不同成熟度對水稻種子萌發的影響

張睿佳 胡 杰 陸建忠 王唯逍 張亞靜（上海市浦東新區農業技術推廣中心 00，上海弘輝種業有限公司，上海市浦東新區 033）

不同成熟度對水稻種子萌發的影響

張睿佳1*胡 杰2陸建忠1王唯逍1張亞靜1（1上海市浦東新區農業技術推廣中心 201201，2上海弘輝種業有限公司，上海市浦東新區 201323）

通過對雜交稻“秋優金豐”進行不同時間采收，采用傳統的幼苗生長速率測定方法和基于氧傳感技術的Q 2方法，測定了不同成熟度的水稻種子的發芽勢、發芽率、發芽指數、萌發氧代謝速率（O M R）和臨界氧分壓（CO P）。結果表明：授粉后25 d（10月5日）采收的“秋優金豐”種子的百粒重顯著低于授粉后30 d（10月10日）、35 d（10月15日）和40 d（10月20日）采收的種子；隨著采收時間的推遲，“秋優金豐”種子的成熟度越來越高，發芽勢、發芽率及發芽指數均呈先增大后穩定的趨勢，種子萌發時對外界氧氣的需求、有氧呼吸的強度和種子活力也呈類似的趨勢。因此，在實際制種過程中，適當提前收獲不會影響種子的萌發。

秋優金豐；種子成熟度；種子萌發

“秋優金豐”是近幾年上海市浦東新區雜交稻主栽品種及糧食高產創建的亮點。2016年浦東新區“秋優金豐”制種田面積為34.13 hm2，占全區雜交水稻制種面積的16.2%，是當地除“花優14”外種植面積最大的雜交稻品種，故其種子質量直接影響浦東新區春播的用種安全。種子的成熟度不僅會影響種子的發芽力和整齊度，還會影響幼苗的健壯度和生育狀況。前人的研究發現，不同作物甚至不同品種的種子的萌發能力隨成熟度的增加而表現出一定的差異性變化[1-3]。為此，筆者擬從“秋優金豐”種子成熟度為切入點，采用傳統的幼苗生長速率測定方法和基于氧傳感技術的Q2方法，研究了種子成熟度與種子萌發之間的關系，以期為“秋優金豐”制種生產提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試水稻品種為“秋優金豐”，該品種為上海市閔行區農業科學研究所以不育系“秋豐A”為母本、恢復系“R44”為父本雜交而選育的晚粳組合，2006年通過上海市品種審定[編號：滬農品審稻(2006)第002號]。該品種米質達國標優質米一級標準，抗倒性強，田間病害輕，產量高。

1.2 試驗設計與方法

1.2.1 制種過程

“秋優金豐”在上海市浦東新區弘輝種子有限公司五機口制種田進行制種。父本于2016年5月31日和6月7日分兩期播種，母本于5月31日播種，6月23日進行機械插秧，父母本比例均為2∶6；父本于9月4日始穗，母本于9月6日始穗，于10月21日采收。

1.2.2 取樣方法

自母本抽穗開始，每5 d取樣1次，即分別于10月5、10、15、20日取樣。采用5點法取樣，每點取5穗，共取25穗。

1.2.3 百粒重測定

從除去雜質的凈種子中，隨機數100粒種子，稱取重量，重復4次。

1.2.4 發芽勢、發芽率和發芽指數測定

采用紙培法，將100粒種子均勻置于鋪有濕潤發芽紙的發芽盒內，放入恒溫培養箱，發芽期間晝夜溫度設為3 0℃/20 ℃，光照時間為16 h，每2天給發芽紙噴1次純凈水，使發芽紙保持濕潤狀態。從第2天開始計數，每天將發芽的正常幼苗挑出，并記錄每天新增發芽數（Gt）。重復4次。發芽勢=∑Gt（t=1～5）；發芽率=∑Gt/100；發芽指數（GI）=∑（Gt/Dt），Dt是發芽天數，Gt是Dt對應的新增發芽數。

1.2.5 Q2方法測定

配制0.5%的瓊脂溶液，加熱至完全溶解呈澄清狀態。參考趙光武[4]的方法，向1.5 mL的試管中添加1 mL瓊脂溶液，靜置冷卻凝固后放置1粒種子，使用48孔板，每板為1個重復，重復3次。待所有樣品全部放入試管后，統一蓋上蓋子，最后將托板放在Q2儀上進行檢測。檢測過程中設置檢測周期為30min，檢測時間為90 h后開始運行。Q2軟件（由荷蘭ASTECGlobal種子技術公司提供）會根據測量的氧氣濃度和時間自動繪制成耗氧曲線，通過軟件分析獲得萌發氧氣消耗速率（O MR）、萌發臨界氧分壓（C O P）兩項指標。

1.2.6 圖表制作

圖表均采用Microsoft Excel2010制作。

2 結果與分析

2.1 百粒重

圖1表明，10月5日采收的“秋優金豐”種子的百粒重為2.36 g，顯著低于其他時間采收的種子，10月10、15、20日采收的“秋優金豐”種子的百粒重分別為2.67、2.71和2.65 g。通過差異性分析可知，10月15日采收的種子百粒重顯著大于10月5、20日采收的種子。

2.2 發芽勢、發芽率和發芽指數

圖1 不同成熟度對水稻種子百粒重的影響

圖2、3表明，自發芽試驗的第3天起，不同采收時間的“秋優金豐”種子均開始萌發，10月15、20日采收的“秋優金豐”種子在第3天出現發芽數峰值，發芽率達50%以上，而10月5、10日采收的“秋優金豐”種子發芽數峰值出現在第4天，平均發芽數分別為58、73個。發芽試驗第4天，10月5、10、15、20日采收的種子累計發芽率分別達65%、82%、96%、96%。發芽試驗進行了5 d后，不同采收時間的種子發芽率都超過85%，但10月5日采收的種子發芽率和發芽勢均顯著低于其他采收時間的種子，且試驗進行14 d后，10月5日采收的種子發芽率也顯著低于其他采收時間的種子。

圖2 不同成熟度對水稻種子發芽趨勢的影響

圖3 不同成熟度對水稻種子發芽勢和發芽率的影響

發芽指數越大，說明種子活力越大；反之則說明種子活力越小。圖4表明，10月5日采收的種子發芽指數為22.83，顯著低于10月10、15、20日采收的種子（發芽指數分別為33、33.25、33.25），且發芽指數與發芽率和發芽勢的趨勢一致。由此可知，10月10日之后采收的“秋優金豐”種子的活力更強。

圖4 不同成熟度對水稻種子發芽指數的影響

2.3 Q2方法測定

OM R是表示種子胚根突破種皮后到氧氣消耗速率變慢之間的呼吸速率，反映了種子萌發過程中代謝活動的強弱。高活力的種子經吸脹萌動后，生物酶活性強，細胞代謝旺盛，O M R值高。C O P是表示呼吸速率開始減速時的氧氣濃度，反映了種子耐低氧脅迫的能力，COP值越大，說明種子耐氧脅迫的能力越弱。

圖5表明，10月15、20日采收的種子的OMR值最高，分別為2.12%、2.15%，兩者間無顯著差異，但均顯著高于10月10日采收的種子（OMR值為1.83%），10月5日采收的種子的OMR值最低，僅為1.67%；由此說明10月5、10日采收的種子經吸脹萌動后，生物酶活性和細胞代謝沒有10月15、20日采收的種子強。圖6表明，10月5日采收的種子的COP值最低，為7.12%；10月10日采收的種子的COP值居中，為8.7%；10月15、20日采收的種子的COP值分別為11.56%、11.43%，顯著高于前兩個采收時間的種子。經綜合分析，隨著采收時間的推遲，種子成熟度增大，OMR值和COP值的變化均為先增加后保持不變。

圖5 不同成熟度對水稻種子萌發氧氣消耗速率(O M R)的影響

圖6 不同成熟度對水稻種子萌發臨界氧分壓(COP)的影響

3 結論與討論

試驗結果表明：隨著“秋優金豐”種子采收時間的推遲，種子成熟度增大，發芽勢、發芽率及發芽指數均呈先增大后穩定的趨勢。隨著種子成熟度增大，種子萌發時對外界氧氣的需求、有氧呼吸的強度和種子活力也呈現類似的趨勢。因此，在“秋優金豐”實際制種過程中，適當提前采收期并不會影響其種子的發芽能力和種子活力。

在常規的種子質量檢測中，通常采用發芽試驗來檢測種子的最大發芽潛力，但這種方法耗時長且對種子有損傷，不能再利用到田間生產。通過基于氧傳感技術的Q2方法，可做到快速無損地檢測種子活力。前人有關Q2方法檢測種子活力的研究多數側重于不同品種間活力的比較，或通過對種子進行不同人工處理后檢測種子活力，且理論上種子活力與COP呈負相關性、與OMR呈正相關性[4-9]。但在本試驗中，隨著種子成熟度的增大，COP也增大，與理論相悖，說明COP并不適合作為評價不同成熟度種子活力的指標。

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2017-05-19

*為通訊作者