种子新技术及研究进展

专题六 种子新技术及研究进展 一、种子引发机理及研究进展（二）种子引发的方法（二）种子引发的方法1.渗透调节渗透调节(1)渗调引发的方法(2)种子引发液的种类种子引发液的种类2.滚筒引发滚筒引发3.基质引发基质引发4.4.生物引发生物引发5.膜引发技术膜引发技术6.起泡柱引发技术起泡柱引发技术7.搅拌型生物反应器引发搅拌型生物反应器引发8.8.水引发技术水引发技术9.砂引发技术砂引发技术(二二)种子引发的效果种子引发的效果w促进萌发、提高出苗一致性 引发可以显著提高种子的田间出苗速度、出苗整齐度, 这已被大量试验所证实。w提高在逆境下的出苗 种子引发后可增强种子对逆境的抵抗力及耐受力, 经引发处理后的大豆种子在低温下仍保持较高的发芽率和活力指数, 且畸形苗比例低。(三)种子引发的机理1.改变种子的渗透势改变种子的渗透势2.有效活化与去阻抑作用有效活化与去阻抑作用3.诱导细胞膜的修复诱导细胞膜的修复4.诱导与抗性有关物质的合成诱导与抗性有关物质的合成种子引发的机制种子引发的机制2.蛋白质的变化蛋白质的变化3.呼吸代谢及相关酶变化呼吸代谢及相关酶变化(五五)种子引发最佳条件的选择种子引发最佳条件的选择1.渗透剂的种类渗透剂的种类2.渗透压渗透压3.引发温度引发温度4.4.引发时间引发时间(六)影响种子引发效果的因素2.引发过程中加入添加剂引发过程中加入添加剂3.3.引发后种子的干燥方式引发后种子的干燥方式4.引发种子的贮藏引发种子的贮藏(七)国内外种子引发研究现状1.国外种子引发研究现状w从20世纪70 年代开始, 国外对于种子引发技术进行了大量的研究。目前, 已相当成熟, 如滚筒引发、基质引发、膜引发等这些技术已成功应用于商业生产, 且都申请了专利, 如美国的S. T. S、INCOTEC 等公司, 其引发主要应用在价值很高的蔬菜作物和花卉方面, 如番茄、青花菜、辣椒、欧芹、紫罗兰、鼠尾草、三色堇、报春花、矮牵牛、天竺葵、仙客来等。目前, 国外的种子引发大都是生物引发, 即将引发与生物拮抗菌处理有机结合, 让拮抗菌在引发期间大量繁殖, 布满种子表面,保护幼苗生长, 免遭有害菌的侵袭, 对环境无污染。w在美国已有芸薹属, 胡萝卜、芹菜、辣椒、西瓜等多种蔬菜和水果的引发种子销售。2.我国种子引发研究现状我国种子引发研究现状(1)粮食与经济作物w贺长征等利用混合盐引发水稻贺长征等利用混合盐引发水稻, 发现可以提高水稻的抗逆能发现可以提高水稻的抗逆能力力, 使水稻种子在低温和盐胁迫下加快发芽使水稻种子在低温和盐胁迫下加快发芽, 过氧化氢酶活性过氧化氢酶活性提高。提高。w王建成等利用硝酸钙溶液引发油菜种子后王建成等利用硝酸钙溶液引发油菜种子后, 可使油菜成苗率可使油菜成苗率显著提高显著提高, 且苗齐苗壮且苗齐苗壮, 此处理可使油菜种子在此处理可使油菜种子在20% 25% 的水分条件下表现良好的水分条件下表现良好, 可以进行大田直播。可以进行大田直播。w张燕等利用张燕等利用PEG 处理烟草种子处理烟草种子, 结果表明结果表明, 引发处理能显著引发处理能显著提高种子发芽率和幼苗活力指数提高种子发芽率和幼苗活力指数, 增强种子萌发时的呼吸速增强种子萌发时的呼吸速率和淀粉酶活性。率和淀粉酶活性。w王云等用王云等用30%PEG 引发处理蓖麻引发处理蓖麻2d 后后, 种子活力提高种子活力提高, 耐冷耐冷性增强。性增强。w廖祥儒用廖祥儒用PEG6000 引发处理小麦后引发处理小麦后, 发现种子萌发率提高发现种子萌发率提高, 电解质外渗明显降低电解质外渗明显降低, 种子适应渗透胁迫能力提高。种子适应渗透胁迫能力提高。(2)蔬菜作物蔬菜作物(3)花卉及牧草花卉及牧草w靳万贵等用靳万贵等用25% 的的PEG 引发处理不同活力水平一引发处理不同活力水平一串红种子串红种子1d, 发现引发后种子发芽率比对照提高发现引发后种子发芽率比对照提高16. 12 倍倍, 但对高活力种子效果不明显。但对高活力种子效果不明显。w解秀娟用沙引发紫花苜蓿种子解秀娟用沙引发紫花苜蓿种子, 发现引发处理可以发现引发处理可以显著提高种子活力和抗盐胁迫能力。显著提高种子活力和抗盐胁迫能力。w孙建华等应用孙建华等应用PEG 引发无芒雀草、苏丹草、沙打旺、引发无芒雀草、苏丹草、沙打旺、小冠花等牧草种子后小冠花等牧草种子后, 发现引发处理可以不同程度发现引发处理可以不同程度地促进种子萌发地促进种子萌发, 提高种子发芽率和活力提高种子发芽率和活力, 且提高活且提高活力的效应大于发芽率。力的效应大于发芽率。二、种子超干贮藏的原理和技术w种子超干贮藏, 又称超低含水量贮藏, 是指将种子含水量降至5 %以下, 密封后置于常温条件下或稍微降温的条件下贮藏。w它作为一项简便易行、经济实用, 且又能延长种子贮藏寿命的种子保存技术, 应用前景广阔, 如种质资源常温下的长期保存和高价值种子贮藏等。种子超干贮藏的经济意义（二）种子超干贮藏的研究概况我国种子超干贮藏研究进展适合超干贮藏种子种类种子忍耐超干的限度种子干燥的适合速率种子含油量与脱水速率的关系（三）种子超干贮藏的理论基础和原理的研究超干对膜系统选择透性的影响超干对膜系统选择透性的影响耐干种子与脂质氧化的关系耐干种子与脂质氧化的关系遗传稳定性遗传稳定性吸胀损伤与超干种子回湿吸胀损伤与超干种子回湿（四）种子超干贮藏的技术关键（四）种子超干贮藏的技术关键1.超干种子的最佳含水量w种子贮藏时最佳含水量的确定乃为当今种子界研究的热点。对许多种子来说, 有两个含水量得以确认, 一个是最佳含水量, 贮藏在这个含水量下可最大限度的延长种子寿命; 还有一个是下限临界含水量, 低于这个含水量种子寿命将不再延长, 两个含水量之间的范围代表种子贮藏的最佳水分。至于这两个含水量是否是相同的值, 还是不同的值(有一个种子含水量的最佳范围), 目前尚不清楚。w实验已证明实验已证明, , 许多作物种子都可进行超干贮藏许多作物种子都可进行超干贮藏, , 但但不同类型种子耐干程度差异较大不同类型种子耐干程度差异较大, , 而且种子寿命与而且种子寿命与水分含量的对数关系存在水分临界值。种子寿命并水分含量的对数关系存在水分临界值。种子寿命并非始终随含水量的降低而呈对数增长非始终随含水量的降低而呈对数增长, , 研究表明当研究表明当种子水分低于下限临界含水量种子水分低于下限临界含水量, , 种子寿命便不再延种子寿命便不再延长长, , 甚至会出现干燥损伤。甚至会出现干燥损伤。w有确凿证据表明有确凿证据表明, , 下限临界含水量随物种不同而变下限临界含水量随物种不同而变化化, , 与种子脂类含量呈反相关。下限临界含水量的与种子脂类含量呈反相关。下限临界含水量的界限油料种子比淀粉和蛋白质类种子低界限油料种子比淀粉和蛋白质类种子低; ; 含淀粉较含淀粉较多的禾谷类种子比含蛋白质较多的食用豆类种子耐多的禾谷类种子比含蛋白质较多的食用豆类种子耐干燥干燥, , 其下限临界含水量也较低。其下限临界含水量也较低。2.种子超干燥技术种子超干燥技术(2)种子超干贮藏效果的预测方法种子超干贮藏效果的预测方法人工老化人工老化3.3.干燥损伤干燥损伤减少干燥损伤的对策减少干燥损伤的对策4.吸胀损伤与超干种子回湿5.超干贮藏效果的检测超干贮藏效果的检测三、种子超低温贮藏的原理和技术(一)种子超低温贮藏的概念和意义1.种子超低温贮藏的概念 种子超低温贮藏是指利用液态氮(-196)为冷源,将种子等生物材料置于超低温下,使其新陈代谢活动处于基本停止状态,而达到长期保持种子寿命的贮藏方法。2.种子超低温贮藏的意义(二)不同种类种子对液氮低温反应的差异1.忍耐干燥和液氮的种子2.忍耐干燥对液氮敏感的种子3.对干燥和液氮均敏感的种子(三)种子超低温贮藏的技术关键人工种子的构造通气调节细胞分裂，在培养基中通入乙烯或氮气，每10h或20h通1次，每次通34s，可将细胞的有丝分裂提高到1216。4.4. 人工种皮的研制人工种皮的研制5.人工种子的包埋方法人工种子的包埋方法 体细胞胚与藻酸钠体细胞胚与藻酸钠(2%)混合后，滴入到硝混合后，滴入到硝酸钙或酸钙或CaCl2(100mmol/L)溶液中，溶液中，20min后，后，表面络合，形成人工种子。表面络合，形成人工种子。6.人工种子的贮藏人工种子的贮藏7.人工种子的应用前景人工种子的应用前景人工种子可用于杂交育种和杂人工种子可用于杂交育种和杂种优势利用种优势利用可调节幼苗生长可调节幼苗生长可保存珍贵品种资源可保存珍贵品种资源