国家牧草种质中期库豆科植物种子监测和扩繁时间的判定

张 义，马金星，王显国，王小山，王梅娟，魏雨其

(1.农业部全国畜牧总站，北京 100193；2.中国农业大学，北京 100094；3.扬州大学，江苏 扬州 225009)

国家牧草种质中期库豆科植物种子监测和扩繁时间的判定

张 义1，马金星1，王显国2，王小山3，王梅娟1，魏雨其2

(1.农业部全国畜牧总站，北京 100193；2.中国农业大学，北京 100094；3.扬州大学，江苏 扬州 225009)

以38种1 153份豆科植物种子为研究对象，测定了其在中期库储存4～7年后种子发芽率的变化状况，判断是否需要继续监测或直接扩繁。结果表明：5年后无需监测直接扩繁的种子有饭豆、柱花草、田菁、小豆和银合欢等5种(同一草种，发芽率降低超过20%的份数占总数的百分比小于5%且发芽率升高的份数占总数的百分比大于70%)；无需监测无需扩繁的种子有白三叶、杂三叶、黄花苜蓿、黄芪、野大豆等9种(发芽率降低超过20%的份数占总数的百分比大于60%)；需要监测的种子有紫花苜蓿、沙打旺、草木樨、岩黄芪、红豆草等24种(发芽率变化在以上2个范围之外，则需要继续监测)。

中期库；豆科植物种子；发芽率；监测及扩繁

牧草种质资源是在长期历史演化过程中，由于突变、基因交流、隔离和遗传分化，经过自然选择和人工选择而形成，蕴藏着丰富的基因资源，具有物种多样性和遗传多样性，但是随着人类活动的加剧，生态环境的恶化，牧草物种多样性及其遗传多样性正受到严重威胁，从当前利用和长远持续利用出发，抢救和保护遗传多样性已刻不容缓。展望21世纪的我国牧草育种，应从高产、优质、抗病虫和抗逆性几方面努力，培育出更多更好的新品种。建立和完善牧草种质资源保护体系、牧草育种体系和良种繁育体系，可加速我国牧草种子产业的发展[1]。

我国从“七五”期间开始兴建牧草种质资源中期库，自1991年11月建成投产到2013年底,共收集保存3万多份种质，隶属13个科50个属91个种，其中，保存豆科牧草1 153份，苜蓿属453份，三叶草属129份，柱花草属85份，在中期库内保存超过5年以上的已经达到1 042份。各种牧草种质随着贮藏时间的延长生活力必定有所下降，份的贮藏数量也因抽样进行生活力监测及育种家的提取利用而逐渐减少。根据《草种质资源繁殖更新技术规程》，当种子发芽率降至60%以下，或初始发芽率的60%时，需要进行繁殖更新。但是，随着种质库内保存的种质材料的数量日益增多，很难实现通过监测种质库内的每一份材料来判断其是否需要更新。因此，通过总结分析多年来国家种质中期库中的38种豆科植物种子的监测结果，以探讨每一草种的耐贮特性及变化规律，为确定每一草种的监测时间，繁殖更新时间，及制定草种质监测标准提供依据。

1 材料和方法

1.1 供试草种

豆科植物38种，共计1 153份种子材料(表1)。

1.2 中期库贮藏条件

中期库贮藏的标准是保证种质材料保存10～20年，发芽率不低于85%。中期库的保存条件因地而异，如美国西部地区植物引种站的保存条件为不密封包装，温度4 ℃，相对湿度35%，种子含水量10%～12%。IBPGR保存官员的要求是不密封包装，温度10 ℃，相对湿度20%，种子含水量7%～9%；密封包装时种子含水量7%，温度<15 ℃；对不耐贮藏的种子含水量为4%，温度为5 ℃。美国中期库的条件为温度0 ℃和种子含水量5%以上。我国作物品种资源研究所所长江朝余提出温度为-5 ℃，相对湿度40%～50%，种子含水量10%～12%，不密封。如果入库含水量为8%～9%，且采用密封保存，其保存年限将会延长。

表1 1153份豆科植物种子概况Table1 Information of 1 153 leguminous seeds

1.3 发芽方法

采用培养皿滤纸法进行种子萌发试验。选饱满的受体种子，用5%的HgCl2消毒5 min。分别将种子置于已消毒并放有消毒滤纸的培养皿，每个培养皿放50粒种子，然后用浸提液浸湿，蒸馏水作对照，每个处理设3次重复，将培养皿置于人工气候箱培养，并使滤纸始终保持湿润，每天光照8 h，黑暗16 h。在发芽期间每日对发芽的种子检测，记录发芽粒数。待发芽试验结束后，观察记录正常种苗、不正常种苗、新鲜未发芽、硬实以及死种子的数量，并按照《牧草种子检验规程(GB/T2930-2001)》计算种子发芽率，根据最适发芽条件确定计数时间，以种子发芽率达到50%以上的天数为初次计数时间，以种子达到最大发芽率的天数为末次计数时间。

发芽率=(发芽终期全部正常种苗数/供试种子数)×100%

1.4 数据统计与分析

应用Excel软件进行数据统计计算。将各种种子属名、种名、监测总份数、入库前的发芽率、监测的发芽率以及发芽率的变化、发芽率升高或不变的份数所占比例、发芽率降低小于20%的份数所占比例和发芽率降低超过20%的份数所占比例进行计算统计。

2 结果与分析

在-18 ℃条件下贮藏4～7年，38种豆科植物种子中有19种发芽率平均值降低，19种发芽率不变或有升高(表2～3)，包括紫花苜蓿、沙打旺、紫云英、毛叶苕子、柱花草等在内的19种监测植物种子发芽率经储藏后降低，其中，田菁、小豆、银合欢降低达到或接近50%，饭豆、柱花草、豇豆发芽率的降低超过20%。同1个草种，发芽率降低超过20%的份数占总数的百分比大于60%的有饭豆、柱花草、田菁、小豆和银合欢5种；同1个草种，发芽率降低超过20%的份数所占比例均在5%～60%的有12种，包括杂花苜蓿、紫花苜蓿、岩黄芪、沙打旺、紫云英、毛苕子、红豆草、箭筈豌豆、野豌豆、豇豆、绿豆和豌豆；同1个草种发芽率降低超过20%的份数占总数的百分比小于5%但发芽率升高的份数所占的比例不到70%的有草木樨黄芪和锦鸡儿2种(图1)。

表2 发芽率降低的种类及其监测结果Table2 Test results of species with decreased germinate rate

表3 发芽率升高的种类及其监测结果Table3 Test results of species with increased germinate rate

图1 发芽率平均值降低的种类及其监测结果Fig.1 Test results of species with decreased germinate rate

白花草木樨、草木樨、黄花草木樨、白三叶、红三叶、绛三叶等19种牧草种子发芽率不变或升高，其中，野大豆和竹豆发芽率的升高接近50%，黄花草木樨、杂三叶达30%，扁豆发芽率几乎无变化。同1个草种，发芽率降低超过20%的份数所占比例小于5%且发芽率升高份数所占比例大于70%的有9种，包括白三叶、绛三叶、杂三叶、黄花苜蓿、天蓝苜蓿、黄芪、木蓝、野大豆和竹豆；发芽率降低超过20%的份数所占的比例如在5%～60%的有8种，包括白花草木樨、草木樨、黄花草木樨、红三叶、胡枝子、扁豆、蚕豆和紫穗槐；同1个草种，发芽率降低超过20%的份数所占比例小于5%但发芽率升高的份数所占比例小于70%的有百脉根和猪屎豆2种(表3)。

草木樨属的3个草种以及车轴草属的4个草种的发芽率均表现出较为一致变化趋势，即在中期库中储藏4～7年后发芽率呈升高的趋势，而苜蓿属的4个种类和黄芪属的5个种类则在属内表现差异，经储藏后发芽率部分升高、部分降低。

图2 发芽率平均值升高的种类及其监测结果Fig.2 Test results of species with increased germinate rate

3 讨论与结论

国际植物遗传资源委员会(IPBGR)建议，发芽率低于85%或活种子样品数量减少到低于400粒种子时，异花授粉杂合型种质少于1 000粒种子时即要进行种质繁殖更新，确保种质的安全贮藏[2]。我国目前对各种草种质尚未有监测标准，IPBGR认为，85%的发芽率为作物种子繁殖更新指标最安全。但此标准较高，不符合我国国情及草种质贮藏实际情况，许多草种子入库时的发芽率也没有达到此标准。

此次研究将同1个草种，发芽率降低超过20%的份数占总数的百分比小于5%，且发芽率升高的份数占总数的百分比大于70%，作为不进行监测亦不需扩繁的标准。将同1个草种，发芽率降低超过20%的份数占总数的百分比大于60%，作为5年后无需监测直接扩繁的标准。将同1个草种，发芽率降低超过20%的份数占总数的百分比大于5%，且发芽率降低超过20%的份数占总数的百分比小于60%，作为监测确定是否需要扩繁的依据。

豆科种子硬实性与种子的耐贮藏性密切相关。种子随着贮藏期的延长，硬实率下降，其发芽势、发芽率、活力指数也在降低。监测的38种共1 153份豆科种子材料，白三叶、绛三叶、杂三叶、黄花苜蓿、天蓝苜蓿、黄芪、木蓝、野大豆和竹豆等种子，在收获后种子的硬实率高，休眠期长，表现出较好的耐贮藏性，而饭豆、田菁、小豆、银合欢、柱花草表现出较差的耐贮藏性。已有研究表明，豆科牧草中苜蓿属、三叶草属、草木樨属及百脉根属种子的硬实率高寿命很长[3]，较耐贮藏。可见植物属内不同种种子可能存在共性，通过监测同属植物得出一定规律，以期指导陆续入库的其他同属种子的监测工作，如三叶草属、草木樨属储藏5年后种子不需直接扩繁，应继续监测或无需监测，但要做出更确切的结论还需要更多种类种子的数据支持。

10年以后是否需要监测或扩繁，需要对5年后需要监测和无需监测的种子发芽率的变化情况进行又一轮分析，以确定各种类种子的扩繁时间。大范围的、系统的、规律的监测和分析有利于准确地指导后期的监测工作。

根据标准得出中期库中储藏5年后无需监测直接扩繁的草种有5种，饭豆、柱花草、田菁、小豆和银合欢；需要监测的有24种，杂花苜蓿、紫花苜蓿、岩黄芪、沙打旺、紫云英、毛苕子、红豆草、箭筈豌豆、野豌豆、豇豆、绿豆、豌豆、草木樨黄芪、锦鸡儿、白花草木樨、草木樨、黄花草木樨、红三叶、胡枝子、扁豆、蚕豆、紫穗槐、百脉根和猪屎豆；无需监测无需扩繁的有9种，白三叶、绛三叶、杂三叶、黄花苜蓿、天蓝苜蓿、黄芪、木蓝、野大豆和竹豆。

[1] 苏加楷．北京：中国牧草新品种选育的回顾与展望[J]．草原与草坪，2001(4)：3-8．

[2] 陈叔平．种质资源低温保存原理和技术[M]．北京：中国农业科技出版社，1995：177-118．

[3] 韩建国．牧草种子学[M]．北京：中国农业大学出版社，2010：181．

中国草学会教育专业委员会第十三次草学专业教育与教学研讨会在西藏林芝召开

2014年8月25日至26日，“中国草学会教育专业委员会第十三次草学专业教育与教学研讨会”在西藏林芝召开，来自全国 31所高校和科研单位的110余名代表参加了会议。西藏大学农牧学院副院长郑维列教授致欢迎词，中国草学会教育专业委员会主任委员、甘肃农业大学草业学院院长师尚礼教授致开幕词。

会议紧紧围绕“我国草学教育发展的现状与对策”这一主题，针对当前草学教育的现状、草学学科建设、草业科学本科专业课程设置与教学体系建设、研究生教育、国际合作办学、少数民族草学高等教育、实践教学改革、学生成长成才教育等重要议题进行了广泛而深入的交流和研讨，14位与会专家作了高质量的大会报告。专家们客观地分析了草学教育在我国社会经济发展中的重要地位和作用，深入交流了草学学科建设、教学改革和人才培养中积累的成功经验，探讨了草学教育可持续发展中存在的问题，并提出了许多好的建议。本次会议的召开，对促进我国草学教育向更广阔和纵深的空间发展，不断扩大和提高草业在全社会的地位和影响力具有重要意义。

经理事单位申请、与会代表投票表决，主任委员会议决定，中国草学会教育专业委员会第六届全国代表大会暨第十四次草学专业教育与教学研讨会于2016年由岭南师范学院承办。

(编辑部 供稿)

Determination of monitoring and propagating time of 38 leguminous species seeds in national crop genebank

ZHANG Yi1,MA Jin-xing1,WANG Xian-guo2,WANG Xiao-shan3,WANG Mei-juan1,WEI Yu-qi2

(1.NationalAnimalHusbandry&VeterinaryServiceoftheMinistryofAgriculture(MOA),Beijing100193,China；2.ChinaAgriculturalUniversity,Beijing100093,China；3.YangzhouUniversity,Yangzhou225009,China)

The germination percentages of 38 species were tested after storing for 4 to 7 years in order to determine if the seeds need to be monitored or propagated comparing with the initial germination percentage.The results showed that after storing for 5 years 9 species includingTrifoliumrepens,TrifoliumhybridumandMedicagofalcatadonot need to be monitored or propagated (the percentage of the seed patches with more than 20% of germination rate redution is more than 60%);5 species seeds includingLablabpurpureus,StybsanthesguianensisandSesbaniacannabinaneed to be propagated immediately (the percentage of the seed patches with less than 20% of germination rate reduction is more than 5% and the percentage of the seed patches with increased germination rate is more than 70%);And 24 species includingMedicagosativa,AstragalusadsurgensandMelilotussuaveolensneed to be monitored sequentially.

national crop genebank;leguminous seeds;germinate percentage;monitor and propagate

2014-08-31；

2014-11-21

财政专项“牧草种质资源保护”(21301350001)资助

张义(1981-)，女，北京人，硕士研究生。 E-mail：enen1105@sina.com 马金星为通讯作者。

S 339.3

A

1009-5500(2015)01-0058-05