三种牧草种子超干贮存生理生化特性及耐贮藏性机理研究

论文摘要

本研究以沙打旺、塔落岩黄芪、披碱草种子为研究材料,用硅胶干燥法干燥后再以平衡水分法进行回湿,①测定未贮存前不同含水量的塔落岩黄芪和披碱草种子的生理生化指标,研究了两种草种子的最适含水量和耐脱水性;②将不同含水量的塔落岩黄芪和沙打旺种子贮存在-4℃、4℃、室温和45℃条件下12个月,测定不同含水量种子生理生化指标的变化,研究塔落岩黄芪和沙打旺种子耐贮藏性、最适含水量、生理生化特性以及最适含水量与贮存温度的关系;③将不同含水量的披碱草种子贮存在-4℃、4℃、室温和45℃条件下,比较不同含水量种子在贮存前、贮存3个月和12个月各生理生化指标的变化,研究贮存期间披碱草种子的生理生化特性,探讨超干种子耐贮藏性机理,为种质资源长期超干贮存提供理论依据。实验结果表明:1.沙打旺种子属正常型蛋白质类种子,安全含水量下限为3.69%,耐脱水性较强,与蛋白质类其他种子相比最适含水量基本保持在同一水平。披碱草种子属正常型淀粉类种子,安全含水量下限为4.97%,与淀粉类其他种子相比耐脱水性较差。披碱草种子较沙打旺种子耐脱水性差。2.种子贮藏的最适含水量随着贮藏温度的变化而变化,沙打旺种子贮藏最适含水量在-4℃条件下为5.43%,室温条件下为1.24%,45℃条件下为2.55%。塔落岩黄芪种子贮藏最适含水量在-4℃条件下为2.92%,在室温和45℃条件下,均为3.46%。3.塔落岩黄芪种子耐贮藏性较差,降低贮藏温度较降低含水量贮藏效果更好,而沙打旺种子耐贮藏性较好,降低种子含水量较降低贮藏温度能达到更好的保存效果。因此,对沙打旺种子而言,室温条件下超干贮藏是一种很好的保存方式。而对塔落岩黄芪种子而言,低温条件贮藏为种质资源保护更有效的保存方式。4.SOD、POD、CAT活性高,有利于清除活性氧的毒害,减轻脂质过氧化作用。超干处理的塔落岩黄芪和沙打旺种子贮藏12个月后,SOD、POD、CAT活性明显高于未超干处理种子的SOD、POD、CAT活性,MDA含量较低,由此认为,超干处理有利于提高种子的耐藏性。5.披碱草种子含水量在3%以下,在-4℃、4℃的低温种质库和室温条件下进行披碱草种质资源的保存是可行的。6.在低温和高温条件下,种子的老化和抗老化机理是不同的。在低温条件下,膜系统完整性保持完好,CAT活性处于正常状态,SOD和POD活性较强,作为活性氧自由基的主要清除剂。在高温条件下,膜系统完整性损伤严重,CAT作为主要的自由基清除剂在发挥作用。7.GSH作为非酶促保护系统,在种子脱水过程起重要的保护作用,在种子贮存过程中,GSH这一非酶促保护系统的作用减弱。酶促保护系统在种子脱水和贮存过程都起着重要作用。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 国内外研究现状
• 1.1.1 种子寿命及其影响因素
• 1.1.2 种子水分及其超干燥方法
• 1.1.3 贮藏种子的含水量安全下限
• 1.1.4 种子的耐脱水性机理研究
• 1.1.5 贮藏种子遗传完整性变化研究
• 1.1.5.1 利用形态学特征研究种质的遗传完整性
• 1.1.5.2 利用细胞学标记研究种质的遗传完整性
• 1.1.5.3 利用生理生化指标研究种质的遗传完整性
• 1.1.5.4 利用分子标记研究种质的遗传完整性
• 1.2 本研究的目的与意义
• 第二章 沙打旺和披碱草种子耐脱水性差异的研究
• 2.1 材料和方法:
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 种子超干处理
• 2.1.3 种子含水量测定
• 2.1.4 回湿处理
• 2.1.5 标准发芽率和发芽势测定
• 2.1.6 种子浸出液电导率测定
• 2.1.7 酶提取液的制备
• 2.1.8 酶活性测定
• 2.1.9 还原型谷胱甘肽（GSH）含量测定
• 2.1.10 丙二醛（MDA）含量测定
• 2.1.11 数据统计分析
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 超干处理对种子发芽势和标准发芽率的影响
• 2.2.2 超干处理对种子浸出液电导率的影响
• 2.2.3 超干处理对种子 SOD 活性的影响
• 2.2.4 超干处理对种子 POD 活性的影响
• 2.2.5 超干处理对种子 CAT 活性的影响
• 2.2.6 超干处理对种子 GSH 含量的影响
• 2.2.7 超干处理对种子 MDA 含量的影响
• 2.2.8 超干处理对种子生理生化指标影响的主成分分析
• 2.3 讨论
• 2.3.1 种子脱水安全含水量下限
• 2.3.2 沙打旺和披碱草种子耐脱水性差异
• 2.3.3 超干种子的生理生化特性
• 第三章 超干种子生理生化特性及耐贮藏性研究
• 3.1 材料和方法:
• 3.1.1 实验材料
• 3.1.2 种子超干处理
• 3.1.3 种子贮存条件
• 3.1.4 种子含水量测定
• 3.1.5 回湿处理
• 3.1.6 标准发芽率和发芽势测定
• 3.1.7 种子浸出液电导率的测定
• 3.1.8 酶提取液的制备
• 3.1.9 抗氧化系统酶活性测定
• 3.1.10 谷胱甘肽（GSH）含量测定
• 3.1.11 丙二醛（MDA）含量测定
• 3.1.12 数据统计分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 超干贮存对种子发芽势和标准发芽率的影响
• 3.2.2 超干贮存对种子电导率的影响
• 3.2.3 超干贮存对种子 SOD 活性的影响
• 3.2.4 超干贮存对种子 POD 活性的影响
• 3.2.5 超干贮存对种子 CAT 活性的影响
• 3.2.6 超干贮存对 GSH 含量的影响
• 3.2.7 超干贮存对 MDA 含量的影响
• 3.2.8 影响种子活力因素的主成分分析
• 3.3 讨论
• 3.3.1 种子的耐贮藏性
• 3.3.2 最适含水量与贮藏温度的关系
• 3.3.3 超干贮存种子的生理生化特性
• 第四章 超干贮存披碱草种子生理生化特性的研究
• 4.1 材料和方法
• 4.1.1 实验材料
• 4.1.2 种子超干处理
• 4.1.3 种子贮存条件
• 4.1.4 种子含水量测定
• 4.1.5 回湿处理
• 4.1.6 标准发芽率和发芽势测定
• 4.1.7 种子浸出液电导率的测定
• 4.1.8 酶提取液的制备
• 4.1.9 抗氧化系统酶活性测定
• 4.1.10 还原型谷胱甘肽（GSH）含量测定
• 4.1.11 丙二醛（MDA）含量测定
• 4.1.12 数据统计分析
• 4.2 结果与分析
• 4.2.1 超干种子贮存过程中发芽率的变化
• 4.2.2 超干种子贮存过程中细胞膜和有害物质的变化
• 4.2.3 超干种子贮存过程中抗氧化系统的变化
• 4.3 讨论
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历
• 博士生在读期间论文、著作发表情况