烟草种子防伪研究

摘要

烟草种植面积广泛,在我国国民经济中占据重要位置。尽管烟草种子管理严格,但仍然存在被不法分子假冒的问题,严重影响到烟叶生产,危害农户、企业以及国家的利益。本文针对这种问题,开展种子防伪的应用基础研究.提出了烟草种子荧光化学防伪的理论和方法,采用磁粉包衣,提出烟草种子物理防伪方法。在单一防伪基础上,进一步开发出烟草种子双重防伪技术，为烟草种子防伪提供了理论依据并建立一套完整的防伪方案,也为其他类型种子的防伪提供理论借鉴。研究结果填补了国内外该领域的空白,主要结果如下:
　　 1、结合种皮结构观察,筛选出防伪标记荧光化合物。烟草种皮上有明显的裂缝,荧光化合物可以直接透过种皮进入种子内部。胚和胚乳间有间隙,间隙处的胚乳细胞表面凹凸不平。红花大金元种皮皲裂程度较MS云烟85大,因此化合物进入速度较快。根据不同荧光化合物的理化性质,从八种荧光化合物中,筛选出三种荧光化合物。荧光素呈细粉末状易粘附在烟草种皮表面,但水溶性差,故采用干粉包被处理标记种子。罗丹明B为结晶状粉末,无法粘附于种皮表面,但其水溶性好,故采用浸种处理种子。臧红T粘附和水溶性均好,但采用浸种处理较经济。三种化合物处理对种子发芽和幼苗生长均无不良影响。
　　 2、提出烟草种子单一荧光防伪方法。三种荧光标记物对烟草裸种的处理方法和标记效果分别为:荧光素干粉直接包被种子,较佳的种／粉比例为10:1,蓝光激发下幼苗子叶尖端与茎生长点可观察到明亮的黄绿色荧光。罗丹明B溶液浸种时,MS云烟85可采用0.1～0.5mg／ml的浓度,而红花大金元浓度不能高于0.1mg／ml。臧T溶液浸种时,1.0mg／ml的低浓度处理24h对种子活力无不良影响,进一步采用响应面分析,得到MS云烟85最佳处理条件为0.57～0.69mg／ml浸种6.77～9.34h,红花大金元为0.51～0.80mg／ml浸种5.81～7.39h。罗丹明B和臧红T浸种处理后,经绿光激发,幼苗子叶叶脉显示红色荧光。
　　 结合裸种上筛选出的荧光标记方法及烟草丸化工艺,从16种MS云烟85和14种红花大金元的荧光丸化处理中,筛选出两种烟草丸化种子的有比较效荧光标记方法,分别为2.0mg／ml罗丹明B溶液代替水内层喷施,和荧光素与包衣填充剂B粉混合。两种处理对丸化种子萌发与幼苗生长无不良影响,且显著降低了幼苗MDA含量。在种子裂解与幼苗生长一定阶段可观察到明显荧光。经过基质漂浮培养,验证了这两种荧光标记丸化种子的幼苗实际生长良好,对根长、苗高、苗干重及单株叶面积无不良影响,其荧光标记随幼苗生长逐渐消失。
　　 3、研发出烟草丸化种子的物理防伪方法。将磁粉用于烟草种子丸化处理发现,2％(B2)、5％(B5)和8％(B8)的磁粉浓度对两个烟草品种种子发芽势、发芽率以及发芽指数均无不良影响,且红花大金元B2和B8显著提高了幼苗的根长,而B5则显著提高了幼苗的苗高。MS云烟85的B2、B5和B8均显著提高了苗高,B5的苗干重也显著高于对照。说明当磁粉包衣浓度为2％～8％,并采取在填充剂B粉中添加磁粉为较佳处理.烟草磁粉丸化种子可被磁铁吸引,因此具备直观简易的物理防伪功能且成本低廉,效果明显。
　　 4、开发出烟草丸化种子双重防伪技术。用罗丹明B溶液代替水在种子包被A粉时喷施,再包被添加荧光素的填充剂B粉,这种双重荧光防伪处理对种子发芽势、发芽率、发芽指数、根长、苗高、苗干重、活力指数、幼苗CAT、SOD活性及MDA含量均无不良影响,甚至显著提高了红花大金元幼苗叶绿素总含量。丸化种子吸水裂解时,在蓝光和绿光激发下分别显示绿色和红色荧光。幼苗生长第7天和16天,在幼苗子叶观察到两种荧光,而罗丹明B单独处理的16天幼苗已无荧光,表明荧光素对罗丹明B荧光标记起延长作用。
　　 采用荧光化合物与磁粉处理双重防伪时,丸化种子可被磁铁吸引。同时,在蓝光下,荧光素加磁粉丸化处理的幼苗子叶显示明亮的黄绿色荧光,第16天时,黄绿色荧光仍清晰可见,强度明显高于荧光素单独防伪处理16天的幼苗荧光；而罗丹明B加磁粉处理的幼苗在绿光激发下子叶叶脉显示红色荧光,16天时,红色荧光清晰可见,而罗丹明B单独处理此时已无荧光。表明磁粉可减缓两种荧光标记在幼苗体内的衰减速度,增强荧光强度,防伪效果更持久。