三个水稻品种种子淀粉酶活性和种子萌发率研究

罗中泽，沈建新

（1.楚雄州农业科学院，云南 楚雄 675000；2.楚雄师范学院 资源环境与化学学院，云南 楚雄 675000）

楚雄彝族自治州位于云南省中部，全州海拔跨度较大，最高3657米，最低556米，属热带季风气候，地形复杂，境内多山，山地面积较多，而且土壤类型丰富，有红壤土、紫色土、水稻土、黄壤土等。其中，红壤土适宜种植豆类和薯类等农作物，紫色土适宜栽种经济作物如烤烟，水稻土是最重要的土壤资源之一，栽种水稻的产量高［1］。由于楚雄独特的地理与气候特色，在楚雄州产生了许多各具特色的农作物品种。水稻是楚雄州主要的农作物之一，并且每一种都具有多个不同的品种，能够适应楚雄州独特的地理特色。

水稻为禾本科稻属的最为重要的一种粮食作物，原产于中国，七千年前我国就开始种植水稻。水稻除了能食用外，还可以用在酿酒工业和制糖工业上［2］。楚雄州具有大面积的水稻土，最适宜栽种水稻，由于楚雄州海拔跨度大，从省外引种较困难［3］，因此，结合本土情况，研究出能够在本地种植的品种。如云粳26号、楚粳28号和楚粳39号等优良品种。

淀粉酶是工业上经常用到的酶，可用于面包生产、啤酒酿造和糖浆制造等［4］。淀粉酶几乎存在于所有植物中，萌发的谷物类种子中的淀粉酶活性较强［5］。淀粉酶的活性大小与种子的萌发率成正相关［6］。种子从休眠状态开始萌发需要吸收足够的水分，然后淀粉酶开始活化，储藏在种子中的淀粉在淀粉酶的作用下降解为简单化合物供幼苗生长所需［7］。浸种可以解除种子的休眠状态，提高种子的萌发率，温度影响着种子的吸水速率与萌发率［8］。关于楚雄州本地种植的这3个水稻种子萌发条件的研究相对较少，本试验通过测定不同温度处理相同时间对萌发率的影响以及测定不同温度对淀粉酶活性影响，掌握种子萌发率与淀粉酶活性最高时的萌发条件，可以为水稻种子的生理变化研究提供参考依据，为指导农民播种前对种子处理提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 材料水稻种子为云粳26号，楚粳28号，楚粳39号，由楚雄州农业科学院提供。

1.2 方法

1.2.1 各作物品种最适萌发条件的测定选取水稻的不同品种种子，每个品种取100粒种子，分别在25℃，37℃，45℃的温度下处理相同的时间4h（每个处理3次重复），将处理好的种子置于室温下浸种处理，每隔24h观察种子的萌发数，计算萌发率，直至萌发率不再增加为止。

1.2.2 淀粉酶活性的测定每个水稻品种种子分别作同样的温度处理，在处理前、处理后12h、24h、48h、72h用3，5-二硝基水杨酸比色法测定总淀粉酶和α淀粉酶活性，数据采用SPSS11.0软件分析。

2 结果与分析

2.1 水稻最适萌发条件

2.1.1 水稻萌发率从表1看出，3种水稻种子在不同温度处理下，1d和2d的萌发率之间差距还较大，但随着萌发时间的增加，萌发率的差距越来越小，到3d时，全部的种子萌发率达到80%以上，4d时萌发率达到了90%以上，5d除了部分组因种子的因素未能萌发，大部分种子已经全部萌发。

表1 水稻种子萌发率变化Table 1 Changes in germination rate of rice seeds

云粳26号水稻在三种温度处理后，萌发率各不相同，最高的是45℃处理后的萌发率为88%，其次是37℃处理后的萌发率为63%，25℃处理的萌发率为62%，25℃和37℃处理的萌发率差距不大为1%，但与45℃处理的萌发率差距较大。楚粳28号在45℃处理后萌发率为65%，高于在25℃和37℃处理后的59%和60%，25℃与37℃处理后的萌发率差距依然不大为1%。楚粳39号在45℃处理后的萌发率最大是20%，其次是37℃处理后的是17%，在25℃处理后的是10%。总的来说三个品种做相同温度的处理后，45℃处理后的萌发率都是该品种中最高的，其次是37℃处理的，25℃处理的是该品种三组处理中最低的。说明温度对水稻品种云粳26、楚粳28、楚粳39萌发率的影响较大，45℃能明显提高它们的萌发率。

三个水稻品种在相同的温度处理相同的时间后，比较不同品种的差异发现：25℃处理后云粳26号的萌发率62%高于楚粳28号的59%和楚粳39号的10%，云粳26和楚粳28号之间萌发率差距不大，为3%，云粳26和楚粳28与楚粳39号的差距都较大。37℃处理后依然还是云粳26号的萌发率最高63%，其次是楚粳28的60%，楚粳39的最低17%。45℃处理后，三个品种相互之间萌发率产生较大差距，云粳26号的88%，楚粳28的65%，楚粳39的20%。说明不同水稻品种萌发率各不相同，其中云粳26号的萌发率是最大的，其次为楚粳28号，最低的楚粳39号。

2.1.2 水稻淀粉酶活性图1中ABC分别为云粳26号在25℃，37℃，45℃处理后淀粉酶活性的变化，总体趋势表现为处理前到处理后12h为下降趋势，然后12h到48h呈上升趋势，到48h时最大，之后48h到72h为下降的趋势。三个处理后淀粉酶活性最大时均在48h，25℃处理后总淀粉酶活性最大为处理后48h的0.747 U/g，α淀粉酶活性最大是处理后48h的0.428 U/g，β淀粉酶活性最大是48h的0.319 U/g。37℃处理后总淀粉酶活性最大是48h的0.848 U/g，α淀粉酶活性最大是处理后48h的0.532 U/g，β淀粉酶活性最大是48h的0.315 U/g。45℃处理后总淀粉酶活性最大是48h的1.89 U/g，α淀粉酶活性最大是处理后48h的1.05 U/g，β淀粉酶活性最大是48h的0.84 U/g。

图1 云粳26号淀粉酶活性（单位：U/g）Fig.1 Amylase activity of YunJing 26(unit:U/g)

图2中ABC三图分别为楚粳28号在25℃，37℃，45℃处理后淀粉酶活性的变化，总体趋势表现为处理前到处理后12h为下降趋势，然后12h到48h呈上升趋势，到48h时最大，之后48h到72h为下降的趋势。D图反应的是楚粳28号在三个温度处理后的淀粉酶活性变化的总体变化趋势。三个处理后淀粉酶活性最大均在48h，25℃处理后总淀粉酶活性最大为48h的0.663 U/g，α淀粉酶活性最大是处理后48h的0.347 U/g，β淀粉酶活性最大是48h的0.316 U/g。37℃处理后总淀粉酶活性最大是48h的0.819 U/g，α淀粉酶活性最大是处理后48h的0.571 U/g，β淀粉酶活性最大是48h的0.248 U/g。45℃处理后总淀粉酶活性最大是48h的1.278 U/g，α淀粉酶活性最大是处理后48h的0.769 U/g，β淀粉酶活性最大是48h的0.508 U/g。

图2 楚粳28号淀粉酶活性（单位：U/g）Fig.2 Amylase activity of ChuJing 28(unit:U/g)

图2中ABC三图分别为楚粳39号在25℃，37℃，45℃处理后淀粉酶活性的变化，总体趋势表现为处理前到处理后12h为下降趋势，然后12h到48h呈上升趋势，到48h时最大，之后48h到72h为下降的趋势。D图反应的是楚粳39号在三个温度处理后的淀粉酶活性变化的总体变化趋势。三个处理后淀粉酶活性最大均在48h，25℃处理后总淀粉酶活性最大为48h的0.617 U/g，α淀粉酶活性最大是处理后48h的0.271 U/g，β淀粉酶活性最大是48h的0.346 U/g。37℃处理后总淀粉酶活性最大是48h的0.784 U/g，α淀粉酶活性最大是处理后48h的0.549 U/g，β淀粉酶活性最大是48h的0.235 U/g。45℃处理后总淀粉酶活性最大是48h的1.02 U/g，α淀粉酶活性最大是处理后48h的0.653 U/g，β淀粉酶活性最大是48h的0.367 U/g。

同一个水稻品种在三种不同的温度处理后的最高淀粉酶活性的差距，云粳26在45℃后的淀粉酶活性最大是1.86 U/g，与25℃和37℃显著差异；其次是37℃处理的0.847 U/g，最低是25℃处理的0.747 U/g。楚粳28号在45℃处理的淀粉酶活性为1.277 U/g，最大，其次是37℃处理的0.819 U/g，最低是25℃处理的0.663 U/g。楚粳39号在45℃处理的淀粉酶活性是1.01 U/g，在37℃处理的是0.774 U/g，在25℃处理的是0.618 U/g。可知水稻的三个品种最高淀粉酶活性都是在48h处理后。

在25℃处理下，云粳26的淀粉酶活性为0.747 U/g，大于楚粳28的0.663 U/g，又大于楚粳39的0.618 U/g。在37℃处理后，云粳26号淀粉酶活性为0.847 U/g，大于楚粳28号的0.819 U/g，大于楚粳39的0.774 U/g。45℃处理后，云粳26号淀粉酶活性为1.86 U/g，楚粳28号为1.227 U/g，楚粳39号为1.01 U/g。因此25℃处理后，淀粉酶活性最高的是云粳26号，37℃处理淀粉酶活性最高的也是云粳26，45℃处理后也是云粳26的最高。同一个温度下云粳26、楚粳28、楚粳39之间淀粉酶活性差异显著。

图3 楚粳39淀粉酶活性变化（单位：U/g）Fig.3 Amylase activity of ChuJing 39(unit:U/g)

综上所述，水稻萌发率最高的条件是45℃作萌发前处理，淀粉酶活性最高的条件是45℃处理后浸泡48h。

3 讨论与结论

3.1 讨论

3.1.1 45℃处理能显著提高三个水稻种子的萌发率用25℃、37℃和45℃处理云粳26、楚粳28和楚粳39三个水稻品种的种子，结果发现，温度对三个水稻品种的种子萌发率影响较大，45℃处理能显著提高它们的萌发率。在45℃时云粳26、楚粳28和楚粳39的萌发率都最高，前人研究指出随着种子的浸种温度在一定范围内的升高，种子的吸水速度加快，种子的萌发率也能提高［9］，所以水稻三个品种的种子萌发率也随着浸种温度的升高而提高。比较云粳26、楚粳28和楚粳39种子的萌发率发现：不同的水稻品种间种子萌发率差异较大，云粳26号种子的萌发率最高，其次是楚粳28，最后是楚粳39，而且楚粳39的萌发率明显低于云粳26、楚粳28。这可能是由品种特性决定的，云粳26、楚粳28都是楚雄地区常见的常规栽培稻，产量高，米粒饱满；楚粳39属于优质稻，口感好，有香味，但米粒不饱满，所以楚粳39的萌发率低于云粳26、楚粳28。

3.1.2 品种特性决定了水稻的淀粉酶活性用25℃、37℃和45℃处理云粳26、楚粳28和楚粳39三个水稻品种的种子，结果发现：温度对三个水稻品种的种子的淀粉酶活性影响较大。45℃时三个水稻品种的淀粉酶活性都是最高的，与25℃和37℃处理的差异显著。根据前人的研究指出淀粉酶的活性与种子的萌发率呈正相关［10］，45℃处理的三个品种的种子萌发率都是最高的，对应的种子的淀粉酶的活性也最高。不同处理后种子萌发时的淀粉酶活性的变化趋势都是开始下降一点，然后上升到最大后又下降，变化趋势与前人的研究相符［11］。相同的温度处理后，不同品种之间的淀粉酶活性差距较显著，云粳26号＞楚粳28＞楚粳39，这可能也是由品种本身的特性决定的。

3.2 结论用25℃、37℃和45℃处理水稻3个品种的种子，结果显示温度对水稻种子的影响较大，45℃处理能提高水稻种子的萌发率，此温度处理时三个水稻品种（云粳26、楚粳28和楚粳39）的淀粉酶活力均最高；淀粉酶活力与水稻3个品种的种子萌发率正相关。同一条件处理不同的水稻品种，云粳26号的淀粉酶活力和萌发率最高，其次是楚粳28，最后是楚粳39。供试的3个品种均显示在浸种48h后，淀粉酶活力最高，建议水稻种子45℃处理后浸种48小时进行播种。

致谢：感谢楚雄州农业科学院水稻所提供种子品种。