CN112806121A - 一种构建植物种子活力梯度材料的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种构建植物种子活力梯度材料的方法。针对同一植物品种或遗传型种子，称取等量的7份样品，采用56℃‑68℃水浴加热处理，分别处理0、2、4、6、8、10和12min，从而形成一套具有7个种子活力等级的材料；同时针对这套材料，可直接做标准发芽实验，或采用人工加速老化法处理再做标准发芽实验，测定并明确不同种子活力等级材料的具体活力指标。本发明方法简单，耗时短，可操作性强，成本低，无环境污染，不仅适合高等院校和科研院所，而且特别适合于基层单位应用。

Description

一种构建植物种子活力梯度材料的方法

技术领域

本发明涉及一种植物种子活力梯度材料的构建方法，属于种子学研究领域。

背景技术

种子是农业生产的基本单位，播种成苗是关系到植物高产优质生产成败的首要环节。长期以来，人们多用发芽率来衡量种子的播种品质，但生产中常遇到发芽率与田间出苗率不相符的情况。因此，人们便试图寻找一种能准确预测种子田间出苗情况的指标，从而提出一个新的概念即种子活力。

种子活力的影响因素主要包括遗传因素和外界环境因素。种子活力的遗传因子决定种子本身具有的活力特征的高低，而外界条件决定种子的活力表达程度的高低。长期以来，人们对不同植物品种之间的种子活力以及田间出苗特性的比较有较多的研究，但因不同品种之间的种子活力特性受遗传因素的控制，导致这种比较因遗传因素差异的影响，可能无法真实、准确反映其活力的表现情况；而针对某一品种的同一种子批(种子批属于种子学领域的概念，是指同一来源、同一品种、同一年度、同一时期收获和质量基本一致，并在规定数量之内的种子)，前人一般采用自然老化1-2年或者人工老化箱加速老化3-12天来形成不同活力的种子材料，但这些方法存在(1)处理耗时过长、不简便；(2)老化箱的设备昂贵，每台都在万元以上，对部分单位(特别是基层单位)来说不仅普及较为困难，且操作比较复杂；(3)我们在研究过程中，发现人工老化处理不能应用于某些植物品种种子的处理，如易霉变的种子材料。而实际研究和生产实践过程中，对于同一植物品种或不同植物品种，常常又极为需要构建具有不同种子活力等级梯度的材料，用于(1)研究不同活力梯度种子在不同逆境条件下的出苗特性以及抗逆能力，确定活力梯度与抗逆性之间的相关性，预测品种的田间实际出苗和生长情况；(2)种子活力检测方法评价，可确定不同作物最佳活力测定方法；(3)结合种子无损伤检测技术，可用于建立和(每年)修正种子活力无损伤鉴定模型，加快种子活力检测速度，快速筛选高活力种子等等。因此，针对以上科学问题和实践中迫切需要解决的问题，急需建立一种构建植物不同种子活力梯度材料的方法，以便制备具有不同活力的植物种子材料。

发明内容

针对以上问题，本发明提出了一种构建植物不同种子活力梯度材料的方法，并形成一套具有活力梯度的植物种子材料，其具体实施方案如下：

一种构建植物种子活力梯度材料的方法，其特征在于，针对同一植物品种或遗传型种子，称取等量的7份样品，采用56℃-68℃水浴加热处理，分别处理0、2、4、6、8、10和12min，从而形成一套具有7个种子活力等级的材料；同时针对这套材料，可直接做标准发芽实验，或采用人工加速老化法处理再做标准发芽实验，测定并明确不同种子活力等级材料的具体活力指标，进而绘制出种子活力指数标准曲线。

种子活力指标计算和标准曲线绘制方法为：

(1)萌发指标：从开始种子发芽实验起至第7天终止，统计发芽种子粒数占供试种子总数的百分率，记为发芽率；从放入种子起至第4天，统计发芽种子粒数占供试种子总数的百分率，记为发芽势；发芽第7天，取50株整株幼苗用自来水冲洗干净，测定幼苗长度精确到cm；吸干表面水分后在80℃下烘干至恒重后称量，精确到g，取平均值，记为干重；

(2)发芽指数GI＝∑(Gt/Dt)，其中式中Gt为第t天的发芽数，Dt为发芽日数；

(3)种子活力指标VI＝S×GI，其中VI为活力指数，S为幼苗单株长度(cm)或干重(g)；

(4)种子活力指数曲线：以处理时间为横坐标，种子活力指数为纵坐标，绘制7个不同活力等级的种子活力指数曲线图。

人工加速老化法的条件为40-45℃，70％-100％相对湿度，处理3天。

进一步需严格控制好热水处理的时间，在恒温水浴锅中加入蒸馏水，使其温度恒定，将准备好的植物种子放入水浴锅内，完全浸没并开始计时；每批样品处理结束后，须迅速从水浴锅中取出，用滤纸吸干种子表面水分，置于25℃条件下回干晾至原含水量。

同时，在人工加速老化处理前，先采用1％的次氯酸钠溶液对植物种子样品进行浸泡处理15min的表面消毒，然后再用无菌水洗涤3遍，置于25℃条件下回干晾至原含水量。

有益效果

本发明提出了一种构建植物种子活力梯度材料的方法，可以形成一套具有不同活力梯度的植物种子材料，本发明方法简单，耗时短，可操作性强，成本低，无环境污染，不仅适合高等院校和科研院所，而且特别适合于基层单位应用。其有益效果如下：(1)使同一植物品种同一种子批形成不同的活力梯度，避免了研究时遗传背景差异对种子活力的影响；(2)通过构建植物种子活力梯度材料，可用于研究不同活力梯度种子在不同逆境条件下的出苗特性以及抗逆能力，确定活力梯度与抗逆性之间的相关性，预测品种的田间实际出苗和生长情况；(3)将构建好的植物种子活力梯度材料，应用于种子活力检测方法评价，可确定不同作物最佳活力测定方法；(4)结合种子无损伤检测技术，可用于建立和修正种子活力无损伤鉴定模型，加快种子活力检测速度，快速筛选高活力种子。

附图说明

图1大豆绥农36种子不同活力梯度材料的活力指数标准曲线

图2皖豆22337种子不同活力梯度材料的指数标准曲线

图3梭梭种子不同活力梯度材料的活力指数标准曲线

图4湘烟5号种子不同活力梯度材料的活力指数标准曲线

具体实施方式

下面结合具体实施例为本发明进行详细的说明。

实施例1：

(1)所选作物：绥农36大豆种子，于2019年收获，4℃冰箱保存。

(2)对绥农36进行58±1℃热水处理，分别处理0、2、4、6、8、10、12min，形成7个活力等级。

(3)实验处理

2019年10月20日开始热水处理，处理结束后室温晾干至恒重，可以形成具不同活力的材料。进一步可以人工老化试验测定这些材料的种子活力。测定时，待测材料放入老化箱中，40℃、湿度100％老化3天；之后进行标准发芽试验，种子先消毒，2019年11月1日开始布种，在每个发芽盒中放入湿润的滤纸，然后在滤纸上均匀的放上100粒大豆种子，放入25℃光照16小时，20℃黑暗8小时的光照培养箱中，记录放入时间，第二天开始记录逐日发芽数。2019年11月8日，将发芽盒拿出测定干重、芽长等指标，然后计算活力指标，绘制活力指数曲线。

(4)实验结果：

表1 绥农36种子不同活力梯度材料的活力指标

注：表中不同字母表示差异达到显著水平(P<0.05)，下同。

结果分析：通过此方法构建了绥农36种子不同活力梯度的材料，不同活力梯度之间的活力指标均具有显著性差异，处理时间与种子活力指数间呈极显著线性关系；随着活力等级的下降，发芽率和活力指数显著性不断下降。因此，采用这种方法，能够针对绥农36构建一套良好的具不同种子活力梯度的材料。

实施例2：

(1)所选作物：皖豆22337大豆种子，于2019年收获，4℃冰箱保存。

(2)对皖豆22337进行58±1℃热水处理，分别处理0、2、4、6、8、10、12min，形成7个活力等级。

(3)实验处理

2020年7月10日开始热水处理，处理结束后室温晾干至恒重，获得具不同活力的材料。针对这些材料可以直接进行标准发芽实验，明确其活力的具体值。于2020年7月20日开始布种，在每个发芽盒中放入湿润的滤纸，然后在滤纸上均匀的放上100粒大豆种子，然后放入25℃光照16小时，20℃黑暗8小时的光照培养箱中，记录上放入时间，第二天开始记录逐日发芽数。2020年7月27日，发芽盒拿出测定干重、芽长等指标，然后计算活力指标，绘制活力指数曲线。

实验结果：

表2 皖豆22337种子不同活力梯度材料的活力指标

结果分析：通过此方法构建了皖豆22337种子不同活力梯度的材料，不同活力梯度之间的活力指标均具有显著性差异，处理时间与种子活力指数间呈极显著线性关系；随着活力等级显著性下降，发芽率和活力指数显著性不断下降。因此，采用这种方法，能够针对皖豆22337构建一套良好的具不同种子活力梯度的材料。

实施例3：

(1)所选植物：梭梭种子，于2019年收获，4℃冰箱保存。

(2)对梭梭种子进行56±1℃热水处理，分别处理0、2、4、6、8、10、12min，形成7个活力等级。

(3)实验处理

2020年9月10日开始热水处理，处理结束后室温晾干至恒重，即可获得具有不同活力大小的材料。针对这些材料，可以直接进行标准发芽实验明确其活力具体数值。于2020年9月20日开始布种，在每个发芽盒中放入湿润的滤纸，然后在滤纸上均匀的放上100粒梭梭种子，然后放入25℃光照16小时，20℃黑暗8小时的光照培养箱中，记录上放入时间，第二天开始记录逐日发芽数。2020年9月28日，将发芽盒拿出测定干重、芽长等指标，然后计算活力指标，绘制活力指数曲线。

表3 梭梭种子不同活力梯度材料的活力指标

结果分析：通过此方法构建了梭梭种子不同活力梯度的材料，不同活力梯度之间的活力指标均具有显著性差异，处理时间与种子活力指数间呈极显著线性关系，随着活力等级显著性下降，发芽率和活力指数显著性不断下降。因此，采用这种方法，能够构建一套梭梭种子具不同活力梯度的材料。

实施例4：

(1)所选植物：湘烟5号烟草种子，于2019年收获，4℃冰箱保存。

(2)对湘烟5号进行58±1℃热水处理，分别处理0、2、4、6、8、10、12min，形成7个活力等级。

(3)实验处理

2020年5月10日开始热水处理，处理结束后室温晾干至恒重，直接进行标准发芽实验，于2020年5月20日开始布种，在每个发芽盒中放入湿润的滤纸，然后在滤纸上均匀的放上100粒梭梭种子，然后放入25℃光照16小时，20℃黑暗8小时的光照培养箱中，记录上放入时间，第二天开始记录逐日发芽数。2020年6月3日，将发芽盒拿出测定干重、芽长等指标，然后计算活力指标，绘制活力指数曲线。

表4 湘烟5号种子不同活力梯度材料的活力指标

结果分析：通过此方法构建了湘烟5号种子不同活力梯度的材料，不同活力梯度之间的活力指标均具有显著性差异，处理时间与种子活力指数间呈极显著线性关系；随着活力等级显著性下降，发芽率和活力指数也显著性不断下降，各活力等级之间差异显著。因此，采用这种方法，能够构建一套湘烟5号种子具不同活力梯度的材料。

Claims (8)

1.一种构建植物种子活力梯度材料的方法，其特征在于，针对同一植物品种或遗传型种子，称取等量的7份样品，采用56℃-68℃水浴加热处理，分别处理0、2、4、6、8、10和12min，从而形成一套具有7个种子活力等级的材料；同时针对这套材料，可直接做标准发芽实验，或采用人工加速老化法处理再做标准发芽实验，测定并明确不同种子活力等级材料的具体活力指标，进而绘制出种子活力指数标准曲线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的人工加速老化法的条件为40-45℃，70％-100％相对湿度，处理3天。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的萌发指标包括：从开始种子发芽实验起至第7天终止，统计发芽种子粒数占供试种子总数的百分率，记为发芽率；从放入种子起至第4天，统计发芽种子粒数占供试种子总数的百分率，记为发芽势；发芽第7天，取50株整株幼苗用自来水冲洗干净，测定幼苗长度精确到cm；吸干表面水分后在80℃下烘干至恒重后称量，精确到g，取平均值，记为干重。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的发芽指数GI＝∑(Gt/Dt)，其中式中Gt为第t天的发芽数，Dt为发芽日数。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的种子活力指标VI＝S×GI，其中VI为活力指数，S为幼苗单株长度(cm)或干重(g)。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的种子活力指数曲线：以处理时间为横坐标，种子活力指数为纵坐标，绘制7个不同活力等级的种子活力指数曲线图。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的水浴加热处理在恒温水浴锅中进行；每批样品处理结束后，须迅速从水浴锅中取出，用滤纸吸干种子表面水分，置于25℃条件下回干晾至原含水量。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在人工加速老化处理前，先采用1％的次氯酸钠溶液对植物种子样品进行浸泡处理15min的表面消毒，然后再用无菌水洗涤3遍，置于25℃条件下回干晾至原含水量。

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