謝文召+石書亞

摘要：種子超干貯藏是近年來種子學(xué)和種質(zhì)資源保護(hù)方面的研究熱點(diǎn)。本文從種子超干貯藏的研究背景及進(jìn)展、超干種子的最適含水量、遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性等方面進(jìn)行了綜述，并提出了超干貯藏技術(shù)的發(fā)展前景。

關(guān)鍵詞：種子；超干貯藏技術(shù)；發(fā)展前景

中圖分類號(hào)：S339 文獻(xiàn)識(shí)別碼：A 文章編號(hào)：1001-828X（2016）013-000-01

隨著當(dāng)今世界人口的增長(zhǎng)、資源的持續(xù)匱乏、環(huán)境的惡化以及人為的破壞，植物種質(zhì)資源的有效保護(hù)和利用越來越成為全人類共同關(guān)注的課題。植物種質(zhì)遺傳資源的有效保存需要原生境和非原生境保護(hù)相結(jié)合，原生境保護(hù)保存了種質(zhì)資源在繼續(xù)進(jìn)化中所增加的多樣性，而非原生境保護(hù)的目的在于保持樣品的遺傳穩(wěn)定性（genetic stability）[1]。主要的非原生境保存方式為種子庫(kù)。

國(guó)際植物遺傳資源委員會(huì)（IBPGR）推薦的種子長(zhǎng)期保存的理想條件為種子含水量控制在（5±1）%和溫度控制在（-18±2）℃[2]。但是符合這種標(biāo)準(zhǔn)低溫庫(kù)的構(gòu)建費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用高，而且需要高水平的技術(shù)支持，這對(duì)于發(fā)展中國(guó)家來說無疑是一個(gè)巨大的負(fù)擔(dān)[3]。近些年研究表明，種子貯藏含水量可以低于5%，且有的種子在更低含水量情況下其壽命反而被延長(zhǎng)，故而種子超干貯藏（ultradry seed storage）概念被提出。本文主要對(duì)近些年種子超干貯藏的研究進(jìn)展進(jìn)行回顧以及引出其發(fā)展前景。

一、種子超干貯藏的研究背景及進(jìn)展

由于使用低溫庫(kù)進(jìn)行種子的長(zhǎng)期貯藏對(duì)大部分發(fā)展中國(guó)家來說負(fù)擔(dān)過大，人們開始尋求新的更為簡(jiǎn)便實(shí)用的貯藏方式。里丁大學(xué)的Ellis[4]和Hong通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)芝麻的貯藏含水量由5%降至2%時(shí)，其壽命延長(zhǎng)近40倍，甘藍(lán)型油菜種子的貯藏含水量有5%降至3%時(shí)，其壽命延長(zhǎng)近2倍，實(shí)現(xiàn)了芝麻和油菜種子在常溫下長(zhǎng)期貯藏的效果。萵苣種子貯藏過程中發(fā)生畸形概率在其含水量分別為3.3%和5.5%時(shí)無明顯差異。反觀國(guó)內(nèi)，針對(duì)該技術(shù)的研究相對(duì)較晚，20世紀(jì)80年代國(guó)內(nèi)多家研究研所和高等院校科研實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)研究任務(wù)，經(jīng)過不懈的努力，鄭光華等在種子超干貯藏之種子生理學(xué)和細(xì)胞學(xué)方面取得了一定的進(jìn)展 [5] 。

二、超干種子的最佳含水量

研究表明，超干可以提高種子的貯藏期間的穩(wěn)定性和生命活力，但并不表明其含水量越低越好[6]，當(dāng)種子含水量下降至一個(gè)較低值時(shí)，種子活力會(huì)隨之下降，壽命會(huì)減少，劣變會(huì)增加[7]。種子只有處于最佳含水量時(shí)才會(huì)最大程度延長(zhǎng)其生命活力，而種子的最佳含水量由其耐脫水性決定，它與種子內(nèi)部蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物等的積累以及新物質(zhì)的合成密切相關(guān)。

支巨振等進(jìn)行水稻種子最佳含水量的研究發(fā)現(xiàn)，種子種類的不同會(huì)引起耐脫水性的差異，其之間的差別很大，從2%到6%。秈稻種子含水量將至2%時(shí)生命活力急劇下降，相比之下，粳稻對(duì)含水量的多少表現(xiàn)更為敏感，其在含水量到達(dá)7%時(shí)生命活力就開始下降。還有，Ellis等證明油菜、芥菜（Brassica var. gracilis）和花生的最佳含水量分別為2.8%、3.8%和2.0%，高粱（Sorghum vulgare）、大麥（Hordeum vulgare）、小麥（Triticumaestivum）的耐脫水能力要強(qiáng)于水稻。國(guó)際上對(duì)于種子最佳含水量的確定到目前為止還沒有一個(gè)比較權(quán)威的辦法，不同種子超干貯藏的最佳含水量不同，需要繼續(xù)研究。

三、遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性

種子的超干貯藏是一種研究中的新興技術(shù)，其因存在更好保存種質(zhì)資源的可能性而被廣泛關(guān)注，隨之而來的問題就是超干貯藏是否會(huì)影響到種子遺傳物質(zhì)的穩(wěn)定性。

李毅利用RAPD分子標(biāo)記分別研究霸王、黃花補(bǔ)血草和蒙古沙冬青種子的遺傳穩(wěn)定性，結(jié)果顯示超低含水量對(duì)種子遺傳穩(wěn)定性沒有影響。Rao曾報(bào)道萵苣種子染色體的畸變率在其貯藏含水量為3.3%時(shí)較高，而含水量為8%時(shí)畸變率較低。英國(guó)里丁大學(xué)指出，進(jìn)行超干貯藏的種子根部通常會(huì)積累較多的染色體畸變，但并不遺傳，變異會(huì)隨著種子的生長(zhǎng)逐漸修復(fù)。對(duì)于種子超干貯藏是否使種子的遺傳物質(zhì)發(fā)生變異有待進(jìn)一步的研究。

四、發(fā)展前景

超干貯藏技術(shù)作為一種提高貯藏種子生命壽命和活力的新興技術(shù)，較常規(guī)的超低溫貯藏極大的減少了資源的消耗。近20年以來，超干貯藏已取得一定的成績(jī)，但還有很多疑問需要去解決，比如：適合超干貯藏的種子類型，種子脫水的極限以及脫水對(duì)種子遺傳穩(wěn)定性具體影響的研究等，筆者認(rèn)為這些可能成為種子超干貯藏的新方向。

參考文獻(xiàn)：

[1]程紅焱，鄭光華.種子在種質(zhì)資源保護(hù)中的特殊地位和作用[A].見：鄭光華.種子生理研究所[M].北京：科學(xué)出版社，2004：34-37.

[2]申麗霞，王璞，張軟斌.種子壽命與超干貯藏[J].種子，2004，（2）：45-47.

[3]胡承蓮，胡小榮，辛萍萍.超干燥水稻種子貯藏研究[J].種子，1999，18（2）：18-21.

[4]程紅焱，種子超干貯藏技術(shù)研究的背景和現(xiàn)狀[A].云南植物研究，2005，27（2）：113-124.

[5]蘇振華，徐秀紅，蘇珍.種子超干貯藏與種子引發(fā)的研究概述.2005，17.

[6]汪曉峰，景新明，鄭光華，等.種子含水量對(duì)種子貯藏壽命的影響[J].植物學(xué)報(bào)，2001，43，（6）：551-557.

[7]Ladbroke B D， Chapman D. Thermal analysis of lipid， proteins and biological membranes. A review and summary of some recent studies [J].Chemistry and Physics of Lipid， 1969 （ 3 ）：304-356.