第一章文献综述
1.1引言
中国是个农业大国,粮食的产量直接关系到人民生活水平的高低和国家的经济建设。利用科学技术提高农作物单位面积产量,已成为农业科技工作者的不懈追求。多年来,科研人员利用遗传技术培育了许多优良品种,研制生产出长效高效肥料,施用低残留农药,改进耕作栽培技术,为不断提高农作物产量做出了巨大贡献。然而,利用这些技术再进一步提高产量已经出现难度,为解决这一问题必须开辟一种新的、更加有效的途径。
种子是农作物生产中最基本、最重要的生产资料,种子问题一直是农林业生产中的重要问题,而种质问题又是种子问题中的核心问题。种子的处理是一种能够改善种子质量、提高种子活力的重要手段,它不但是一个值得研究的生理学问题,而且在现代农业生产生活中有相当重要的实际意义。 21世纪以来,生命科学取得一系列重大突破,生物技术飞速发展,在许多领域给人类社会带来重大冲击,极大地推动了人类社会的发展,尤其是在农业领域的影响是极其深远的。目前,无论在经济作物还是粮食作物的育种方面,生物技术的应用已经取得了重大的突破。
各种不同的处理种子的方法都能够激活种子中酶活力,加快种子的萌发生长,缩短种子生长发育的时间,增加农作物的粮食产量。目前,处理种子的方法主要有高能耗的物理方法和高污染的化学方法,所以探求一种促进种子萌发和生理代谢过程的新途径是该领域的重要课题之一。
1.2种子处理方法的国内外研究现状
为了保证作物高产稳产,通常使用物理和化学方法进行种子处理,来提高种子质量、活力和抗逆性,增加田间农作物的出苗率和壮苗率,以达到提高作物产量的目的;其中,化学处理种子的方法主要是通过化学浸种和拌种,但是,有些化学药剂处理种子会对种子产生伤害,同时种子中药残过高对农作物的生长发育状况会产生不良的影响。
常用的物理处理种子的方法主要有等离子体处理、超声波处理、电磁场处理和微波处理等。不同的种子处理方法都能够提高种子中酶的活性,有利于种子中的淀粉、蛋白质等物质转变为可溶性的物质,供种子的胚吸收和利用,从而提高种子发芽率,促进种子的萌发生长,缩短种子生长发育时间,增加种子产量和质量。处理种子的方法有以下几种:
1.2.1化学药剂处理
种子种子在收获C藏过程中,特别是在恶劣的环境下,种子的活力会逐渐降低,进而影响种子田间出苗率和粮食产量。因此,为了提高作物粮食产量,必须通过各种方法和途径保持且提高种子的旺盛生命力、缩短种子从播种到萌发所需的时间。
随着科学技术的迅猛发展,对植物种子预处理的研究逐渐的加强,用不同的化学方法对种子进行预处理,能够激活种子的内源存储物质和潜在活化基因,提高种子酶活力,增加农作物的产量和质量,提高种子的抗逆性。目前,农业生产中最常用的化学处理方法主要有化学试剂浸种和拌种。但有些化学试剂会对种子造成伤害,同时种子中药残过高会对作物的生长发育状况产生不良的影响。
(1)普通药剂浸种植物种子在发芽之前需要经过种子的浸泡,使种子吸水打破其休眠状态进而进入萌发状态。浸种对种子的发芽、种子的出苗以及幼苗的生长发育有着非常重要的作用,对植物的收成起着很重要的影响。传统的浸种处理是清水浸种,选择合适的化学试剂浸种同清水浸种相比,不仅可以提高种子的成苗率、发芽率,促进种子细胞生理代谢,提高幼苗成活率,而且可增强幼苗抗病、抗寒和抗逆性能等。化学药剂浸种方法就是利用化学药剂溶液或化学乳剂、悬浮剂浸渍种子,使之吸收药液,处理一定时间后,取出晾干播种,所用介质多为水溶液。浸种无需特殊的设备,对药剂物理性要求也不是很高,药液能够重复使用,对药剂的利用较为经济,而且药剂渗透性也比较好。该方法是一种操作简便、易于推广的处理种子的技术,具有较好的粮食增产效果和经济社会效益,在农业生产上已经被广泛采用。
(2)生长激素浸种生长激素是一种植物体内的微量信号分子,其浓度的变化和不同组织对激素的敏感性控制了植物的整个生长发育进程,对植物生长有很大的调节作用,而且植物种子的活力与生长激素也有着密切的联系。相关研究表明,生长激素可以有效激活种子活性,打破种子休眠,促使种子内储存物质加速分解,供发芽生长需要。
第二章实验部分
2.1实验药品和仪器
本实验所用的药品试剂列于表2-1
2.2实验方法
本实验的实验过程分为电化学体系处理种子和种子萌发及盐胁迫下种子萌发的机理探讨两部分,实验方案如图2-1所示:
第三章 电化学处理对萌发生长的影响 ......................................33-51
3.1 引言 ......................................33
3.2 实验部分...................................... 33
3.2.1 电化学方法处理种子...................................... 33
3.2.2 种子发芽期间的分析、测定及表征...................................... 33
3.3 结果与讨论 ......................................33-47
3.3.1 小麦种子发芽率......................................33-38
3.3.2 幼苗芽长和根长的影响 ......................................38-42
3.3.3 幼苗生长情况的影响 ......................................42-44
3.3.4 种子酶活力的影响 ......................................44-47
3.4 电化学体系作用机理...................................... 47-49
3.4.1 种子细胞膜电位的影响 ......................................47-48
3.4.2 细胞膜通透性的影响...................................... 48-49
3.4.3 酶活力的影响 ......................................49
3.5 本章小结 ......................................49-51
第四章 小麦种子在NaCl胁迫下生长的影响...................................... 51-61
4.1 引言 ......................................51
4.2 实验部分 ......................................51
4.2.1 NaCl溶液胁迫培养种子...................................... 51
4.2.2 种子发芽期间的分析、测定......................................51
4.3 结果与讨论 ......................................51-59
4.3.1 NaCl胁迫对发芽势的影响...................................... 51-53
4.3.2 NaCl胁迫幼苗生长的影响 ......................................53-55
4.3.3 NaCl胁迫对淀粉酶活性的影响 ......................................55-57
4.3.4 NaCl胁迫对过氧化物酶活性的影响...................................... 57-58
4.3.5 NaCl胁迫对丙二醛(MDA)含量的影响 ......................................58-59
4.4 本章小结 ......................................59-61
第五章 结论和建议...................................... 61-63
5.1 结论...................................... 61
5.2 建议...................................... 61-63
结论
电化学体系处理小麦种子后,通过测定种子发芽率、发芽势及种子发芽指数、活力指数和芽长根长及幼苗期酶活力和丙二酸(MDA)含量的变化,得出以下结论:
1、本章采用的方法为国内外最新的方法,通过电化学方法处理小麦种子,为种子萌发处理提供了一种新的途径和方法,同时为电化学体系应用于生产实践提供了实验依据,也为阐明电化学体系的反应机制做了有益探索;
2、通过电化学体系处理小麦种子,考察其生物学效应与处理条件的关系,得出处理电压和处理时间的不同,对种子各项生理指标的影响程度不同。说明不同剂量的电化学体系处理小麦种子,可以影响小麦种子的各项生理指标。分析说明电化学体系的处理时间和处理电压及两者间的相互作用对小麦种子萌发生长有一定的影响。
3、优化确定小麦种子条件,确定种子处理的最佳处理条件,说明适宜的电化学体系能够提高小麦种子发芽率、活力指数、酶活力等各项生理指标,达到提高种子活力的效果,对小麦种子萌发生长起到明显的促进作用。
4、通过考察最佳电化学体系在盐胁迫下的萌发生长情况,得出电化学体系能够提高小麦种子的抗盐胁迫能力,说明电化学体系处理改变了种子细胞内部物质结构,增强了种子细胞对盐胁迫的反馈作用,达到提高了种子抗逆性的效果。