CN103229762A

CN103229762A - 一种超干保存银合欢种子的方法

Info

Publication number: CN103229762A
Application number: CN2013101344825A
Authority: CN
Inventors: 邹冬梅; 张艳玲; 蒋昌顺
Original assignee: Analysis & Testing Center Chinese Academy Of Tropical Agricultural Sciences
Current assignee: Analysis & Testing Center Chinese Academy Of Tropical Agricultural Sciences
Priority date: 2013-04-18
Filing date: 2013-04-18
Publication date: 2013-08-07

Abstract

本发明属于种子超干保存技术领域，提供了一种超干保存银合欢种子的方法，将重量比为6∶1的硅胶与银合欢种子放置于干燥器中，在室温下脱水干燥，每天更换经120℃烘干冷却后的干硅胶，5d后取出超干种子，密封于双层铝箔袋中室温保存；在超干处理保存的银合欢种子吸胀萌发前，进行回湿处理可有效地保证超干种子的活力，种子超干回湿时，先将种子放入底部盛有饱和NH₄Cl溶液的干燥器中回湿2±0.5d，然后放入底部盛有水的干燥器中回湿2±0.5d，取出至室温放置；该超干保存银合欢种子的方法，简便易行、投资少、常年运转费用低，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

Description

一种超干保存银合欢种子的方法

技术领域

本发明属于种子超干保存技术领域，尤其涉及一种超干保存银合欢种子的方法。

背景技术

银合欢原产美洲，为豆科含羞草亚科银合欢属多年生灌木或乔木，行自花授粉，但通过人工授粉可进行种间杂交，广泛分布于热带、亚热带地区。目前世界各国栽培的银合欢约800个变种，分为3大类型：夏威夷型(普通型)、萨尔瓦多型(巨型种)、秘鲁型(中等树型)。它耐旱、耐瘠、适应性强、速生高产、营养价值高、适口性好、易于栽培，鲜嫩茎叶年产量37～60t/hm²，干物质中粗蛋白质含量达22％～29％，还含有丰富的氨基酸、胡萝卜素、多种维生素和微量元素，其枝叶、豆荚都是牛、羊、兔、鸡、猪喜食的好饲料，被誉为“奇迹树” ，还被***粮农组织的饲料专家誉为干旱地区的“蛋白质仓库”。是***粮农组织向亚太地区推广的多用途优良树种之一。银合欢具有多种用途：饲料、绿肥、燃料、林木及植物修复、水土保持、培养食用菌、保健和药用等。银合欢叶和嫩枝含丰富的蛋白质、脂肪、矿物质和各种微量元素，是理想的蛋白质饲料，可青饲、干饲、青贮和放牧家畜。

尽管国内外对种子超干燥保存的研究不少，但目前我国尚未有关于牧草种子超干燥保存的研究报导，仅有对超低温(LN₂，-196℃)贮存牧草种子、几种禾本科牧草种子贮存特性、禾本科牧草种子的贮藏年限与活力关系的研究报道。银合欢是我国热带、南亚热带地区重要的热带牧草，有广阔的应用前景。主要以种子繁殖，是热带牧草种质资源的一部分，其种子是选育优良热带牧草品种不可缺少的物质基础，是进行生理学理论研究的重要材料。最大限度地延长种子贮藏寿命，对于种质资源和高价种子的长期保存具有重要意义。但是，目前在热带地区还没有建立银合欢种子库，开展热带牧草种子超干保存研究，对生物多样性的保护、育种和种质资源保存与利用具有十分重要的意义和应用前景。

种子含水量和贮藏温度是影响种子贮存寿命的两个最重要因子，适当降低种子含水量和贮藏温度均可有效延长种子寿命。但长期以来受干燥技术和脱水方法的限制，普遍认为贮藏种子不宜太干，经典理论将5％～7％的含水量定为种子安全含水量下限，认为突破此下限将加速种子活力下降和种质变异的发生。***粮农组织(FAO)和国际植物遗传资源委员会(IBPGR)制定的长期保存种子种质的条件是5％-7％的含水量和-18℃～-25℃的贮藏温度是当今世界各国普遍采用的标准(IBPGR，1976)。但是，低温贮藏植物种质耗资巨大，这对于经济不发达地区和单个育种单位、种子经营单位来说是很难实现的，发展节能、经济简便和安全的种子贮藏技术是保存植物种质资源需要解决的一个重大实际问题。

种子超干贮藏是20世纪80年代末期种质保存方面兴起的研究热点，旨在探索种子含水量降低到传统下限以下但仍有效保持种子活力的干燥技术，以达到在常温条件下长期保存种质资源的目的。由于此项技术能大幅度降低建库和维持库运转的费用，在种质资源保存上具有巨大的经济效益和应用前景。它作为一项节能、环保、经济实用的种子保存技术，受到世界各国的青睐。

超干贮藏能显著延长种子寿命，贮藏效果不亚于低温贮藏，1986年，英国的Ellis将芝麻种子水分从5％降低至2％，发现可使其贮藏寿命延长40多倍，这相当于将贮藏温度从20℃降低到-20℃的效果(Ellis and Hong，1986)。在此基础上，提出了超干燥贮藏的设想。近年来，国内外种子超干保存研究已取得了很大进展，不仅在种子生理学领域，而且在种质资源保存领域都掀起了不小的热潮，部分研究结果已在《 Nature 》上发表(Zheng et al.，1998；Ellis and Roberts，1998；Demir and Ozcoban，2007；Perez-Garcia et al.，2007)。与低温或超低温贮藏方法相比，超干燥贮藏尽管在技术上存在一些需要解决的问题，但该技术相对简便易行，投资少，常年运转费用低，且在环保上有积极意义。

不同类群种子的超干贮藏效果、耐干程度和超干回湿条件存在较大差异，目前，超干贮藏的种子涉及到大约50多个物种，大多为蔬菜、瓜果、豆类、谷物、药用植物和树木的种子。研究证明多数种子通过冰冻真空干燥、鼓风硅胶干燥、干燥剂室温干燥等特殊的干燥技术可将含水量安全降至5％～7％以下，种子在常温下的耐藏性大幅度提高，结合特定的包装技术，可以获得更好的保存效果(汪晓峰等，2001)。

Ellis等人在种子超干燥贮存方面做了大量的研究工作，先后对水稻、大麦、小麦等20多种品种的种子进行了试验，结果表明，在一定含水量范围内，所有供试种子均符合种子含水量和贮存温度对种子贮存寿命的作用规律，但不同种的适宜含水量下限不同(Ellis，1998；Leon-Lobos and Ellis，2002；Ellis and Hong，2006)。

我国有关超干燥贮存的研究相对于英国来说起步较晚。郑光华等1989年首先在我国开展种子超干燥保存研究，并在超干燥种子的生理和细胞学方面取得了一定进展(Zheng et al.，1998)。郑光华、程红焱、汪晓峰等对大白菜种子研究认为，经超干技术处理的大白菜种子，其含水量降至1.6％时，其种子的发芽率和活力没有任何明显的变化，且比对照种子在活力指数和发芽率方面对老化处理有更多的耐性(Wang et al.，2003)。孙红梅等人将不同含水量的玉米种子分别置于50、35、20℃贮藏，结果表明不同温度下玉米种子贮藏的最适含水量不同，呈现出随贮藏温度的降低而升高的趋势(孙红梅等，2004)。周祥胜等人的研究认为，高油分的油菜、萝卜、黑芝麻等种子适于超干燥保存，但不同种的适宜含水量下限有差异(周祥胜和毕辛华，1993)。为了解决种子超干燥处理后的吸胀员伤问题，张云兰等人1994年对豌豆、谷子等作物超干种子进行了不同回湿方法比较，认为同一品种种子有时其高水分种子与低水分种子所适应的回湿方法不同，应根据其种子水分高低不同而采用适当的回湿方法。聚二乙醇(PEG)回湿种子，其浓度对渗调效果影响很大，如果使用不当，不但起不到渗调作用反而有损于细胞膜的修补作用。

种子含水量和贮藏温度是影响种子贮存寿命的两个最重要因子，适当降低种子含水量和贮藏温度均可有效延长种子寿命，目前保存种子的方法主要有：

(1)低温或超低温贮藏方法，即将种子种质在5％～7％的含水量和-18℃～-25℃的贮藏温度的条件下贮藏，低温贮藏植物种质耗资巨大，对于经济不发达地区和单个育种单位、种子经营单位来说是很难实现；

(2)超干燥贮藏，是一项节能、简便、有效的种子贮藏技术。尽管在技术上存在一些需要解决的问题，但该技术相对简便易行，投资少，常年运转费用低，且在环保上有积极意义。

目前，超干贮藏的种子涉及到大约50多个物种，大多为蔬菜、瓜果、豆类、谷物、药用植物和树木的种子。研究证明多数种子通过冰冻真空干燥、鼓风硅胶干燥、干燥剂室温干燥等特殊的干燥技术可将含水量安全降至5％～7％以下，种子在常温下的耐藏性大幅度提高，结合特定的包装技术，可以获得更好的保存效果。但是，不同类群种子的超干贮藏效果、耐干程度和超干回湿条件存在较大差异。因此，针对银合欢种子的超干贮藏效果、耐干程度和超干回湿条件等超干技术进行了研究。

发明内容

本发明提供了一种超干保存银合欢种子的方法，旨在相对简便易行、投资少、常年运转费用低、且在环保上具有积极意义的保存银合欢种子的方法。

本发明的目的在于提供一种超干保存银合欢种子的方法，该方法包括以下步骤：

步骤一，将银合欢种子埋于干燥器内硅胶中，在室温下脱水干燥；

步骤二，干燥器每天更换经120℃烘干冷却后的干硅胶；

步骤三，5天后取出干燥器中的超干种子，将超干种子密封于双层铝箔袋中室温保存。

进一步，干燥器中所放入硅胶与银合欢种子的重量比为6∶1。

进一步，长期贮藏银合欢种子时，银合欢超干种子的最适超干含水量为4±0.2％。

进一步，在超干处理保存的银合欢种子吸胀萌发前，进行回湿处理是保证超干种子活力的关键因子。

进一步，对超干处理保存的银合欢种子超干回湿处理的实现方法为：

将超干处理保存的银合欢种子放入底部盛有饱和NH₄Cl溶液的干燥器中回湿2±0.5d；

再放入底部盛有水的干燥器中回湿2±0.5d，取出至室温放置。

进一步，饱和NH₄Cl溶液中干燥器内的相对湿度为80％RH。

进一步，盛水干燥器内的相对湿度为100％RH。

进一步，在银合欢种子进行超干处理时，也可对将银合欢种子及硅胶放置在密闭的种子袋中，在室温下脱水干燥。

本发明提供的超干保存银合欢种子的方法，将重量比为6∶1的硅胶与银合欢种子放置于干燥器中，在室温下脱水干燥，每天更换经120℃烘干冷却后的干硅胶，5天后取出超干种子，密封于双层铝箔袋中室温保存；在超干处理保存的银合欢种子吸胀萌发前，进行回湿处理可有效地保证超干种子的活力，种子超干回湿时，先将种子放入底部盛有饱和NH₄Cl溶液的干燥器中回湿2±0.5d，然后放入底部盛有水的干燥器中回湿2±0.5d，取出至室温放置；该超干保存银合欢种子的方法，简便易行、投资少、常年运转费用低，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

附图说明

图1是本发明实施例提供的超干保存银合欢种子的方法的实现流程图；

图2是本发明实施例提供的对超干处理保存的银合欢种子进行超干回湿处理的方法的实现流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定发明。

图1为本发明实施例提供的超干保存银合欢种子的方法的实现流程。

该方法包括以下步骤：

在步骤S101中，将银合欢种子埋于干燥器内硅胶中，室温下脱水干燥；

在步骤S102中，干燥器每天更换经120℃烘干冷却后的干硅胶；

在步骤S103中，5天后取出干燥器中的超干种子，将超千种子密封于双层铝箔袋中室温保存。

在本发明实施例中，干燥器中所放入硅胶与银合欢种子的重量比为6∶1。

在本发明实施例中，长期贮藏银合欢种子时，银合欢超干种子的最适超干含水量为4±0.2％。

在本发明实施例中，在超干处理保存的银合欢种子吸胀萌发前，进行回湿处理是保证超干种子活力的关键因子。

图2为本发明实施例提供的对超干处理保存的银合欢种子超干回湿处理的实现方法流程。

在本发明实施例中，对超干处理保存的银合欢种子超干回湿处理的实现方法为：

在步骤S201中，将超干处理保存的银合欢种子放入底部盛有饱和NH₄Cl溶液的干燥器中回湿2±0.5d；

在步骤S202中，再放入底部盛有水的干燥器中回湿2±0.5d，取出至室温放置。

在本发明实施例中，饱和NH ₄Cl溶液中干燥器内的相对湿度为80％RH。

在本发明实施例中，盛水的干燥器内的相对湿度为100％RH。

在本发明实施例中，在银合欢种子进行超干处理时，也可对将银合欢种子及硅胶放置在密闭的种子袋中，在室温下脱水干燥。

下面结合附图及具体实施例对本发明的应用原理作进一步描述。

实验材料：

(1)植物材料：异叶银合欢，含水量7.28％，发芽率82.7％；

(2)化学药品：硅胶、氯化铵；

(3)仪器设备：光照培养箱、高恒温烘箱、生化培养箱、铝箔袋、干燥器、粉碎机；

试验方法：(1)超干种子的获取及保存，采用硅胶干燥法超干处理的种子置于种子袋，埋于干燥器内硅胶中。硅胶与种子重量比为6∶1，在室温下脱水干燥。每天更换经120℃烘干冷却后的干硅胶。每天定时称重，以制备不同含水量的超干种子。超干种子密封于双层铝箔袋中。

(2)种子含水量测定，根据《牧草种子检验规程》测定(国家技术监督局，2001)。采用高恒温烘箱法，取种子磨碎，用1/1000分析天平称取样品6.000～7.000g，重复两次，在130℃～133℃条件下干燥2h，冷至室温，称重。

(3)种子发芽率和活力测定，用80℃热水浸种3～5min，经70％乙醇表面消毒后，用蒸馏水充分冲洗干净，然后置于两层滤纸床发芽，置于28℃光照培养箱中进行发芽，每份种子100粒，重复三次。每天补充水分，4d后统计发芽势，10d后统计发芽率。活力指数(VI)按如下公式计算：VI＝GI×Sx，其中发芽指数GI＝∑(Gt/Dt)，Gt：t日后的发芽数；Dt：发芽日数；Sx：发芽4d的苗长(取10株并测定其平均值)(国际种子检验协会，1993)。

(4)种子回湿处理，测定指标前，先将超干种子放入底部盛有饱和NH₄Cl溶液的干燥器中回湿50h，然后放入底部盛有水的干燥器中回湿50h，取出至室温放置。

方法步骤：

第一步：测定异叶银合欢种子含水量、发芽率和发芽指数并记录，室温保存于种子；

第二步：将种子置于种子袋中，硅胶与种子重量比为6∶1，埋于干燥器内硅胶中，在室温下脱水干燥。每天更换经120℃烘干冷却后的干硅胶。5天后取出超干种子(最适超干含水量为(4±0.2)％)，密封于双层铝箔袋中室温保存。测定种子含水量、发芽率和发芽指数并记录；

第三步：取出适量超干种子，其他种子仍密封于双层铝箔袋中室温保存，将超干种子放入底部盛有饱和NH₄Cl溶液的干燥器中回湿50h，然后放入底部盛有水的干燥器中回湿50h，取出至室温放置；

第四步：测定种子含水量、发芽率和发芽指数等实验数据并记录。以备其它实验用。

本发明技术方案带来的有益效果：超干处理对异叶银合欢种子活力的影响，试验结果表明，当种子未经回湿处理，含水量由7.28％降至0.58％时，种子活力随含水量下降而显著降低。超干种子在吸胀萌发前予以回湿处理，当含水量不低于4.12％时，种子发芽势60.7％、发芽率82.5％、发芽指数33.76、活力指数57.39均与对照无显著差异。但当含水量降到4.12％以下时，种子发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数均与对照差异显著(表1)，表明预先回湿处理可达到质膜的物理修补效果，从而提高了超干种子的活力水平。4.12％含水量是超干种子保存活力的临界含水量，超干处理对异叶银合欢种子无害，且吸胀萌发前进行回湿处理是保证超干种子活力的关键因素。最适超干含水量为4±0.2％。

表1异叶银合欢不同含水量的超干种子活力变化

超干银合欢种子的抗老化能力：

银合欢种子经50℃老化处理0～15d，超干种子的发芽率和活力指数随老化天数的增加而保持稳定，而对照种子的发芽率和活力指数显著下降。对照种子含水量7.28％老化5d，发芽率和活力指数从82.7％和57.47急剧降至65.6％和31.76，随后5～15d缓慢降至54.3％和22.53；而含水量为4.12％的超干种子经老化处理15d后，发芽率和活力指数与0d对照无差异，稳定保持在81.7％和56.81的水平上。

银合欢种子超干贮藏对活力的影响：

异叶银合欢种子室温贮藏2年后，种子活力下降较快，把种子含水量降至4.12％，则显示出较强的耐贮藏能力。从表2中看出，经过超干处理的银合欢在室温下贮藏2年后，在发芽率、苗长及种子活力等指标上仍保持较高水平，与5℃和-20℃贮藏种子相比未出现显著差异。对照种子在同样条件下，其发芽率、发芽指数、苗长及活力指数等指标大幅度降低，与超干种子和低温贮藏种子相比呈现显著性差异，种子已产生了严重的劣变。

表2贮藏2年后异叶银合欢种子活力的比较

注：不同字母表示显著性差异(P＜0.01).

超干种子制备方法：硅胶与种子重量比为6∶1，埋于干燥器内硅胶中，在室温下脱水干燥。每天更换经120℃烘干冷却后的干硅胶。5天后取出超干种子(最适超干含水量为4±0.2％)，密封于双层铝箔袋中室温保存。

种子超干回湿方法：先将种子放入底部盛有饱和NH₄Cl溶液(80％RH)的干燥器中回湿2±0.5d，然后放入底部盛有水(100％RH))的干燥器中回湿2±0.5d，取出至室温放置。

本发明实施例提供的超干保存银合欢种子的方法，将重量比为6∶1的硅胶与银合欢种子放置于干燥器中，在室温下脱水干燥，每天更换经120℃烘干冷却后的干硅胶，5天后取出超干种子，密封于双层铝箔袋中室温保存；在超干处理保存的银合欢种子吸胀萌发前，进行回湿处理可有效地保证超干种子的活力，种子超干回湿时，先将种子放入底部盛有饱和NH₄Cl溶液的干燥器中回湿2±0.5d，然后放入底部盛有水的干燥器中回湿2±0.5d，取出至室温放置；该超干保存银合欢种子的方法，简便易行、投资少、常年运转费用低，实用性强，具有较强的推广与应用价值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种超干保存银合欢种子的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤二，干燥器每天更换经120℃烘干冷却后的干硅胶；

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，干燥器中所放入硅胶与银合欢种子的重量比为6∶1。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，长期贮藏银合欢种子时，银合欢超干种子的最适超干含水量为4±0.2％。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在超干处理保存的银合欢种子吸胀萌发前，进行回湿处理是保证超干种子活力的关键因子。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，对超干处理保存的银合欢种子进行超干回湿处理的实现方法为：

将超干处理保存的银合欢种子放入底部盛有饱和NH₄Cl溶液的干燥器中回湿2±0.5d；再放入底部盛有水的干燥器中回湿2±0.5d，取出至室温放置。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，饱和NH₄Cl溶液中干燥器内的相对湿度为80％RH。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，盛水干燥器内的相对湿度为100％RH。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在银合欢种子进行超干处理时，也可对将银合欢种子及硅胶放置在密闭的种子袋中，在室温下脱水干燥。