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种子是植物种质资源长期保存的理想材料,种子保存是种质资源保存最经济可靠的途径。但很多热带地区的种子对低温和脱水敏感,是顽拗性种子,在低温和种子低含水量条件下无法长期保存。因此,顽拗性种子的长期贮藏是部分植物种质资源保存技术一直没有攻克的难题。本研究以顽拗性海南坡垒(Hopeahainanensis Merr.et Chun)和毛叶坡垒(Hopea mollissima C.Y.Wu)种子为研究材料。研究了海南坡垒种子脱水耐性发育变化与ROS清除酶活相关性。并研究了温度对成熟的毛叶坡垒种子萌发的影响、不同脱水速率下种子的脱水耐性以及不同含水量和贮藏温度对种子贮藏耐性的影响。试图为改善顽拗性种子的脱水耐性以及种质资源的长期保存提供理论参数。结果发现:
花后103d海南坡垒种子的含水量较高,而后持续下降。种子在145DAA获得萌发能力,173DAA为种子的生理成熟期,此时种子和胚轴获得最大干重,分别为0.35g和0.0048g。轻微的脱水能提高种子的萌发率,但是含水量继续下降后种子的萌发率开始迅速下降。随着发育,种子脱水耐性逐渐增强,173~183DAA种子脱水耐性最强。脱水耐性是由一系列的损伤和保护机制相互协调的复杂生理现象。脂质过氧化反应和活性氧造成种子的损伤的重要原因。在发育的过程中随着种子含水量的下降和代谢活性下降,海南坡垒种子O2-和MDA含量下降。脱落后183DAA种子代谢活性由于呼吸作用加强使O2-含量迅速增加。检测了整个发育和脱水过程胚轴和子叶中SOD、APX、GR、CAT和POD活性的变化,发育和脱水过程中SOD活性一直下降,而其他酶活性较低都未能检测到(或者是酶浓度过低无法准确测出)。
20℃下毛叶坡垒种子能获得最大的萌发率和萌发速率,所以20℃是种子的最适萌发温度。脱水试验中,随着种子含水量的下降种子萌发率逐渐下降。脱水速率严重影响种子的脱水耐性,慢速脱水比快速脱水对毛叶坡垒种子造成的损伤大。不同含水量种子贮藏在4℃,30d后维持100%的萌发率,但是60d后萌发率迅速下降,150d后没有种子存活,而150d后贮藏在10℃和15℃下种子仍维持较高的萌发率。随着保存时间的延长10℃和15℃下保存的轻微脱水至含水量0.62gH2Og-1DW和0.57 gH2Og-1DW的种子萌发率逐渐下降。而未脱水的种子保存360d后仍然能维持100%的萌发率。所以毛叶坡垒种子的最适贮藏条件为:种子不脱水贮藏在10~15℃。