丁 鵬

（博愛縣動物衛(wèi)生監(jiān)督所，河南 博愛 454450）

菊芋（Helianthus tuberosus）俗名洋姜，菊科，向日葵屬，多年生草本植物［1］。菊芋根系發(fā)達，可改善土壤的結(jié)構(gòu)，增加孔隙率和水穩(wěn)性團粒結(jié)構(gòu)，且耐旱、耐寒，塊莖能夠在-40～25℃的凍土層內(nèi)安全越冬，適應性極強，且不影響出苗［2］。因此，可用于我國北方干旱、風沙區(qū)的土地綠化、防風固沙，防止水土流失，且在荒坡地、鹽堿地、城鄉(xiāng)空閑地等處零星或成片種植，能夠綠化環(huán)境、增加經(jīng)濟收入。菊芋是中等耐堿植物，種植菊芋可降低土壤中的鹽堿量對改良土壤具有很大的作用［3］。菊芋的營養(yǎng)成分中，碳水化合物的78%為菊糖［4］，因此，可用于炒食或腌漬加工成醬菜食用，或?qū)⑵渚仗羌庸こ晒牵崛【凭?、香精等。菊芋也有很強的藥用價值，提取的菊糖可作為利尿劑，用于糖尿病輔助治療，或?qū)K莖搗碎外敷，用以消除腫毒等。此外，菊芋的莖、稈和塊根均可用作飼料，發(fā)展畜牧業(yè)。菊芋特有的花香、花蜜可招引蜜蜂采集，故可人工放養(yǎng)，發(fā)展養(yǎng)蜂業(yè)［5］，是一種極具開發(fā)潛力的半野生資源。

菊芋生產(chǎn)上一般用塊莖繁殖，但隨著菊芋用途的開發(fā)，需要對其品種質(zhì)量進行改良而進行雜交育種，但雜交后的種子繁殖時發(fā)芽率低，嚴重影響了菊芋用途的開發(fā)，因此，檢測其雜交育種后種子生活力，探明其發(fā)芽率低的原因是菊芋開發(fā)利用亟待解決的問題。種子生活力的測定方法較多，常用的簡單易行的種子生活力測定方法主要有：發(fā)芽指數(shù)法、活力指數(shù)法、電導率測定法、四唑染色法等。發(fā)芽指數(shù)法克服了田間氣候復雜因素的影響，能反映出苗速度和出苗整齊度，但它缺少幼苗生長趨勢的反映?；盍χ笖?shù)法在這個基礎上增加了根、芽的重量或長度因子，雖然能反映出苗勢，但它沒有反映種子在不同逆環(huán)境條件下的發(fā)芽情況，且在不同粒度種子之間可比性較小。電導率測定法可在室內(nèi)同時測試大量樣品，但會因為種子老化或受不良外界條件影響而使細胞的膜系統(tǒng)發(fā)生變化，導致活力降低，且在種子大粒，小粒以及水分一致性上要求極為嚴格。趙增煌等［6］報道以上幾種方法都無法測定菊芋種子的生活力。四唑染色法是通過鑒定種子內(nèi)部活組織的染色情況，從而對種子的質(zhì)量進行檢驗。該方法可快速測定發(fā)芽緩慢或有休眠種子的生活力，具有快速、經(jīng)濟、準確和應用范圍廣泛等特點［7］。該研究中，選擇四唑染色法，根據(jù)種子胚部是否染成紅色及染色的部位、形狀和大小，來判斷種子生活力，同時也為快速、準確地進行菊芋種子質(zhì)量檢測和提高菊芋種子發(fā)芽率提供技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

該試驗使用的種子采集于甘肅省蘭州市蘭州大學榆中校區(qū)試驗田，該地區(qū)屬溫帶大陸性氣候，冬季寒冷，夏季酷熱，年平均降水量360 mm，年平均氣溫10℃，全年日照時數(shù)平均2 446 h，無霜期180 d以上。采集的菊芋種子經(jīng)測定千粒重為6.333 g，風干后裝進布袋，置于室溫儲藏。

1.2 染色方法

1.2.1種子的預處理：取顆粒飽滿、發(fā)育成熟的菊芋種子4 000粒，放入燒杯中，并加入蒸餾水，置于25℃培養(yǎng)箱浸種，直至全部種子充分吸脹。浸種結(jié)束，用解剖針小心切開并剝?nèi)シN殼，取出種子。

1.2.2TTC溶液的配制：用pH值6.5～7.5的蒸餾水，分別配制 1.0%、0.5%、0.2%、0.1%的 TTC溶液，貼上濃度標簽，避光保存。

1.2.3染色： 分別于 25、30、35、40 、45 ℃溫度下，用濃度為1.0%、0.5%、0.2%、0.1%TTC溶液對菊芋種子進行避光染色，共20個處理，每個處理4次重復，50粒/重復。每隔1 h觀察1次，并記錄染色完成所需時間。染色時間以著色穩(wěn)定為止。

1.2.4判讀：染色結(jié)束后，濾去溶液，用清水沖洗，將種子擺在濕潤的濾紙上，根據(jù)種子染色的部位、染色面積的大小和染色程度，逐粒判斷種子的生活力。其中胚根、子葉全部染色的種子記為有生活力的種子；胚根染色、子葉部分染色的種子記為有生活力的種子；胚根染色，子葉沒有染色的種子記為無生活力的種子；胚根未染色、子葉染色的種子記為無生活力的種子；胚根、子葉均不染色者記為無生活力的種子。

表1 不同溫度與TTC濃度下菊芋種子的染色情況及生活力

表2 不同溫度與TTC濃度下菊芋種子的染色情況方差分析結(jié)果

1.2.5生活力的計算：將經(jīng)判讀有活力的種子數(shù)除以供試種子總數(shù)，即得出種子的生活力。

1.2.6種子發(fā)芽率的測定：取顆粒飽滿、發(fā)育成熟的菊芋種子400粒，使用2%NaOH溶液浸泡20 min消毒，剝?nèi)テ渲?00粒種子的種殼，分為4組，每組50粒；另外200粒未剝殼種子，分為4組，每組50粒。將分組后的種子放入培養(yǎng)皿中進行萌發(fā)實驗，培養(yǎng)皿中放入普通濾紙作為發(fā)芽床，將種子均勻放入，加入適量蒸餾水，使濾紙保持濕潤，加蓋，置于25℃培養(yǎng)箱發(fā)芽。以種子著床當天為第1天，逐日觀察統(tǒng)計其發(fā)芽率，直到連續(xù)2 d發(fā)芽種子數(shù)目不再改變?yōu)橹梗陂g注意保持濾紙濕潤。種子發(fā)芽率的計算公式為：

發(fā)芽率=發(fā)芽的種子數(shù)/供試種子總數(shù)×100%

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度和TTC濃度下菊芋種子的染色情況及生活力

不同溫度與TTC濃度下菊芋種子的染色情況及生活力如表1和表2所示。同一TTC濃度下，25～45℃條件下，隨著溫度增高，菊芋種子的染色數(shù)總體上呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，其中35℃條件下，菊芋種子染色數(shù)最多。在25～45℃溫度范圍內(nèi)，溫度相同時，菊芋種子的染色數(shù)隨著TTC濃度的增加同樣呈現(xiàn)出先增加后降低的趨勢，濃度為0.5%時，菊芋種子的染色數(shù)最高。染色溫度與濃度的交互條件下，TTC濃度0.5%，染色溫度35℃條件下，菊芋種子染色數(shù)最多。因此，四唑染色法測定菊芋種子活力的適宜TTC濃度為0.5%，適宜溫度為35℃，在該條件下測得的菊芋種子生活力為72%。

2.2 不同TTC濃度與溫度下所需染色時間

不同TTC濃度與溫度下所需染色時間如圖1所示，TTC濃度越高，染色反應速度越快，所需時間越短；染色溫度越高，染色反應的速度也越快，所需時間越短。在菊芋種子染色數(shù)最多的TTC濃度和染色溫度下其染色時間為7 h。

2.3 菊芋種子發(fā)芽率測定結(jié)果

菊芋種子發(fā)芽率測定結(jié)果如表3，未剝殼的供試菊芋種子發(fā)芽率為0，而剝殼后菊芋種子的發(fā)芽率為35%。

表3 菊芋種子發(fā)芽率

圖1 不同TTC濃度和溫度下菊芋種子所需染色時間

3 討論

四唑染色法測定種子活力原理可靠、方法簡便、省時快速，可較準確地檢測菊芋種子生活力水平的高低，估計種子的潛在發(fā)芽能力，但在染色時需嚴格掌握TTC溶液濃度和染色溫度。按照《國際種子檢驗規(guī)程》［7］的規(guī)定，種子四唑染色法濃度不宜超過1.0%，因此1.0%可作為TTC溶液濃度的上限，TTC溶液濃度越高，染色溫度越高，染色時間越短，因此在染色過程中控制好適宜的染色時間十分重要，否則所染顏色的不理想，會給鑒定帶來困難，影響測定結(jié)果。

研究表明［8］，四唑染色法測定結(jié)果與標準發(fā)芽率一般很接近，四唑染色法是最有希望代替發(fā)芽試驗的方法。在該試驗中，剝殼后種子的發(fā)芽率與菊芋種子的生活力測定結(jié)果并不完全一致，結(jié)果與在玉米等其他種子上的研究結(jié)果相似［9-10］。因此，該試驗中四唑染色法測定的生活力只能用于估測種子潛在發(fā)芽能力，還不能完全取代發(fā)芽試驗。試驗中未剝殼種子能吸脹但不能發(fā)芽，而種子剝殼后可以發(fā)芽，這表明菊芋種子的休眠不是由于種殼的不透水而引起的物理休眠，而是種殼上存在某種影響休眠的物質(zhì)導致菊芋種子的休眠。然而該試驗研究有限，因此菊芋種子的休眠機制及破除其種子休眠的方法有待于進一步研究。