水稻种子的脱水和贮藏耐性及其生理机制研究

摘要

本文主要探讨了常规水稻ZR02的种子和杂交水稻株1S/ZR02和金23A/ZR02的种子在发育过程中的生物学性状变化，采用硅胶脱水(快干)和室内自然风干(慢干)对种子进行脱水处理，通过测定脱水前后种子的萌发率、简化活力指数、电解质渗漏率、可溶性蛋白、可溶性糖、SOD酶等的变化，比较了它们的脱水耐性形成的规律和差异、在不同含水量状态下贮藏(硅胶干燥贮藏和室内开放贮藏)一段时间后两类种子抗老化能力的差异及其生理机制。
　　 结果表明，常规水稻ZR02与杂交水稻株1S/ZR02和金23A/ZR02的种子从开花至成熟的全生长期均约17 d，随发育过程的进行，颖果的颜色从绿色→黄绿色→黄色转变。种子含水量在发育过程中呈现相似的规律性下降变化，5 DAA-9 DAA是其快速下降期，此后下降速率明显放缓，三个品种的种子在发育过程中鲜重和干重的变化较为一致，5 DAA-13 DAA是其快速增长期，至17 DAA时趋于恒定。因此种子采收不宜早于17 DAA。
　　 三个水稻的7 DAA种子开始有萌发能力，此后随发育进程其萌发能力逐渐升高。不同发育时期新鲜种子的萌发率相对较低，无论快干还是慢干至含水量0.11 g H2O·g-1DW时，其萌发能力明显提高；同一发育时期的种子(特别是发育前期成熟度不高的种子)慢干和快干至相同含水量时，慢干更有利于提高种子的萌发能力。
　　 三个水稻的成熟种子快干和慢干至平衡含水量(分别为0.04 gH2O·g-1DW和0.11 g H2O·g-1DW)时，其萌发率和简化活力指数都比脱水前的高；同时，在脱水过程中，无论常规水稻还是杂交水稻的种子，当处于同一含水量水平时，皆是慢速脱水的种子比快速脱水的种子的萌发率高。说明水稻种子能忍耐深度脱水，是正常性种子。但杂交水稻与常规水稻的种子的脱水耐性存在差异：最初轻度的快速脱水(至0.25 g H2O·g-1DW)对常规水稻种子的萌发率的影响很小；而两个杂交水稻种子的萌发率有较大程度的下降，随着脱水程度的加大，种子萌发率又不断提高。慢速脱水和快速脱水至平衡含水量时，常规水稻种子的萌发率几乎相等，而快速脱水的两个杂交水稻种子的萌发率明显低于慢速脱水的种子。
　　 相关生理指标的测定结果表明，慢干较快干更有利于种子内可溶性蛋白和可溶性糖的形成，且使SOD活性保持在较高的水平。11DAA以前的种子，脱水处理后种子浸泡液的电解质渗漏率明显升高，而11 DAA以后的种子，相同的脱水处理使种子浸泡液的电解质渗漏率的上升幅度明显变小，说明在11 DAA以前种子的脱水耐性形成之初始阶段，脱水对细胞膜的伤害较大。另外，脱水会导致种子中丙二醛含量明显升高，其升高的幅度与种子发育过程负相关，进一步证明脱水耐性是在发育过程逐渐形成的。
　　 三个水稻的成熟种子在室内开放贮藏或硅胶干燥贮藏3个月再经历15 d的老化处理后，萌发试验的结果表明，常规水稻ZR02比两个杂交水稻株1S/ZR02和金23A/ZR02的种子更抗老化；两个杂交水稻的不同发育时期种子的抗老化能力也有差异，但皆以17 DAA种子的抗老化能力最强。对15 DAA种子老化前后的部分生理指标的测定分析发现，老化导致种子中可溶性糖，可溶性蛋白和SOD活性都下降，而且杂交水稻种子比常规水稻种子下降幅度更大。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：缩略语表

声明

1 文献综述

1.1种子脱水耐性的研究进展

1.1.1脱水耐性的概念

1.1.2种子脱水耐性与种子发育的关系

1.1.3脱水耐性的生理生化基础

1.1.4脱水耐性的诱导

1.2杂交水稻种子贮藏特性的研究

1.2.1杂交水稻种子的生理学特点及不耐贮藏的原因

1.2.2提高杂交水稻种子质量的主要措施

1.3杂交水稻种子脱水耐性的研究现状

2 材料与方法

2.1材料

2.2方法

2.2.1发育过程中种子生物学性状的观察

2.2.2种子鲜重、干重及含水量的测定

2.2.3种子萌发率的测定

2.2.4种子浸泡液的相对电导率测定

2.2.5种子的脱水处理

2.2.6种子脱水过程中含水量变化的监测

2.2.7可溶性糖含量的测定

2.2.8可溶性蛋白含量的测定

2.2.9超氧化物歧化酶(SOD)的测定

2.2.10丙二醛含量的测定

2.2.11种子的贮藏及老化处理

2.3统计数据分析

3 结果与分析

3.1水稻种子发育过程中的生物学性状变化

3.1.1水稻种子(颖果)发育过程中的颜色和体积变化

3.1.2水稻种子发育过程中的鲜重和干重变化

3.1.3水稻种子发育过程中的含水量变化

3.2不同脱水速率对发育过程中水稻种子活力及其生理生化性状的影响

3.2.1水稻种子萌发率和简化活力指数的变化

3.2.2发育中种子的可溶性糖含量变化及其对脱水的反应

3.2.3发育中种子的可溶性蛋白的变化及其对脱水的反应

3.2.4发育中种子的SOD活性变化及其对脱水的反应

3.2.5发育中种子的细胞膜完整性和MDA含量变化及其对脱水的反应

3.3不同脱水速度和脱水程度对水稻成熟种子生活力的影响

3.4超干和常规贮藏对水稻不同发育时期种子的抗老化能力的影响

3.4.1老化对种子萌发率的影响

3.4.2老化对不同贮藏条件下种子的生理指标的影响

4 讨论

4.1水稻种子发育过程中的生物学性状变化

4.2水稻种子的脱水耐性

4.3不同贮藏方式对种子抗老化能力的影响

5 结论

参考文献

附录：攻读硕士学位期间撰写、发表的论文

致 谢