王唯逍 張亞靜 陸建忠 李 斌 (上海市浦東新區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 201201)
小麥種子發(fā)芽率新型檢測方法研究
王唯逍 張亞靜 陸建忠 李 斌 (上海市浦東新區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心 201201)
為尋找出新型便捷、準(zhǔn)確、快速的小麥種子發(fā)芽率檢測方式,使用多種方法分別檢測了同一批次2個小麥品種(“揚(yáng)麥11”和“揚(yáng)麥20”)種子樣品的發(fā)芽率。結(jié)果表明,由荷蘭Astec Global公司生產(chǎn)的Q2型種子檢測儀,可較好地預(yù)測小麥種子的發(fā)芽率和出苗率。
小麥種子;發(fā)芽率;檢測方法
上海市處于長江中下游地區(qū),一般冬小麥種子的收割和加工都在梅雨期內(nèi)進(jìn)行。傳統(tǒng)的小麥發(fā)芽率檢測方法不僅易受環(huán)境因素干擾,且耗時費(fèi)力。因此,尋找出新型便捷、準(zhǔn)確、快速的小麥種子發(fā)芽率檢測方法,成為了亟待解決的問題。荷蘭Astec Global公司生產(chǎn)的Q2型種子檢測儀已在多種蔬菜種子發(fā)芽率檢測中得到應(yīng)用[1-3],且結(jié)果真實(shí)可靠,本研究嘗試將其應(yīng)用于檢測小麥種子的發(fā)芽率,并對其結(jié)果加以驗(yàn)證,以期獲得新型的小麥發(fā)芽率檢測方法?,F(xiàn)將相關(guān)試驗(yàn)研究情況報道如下。
1.1 試驗(yàn)材料
供試材料是由江蘇省里下河地區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所培育的“揚(yáng)麥11”和“揚(yáng)麥20”的種子樣品,這2個小麥品種在上海地區(qū)種植廣泛。試驗(yàn)于2015年7月至9月設(shè)在上海市浦東新區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心進(jìn)行。
1.2 試驗(yàn)方法
Q2型種子檢測儀通過激光探頭向涂有熒光材料的小試管蓋發(fā)射藍(lán)色脈沖光束,并測量熒光物質(zhì)受激后發(fā)射的紅色光束的光強(qiáng)度和持續(xù)時間,以此計算試管內(nèi)的氧氣濃度。通過對試管內(nèi)氧氣濃度的連續(xù)監(jiān)測,繪制出氧氣濃度變化時間曲線,繼而通過軟件分析得出種子活力的特征指標(biāo)(Astec值),并對種子的質(zhì)量狀況做出定性判斷[3,4]。Astec值是用以描述Q2的種子活力大小的特征指標(biāo)。根據(jù)定義[3],IMT(Increased Metabolism Time)表示從檢測開始至氧氣消耗速率快速增加的時間,單位為小時(h)。RGT(Relative Germination Time)即理論萌發(fā)時間,為非低氧脅迫條件下的理論萌發(fā)時間,單位為小時(h)。SMR(Starting Metabolism Rate)即初始代謝速率,單位為百分比氧氣濃度/小時(%/h)。OMR(Oxygen Metabolism Rate)即氧氣代謝速率,為種子在IMT階段之后至受到低氧脅迫之前的平均氧氣消耗速率,單位同SMR。COP(Critical Oxygen Pressure)即臨界氧分壓,為種子受低氧脅迫時的氧氣百分比濃度,單位為百分比氧氣濃度(%)。上述指標(biāo)中IMT和RGT與種子活力呈負(fù)相關(guān),而OMR和COP則與種子活力呈正相關(guān)[5]。
試驗(yàn)設(shè)處理:(1)Q2檢測新方法。采用48孔Q2板槽,每孔放1個密封小試管,每個試管內(nèi)放1粒小麥種子。試管規(guī)格為1 500μL,管內(nèi)加入1.5%濃度的瓊脂溶液,留置500 μL空氣供種子萌發(fā)使用,檢測時間設(shè)為120 h,掃描間隔時間為30 min,檢測溫度定在20 ℃。使用Q2配套軟件記錄試管內(nèi)的氧氣濃度變化,描繪氧氣消耗動態(tài)曲線,計算曲線上的Astec特征值,并以此對種子的發(fā)芽能力給出定性判斷。(2)對照(傳統(tǒng)檢測方法)。使用傳統(tǒng)發(fā)芽箱催芽法(按國家種子發(fā)芽檢測操作技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),含紙床和砂床)對使用Q2檢測的同一批種子樣品進(jìn)行平行測試。對應(yīng)2個小麥品種,每個品種均使用2種置床方法,每個處理各做4個重復(fù)。分別統(tǒng)計每個處理的種子發(fā)芽率、微生物感染率和不正常幼苗率。
2.1 小麥Q(jìng)2檢測的Astec值
由表1可看到,“揚(yáng)麥11”的IMT較小,但理論萌發(fā)時間(RGT)更多;在啟動階段,“揚(yáng)麥20”的耗氧速率(SMR)更高;“揚(yáng)麥11”有更高的OMR;“揚(yáng)麥20”的COP低于“揚(yáng)麥11”,這表明“揚(yáng)麥20”更耐低氧脅迫。2.2 傳統(tǒng)檢測方法與Q2預(yù)測結(jié)果之間的比對
表1 “揚(yáng)麥11”和“揚(yáng)麥20”的Astec值比較
通過對比發(fā)現(xiàn)(見表2),3種檢測方法之間種子發(fā)芽率差異性顯著,2個小麥品種的發(fā)芽率從高到低均為Q2>砂床>紙床。究其原因,主要是因?yàn)槭褂眉埓?、砂床法會受到微生物感染的影響(見?),其試驗(yàn)結(jié)果受到了嚴(yán)重干擾(相對來說,砂床法受微生物感染的影響較?。?,而Q2檢測因檢測環(huán)境接近理想環(huán)境,結(jié)果沒有受微生物的影響。
表2 不同檢測方法種子發(fā)芽率比較
表3 不同檢測方法種子微生物感染率比較
有研究認(rèn)為Q2檢測對于不正常幼苗的鑒別不敏感[2],為此,進(jìn)一步對比了同一品種不同檢測方法的種子出苗率。表4表明,同一品種在砂床環(huán)境下的出苗率同Q2檢測間差異不顯著,而紙床法出苗率則與Q2檢測間差異顯著。這可能是因?yàn)樵诩埓矞y試環(huán)境中,不僅有大量種子被微生物感染,同時還擾亂了其它種子的正常萌發(fā)。
表4 不同檢測方法種子出苗率比較
此前Q2檢測方法在多種作物上獲得了較好的檢測結(jié)果[2,5-7],但也有研究認(rèn)為,當(dāng)前Q2檢測方法尚不能較好地鑒別不正常幼苗[2],本研究通過試驗(yàn)也得出了相同的觀點(diǎn)。這既有可能是因?yàn)榘l(fā)育為不正常幼苗的種子的生理活動更加復(fù)雜,簡單的耗氧曲線難以描述這個復(fù)雜的進(jìn)程,也有可能是因?yàn)镼2檢測的密閉測試環(huán)境在種子萌發(fā)后期會給種子造成氧氣脅迫,進(jìn)而影響了檢測結(jié)果。
綜上所述,使用Q2型種子檢測儀檢測小麥種子的發(fā)芽率,可有效避免微生物等環(huán)境因素的干擾。經(jīng)過比對發(fā)現(xiàn),Q2檢測方法檢測的出苗率與傳統(tǒng)檢測方法之間,在5%水平上不具有明顯差異,因此,Q2型種子檢測儀作為一種檢測工具具有一定的實(shí)踐指導(dǎo)意義。但Q2檢測方法若要作為一種獨(dú)立的小麥種子發(fā)芽率檢測手段,仍需進(jìn)行更進(jìn)一步的檢驗(yàn),并需對種子萌發(fā)的具體生理過程同氧氣消耗曲線的詳細(xì)對應(yīng)關(guān)系作進(jìn)一步的深入研究。
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2015-10-30