小麦种子发芽率新型检测方法研究

王唯逍 张亚静 陆建忠 李 斌 （上海市浦东新区农业技术推广中心 201201）

小麦种子发芽率新型检测方法研究

王唯逍 张亚静 陆建忠 李 斌 （上海市浦东新区农业技术推广中心 201201）

为寻找出新型便捷、准确、快速的小麦种子发芽率检测方式，使用多种方法分别检测了同一批次2个小麦品种（“扬麦11”和“扬麦20”）种子样品的发芽率。结果表明，由荷兰Astec Global公司生产的Q2型种子检测仪，可较好地预测小麦种子的发芽率和出苗率。

小麦种子；发芽率；检测方法

上海市处于长江中下游地区，一般冬小麦种子的收割和加工都在梅雨期内进行。传统的小麦发芽率检测方法不仅易受环境因素干扰，且耗时费力。因此，寻找出新型便捷、准确、快速的小麦种子发芽率检测方法，成为了亟待解决的问题。荷兰Astec Global公司生产的Q2型种子检测仪已在多种蔬菜种子发芽率检测中得到应用[1-3]，且结果真实可靠，本研究尝试将其应用于检测小麦种子的发芽率，并对其结果加以验证，以期获得新型的小麦发芽率检测方法。现将相关试验研究情况报道如下。

1 材料与方法

1.1 试验材料

供试材料是由江苏省里下河地区农业科学研究所培育的“扬麦11”和“扬麦20”的种子样品，这2个小麦品种在上海地区种植广泛。试验于2015年7月至9月设在上海市浦东新区农业技术推广中心进行。

1.2 试验方法

Q2型种子检测仪通过激光探头向涂有荧光材料的小试管盖发射蓝色脉冲光束，并测量荧光物质受激后发射的红色光束的光强度和持续时间，以此计算试管内的氧气浓度。通过对试管内氧气浓度的连续监测，绘制出氧气浓度变化时间曲线，继而通过软件分析得出种子活力的特征指标（Astec值），并对种子的质量状况做出定性判断[3,4]。Astec值是用以描述Q2的种子活力大小的特征指标。根据定义[3]，IMT（Increased Metabolism Time）表示从检测开始至氧气消耗速率快速增加的时间，单位为小时（h）。RGT（Relative Germination Time）即理论萌发时间，为非低氧胁迫条件下的理论萌发时间，单位为小时（h）。SMR（Starting Metabolism Rate）即初始代谢速率，单位为百分比氧气浓度/小时（%/h）。OMR（Oxygen Metabolism Rate）即氧气代谢速率，为种子在IMT阶段之后至受到低氧胁迫之前的平均氧气消耗速率，单位同SMR。COP（Critical Oxygen Pressure）即临界氧分压，为种子受低氧胁迫时的氧气百分比浓度，单位为百分比氧气浓度（%）。上述指标中IMT和RGT与种子活力呈负相关，而OMR和COP则与种子活力呈正相关[5]。

试验设处理：（1）Q2检测新方法。采用48孔Q2板槽，每孔放1个密封小试管，每个试管内放1粒小麦种子。试管规格为1 500μL，管内加入1.5%浓度的琼脂溶液，留置500 μL空气供种子萌发使用，检测时间设为120 h，扫描间隔时间为30 min，检测温度定在20 ℃。使用Q2配套软件记录试管内的氧气浓度变化，描绘氧气消耗动态曲线，计算曲线上的Astec特征值，并以此对种子的发芽能力给出定性判断。（2）对照（传统检测方法）。使用传统发芽箱催芽法（按国家种子发芽检测操作技术标准，含纸床和砂床）对使用Q2检测的同一批种子样品进行平行测试。对应2个小麦品种，每个品种均使用2种置床方法，每个处理各做4个重复。分别统计每个处理的种子发芽率、微生物感染率和不正常幼苗率。

2 结果与分析

2.1 小麦Q2检测的Astec值

由表1可看到，“扬麦11”的IMT较小，但理论萌发时间（RGT）更多；在启动阶段，“扬麦20”的耗氧速率（SMR）更高；“扬麦11”有更高的OMR；“扬麦20”的COP低于“扬麦11”，这表明“扬麦20”更耐低氧胁迫。2.2 传统检测方法与Q2预测结果之间的比对

表1 “扬麦11”和“扬麦20”的Astec值比较

通过对比发现（见表2），3种检测方法之间种子发芽率差异性显著，2个小麦品种的发芽率从高到低均为Q2＞砂床＞纸床。究其原因，主要是因为使用纸床、砂床法会受到微生物感染的影响（见表3），其试验结果受到了严重干扰（相对来说，砂床法受微生物感染的影响较小），而Q2检测因检测环境接近理想环境，结果没有受微生物的影响。

表2 不同检测方法种子发芽率比较

表3 不同检测方法种子微生物感染率比较

有研究认为Q2检测对于不正常幼苗的鉴别不敏感[2]，为此，进一步对比了同一品种不同检测方法的种子出苗率。表4表明，同一品种在砂床环境下的出苗率同Q2检测间差异不显著，而纸床法出苗率则与Q2检测间差异显著。这可能是因为在纸床测试环境中，不仅有大量种子被微生物感染，同时还扰乱了其它种子的正常萌发。

表4 不同检测方法种子出苗率比较

3 结论与讨论

此前Q2检测方法在多种作物上获得了较好的检测结果[2,5-7]，但也有研究认为，当前Q2检测方法尚不能较好地鉴别不正常幼苗[2]，本研究通过试验也得出了相同的观点。这既有可能是因为发育为不正常幼苗的种子的生理活动更加复杂，简单的耗氧曲线难以描述这个复杂的进程，也有可能是因为Q2检测的密闭测试环境在种子萌发后期会给种子造成氧气胁迫，进而影响了检测结果。

综上所述，使用Q2型种子检测仪检测小麦种子的发芽率，可有效避免微生物等环境因素的干扰。经过比对发现，Q2检测方法检测的出苗率与传统检测方法之间，在5%水平上不具有明显差异，因此，Q2型种子检测仪作为一种检测工具具有一定的实践指导意义。但Q2检测方法若要作为一种独立的小麦种子发芽率检测手段，仍需进行更进一步的检验，并需对种子萌发的具体生理过程同氧气消耗曲线的详细对应关系作进一步的深入研究。

[1] Bradford K.J., Come D., Corbineau F．Quantifying the oxygen sensitivity of seed germination using a population-based threshold model[J].Seed Science Research, 2007, 17(1):33-43.

[2] Bradford K.J., Bello P., Fu J.C., et al. Single-seed respiration: a new method to assess seed quality [J].Seed Sci. & Technol,2013,41(3):420-438.

[3] 陈能阜,赵光武,何勇,等.测定种子活力的新技术-Q2技术[J］.种子,2009,28(12):112-114.

[4] Baker C.J., Roberts D.P., Mock N.M.,et al.A Novel Noninvasive Technique to Monitor Real-Time Oxygen Uptake During Seed Germination[J]. Seed Science Research, 2004,(14):17-26.

[5] 魏述英.利用Q2快速检测番茄包衣种子质量[J].种子,2014, 33(9):110-113.

[6] 陈能阜,朱祝军,何勇,等.利用Q2技术快速检测番茄种子引发后的活力[J］.中国蔬菜,2010,(20):47-51.

[7] Bradford K.J., Benech-Arnold R., Come, D., et al. Quantifying the sensitivity of barley seed germination to oxygen, abscisic acid and gibberellin using a populationbased threshold model [J].Journal of Experimental Botany, 2008,59(2):335-347.

2015-10-30