水稻種子活力的快速測定方法

張薇　耿雷躍　楊雅華等

摘要 以2014年收獲的5個(gè)粳稻品種和2013年收獲的5個(gè)粳稻品種為試驗(yàn)材料，設(shè)置3個(gè)濃度的紅墨水溶液和3個(gè)濃度的TTC（氯化三苯基四氮唑）溶液，對10份試驗(yàn)材料分別浸種4.5、12.0、24.0 h，測定種子的生活力，并與實(shí)際發(fā)芽率進(jìn)行比較。研究表明：5.0%紅墨水溶液和0.10% TTC溶液測定的種子生活力與發(fā)芽率結(jié)果相關(guān)系數(shù)更高，TTC染色法比紅墨水染色法測定結(jié)果更準(zhǔn)確。不同浸種時(shí)間對這2種快速測定種子活力的方法影響不明顯，綜合考慮以0.10% TTC和5.0%紅墨水浸種12 h為佳，可以準(zhǔn)確預(yù)測水稻發(fā)芽率。

關(guān)鍵詞 水稻；種子活力；紅墨水染色法；TTC染色法；濃度

中圖分類號(hào) S330.3+1；S511 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2015）08-0029-02

種子發(fā)芽率是衡量種子質(zhì)量和實(shí)用價(jià)值的重要指標(biāo)，是種子質(zhì)量檢驗(yàn)的主要內(nèi)容，同時(shí)又是種子分級(jí)和定價(jià)的重要憑據(jù)。在水稻種子的生產(chǎn)、收購、貯藏運(yùn)輸及銷售中需及時(shí)了解其發(fā)芽率，以確定能否作為播種材料或銷售材料，而用常規(guī)方法測定的發(fā)芽率，時(shí)間較長。目前，關(guān)于紅墨水染色法測定花生、麥、玉米、腰果、大豆等種子發(fā)芽率報(bào)道和TTC染色法作為種子生活力的鑒定標(biāo)準(zhǔn)已被廣泛應(yīng)用[1-7]。

種子的胚細(xì)胞只要具有活力，其原生質(zhì)膜就具有選擇透性，能選擇性吸收物質(zhì)。像苯胺類染料（如紅墨水）不能進(jìn)入活細(xì)胞內(nèi)，胚部不被染色；而喪失活力的種子，它的胚細(xì)胞原生質(zhì)膜沒有選擇吸收能力，染料就能自由進(jìn)入死細(xì)胞內(nèi)染色。因此，可根據(jù)種子胚部染色情況判斷種子是否具有活力。

具有生命活力的種子胚的細(xì)胞內(nèi)有脫氫輔酶（NADH2或NADPH2），而且只要是有生命活力的種子胚，在呼吸作用過程中都有氧化還原反應(yīng)，而沒有生命活力的種子胚沒有此反應(yīng)，當(dāng)TTC無色溶液深入種子胚的活細(xì)胞時(shí)，接受活種子呼吸過程中脫氫輔酶產(chǎn)生的氫，被脫氫酶還原成不溶于水的紅色穩(wěn)定不擴(kuò)散的TTF（三苯基甲酯）。

試驗(yàn)設(shè)置不同濃度的紅墨水溶液和不同濃度的TTC溶液進(jìn)行不同時(shí)間浸種，使水稻種子染色，鑒定種子的生活力，并將結(jié)果與常規(guī)方法所測發(fā)芽率進(jìn)行比較，估測水稻種子發(fā)芽率，探討出測定水稻種子發(fā)芽率準(zhǔn)確、快速、方便的檢測方法。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試水稻品種共10個(gè)，其中2014年收獲的品種5個(gè)：墾育118、墾育88、豐粳1、粳優(yōu)558和洼粳1；2013年收獲的品種5個(gè)：墾育118（以下表示為墾育118-）、墾育88（以下表示為墾育88-）、墾育16（以下表示為墾育16-）、墾育40（以下表示為墾育40-）和墾育60（以下表示為墾育60-）。

試驗(yàn)用具：恒溫箱、培養(yǎng)皿、濾紙、量筒、燒杯、刀片、鑷子、蒸餾水等。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 常規(guī)方法。每個(gè)品種設(shè)3次重復(fù)，每個(gè)重復(fù)隨機(jī)取種子100粒，將種子放在經(jīng)過消毒的培養(yǎng)皿中，培養(yǎng)皿內(nèi)已經(jīng)鋪好濾紙，在培養(yǎng)皿中加水，保持濕潤。然后放在30 ℃左右恒溫培養(yǎng)箱中，5 d后初次計(jì)數(shù)（發(fā)芽勢），末次在10～14 d統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率（胚根露出種皮3 mm視為發(fā)芽）。

1.2.2 紅墨水染色法。配制2.5%、5.0%、7.5%的紅墨水溶液；每個(gè)品種分別浸種4.5、12.0、24.0 h，3次重復(fù)。剝?nèi)シN皮，用刀片沿腹溝縱切兩半（測定的一半一定要帶胚），取100粒待測定帶胚的種子放入培養(yǎng)皿中，進(jìn)行編號(hào)。分別加入2.5%、5.0%、7.5%紅墨水，以覆蓋種子為度，染色10～15 min，取出洗凈，直到洗液無色為止。凡是胚部完全沒有染色或胚根尖端著色部分小于種胚全長的1/3，都具有生活力。但如果種胚與胚乳著色程度相同或子葉著色、胚根著色部分大于種胚全長的1/3或胚莖著色，即為無活力種子[8]。

1.2.3 TTC染色法（氯化三苯基四氮唑染色法）。配制0.05%、0.10%、0.50% TTC溶液，避光保存，溶液一旦變成紅色不能再用。樣品處理與紅墨水染色法相同。每個(gè)培養(yǎng)皿中分別加入0.05%、0.10%、0.50% TTC溶液，然后將其放在30 ℃左右的恒溫箱中1.5 h左右，隨后將TTC溶液倒掉，并用水反復(fù)沖洗幾次，觀察染色情況。胚部呈紅色的則具有生活力，呈淺紅色的具有較弱的生活力，無色的便是無活力種子。但發(fā)芽試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)呈淺紅色的一般也可發(fā)芽，所以呈淺紅色的也算具有發(fā)芽能力。

1.3 數(shù)據(jù)處理公式

2 結(jié)果與分析

2.1 水稻種子活力與發(fā)芽率相關(guān)性

根據(jù)相關(guān)系數(shù)公式，測定水稻種子活力與實(shí)際發(fā)芽率相關(guān)系數(shù)如表1所示。可以看出，測定生活力與實(shí)際發(fā)芽率的相關(guān)系數(shù)在0.61～0.95之間，平均為0.80。除浸種4.5 h 7.5%紅墨水測定發(fā)芽率相關(guān)系數(shù)未達(dá)到顯著水平外，其余處理相關(guān)系數(shù)均達(dá)顯著或極顯著水平。由此表明，以5.0%紅墨水和0.10% TTC處理效果最好。浸種時(shí)間：紅墨水12～24 h均可，TTC 4.5～24.0 h均可，實(shí)際操作中，浸種4.5 h，種子較硬，刀片切割困難，綜合考慮以浸種12 h為宜。

2.2 方差分析

根據(jù)相關(guān)系數(shù)計(jì)算結(jié)果，進(jìn)行方差分析，結(jié)果如表2所示。可以看出，不同浸種時(shí)間下測定的種子活力相關(guān)系數(shù)沒有顯著差異。不同處理之間測定種子活力相關(guān)系數(shù)差異達(dá)到極顯著水平。其中0.10% TTC相關(guān)系數(shù)平均值最高，達(dá)到0.94。

2.3 TTC法和紅墨水法的比較

由表1可知，紅墨水法處理的相關(guān)系數(shù)平均為0.76，TTC法處理的相關(guān)系數(shù)平均值為0.84。經(jīng)t檢驗(yàn)，差異達(dá)到極顯著水平。TTC法測定種子活力相關(guān)系數(shù)高于紅墨水法測定種子活力相關(guān)系數(shù)。0.10% TTC處理較5.0%紅墨水處理判定水稻種子活力更準(zhǔn)確。

2.4 不同濃度的紅墨水測定種子生活力比較

由表1可知，2.5%紅墨水相關(guān)系數(shù)的平均值為0.77， 5.0%紅墨水相關(guān)系數(shù)的平均值為0.85，7.5%紅墨水相關(guān)系數(shù)的平均值為0.65。由此可見，5.0%紅墨水所測定的種子活力更接近實(shí)際發(fā)芽率。

2.5 不同濃度TTC測定種子生活力比較

由表1可知，0.05%TTC相關(guān)系數(shù)的平均值為0.81， 0.10% TTC相關(guān)系數(shù)的平均值為0.94，0.50% TTC相關(guān)系數(shù)的平均值為0.77。由此可見，0.10% TTC所測定的種子活力更接近實(shí)際發(fā)芽率。

2.6 依據(jù)回歸方程測定實(shí)際發(fā)芽率

將5.0%紅墨水和0.10% TTC所測活力率分別與實(shí)際發(fā)芽率進(jìn)行t檢驗(yàn)，差異不顯著。根據(jù)5.0%紅墨水測定種子活力與實(shí)際發(fā)芽率，得到預(yù)測方程為y=1.127 4x-0.081 1，R2=0.774 1（圖1）。根據(jù)上述方程，采用紅墨水法測定種子生活力來估測發(fā)芽率（表3）。

根據(jù)0.10% TTC測定種子活力與實(shí)際發(fā)芽率，得到預(yù)測方程為y=0.910 6x+0.101 9，R2=0.901 9（圖2）。根據(jù)上述方程，采用四唑法測定種子生活力來估測發(fā)芽率（表3）。

R2越接近1，y隨x的預(yù)測值越準(zhǔn)確。而0.10% TTC法所測得的R2比5.0%紅墨水法測得的R2高，說明0.10% TTC比5.0%紅墨水法預(yù)測更準(zhǔn)確。

3 結(jié)論與討論

（1）紅墨水染色法和TTC染色法均可以快速測定種子活力，并準(zhǔn)確地估測出水稻種子發(fā)芽率，是快速測定水稻種子發(fā)芽率簡單可行的好方法。

（2）5.0%紅墨水溶液和0.10% TTC溶液所測結(jié)果更接近實(shí)際發(fā)芽率。雖然紅墨水法不需要特殊試劑，操作簡單，但測定結(jié)果沒有TTC法準(zhǔn)確，而且在區(qū)分染色與被染色數(shù)目時(shí)不如TTC法容易觀察。

（3）除了7.5%紅墨水浸種4.5 h外，不同浸種時(shí)間下測定的種子活力沒有顯著差異，但是浸種時(shí)間為4.5 h的種子，不能充分地吸收水分，且在切種子時(shí)不容易操作，容易將種子切碎。因此，在時(shí)間允許的情況下，在以種子浸泡12 h為宜。

（4）水稻實(shí)際發(fā)芽率與紅墨水法和TTC法測定生活力的回歸方程分別為y=1.127 4x-0.081 1、y=0.910 6x+0.101 9，因此可以將紅墨水法和TTC法測定水稻的生活力值代入回歸方程，預(yù)測水稻種子實(shí)際發(fā)芽率。

（5）紅墨水和TTC測定法方便、快速、操作簡單、成本低廉，但其只用來預(yù)測種子的潛在生活力，并不能完全取代實(shí)際發(fā)芽率試驗(yàn)，尤其對于法定檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)來說更應(yīng)以實(shí)際檢驗(yàn)結(jié)果為憑據(jù)。

4 參考文獻(xiàn)

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