基于近红外光谱的单粒水稻种子活力快速无损检测

采用近红外光谱分析技术,对不同品种单粒水稻种子原始光谱进行一阶求导、5点平滑、矢量归一化光谱预处理后,建立定性分析模型。利用因子化法计算光谱距离,定性分析选择系数S均大于1.1832,结果表明能够有效区分高活力与低活力种子。此方法有利于快速无损地检测单粒种子活力,克服了传统的种子活力检测方法如发芽试验、TTC染色等方法存在的耗时长、工作量大、结果滞后等问题,为筛选种子、提高种子发芽率、种子活力实时监测提供了一种新的选择。     

人工老化处理对芥蓝种子生理生化特性的影响

为探究芥蓝种子在不同老化处理下的种子活力及生理生化特性,以不同芥蓝品种为材料,采用40℃、100%相对湿度进行高温高湿人工加速老化的处理方法,测定芥蓝种子发芽势、发芽率、种子活力和生理生化指标。结果表明:芥蓝种子发芽势、发芽率、活力指数、可溶性糖含量、过氧化物酶(POD)活性均随着人工老化处理时间的增加而下降;相对电导率、丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白含量则出现上升的变化趋势;超氧化物歧化酶(SOD)活性呈先增后降的变化趋势;且3号品种较5号品种清除自由基及过氧化物的能力弱。分析种子活力及生理生化指标的变化规律,揭示芥蓝种子劣变的机理,可为减缓种子老化进程和延长种子寿命提供理论依据。     

水引发对甜菜种子萌发以及生理特性的影响

为更好地利用水引发技术提高甜菜种子的萌发效果,以甜菜种子TD802为研究材料,以蒸馏水为引发剂,通过发芽试验测得甜菜种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和临界阈值等,筛选有利于甜菜种子快速萌发的引发方法,并进行生理指标的测定。结果表明,处理9的发芽率(91%)和发芽势(90.67%)最好,处理5的发芽指数(41.89)和临界阈值(21.39)在所有组合处理中最好,处理6的活力指数(447.4)最好。处理3和处理7的相对电导率高,对种子损伤最小。处理6丙二醛含量最低,对逆境条件反应较强。处理8抗氧化酶活性最强,可消除逆境胁迫所产生的过氧化伤害。不同温度、预浸种时间的水引发都对甜菜种子有促进作用,其中处理1引发效果最稳定,能够更好地增强种子活力、提高种子的抗逆性。     

控氧控湿对麦仙翁种子老化过程中种子活力的影响

以麦仙翁种子为材料,研究人工老化过程中不同环境因素对种子活力的影响,目的是在种子保存过程中延缓种子老化现象的发生。通过对不同保存环境下不同老化时间的种子发芽率、平均萌发时间、萌发种子正常率、幼苗根长和茎长等种子和幼苗活力特征进行对比分析。结果表明:无氧环境能够显著提高老化种子活力,老化4 d的种子发芽率(61.7%),萌发种子正常率(81%),幼苗根长(2.1 cm)和茎长(2.0 cm)均明显高于对照环境;控湿环境(60%RH)在种子活力方面与无氧环境类似,但是幼苗活力方面与对照环境类似,远低于无氧环境;无氧控湿环境在老化种子活力方面表现出一定的叠加效应,可提高老化种子活力,但是对幼苗活力影响效果不及无氧环境。综上所述,无氧环境可以有效减缓种子老化的发生,本研究对于植物种子保存环境研究具有理论指导意义。     

不破坏种子活力测定方法研究Ⅱ种子活力与呼吸速率的关系

对不同活力的白菜种子进行连续5次吸水回干处理,发现吸水回干处理使种子的抗劣变能力显著提高。测定种子吸胀初期的呼吸速率发现：高活力种子（发芽率82％）和中等活力种子（发芽率68％）的呼吸速率显著高于低活力种子（发芽率44％）的呼吸速率,但高活力种子与中等活力种子的呼吸速率差别不明显。种子经吸水回干处理（1～5次）再自然老化后,种子吸胀初期的呼吸速率则与种子活力呈明显的正相关。     

人工老化对小麦种子活力及醇溶蛋白组成的影响

为揭示种子活力与醇溶蛋白组成变化的关系,以小麦品种百农矮抗58、周麦18、新麦208、郑麦9023和杂交小麦(BNS/05525)为材料,高温(43±1)℃、高湿(95％相对湿度)老化处理0,4,6,9,12,15d和20 d,对老化处理种子的活力及醇溶蛋白组成进行了分析.结果表明,随着老化时间的延长,小麦种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数逐渐降低,老化20 d的小麦种子发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数均降为0,种子活力丧失.在同一老化程度下,杂交小麦种子的发芽势、发芽指数、活力指数均高于百农矮抗58、周麦18、新麦208、郑麦9023,说明杂交小麦的抗老化能力较强;电导率在种子老化的0～12 d内变化较小,种子老化到15d时电导率迅速升高;5个小麦品种种子老化20 d后,发芽率从100％下降到0,醇溶蛋白的表达均出现了带型的变化,ω区醇溶蛋白出现了谱带的丢失、新蛋白的增加及蛋白表达量的上升和下降.种子活力丧失与蛋白的丢失、新谱带的产生都是在同一时间(种子老化20 d),说明种子活力的丧失与ω区域醇溶蛋白的消失和新增加的蛋白质有关;种子老化程度的加剧,导致了某些存活能力差的基因型消失,消失的基因可能与种子活力的表达相关.     

人工老化对柳枝稷种子活力和膜透性的影响

为研究柳枝稷种子活力对人工老化的响应,分别以柳枝稷(Panicum virgatum L.)3个品种Cave-in-rock、Alamo和Sunburst的种子为试验材料,采取高温高湿人工老化方法从0~96h每12h为间隔,设置9个老化时间,研究人工加速老化处理对柳枝稷种子活力指标及膜透性的影响。结果表明,随老化时间的增加,种子发芽势、发芽率以及活力指数先(12h)急剧下降而后缓慢下降,浸种液电导率呈先趋于平缓再上升趋势。不同老化程度种子的发芽率、发芽势及活力指数相关性极显著(p0.01),与浸种液电导率呈极显著负相关。人工老化处理可导致柳枝稷种子发芽的降低和膜透性的变化。     

紫外吸收法、电导率法检验大白菜种子活力的研究

通过人工老化种子和不同年代种子具有的活力不同,以发芽指数为活力参考标准来探索种子浸泡液电导率测定法和紫外吸收测定法是否适合大白菜种子活力的快速检测.结果表明:大白菜种子紫外区随着波长的缩短吸收值增大,但经玻璃比色杯滤过后会在286 nm下显示吸收峰,随着种子活力的降低286 nm下的OD值呈上升趋势,对发芽率高于85％的种子适用,而对于活力过低的种子检验不可靠;随着种子活力的降低电导率呈上升趋势,但对活力差异较小的种子间检验不可靠.因此,对发芽率合格范围内的种子可以根据286 nm(玻璃比色皿)紫外吸收值评价大白菜种子活力的高低,其他的种子可参考电导率值比较种子活力.     

基于高光谱的水稻种子活力无损分级检测

为研究高光谱图像技术用于水稻种子活力快速无损鉴别的可行性,本试验以不同老化程度的4个水稻品种共960粒水稻种子为材料,对样品进行人工老化后进行发芽试验,统计发芽率和根长,计算简易活力指数,据此将每个品种的样品划分为不同活力梯度组,采用高光谱图像技术,通过提取水稻种子的光谱反射率,结合Savitzky-Golay (SG)平滑算法、标准正态变量(SNV)和多元散射校正(MSC)对874～1 740 nm波段内的光谱数据进行去除噪声处理,采用主成分分析法(PCA)、连续投影算法(SPA)进行特征波长选择,基于全波段光谱和基于特征波长分别建立了偏最小二乘判别分析(PLS-DA)模型.试验结果表明,经MSC预处理后,采用SPA挑选的特征波长建立的PLS-DA模型,建模集和预测集的识别正确率分别达到100％和98.75％.研究结果表明,利用高光谱图像技术对水稻种子活力进行快速无损检测是可行的.     

人工老化和修复处理对小麦种子活力及生理特性的影响

种子在贮藏过程中,会出现老化现象,使种子活力下降,生理特性发生改变.本实验采用高温高湿(T=52.3℃,RH=80％)人工老化方法处理小麦种子,并以500 mg/L抗坏血酸(AsA)、20％聚乙二醇(PEG) 6000、500 mg/L赤霉素(GA3)3种溶液进行老化种子的修复,人工老化及修复后的种子经室内发芽试验,分别测定种子发芽指标、种子活力、过氧化物酶(POD)活性、丙二醛(MDA)含量变化情况.结果表明,经人工老化处理后,小麦种子的发芽势下降2.27％,发芽率下降2.67％,种子活力(TTC还原强度)下降7.29％,这三者虽都有所下降,但未达到显著水平(p＜0.05);而老化种子的活力指数和发芽指数下降显著,分别较未老化处理种子下降35.86％和51.51％.PEG修复处理能显著提高老化种子的发芽指数;GA3修复处理对老化种子活力指数的修复效果最好;AsA和GA3修复处理使老化种子的MDA含量显著降低,但未达到未经处理种子的MDA含量水平;PEG、GA3和AsA修复处理对POD酶活性都有一定程度的提高,但影响不显著.     

不同浓度褪黑素对甜菜种子的引发影响

研究不同浓度的褪黑素对同一类型甜菜种子的引发作用,为甜菜种子包衣材料的筛选奠定了理论基础。本研究以STm1619甜菜种子为试验材料,设置了3种浓度和3个时间梯度的9个处理,通过对甜菜种子浸泡回干发芽培养,测定它们的发芽势、发芽率、发芽指数以及活力指数。结果显示,50 μmol/L浓度处理的STm1619甜菜种子在8、12、24 h的发芽势、发芽率、发芽指数以及活力指数均明显高于对照种子;100 μmol/L浓度处理的STm1619甜菜种子在不同时间的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数高于对照组;200 μmol/L浓度处理的STm1619甜菜种子在8、12、24 h的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数也都较高于对照组。不同浓度褪黑素对STm1619甜菜种子的萌发随着时间不同,效果也各不相同。处理时间过长或过短都会对引发效果产生一定的影响。     

不同浓度柠檬酸对甜菜种子的引发影响

为了研究柠檬酸作为引发剂对甜菜单粒种引发的影响效果,并为甜菜种子包衣剂物料的选择提供依据。试验以甜菜单粒种1113×NY051为材料,不同浓度柠檬酸为引发剂,用直接测量法得到发芽势、发芽率等数据。结果表明,处理甜菜单粒种时,不同浓度柠檬酸和不同时间梯度的9个处理都能够有效地促进材料1113×NY051的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数,降低电导率。其中,5 mmol/L柠檬酸对甜菜种子1113×NY051在8、12、24 h 3个不同时间情况下的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数指标均高出对照组(CK),电导率低于对照组(CK)。不同浓度的柠檬酸能显著促进种子萌发,随着处理时间的变化和试剂浓度的不同对引发效果均有不同影响。     

甲醇老化处理对甜菜种子发芽的影响

为了研究甲醇溶液人工老化处理对甜菜种子发芽指标的影响，探究甜菜种子的耐储性和老化机理，为甜菜种子的人工老化研究提供理论依据。本研究以2020年新收获甜菜种TX2020单粒种为实验材料，设置6个不同时间的老化时间(5、10、15、20、25、30 min)，用甲醇老化法处理种子，通过对甜菜种子进行发芽试验，测定它们的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、胚根胚轴总长以及种子浸出液电导率。结果显示，种子经过老化处理后各发芽指标均有所下降，与对照相比，种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数、胚根胚轴总长分别下降了8.8%~31.41%、13.96%~34.23%、2.66%~22.44%、16.63%~36.44%、7.54%~23.06%，而种子的浸出液电导率则出现上升的情况，较对照上升了34.73%~76.19%。研究结果表明，甲醇溶液能够抑制甜菜种子的萌发，随着时间的不同，甲醇溶液处理甜菜种子在发芽指标上的抑制效果也不同。     

不同浓度细胞分裂素对甜菜种子引发的影响

为了测定不同浓度细胞分裂素6-BA的引发剂对甜菜种子引发的效果,为甜菜种子包衣剂物料筛选提供依据,本研究以TD802甜菜种子为试验材料,设置3种浓度和3个时间梯度的9个处理,通过对甜菜种子浸泡回干发芽培养,测定它们的发芽势、发芽率、发芽指数以及活力指数。结果显示,0.1%6-BA处理甜菜种子在8、12、24 h时的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数均较高于对照种子;0.5%6-BA不同时间处理甜菜种子,处理时间8 h和12 h的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数都高于对照;1%6-BA只有处理甜菜种子12 h时的发芽率、发芽指数和活力指数高于对照。不同浓度细胞分裂素6-BA对甜菜种子的萌发随着时间不同,效果也各有不同。处理时间过长或过短都会影响引发效果。     

过氧化氢、硼酸、PEG对甜菜种子萌发的影响

为了研究不同引发剂对甜菜种子萌发的影响,为种子引发剂筛选提供依据,本研究利用甜菜种子TD802为试验材料,采用不同浓度不同引发剂组合对甜菜种子进行处理,对发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数进行测定。结果显示,处理时间相同时,不同浓度不同组合引发剂的引发效果也有差别。通过不同引发组合比对分析表明,8%过氧化氢和40%PEG组合处理的发芽势最高,5%过氧化氢处理的发芽率最高,3%过氧化氢和0.01%硼酸组合处理的发芽指数最高,8%过氧化氢和0.01%硼酸组合处理的活力指数最高。     

4种引发剂对不同甜菜种子的引发影响

为了测定不同的引发剂对不同甜菜种子引发的效果,为甜菜种子包衣剂物料筛选提供依据。研究以4种甜菜种子为试验材料,选用4种试剂对种子进行处理,检测其发芽势、发芽率、发芽指数及活力指数。结果显示,处理后4种甜菜种子的发芽势与对照组相比,分别增加了12%~17.67%、0%~23%、7.34%~22.34%、4.34%~10.00%;处理后4种甜菜种子的发芽率与对照组相比,分别增加了-2.33%~9.67%、-5.00%~0.33%、-4.00%~-0.33%、-11.66%~4.00%;处理后4种甜菜种子的发芽指数与对照组相比,分别增加了6.56~13.27、-2.32~18.26、9.12~23.72、4.16~12.37;处理后4种甜菜种子的活力指数与对照组相比,分别增加了95.45~172.92、2.83~223.22、106.93~324.93、53.99~254.08。研究结果表明,4种处理对种子的活力指数有促进作用,同一处理对于不同种子的引发效果有所不同。     

苹果酸对甜菜种子的活力影响研究

为了探究更多有利于甜菜种子萌发的引发剂,并测定苹果酸对甜菜种子的引发效果,为甜菜种子加工技术提供有效实验依据。本试验以TD701,TD703,TD801甜菜种子为试验材料,设置5种苹果酸浓度(1、2、5、10、15 mmol/L),共15种处理。测定引发后甜菜种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数。结果显示：1 mmol/L的苹果酸可以显著提高TD701甜菜种子的发芽率为67.67%,发芽势为65%,活力指数为199.84;2 mmol/L的苹果酸可以提升TD701甜菜种子的发芽指数为25.51;1 mmol/L的苹果酸对TD801甜菜种子的引发效果最好,其发芽势为93.67%,发芽率为95.33%,发芽指数为39.53,活力指数为316.88;而TD703甜菜种子被不同浓度的苹果酸浸泡处理后,均没有显著提高种子活力指数的效果。苹果酸作为引发剂的不同浓度对不同种子的提高活力指数的作用是不同的,引发效果适宜的浓度是不一致的。     

Diallel cross analysis of seed germination traits in sugar beet

A diallel cross design, involving six diploid O-type lines and their cytoplasmic male sterile (CMS) equivalents was used to examine the genetic control of characters determining seed viability and vigor of seed and seedling in sugar beet. Six characters including percentage of germination, seedling establishment, weight of 1000 germs, seedling vigor, speed of germination, and monogermity were analyzed. Additive genetic effects were shown to be highly important for all characters and significant dominance effects were found for the percentage of germination and seedling establishment, weight of 1000 germs, and rate of monogerm seeds produced by multigerm plants. There were significant reciprocal variations for most characters, indicating that maternal effects and differences of self-incompatibility mechanisms may influence the expression of some characteristics related to the amount of viable seeds produced in plant. Variance of genotypes for seedling vigor and speed of germination was nonsignificant, indicating that both characters are mainly affected by environmental factors. The relative importance of heritability estimates and the ratio of GCA, SCA, and environmental variances to phenotypic variances were calculated for all the traits examined. It is suggested that seed traits are as important as root quality traits for the development of sugar beet varieties. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

打破菜豆种子硬实条件优化的研究

为优化解除菜豆种子硬实的条件,本试验以盛冠硬实种子为材料,通过比较不同温度的温水浸种、热水浸种和低温贮藏处理不同时间对解除种子硬实的影响,筛选出最佳的硬实破除条件。结果表明,盛冠菜豆种子含水量为14.28%时,种子硬实率为38%;未处理的硬实种子发芽率、发芽势和活力指数分别为26.5%,17%和23.17;经温水浸种、热水浸种和低温贮藏处理后的硬实种子均能一定程度解除种子硬实进而促进种子萌发,其中,各自处理的最佳条件分别是：60℃恒温浸种30 min,80℃恒温浸种 2 min以及-20℃贮藏7天。最后,比较3个处理间最佳的硬实破除条件,同时,考虑到菜豆种植的实际情况和硬实破除的最佳效果,对硬实率较高的盛冠菜豆种子用60℃恒温浸种30 min较适宜。