別為 13.92%、14.20%、16.23%，變異系數分別為0.84、0.92、1.20;貯存13、14、15年種子發(fā)芽率的標準差分別為 15.67%、16.12%、19.25%，變異系數分別為0.71、0.85、1.07，表明貯存 13、14、15年的種子發(fā)芽勢、發(fā)芽率的品種間離散程度呈上升趨勢，即品種間的差異隨著貯存年代的增加而增大(表2)。發(fā)芽試驗與TTC測定結果均表明，種子活力隨著貯存年代的增加呈下降趨勢。

圖2 不同貯存方式的種子發(fā)芽勢(a)和發(fā)芽率(b)頻率分布

2.3 冬小麥貯存年限與種子的生活力、發(fā)芽勢、發(fā)芽率的相關性分析 從圖3可以看出，貯存多年的冬小麥種子活力、發(fā)芽勢、發(fā)芽率隨著貯存年代的繼續(xù)增加呈下降趨勢，貯存年限與種子的生活力、發(fā)芽勢、發(fā)芽率的相關系數r分別為0.919 1、0.948 2、0.925 1，決定系數 r2分別為 0.844 8、0.899 2、0.855 7，其中貯存年限與發(fā)芽勢呈顯著相關。由此可見，隨著貯存年限的繼續(xù)增加，小麥種子的活力會繼續(xù)下降，直到活力喪失。

圖3 貯藏年限與種子的生活力、發(fā)芽勢、發(fā)芽率的相關性

3 結論與討論

作物種質資源是培育優(yōu)良新品種的物質基礎，種質資源的遺傳多樣性是作物育種突破的關鍵，盡可能多地保持種質的遺傳多樣性對作物育種具有重要意義［8］。通過在常溫下采用不同貯存方式對冬小麥種子活力的影響研究，玻璃種子瓶貯存的種子生活力、發(fā)芽勢和發(fā)芽率均高于紙袋貯存的種子，這是由于紙袋貯存的種子與外界空氣接觸甚密，種子的呼吸作用比較旺盛，營養(yǎng)物質消耗多，活力下降很快，因此在該貯存條件下，小麥種子貯存5～7年就必須繁殖更新;而貯存在玻璃種子瓶的種子與外界空氣交換較少，種子活力較高，在該貯存條件下小麥種子貯存10年左右是比較安全的［9］。常溫下貯存多年的種子隨著貯存年限的增加，種子活力呈下降趨勢，隨著貯存年代的繼續(xù)增加，種子活力會喪失。由于品種的不同，即種質基因型的不同，品種間也存在差異，試驗中，貯存于玻璃種子瓶中種子發(fā)芽率＞80%的品種數占玻璃種子瓶貯存的品種總數的44.12%，＜20%的占5.88%，其中臨輻4561發(fā)芽率高達98%，這種差異也與種子的成熟度、籽粒飽滿度、種子受潮與病蟲害等有關［10］，因此在常溫條件下，種質資源最好保存玻璃種子瓶中，并將其密封，才能使種質資源保存更多的年限，從而為保存種質資源節(jié)約人力、物力、財力，為遺傳育種提供高活力種質材料。

［1］張傳云，劉國棟，張芙蓉.不同貯存條件對棉花種子活力的影響［J］.山東農業(yè)科學，2005(2):35 －37.

［2］盧新雄，催聰淑，陳曉玲，等.小麥種質貯藏過程中生活力喪失及田間出苗率表現［J］.植物遺傳資源學報，2003(4):221－224.

［3］蔣海玉，杜燕，劉其寧.貯藏年限對油菜種子發(fā)芽特性的影響［J］.種子，2001(3):13 －15.

［4］張志良，瞿偉菁.植物生理學實驗指導［M］.北京:高等教育出版社，2003.

［5］顏啟傳，胡偉明，宋文堅.種子活力測定的原理和方法［M］.北京:中國農業(yè)出版社，2006.

［6］張春慶，王建華.種子檢驗學［M］.北京:高等教育出版社，2006.

［7］顏啟傳.種子學［M］.北京:中國農業(yè)出版社，2003.

［8］申青嶺，不同貯藏年限對春小麥種子活力的影響分析［J］.種子科技，2005(5):51.

［9］石思信，張志娥，肖建平.在不同貯存條件保存10年后小麥種子的活力［J］.作物學報，1995(1):118 －121.

［10］董玉琛，鄭殿升.中國小麥遺傳資源［M］.北京:中國農業(yè)出版社，1999:209 －210.