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种子贮藏

人工创造环境保持种子生活力的措施。种子成熟后因故不能立即播种,或对有隔年结实或罕见结实特性的树种,或作为保存植物种质资源多样性研究的需要,都应将一些植物的种子妥善贮藏。种子寿命当种子群体发芽率下降到50%时,其内在老化劣变已相当严重,特别表现在染色体畸变率明显增加,表明该批种子已基本失去种用价值。种子耐藏性,是从种子贮藏生理角度来衡量种子寿命的长短。

人工创造环境保持种子生活力的措施。种子成熟后因故不能立即播种,或对有隔年结实或罕见结实特性的树种,或作为保存植物种质资源多样性研究的需要,都应将一些植物的种子妥善贮藏。

种子寿命

当种子群体发芽率下降到50%时,其内在老化劣变已相当严重,特别表现在染色体畸变率明显增加,表明该批种子已基本失去种用价值。种子耐藏性,是从种子贮藏生理角度来衡量种子寿命的长短。不同观赏植物种类之间,在种子耐藏性及其寿命长短上差距甚大。如杨、柳、榆之属,只有几天到1个月左右的寿命。而从中国地下发掘出的古莲子,经14C测定发现其寿命已达1000多年。

罗伯特(Roberts,1977)按贮藏特性将种子区分为两大类型,即正统型和顽拗型(也称异端型)。前者适用于哈灵顿(Harrington 1970)通则,即当种子含水量在4%~14%之间时,所含水分每下降1%,即可延长寿命一倍。后者不耐干藏,同时又忌低温,不仅遇有冰点下温度时出现冻害,甚至在6~15℃的情况下,也会导致冷害。属于此类异端型种子的多是热带植物,如椰子、油棕、杧果、木菠萝、王莲等。种子寿命是一个相对概念,种子生命力是可以人为控制的。

影响种子寿命的因素

种子寿命固然受遗传因子的制约,但环境条件在很大程度上也有重要的影响,尤其是贮藏期间的环境因素。

温度

贮藏期间种子的老化劣变既来自本身和贮藏期的微生物的活动,也来自非生命过程自由基袭击生命物质的物理化学作用。显然,这一切都要遵循温控效应的通则。低温、超低温能有效保持种胚细胞结构与功能的稳定性。基于低温贮藏的实际效果和温控技术的实际可行性(相对简便),因此迄今国内外的种子基因库,均以低温贮藏原理为其主要工作依据。

湿度

种子本身是一个胶体复合体,具有吸湿性。含水量随周围空气湿度高低而变化,经过吸湿或降湿作用,最后在一定温度条件下达到平衡状态,即可谓平衡含水量。种子平衡水的高低除受温度和相对湿度影响外,还取决于种子本身的化学特性。在相同条件下,油质种子比淀粉种子及蛋白种子为低。种子若密封于小容器中,其含水量主要取决于原始干燥度,而与外面的温、湿度变化关系不大。因此,作为种质保存而贮藏种子时,应更多重视干燥密闭贮藏。干燥种子若以热空气脱水,一般以不超过40℃为宜。有资料表明,湿度(种子水分)的作用与影响远大于温度。换言之,种子耐藏性的改善尤其依赖于种子含水量的控制。以往认为5%~7%的种子水分为安全贮藏的下限,新的研究证明,超低含水量(油料种子甚至可达1%~2%)不但无损于种子的质量,而且能显著改善种子耐藏性。

种子水分可粗略分为两类,即自由水(游离水)和束缚水。前者存在于大、小毛细管中,具一般性能,且易从种子内蒸发出来。后者与种子亲水胶体以不同方式和紧密度相结合,又可细分为两种情况:一是以离子键的方式为大分子表面所吸附,形成一定界面的外围水层,即所谓“吸附水”;另一种情况是水分子的氢键或氧桥与高分子的化学基因和羧基、氨基或羟基等相连接而成大分子结构(构型)的组成部分,即所谓“结合水”。吸附水有别于自由水与结合水的过渡状态,在强烈脱水场合下可以逐渐丢失;而结合水除非遇有特殊条件,一般极难与结合着的分子相脱离,故很不易丢失。当种子束缚水丢失时,往往会引发种子内容物在构型上的变动乃至结构上的损伤。如无特别的干前预防和干后回湿预处理以修复构型,易导致不可逆的损伤。

气体

氧对种子呼吸有促进作用,也是脂质氧化和过氧化而导致自身毒害的因素之一。因此,贮藏种子时,应设法尽量降低氧分压。

生物因素

贮藏期间遇有高温高湿环境,真菌及各种微生物、昆虫等都会活跃起来。从而加剧种子温度的提高;加之微生物可产生毒素,往往导致种子加速老化劣变的进程。干燥、低温结合无氧贮藏,对多数正统型种子活力的保持是有利的。

顽拗型种子既忌干燥,又畏低温。贮藏要求是:保持种子水分在临界点之上,但又必须低于萌发临界水分之下;贮藏温度尽可能接近临界点的水平而又保证不发生冷害;保持最低水平的气体交换条件(可采用半密闭状态);结合采用合适浓度的抗菌剂处理。此外,如橡胶类等,还可采用流水贮藏即利用秋冬水温和低水平供氧条件,也可用0.1%~0.25%MH浸种后砂藏,播前用GA或CuSO4处理,可解除抑制,恢复胚的正常生长。

种子种质保存技术

作为种质资源材料进行长期保存,不仅要达到延长寿命保持高水平生活力的目标,且应不发生遗传性的飘移,以保持种质的固有纯度。为此,国际植物遗传资源委员会(IBPGR)推荐种子含水量5%±1%和-18℃密封贮藏适用于正统型种子长期库(20~100年)。按理论推算,用这套方法保存,一般种子寿命可达数百年之久。应用液氮进行超低温(-196℃)贮藏,虽经研究肯定了效果,但迄今未广泛推行于种质保存实践中。