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第九章园艺植物种子的储藏技术 第二节影响种子储藏寿命的因素及储藏方法

书名:花卉采后保鲜技术  作者:喻晓燕 张光弟  本章字数:3983 字  创建时间:2017-01-05 10:29

一、种子内部因素

由自身因素决定,园艺植物的种子寿命差异很大。根据种子的寿命长短将其划分为:

长命种子(指种子的发芽年限在15a以上的种子),此类以豆科植物居多,还含有美人蕉属和锦葵科一些植物的种子。

中命种子(指种子的发芽寿命在3~15a的种子),如茑萝、鸡冠花、凤仙花等植物的种子。

短命种子(指种子的发芽寿命在3a内的种子),如福禄考、三色堇、常春花、瓜叶菊等。

种子的寿命与生长期的发育状态有关,采收时已经成熟的种子的寿命较长,但是储期越长,植物种子的繁殖能力越弱,或无发芽能力。

二、种子外部因素

1、温、湿度

(1)常规温度

通常植物的种子在21℃和RH90%的环境条件下储藏3~6月就会造成生活力的较大损失。所以种子应储藏在一个相对温度较低、湿度较小的环境中。一般来说,许多的园艺植物的种子从采收到播种的期间内无需特殊的环境低温及低的湿度来刻意保存它。但如果时间较长时则必须进行适宜的低温、低湿度的环境条件匹配才能保证种子的储藏寿命。

常规条件下常见花卉种子的寿命

蓍草Achilleamillefolium2~3向日葵ftelianthusannuus3~4

千年菊Acroliniumspp2~3麦秆菊Helichrysumbracteatum2~3

藿香蓟Ageraturnconyzoides2~3赛菊芋Heliopsishelianthoidesl~2

蜀葵Althaearosea3~4凤仙花Impatiensbalsamina5~8

香雪球Alyssummaritimum3牵牛Ipomoeanil3

雁来红AmaranthUStricolor4~5鸢尾Iristectorum2

金鱼草Antirrhinurnmajus3~4地肤Kochiascoparia2

耧斗菜Aquilegiavulgaris2五色梅Lantanacamara1

熏衣草Lavendulavera2香豌豆Lathyrusodoratus2

四季海棠Begoniafibrousrooted2~3蛇鞭菊Liatrisspicata2

雏菊Bellisperennis2~3百合Liliumbrowinii2

羽衣甘蓝Brassicaoleraceavar.acephala2补血草Limoniumaureum2~3

蒲包花Calceolariaherbeohybrida2~3六倍利Lobeliachinensis4

金盏菊Calendulaofficinailis3~4羽扇豆Lupinusmicranthus4~5

翠菊Caliistephuschinensis2剪秋罗Lychnissenno3~4

风铃草Campanulamedium3千屈菜Lythrumsalicaria2

长春花Catharanthusroseus2紫罗兰Matthiolaincana4

美人蕉Cannaindica3~4甘菊Matricariachamomilla2

鸡冠花Celosiacristata3~4猴面花Mimulusluteus4

卷耳Cerastiumarvense2~4勿忘草Myosotissylvatica2~3

矢车菊Centaureacyanus2~3龙面花Nemesiastrumosa2~3

桂竹香Cheiranthuscheiri5花烟草Nicotiannalata4~5

瓜叶菊Seneciocruentus3~4黑种草Nigelladamascena3

醉蝶花Cleomespinosa2~3虞美人Papaverrhoeas3~5

山字草Clarkiaelegans2~3吊钟柳Penstemonbarbatus3~5

波斯菊Cosmosbipinnatus3~4矮牵牛Petuniahybrida3~5

蛇目菊Coreopsistinctoria3~4福禄考Phloxdrummondii1

火星花Crocosmiapottsiil酸浆Physalisalkekengi4~5

大丽花Dahliapinnata5桔梗Platycodongrandiflorus2~3

飞燕草Delphiniumajacis1半支莲Portulacagrandiflora3~4

石竹Dianthuschinensis3~5报春花Primulamalacoides2~5

毛地黄Digitalispurpurea2~3除虫菊Pyrethrumcinerariaefolium4

异果菊Dimorphothecasinuate2茑萝Ouamoclitpennata4~5

扁豆Dolichoslablab3一串红Salviasplendensl~4

伞形蓟Eryngiumplanum2轮锋菊Scabiosaatropurpurea2~3

花菱草Eschscholziacalifornica2万寿菊Tageteserecta4

天人菊Gaillardiapulchella2夏堇Toreniafournieri2~5

非洲菊Gerberajamesoniil金莲花Tropaeolummajus3~5

古代稀Godetiaamoena3~4美女樱Verbenahybrida2

满天星Gypsophilaelegans5婆婆纳Veronicakomarovii2

千日红Gomphrenaglobosa3~5三色堇Violatricolor2

堆心菊Heleniumantumnale3百日草Zinniaelegans3

﹡葛红英,江胜德(2003a.)

(2)低温保存

种子储藏在0℃温度条件是可行的,但在实际的生产中推荐的温度是10℃+RH:50%,储期能达到1a或更长时间。有些种子必须储藏在干燥的环境中或种子干储。对于苗圃繁殖用的种子(如砧木种子)采用冷藏方式进行1a或更长时间的储藏是可行的。

冰点温度有时也会用来延长空气干燥或人工干燥的种子(含水量为3~7%)寿命。通常-18℃~-20℃对大多数的低含水量的种子的储藏比0℃或更高的温度下储藏,金鱼草、杂种矮牵牛等种子例外。对有些植物的种子已经建立起亚冰温储藏的模式。

(3)超低温保存

有些园艺植物种子可以采用超低温方式保藏,以期获得更长保存时间。我国超低温保存植物种质资源技术最先应用于农作物。郑光植等(1983a)最早将药用植物三分三(Anisodusacutangulus)愈伤组织及其悬浮培养细胞进行冰冻贮藏,即超低温保存植物种质。而我国花卉种质资源超低温保存研究近年来才有所发展。

生物体的新陈代谢速度常随着温度的下降而减缓,温度下降至-196℃时,生命活动几乎完全停止而处于相对静止的生物学状态。这样的其本身的遗传性状不会改变,其形态发生潜能也不会丧失,温度恢复时细胞能够重新持有正常状态下的生理功能。

超低温保存技术即是指将植物活体材料安全存放在超低温(液氮,LN2-196℃)条件下长期保存,待需要时通过一定方式将其回复到常温状态,并确保其能够正常生长的一套技术。

超低温保存基本程序是选择适宜种子材料,通常需对其进行预处理后装入冻存管,在冰浴条件下加入0℃预冷的冰冻保护剂(脱落酸、蔗糖、二甲基亚砜(DMSO)]预处理,放置一段时间,采用不同的降温方式投入液氮冰冻,材料在液氮中存留的时间在理论上是不受限制的。化冻(一般采用在37~40℃温水浴中快速化冻或室温化冻等方式)后,测定材料的生活力与存活率,并进行再培养,观察恢复生长的速度及植物的再生能力,分析冻后材料或再生植株的遗传性状。

超低温保存成功的关键在于避免降温时及化冻过程中的细胞内结冰。所以对细胞进行适当程度的脱水,降低材料含水量是各种冻存方式的中心原则,根据不同的材料,通过改变冰冻保护剂、降温方式及化冻方式的组合就能够得到最恰当的保存效果。(王越等.2006a.)

种子的超低温保存方法操作简便,一般经过常规干燥或直接投入液氮中即可达到保存目的。种子保存时,含水量也是关键因素。对大多数花卉种子来说,自然含水量即在液氮中保存的安全含水量范围内,液氮保存后种子仍有正常发芽率(刘燕,等2001a),其生长势在短期内虽稍有减缓,但稍后即恢复(Popava等,2003a;Nikishina等,2001a;王君晖等,1999a)。不同植物种类进行超低温保存时目前超低温保存的主要方法有:

种质超低温保存中常用的有预冻法、两步法、玻璃化法和包埋脱水法等。

①预冻法:将样品添加冰冻保护剂(如二甲基亚砜、蔗糖、海藻糖、甘油和聚乙二醇等)后置于-10~-70℃之间几个小时,然后将样品投入液氮中保存。有些样品可不加冰冻剂。

②两步法:样品在添加冰冻保护剂后,用程序降温仪,以速率0.1-0.5℃/min.降温至-40~-70℃,然后投入液氮中。

③玻璃化法:样品在添加冰冻保护剂后快速投入液氮。玻璃化冰存,由于避免了胞内外冰晶形成,使器官和组织各部分都进入了相同的玻璃化态,因此它是目前最有效的方法。

④包埋脱水法:茎尖分生组织和体细胞胚等样品用褐藻酸钙包埋后,第一阶段先在含高浓度蔗糖的培养基中脱水,第二阶段再用无菌空气流或干燥硅胶脱水,然后投入液氮。

除了羽叶茑萝和银边翠种子进入液氮后炸裂外,其余45种花卉种子保存后都有一定发芽率,有些花卉种子保存后的种子发芽率还高于保存前。说明超低温保存技术可以应用于园林花卉的种子保存;并且种子从液氮中取出后,采用35~40℃温水浴化冻有较高的发芽率。

总体来说,70%以上的花卉种子超低温保存前后,种子发芽率与对照组相比,差值在10%以内.说明超低温保存方法是适合园林花卉种子保存的。

2、种子的含水量(moisturecontentofseed)

种子的含水量与温度的协同配合又是影响种子寿命的重要因素。

干藏时,种子的含水量可以通过干燥种子至适宜含水量后密封在阻湿容器包装中或储藏在干燥的环境(低湿度的环境)中实现储藏。对于常见的种子,种子的最佳的含水量为3~7%。有些花卉的种子经5~10a的干储后仍然可以维持其原生活力的50%。

刘燕,周慧等(2001a)认为,对大多数花卉种子而言,超低温保存时没有必要进一步脱水干燥。这与低温种子保存不同,也显示了超低温保存种子的方便性。但对一些花卉,进一步干燥种子可以提高超低温保存后种子发芽率。因此,花卉种子超低温保存中可依据花卉种类和工作目的而区别对待。对于迅速要求保存、量大、易获得种子的花卉可以直接保存于液氮中,对种质保存质量要求高的种类,应该研究超低温保存中可获最高种子发芽率的最佳种子含水量,并结合种子质量的其他指标,如活力、出苗率等,确定种子超低温保存的最适含水量。人们在超低温保存研究中观察到,许多植物种子超低温保存后发芽率提高,此现象也出现在花粉超低温保存研究中也观察。液氮保存对一些花卉种子发芽率有促进作用.这种刺激作用的机理目前还不清楚。报道认为,种子含水量在适宜范围内,解冻速度对大多数植物种子的液氮保存影响不大

有些种子的安全含水量高,在高湿环境下贮藏才能保持其生命力,如银杏、睡莲等。水藏法将种子装在袋内,放入流水中贮藏。水生花卉如荷花、睡莲凤眼莲种子适用于水藏法。

使用潮沙,在2℃~3℃温度下沙藏。沙藏时间依花木种类而异:杜鹃30d~40d,海棠50d~60d,榆叶梅70d~80d,蜡梅l00d以上。粒小的种子不宜使用此法。对有些种子,沙藏除了满足种子的适期储藏,还是完成种子后熟、催芽的手段之一。

3、气体成分:

有些植物的种子储藏在液氮(-198℃)中维持1或2a的生活力几乎没有损失。从理论上来讲,降低储藏环境(或密封容器)的O2含量能延长种子的储藏寿命,而且国外在此方面的研究也较为广泛,但短期的大库气调储藏种子似乎在成本上不划算。

4、其它因素

各种的因素会综合起来影响到种子的寿命,种子的成熟度、种子的尺寸、种子活力、加工方法、机械损伤、储藏真菌、储藏昆虫危害等。

防止昆虫的危害,可以降低储温到10℃左右来延缓。当温度降低至0℃时,绝大多数昆虫的活动停止。当然一些昆虫和它的卵并未被杀死,除非把温度降至-18℃以下。

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