不同成熟度及种子老化程度对玉米种子的影响

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　　摘要：种子成熟度与种子活力有密切关系，不同成熟度的种子，其发芽率、活力和寿命都有一定差异。随着技术的发展，我们可以用种子加热的方法给种子进行人工老化处理，这样既加快了种子的老化程度，又能在短时间内得到很多关于种子的数据。
　　关键词：成熟度;种子老化;玉米种子
　　种子是农业生产过程中最基本的生产资料，种子的各项生理指标的变化直接影响种子出苗情况和生长的好坏，关系着农作物的产量与品质，关系着农民的丰收与否。种子成熟度与种子活力有密切关系，不同成熟度的种子，其发芽率、活力和寿命都有一定差异，种子成熟度越高，其播种品质越有保证。另外，对于种子老化，其人工老化技术的发展为研究种子活力提供了基础，随着技术的发展，我们可以用种子加热的方法给种子进行人工老化处理，这样既加快了种子的老化程度，又能在短时间内得到很多关于种子的数据。
　　一、不同成熟度对玉米种子的影响
　　影响种子活力的因素较多，其中主要包括种子遗传因素、成熟期间的气候变化、栽培条件及方式、种子成熟度、种子干燥及贮藏条件等。对于种子的成熟度，这一反映种子活力的重要指标，没有引起人们的足够重视。目前，关于种子成熟度对种子活力影响的研究仅在少数作物如花生、烟草、大豆、小麦等上稍有涉及。随着生产的发展，人们对种子质量要求更高。生产中迫切需要把种子成熟度纳入种子质量标准中，实现种子优质优价，促进种子生产者对种子成熟度的重视。
　　种子成熟度是种子质量评价的重要指标，除了会受到遗传因素如父母本的影响外，在很大程度上還取决于种子在灌浆过程中的环境变化和灌浆时间的长短。成熟度的好坏对种子具有很重要的影响，不仅直接影响种子的发芽率、发芽势、拱土能力、成苗率和幼苗整齐度等综合指标，而且影响玉米整个生长发育过程。
　　我国北方在玉米种子生产过程中，为了冻前把种子降至安全含水量，一般采取偏早收获的办法，如较生产田早收l5-20天，尤其对于某些晚熟品种，多以牺牲种子成熟度换取安全含水量。实践表明玉米种子成熟度与玉米生产保全苗有直接关系。成熟度差的种子活力低，有芽的种子不一定出苗。成熟度不好的种子其芽率、芽势、成苗率、苗整齐度等综合指标下降，严重影响种子质量，从而影响整个玉米生产。生产实践中不乏由于种子成熟度不好影响全苗的事例。为此，提高玉米种子的成熟度十分必要。
　　玉米的90%以上的干物质是由光合作用生产的，不同地区的气候条件不同，光合有效辐射量与作物群体光能截获率直接决定作物的生长速率、成熟度以及玉米种子质量。玉米生育期间的温度和光照等主要生态因素直接影响着玉米的生长发育、籽粒产量和种子质量。玉米杂交种种子活力因基因型和环境的不同而不同，种子质量与活力同时受种子成熟度的影响。另外，有效积温是影响种子物理品质的最主要因素，授粉至收获阶段的各生态因素对种子活力的影响在品种间反映不一致，植物不同发育阶段的生物学零度指标不同，需要的有效积温也有差异。
　　二、人工老化对玉米种子的影响
　　人工老化能影响种子活力的多个方面。当种子达到生理成熟时，其活力也达到饱和，随后便下降，直至活力丧失。种子老化是指伴随着种子贮藏的增加而发生和发展自然不可逆的过程。目前，关于种子人工老化及其相关研究报道已有很多，是国内外的一个研究热点。但是老化的机制仍未得出明确的结论。在种子老化过程中，种子内部发生了一系列生理生化变化，其中的结构均受到破坏，最终导致种子贮藏能力、田间健植率、生活力、和植株生产性能等均有所下降，严重甚至能使其活力丧失。
　　细胞膜是由蛋白质和膜脂组成的。膜脂的组成成分是磷酸和脂肪酸，脂肪酸决定膜的稳定性，膜损伤的重要原因之一就是脂肪酸的过氧化。能够造成膜脂分解，失去膜的完整性。有研究结果表明，松树和械树种子老化时不饱和程度高的亚麻酸和亚油酸含量降低。在豌豆与花生种子的研究结果中也有相似发现，老化种子中不饱和的亚油酸、亚麻酸含量下降，说明老化期间不饱和脂肪酸更不稳定，更加容易发生分解。在种子细胞中代谢组分的空间分隔的地位是不容忽视的，膜系统对细胞区域的划分起着至关重要的作用，若膜系统遭到破坏将导致代谢异常。当种子含水量下降到一定水平时，磷脂和蛋白质分子排列发生转向，膜的连续界面遭到破坏，膜由流动相变为凝胶相，渗透调节功能丧失。
　　在植物体内，CAT是重要的有毒物质清除酶，POD是重要的抗氧化酶，两者协同作用清除细胞内的自由。在种子老化过程中，抗氧化系统遭到破坏，自由基不断积累，会使酶钝化、DNA及RNA损伤、蛋白质变性还会引起膜脂分子的过氧化，使有机自由基与蛋白质分子和脂肪酸链发生作用。有研究发现玉米种子在吸涨后淀粉酶的活性随着老化程度的加深，呈先增加后下降的趋势，但老化种子淀粉酶活性总体上显著高于未老化的种子。对多种作物种子的研究发现，过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）的活性随着种子老化程度加深而不断下降。在菜豆种子中，胚轴中脱氢酶活与幼苗长势呈现明显正相关，随着不断老化，脱氢酶的活力下降;在小麦种子中，老化种子的脱氢酶活与未老化的种子无明显差异;在辣椒种子老化的研究中也有类似的报道;玉米老化种子在萌发前的吸涨过程中，呼吸速率与未老化种子无明显差异。
　　玉米种子中的贮藏物质，如蛋白质、可溶性糖等在种子老化过程中其含量随老化时间增加而下降。膜脂过氧化作用会使贮藏物质含量下降，溶酶体失去活性，继而使得贮藏物质的降解速率不断加快。
　　种子萌发及生长相关的各种内源激素的含量高低与合成能力是种子老化的基本特征之一。随老化时间的延长，人工老化的玉米种子劣变程度逐渐加剧，乙烯释放模式以及乙烯释放量均呈现明显变化，种子老化的原因之一也可能是乙烯产生系统的损伤。
　　[参考文献]
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