小麦种子活力与其保护酶活性关系的研究

贺杰,王伟,胡海燕,赵俊杰,张胜利,魏琦超

摘要：以周麦18、百农207和百麦196种子为试验材料，通过发芽试验及种子过氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性的测定，来研究小麦种子活力与其酶的关系，结果显示：无论非处理与老化处理的种子，百农207的发芽率最高，周麦18次之，百麦196最低；其对应的3种酶的活性相差较大，百农207种子中各种酶的活性都高于周18和百麦196，这说明3种酶活性越高，小麦种子活力越强。

关键词：小麦；超氧化物歧化酶；过氧化氢酶；过氧化物酶；种子活力；老化处理

中图分类号： S151.9文献标识码：ADOI编码：10.3969/j.issn.1006－6500.2012.02.006

Wheat Seed Vigor and Relationship with Protection Enzyme Activity

HE Jie, WANG Wei, HU Hai-yan , ZHAO Jun-jie, ZHANG Sheng-li, WEI Qi -chao

(Henan Institute of Science and Technology，Xinxiang, Heinan 453003，China)

Ａｂｓｔｒａｃｔ: In order to research the relations of wheat seed vigor and enzyme, selecting wheat seeds of Zhou18, Bainong207 and Qimai196 as the experimental material, three varieties of seed vigor situation were learned about by the wheat bud experiment and aging treatment; Again through measuring method of suction light value of seeds, three varieties of peroxidase (POD), superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) activities were also determined. The results showed whatever the no processing and aging treatment, the seed germination rate of the Bainong 207 was the highest, that of the Baimai 196 was the lowest; And the three isozyme activity was similar, the enzyme activity of Bainong207 seeds was higher than the Zhoumai18 and the Baimai 196, this showed that the three enzyme activity and the seed vigor had a significant positive correlation.

Key words: wheat; superoxide dismutase; catalase; peroxidase; seed vigor; aging treatment

小麦是世界性粮种，在世界大部分地区都有广泛种植。据统计，全世界所有的粮食作物中，小麦的播种面积和总产量均居第一位，同时，也是人类最早种植的农作物之一[1]。小麦是我国主要的长期储备粮，具有较好的耐藏性，储藏稳定性好，储藏3～5年仍能保持良好的品质。

小麦种子活力是小麦种子质量的一项重要指标，它影响种子的发芽力、田间成苗率、生长状况以及最终产量[2]。高活力的种子出苗整齐，分蘖强，抗逆性强，生长健壮，可以提高生物产量10%[3]。低活力种子因“母弱则子病”而造成减产。

一般认为小麦种子在贮藏过程中，活力会逐渐降低[4]。但申青岭[5]认为，在安全水范围内，贮藏时间3年以内对小麦种子活力的影响不大。种子活力的大小最直观的反映在发芽率上，非处理、老化处理、抗冻处理后的种子的发芽率更能系统和准确地反映种子的活力大小。超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、过氧化物酶是生物体内重要的自由基清除剂，在清除机体内多余的超氧阴离子、解除超氧阴离子对生物体的毒性过程中起着关键性作用，因此，它们也是种子的重要理化指标。

笔者对老化处理与非处理的种子进行发芽率试验后，提取种子酶，然后采用吸光值法对超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性进行测定，从而了解小麦种子活力与其酶的关系。

1材料和方法

1.1材 料

周麦18、百农207、百麦196由河南科技学院小麦育种中心提供。

1.2方 法

1.2.1 种子活力的测定

（1）非处理发芽试验。取籽粒饱满、无病虫害的种子，每个品种300粒，取试样100粒，3次重复，进行发芽率试验，统计发芽率。

（2）老化处理发芽试验。取籽粒饱满、无病虫害的种子，每个品种各300粒，装入塑料纱网袋，放入智能人工气候培养箱内，用41℃、100%湿度条件处理72 h，取试样100粒，3次重复，然后进行发芽试验，并统计发芽率[6]。

1.2.2酶活性测定取发芽10 d的种子， 4 ℃下制样，称质量后按1∶4(w∶v)加入预冷的样品提取缓冲液[7]，冰浴上快速匀浆，4 ℃下12 000 r·min-1离心15 min，取上清液，放入-20 ℃下保存备用。

过氧化物酶（POD）活性的测定采用愈创木酚法[8]，试验中略有改动。超氧化物歧化酶（SOD）活性的测定采用氮蓝四唑（NBT）法[9]，试验中略有改动。过氧化氢酶（CAT）活性的测定采用紫外分光光度计法[10] 。

1.3数据处理

所测数据以3次重复的平均值进行分析，数据统计和作图采用excel进行处理。

2结果与分析

2.13种种子活力比较

如图1所示，非处理的百农207种子发芽率为99%，周麦18种子发芽率为98%，百麦196种子发芽率为90%；百农207的种子发芽率与周麦18相差不大，只有1个百分点，而比百麦196的大9个百分点，且百农207出芽较快，较整齐。这说明百农207相对另外2种小麦发芽能力强。而老化处理百农207的种子发芽率为96%，周麦18只达到88%，百麦196的达到86%，这说明百农207的种子相对另外2种小麦耐高温高湿能力强，说明其活力比较好而稳定。而百麦196老化处理的发芽率比非处理的降低不大，所以其活力虽然不如周麦18，但其稳定性较周麦强。

2.23种种子酶活性对比

2.2.1老化处理与非处理种子 POD活性对比如图2所示，未经处理百农207种子POD活性为35.663 7 g·min-1，周麦18为30.831 9 g·min-1，百麦196为28.196 5 g·min-1，百农207的POD活性最高，百麦196的POD活性最差。而老化处理的品种中，百农207的POD活性为33.187 2 g·min-1，比周麦18的21.8653 g·min-1和百麦196的20.1536 g·min-1均大，说明处理后，百农207POD活性最高，周麦18次之，百麦196最差。

2.2.2老化处理与非处理种子SOD活性对比如图3所示，未经处理种子，百农207的SOD活性为27.461 8 U·g-1，比周麦18的大16.944 9 U·g-1，比百麦196的大17.630 6 U·g-1，说明3个非处理品种种子的POD活性，百农207最强，周麦18次之，而百麦196最差。而经老化处理的百农207种子的SOD活性为25.831 2 U·g-1，比周麦18的大18.454 7 U·g-1，比百麦196的大18.818 9 U·g-1，说明3个老化处理品种相比较，百农207的SOD活性最强，周麦18次之，而百麦196最低。

2.2.3老化处理与非处理种子CAT活性对比如图4所示，未处理品种中，百农207种子的CAT活性为27.561 8 g·min-1，比周麦18的18.971 8 g·min-1大8.590 0，比百麦196的18.7714 g·min-1大8.790 4，说明3个非处理品种种子相比较，百农207的CAT活性最强，周麦18次之，而百麦196最差。而3个老化处理品种中，百农207种子的CAT活性为25.831 4 g·min-1，比周麦18的15.321 2 g·min-1和百麦196的14.321 1 g·min-1均大，说明3个老化处理品种种子的CAT活性，百农207活性最强，周麦18次之，而百麦196的CAT活性最差。

3结论与讨论

本次试验中，无论非处理与老化处理的种子，百农207的发芽率总是大于周麦18和百麦196，说明百农207较周麦18和百麦196有更好的种子活力和稳定性。

不同品种的种子，同种酶的活性相差较大。无论处理与非处理种子，百农207种子中各种酶的活性都高于周麦18和百麦196，说明百农207的种子活力较周麦18和百麦196更高、更稳定。

综上可得，小麦种子特别是同一品种内，种子的活力与其内POD、SOD、CAT的活性相关，酶活性越大，种子活力越强。而酶的活性测定又较快，因此，可以通过测酶活来很快了解种子的活力，当然，同样可以利用发芽试验来反映同品种小麦的酶活性强弱。老化处理之后，种子活力的下降表明对种子的储藏方式仍然有很多地方需要改进。近些年来，关于种子储藏方面的研究较多，研究方向各异，例如低温低湿储藏，超低温储藏等。但是，还没有完全统一的定论，不同种子的最佳储藏方式也不同，并且有些储藏方法虽好，但是，还仅限于实验室研究，如果要应用于生产则还需要进一步的技术改进和扩大试验研究。

参考文献：

[1] 杨路加，陈莉.几种进口小麦的质量比较研究[J].粮油食品科技，2009，1(17):1-2.

[2] 傅家瑞.种子的活力及其生理生化基础[J].种子,1983(3):1-6.

[3] Yamane Y, Kashino Y, Koike H, et al. Effects of high temperatures on the photosynthetic systems in spinach: Oxygen-evolving activities fluoresce characteristics and the denaturation process [J]. Photosynth Res, 1998, 57: 51-59.

[4] 刘自刚，张雁，杨亚丽.小麦种子活力的研究进展[J]. 安徽农业科学，2008，36 （1）：86-88.

[5] 申青岭.不同贮藏年限对春小麦种子活力的影响分析[J]. 农业科技通讯，2008（2）：42-43.

[6] 张文明，姚大年，徐秀红，等.草坪草种子活力测定方法的比较研究[J].草原与草坪，2004(3):48-51.

[7] 王中仁.植物等位酶分析[M].北京:科学出版社, 1998.

[8] 高俊凤.植物生理学实验指导[M].北京：高等教育出版社，2006：217-218.

[9] 王学奎.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版，2006：72-173.

[10] 王学奎.植物生理生化实验原理和技术[M].北京：高等教育出版社，2006：169-170.