顽拗型种子贮藏原理及技术教案

1、种子贮藏技术教案授课题目顽拗型种子贮藏原理及技术知识点1.顽拗型种子研究的意义和生理特性2.顽拗型种子的贮藏特性3.顽拗型种子的贮藏方法技能点1.能够采取一定的措施贮藏顽拗型种子。2.能够采用不同的方法对顽拗型种子进行贮藏。教学目标1.掌握顽拗型种子生理特性。2.掌握顽拗型种子的贮藏特性。3.掌握贮藏顽拗型种子的方法。教学重点顽拗型种子的贮藏特性及其方法。教学难点贮藏顽拗型种子的方法。教学方式与分析讲授 探究问答实验演示练习本节课程包含3个知识点和2个技能点，其中包含理论课程和实践课程。授课类型理论课讨论课实验课练习课演示练习参考资料1刘松涛、闫凌云主编种子加工贮藏技术2颜启传种子学北京：中国

2、农业出版社，20013胡晋种子贮藏加工北京：中国农业出版社，20034中国种子信息网：知识点1 顽拗型种子研究的意义和生理特性（一）顽拗型种子研究的意义农作物种子如禾谷类种子均为正常型种子。据研究，产生顽拗型种子的植物有两大类：水生植物：如水浮莲与菱的种子；具有大粒种子的木本多年生植物：包括若干重要的热带作物如橡胶、可可、椰子；多数的热带果树如油梨、芒果、山竹子、榴莲、红毛丹、菠萝蜜；一些热带林木如坡垒、青皮、南美衫；一些温带植物如橡树、板栗、七叶树。 顽拗型种子由于其贮藏特性的关系，寿命较短，即使采用含水量较高的贮藏条件，保存寿命只能几个月，甚至几周。国内外对顽拗型种子贮藏技术的研究还处于摸

3、索阶段。因为这类种子的贮藏特性种间差异性很大，即使同一种的不同变种也不一样，需逐个研究。由于顽拗型种子多属于经济价值较高或珍贵的作物，国内外均将其列为重点研究对象。（二）顽拗型种子的生理特性顽拗型种子有许多特异的特点，可概括如下：1.干燥脱水易损伤种子水分干燥至某一临界值，一般为12%35%，种子则死亡。种子在干燥过程中常发生脱水损伤，降低种子活力。如红毛丹种子的水分13%,榴莲在12%就会丧失生活力。据此有人把顽拗型种子也称为干燥敏感型种子。2.易遭冻害和冷害种子冻害是指零下温度对种子产生的危害。在零下温度会在细胞内形成冰晶体而杀死细胞，从而导致种子死亡。而一些热带的顽拗型种子对温度更敏感，

4、不但易遭冻害。而且易遭冷害。种子冷害是指温度在015之间对种子产生的危害。如可可、红毛丹、婆罗洲樟种子在10，芒果在36就会死亡。有时冷害往往不是低温的直接作用，而是在种子吸胀时发生损伤，故也称吸胀损伤。3.属大型和大粒种子顽拗型种子较大，再者水分较高，因此种子千粒重通常大于500g。如椰子、芒果千粒重50100g万，栗子、面包果6008000g。4.不耐贮藏、寿命短顽拗型种子到目前为止只能保存几个月或几年。如橡胶种子在湿木屑中，外用有孔的聚乙烯包装，在710下只能保存4个月。5.多数属于热带和水生植物顽拗型种子多数属于热带和水生植物而且多数是多年生。种子成熟时水分较高。对于顽拗型、正常型种子

5、曾有很多人进行过划分。King和Roberts(1979)根据文献报道，列出了可以划分为顽拗型种子的大约有90个种。较近的划分是Ellis(1984)及Bajaj(1987)。但随着研究的不断深入，顽拗型种子的目录不断在修改。知识点2 顽拗型种子的贮藏特性（一）影响顽拗型种子长期贮藏的因素一般认为影响顽拗型种子长期储藏的因素主要有以下几点：1.干燥损伤 种子离开母体时往往水分很高，其致死临界水分也很高，如银械种子的致死临界水分是低于40%，可可种子是36.7%。这样高的水分很容易引起生活力的丧失，特别是干燥时易损伤。2. 不耐低温、发生冷害所有顽拗型种子的贮藏温度都不低于0，否则就会因细胞中形

6、成冰晶体而致死。其中有些种子因会发生冷害，对温度的要求则更高。3.微生物生长旺盛一般来说，种子水分在9%10%以上，细菌就开始为害。种子水分11%14%以上，真菌开始为害。而顽拗型种子不会致死临界水分大都在15%以上，显然这给微生物的旺盛生长提供了极有利的条件，为害的严重程度不言而喻。4.呼吸作用强由于种子水分和储藏温度高，所以种子代谢旺盛，需氧量大，呼吸作用强，这就是顽拗型种子不能密闭储藏的原因。5.储藏期间发芽现象在适宜条件下，一般种子在水分35以上就会发芽，而由于一些顽拗型种子的致死临界水分很高，所以很容易在贮藏期间发芽。如葫芦科的一中南瓜种子（Telfairia occidentali

7、s）致死的临界水分是40%60%，它甚至在成熟时期就在果实内发芽、长根。由此可见，用常规的方法进行顽拗型种子长期贮藏是不可能的。有一些顽拗型种子的寿命只有几周，连运输和短期贮藏都很困难。（二）顽拗型种子贮藏中通常采取的一些有效措施1.种子水分保持在临界水分以上，新鲜种子可适当干燥，但切不可低于其临界值，否则将会产生干燥损伤。2.种子水分要控制在低于其萌发所需的含水量。3.种子保存于潮湿而疏松的物质中，并使用杀菌剂以防真菌生长。4.保持足够氧气供应。5.将种子保存在较低温度下，但应在受冷冬损害的临界温度之上。6.尽量使种子处于休眠状态。（三）顽拗型种子保存的关键措施针对影响顽拗型种子长期贮藏的因

8、素而采取的。归纳起来可分为三大主要措施：1.控制水分对顽拗型种子来说，适宜的种子水分对保持生活力是至关重要的；贮藏水分过高不仅对生活力保持不利，而且很易发芽；但水分过低，顽拗型种子会产生脱水损伤。可见，最好的方法是使种子水分略高于致死的临界水分。由于顽拗型种子要求水分高，要维持这么高的水分必须保湿。可采用潮湿疏松介质，通常用木炭粉、木屑及干苔藓等加水与种子混存，然后把它们贮藏在聚乙烯袋里。由于种子水分过高，需氧量过大，因此绝对不能密封（袋口敞开或袋上打孔）。为了防止微生物、菌类的旺盛生长，贮藏前用杀菌剂处理是必要的。如采用克菌丹、0.5%氯化汞处理。2.防止发芽顽拗型种子贮藏过程中最易发生的现

9、象是发芽。为了抑制发芽通常采用两种途径：（1）使种子水分刚刚低于种子发芽所需的水分 Roberts等（1984）就采用此法保存可可种子，他们把可可种子贮藏在盛有饱和硫酸铜溶液（相对湿度98%）的容器中，在20下贮藏（这样比之前报道经8个月贮藏后仍有27%发芽率要好）。也有人采用如聚乙二醇（PEG）溶液等渗透调节剂来控制水势，以达到种子延缓发芽，但King等(1982)认为这种方法保存可不理想。（2）抑制发芽或使种子保持休眠 抑制发芽通常采用抑制剂，如采用甲基次萘基醋酸对延长栗子等寿命有效果，但常见的发芽抑制剂脱落酸（ABA）效果不理想。现在利用使种子保持休眠而抑制发芽的手段很多。如橡树、槭树等

10、一些种子收获后由于未完成后成熟而保持休眠，这种休眠可在低温下层积得到破除，因此这类种子收获后要避免层积处理。由于很多未成熟的果实内有抑制存在，而成熟果实所含的抑制剂大大减少，因此，保存这类种子可提早收获未成熟果实进行贮藏较好。有些对光敏感的种子，可利用光敏色素Pr（抑制）与Pfr（活性）的转化调控方法。如用远红光照射，又到种子休眠。另外，Hanson（1983）采用Villier（1975）保存莴苣种子的方法，利用吸胀种子来保存菠萝蜜、榴莲、红毛丹也有一定效果，总之，可根据各种种子的特性，采用各种各样的有效措施来保存顽拗型种子。3.适宜低温贮藏中另一个重要的因素是温度，温度尽可能适当低对种子生

11、活力保持越有利。根据顽拗型种子对贮藏温度反应的不同，可把顽拗型种子分为两类：一类是易遭冷害的种子，包括热带、亚热带和水生植物种子，如榴莲、芒果、红毛丹、菠萝蜜、坡垒等种子最好采用高于15而低于20的贮藏温度。另一类是不会产生冷害的种子，温度可低至5（或更低）。不管那一类类型，贮藏温度都不能低于0。知识点3 顽拗型种子的贮藏方法（一）普通短期贮藏这样贮藏的目的是针对影响贮藏的因素，采用一些相应的措施，解决顽拗型种子的运输和短期贮藏。保持种子含水量在饱和含水量下，要求贮藏环境闭合但不密封，仍能保持气体交换，同时贮于相对低温中，防止遭受零上低温伤害。采用杀菌剂处理，置于保湿环境中。贮藏要点是：防止干

12、燥；防止微生物侵染；防止贮藏中萌发；保持适宜的氧量供应。如日本板栗贮藏采用在通气的罐子或用聚乙烯袋在03下贮藏，不能过高水分或过分干燥进行贮藏顽拗型种子多属于多年生种子。其中某些林木种子要十几年才繁殖一次种子。显然通过上述的一些改善条件而延长寿命的措施对种质的长期保存仍不奏效。目前仍是通过田园连续栽培和繁殖进行保种，这不仅费工费时费钱，而且很不保险。因为田园繁殖易遭自然灾害、气候反常、病虫害和经济条件等的影响。所以有必要探讨新的保存技术。（二）超低温保存Grout（1980）报道了一个令人振奋的关于番茄种子液氮保存的实验结果。虽然番茄种子是正常型种子，但高水分的番茄种子可认为是顽拗型种子的模式

13、。Grout用不同水分的番茄种子为材料，采用15%（体积比）二甲基亚砜作为保护剂。他发现快速冷冻至-196时，水分为33.4%的种子仍有86%的发芽率；而水分高达72.3%的种子丧失发芽率力，但胚芽外植体（外植体是指用于发生一个培养无性系的植物或组织的切断）仍有29%存活。这个试验给用液氮保存的顽拗型种子的成功增加了信心。用液氮保存顽拗型种子，以前均认为难度较大，如印度国家植物遗传资源局（NBPGR）Chaudhury等（1991）用整粒茶籽超低温保存一直未取得成功，认为是种子太大、水分太高、干燥敏感性这几个因素影响的结果。最后转而采用胚轴（axis）为材料进行研究（1991）。所以以往均认为

14、尚无真正顽拗型种子在-196贮存成功实例。1992年，浙江农业大学种子教研室对茶和樟籽进行超低温保存研究，获得成功。茶籽超低温保存的最适含水量为13.83%，在液氮内经118d保存，发芽率达93.3%，且均成苗（Hu等，1994）。（三）离体保存离体保存也称组织培养，是指把将来能产生小植株的培养物（用于种质保存最适是茎尖和胚），在容器中进行人工控制条件下条件下培养或保存。现在用于离体保存主要采用最低限度生长方法。这种方法适用于基因库的中期保存。即采用胚和茎尖（其他体细胞变异较大）保存在容器的培养基上面进行培养（贮藏）。经过一定时期，由于培养基中的水分丧失、营养物质干燥以及一些组织的代谢产物的产

15、生，又需把离体组织转移到新的培养基上面（这个过程在组织培养上称继代培养），经研究，继代培养会导致变异增加（Scowcroft,1984），而且转移时也易导致污染等原因。因此，最理想的种质保存技术是控制条件即只允许最小生长进行贮藏。限制离体生长的方法很多，一般可分为三种：1.改变培养的物理条件 最常见的是降低容器的贮藏温度（在6-9），也有采用改善容器的气体条件；2.在培养基中加生长迟缓剂 如加入脱落酸（ABA），甘露糖醇和B9等；3.改变培养基的成分 即通过减少正常生长的必须因子或减少营养的可给性，如降低蔗糖浓度。对不同作物而言，离体贮藏可以补充种子贮藏的缺陷。（四）组织培养结合超低温保存近年

16、来，应用液氮保存生物组织已有不少成功例子，保存植物成功的例子也不少，包括原生质、细胞、愈伤组织、器官、胚。保存过程一般为：材料（如胚）分离消毒（防冻剂使用）冷冻贮藏解冻恢复生长（培养基上）。用来保存的材料常常是离体胚(excised embryos)和离体的胚轴(excised axis)。这两者在中文的文献中常被混为一谈，其实后者不包括子叶。如前面所述的Chaudhury(1991)从茶籽分离出胚轴（0.1%氯化汞消毒15min）,干燥至13%水分以下，经液氮17h贮存，在培养长成56cm高的健康幼苗。防冻剂或者称冷冻保护剂在超低温保存生物材料中，具有重要的重要。从1949年polge等人用甘油作为精子的冷冻保护剂以来，保护剂一直是超低温保存研究中一个重要的方面。现在常用的冷冻剂有二甲基亚砜、甘油、脯氨酸、蔗糖、葡萄糖、山梨醇、聚乙二醇（PEG）等。在以往的报道中，也有未用保护剂而存活的例子。首例真正顽拗型种离体胚在液氮保存后存活是N