作物种质资源是人类繁衍、生存和发展最根本的物质基础和战略资源。20世纪以来,由于人口增长、环境恶化以及新品种大量推广等原因,作物遗传资源多样性丢失严重。尽管低温种质库是目前作物种质资源保存最有效途径,但由于低温种质库的建造、运转和维护费用巨大,阻碍了它在不发达地区和发展中国家的普遍推广应用。为了更广泛有效地保存种质资源,迫切需要发展一种高效节能的种质保存新技术,即在室温或接近室温条件下(如20℃)就能够达到中期保存效果(≥10年)。为此,本研究以粳稻幸实和籼稻桂朝二号种子为材料,通过分析三亚、南昌、北京、西宁、乌鲁木齐、哈尔滨等6个室温贮藏点的11年种子生活力和活力测定数据,研究在各气候区地点室温条件下贮藏种子的适宜含水量及生活力下降的特征,并从膜结构和膜脂过氧化程度、抗氧化酶活性、同工酶谱和同工酶基因动态表达等方面,探讨适宜含水量下,延长种子贮藏寿命的生理生化及其分子机理,为种质资源室温贮藏技术走向实用提供科学理论与实践依据。主要研究结果如下:1.当水稻种子含水量降至3.0%时种子会产生过度干燥损伤,导致种子发芽率和发芽指数下降。该损伤在-18℃贮藏过程中没有呈现加重的趋势。辅以适当的回湿处理,可减轻损伤。籼稻桂朝二号种子耐干燥脱水能力强于粳稻幸实。2.水稻种子贮藏11年后,南昌和三亚两个贮藏地点的所有供试种子的发芽率都降至50%以下,而北京、西宁、乌鲁木齐、哈尔滨等地含水量10.6%-4.5%种子发芽率仍高于50%。以保持种子寿命半活期作为种子贮藏适宜含水量评价指标,即能保持发芽率50%以上的含水量即为贮藏适宜含水量。粳稻幸实和籼稻桂朝二号在各贮藏地点生活力测定数据分析结果表明,种子适宜含水量上限和极差与贮藏地点年均温和≥0℃积温呈显著负相关,适宜含水量下限则与之呈显著正相关。水稻种子适宜含水量6.5%-5.0%具有地域的广适性。适宜含水量的种子寿命可大大延长,如未干燥含水量为10.6%的幸实种子,在南昌贮藏第3年时,种子发芽率降低至50%以下,第5年时,降为0%,而适宜含水量为5.5%的种子发芽率贮藏至第9年时仍可达56.3%。3.水稻种子在室温贮藏条件下,其存活曲线呈反S形,生活力丧失不是随时间等速下降。适宜含水量的种子与未干燥种子(含水量10.6%)和过度干燥种子(含水量3.0%)种子相比,其种子生活力快速下降阶段明显推迟,且下降较缓。年均温度都是5.7℃的西宁和乌鲁木齐两个贮藏点,西宁贮藏点的种子保持生活力效果要好于乌鲁木齐,这可能和西宁≥0℃积温较低有关。4.通过对南昌室温贮藏9年干种子和萌动胚、胚乳中的电导率、丙二醛(MDA)含量及APX、CAT、GR和SOD等酶活性测定。结果表明:种子电导率、丙二醛(MDA)含量与水稻种子含水量和活力之间相关不显著。干种子胚中的APX、CAT、GR、SOD酶活性与生活力、活力无显著相关;萌动12小时种子胚中APX、CAT酶活性与生活力显著相关,GR、SOD无显著相关,在胚乳中不存在任何相关。适宜含水量种子,其发芽率和活力最高,其APX、CAT活性也相对最高。利用-18℃贮藏的对照材料研究表明,过干燥种子(含水量3.0%)胚的CAT活性较适度干燥种子下降,可能是过度干燥导致生活力下降的原因之一。表明从干种子与不同萌动时期种子,以及胚和胚乳等时空差异角度来进行相关研究,将有助于更真实了解种子的衰老机理。5.高生活力和无生活力的干种子、萌动种子胚和胚乳之间,APX、GR和SOD同工酶谱没有差异。种子萌动12h时,高生活力和无生活力种子胚之间的CAT酶谱存在差异,反映出CAT同工酶谱变化与CAT活性降低相一致,与种子生活力丧失有关。6.实验结果表明,APX、GR和SOD的同工酶基因在无生活力种子和高生活力种子之间不存在差异动态表达,而无生活力种子CAT同工酶基因中的CAT A(D29966)呈现下调表达,这可能是CAT活性下降及同工酶谱改变的分子生物学基础,可能是导致种子生活力下降的原因之一。