中国低温种质库建造技术调查分析

低温种质库主要用于保存以种子为主体的植物种质资源。该文对中国主要低温种质库采用的保温墙材料和厚度、地面架空层高和抗震设计等建筑技术,机组运行控制方式、制冷方式、制冷剂和除湿方式等制冷除湿技术,以及种子架、干燥设备等进行了调查和分析。根据调查结果,就有关建好低温种质库的关键技术问题,如库房面积、高度、墙壁、围护结构、干燥系统、种子架以及制冷除湿等方面提出了建议。

一个预测贮藏在低温种质库的小麦种子寿命的方程

为探讨将种子发芽率百分数转化为存活比,促使种子存活曲线变成直线,并用于预测种子寿命的可行性,3个含水量水平的3种小麦8个种子批的种子被贮藏在20℃、30℃和40℃的温度下长达810 d,以获取发芽率和贮藏时间的成套数据。比较了概率、存活比与贮藏时间绘制的种子存活曲线、构建的概率回归和存活比线性回归方程的拟合性,并利用逐步回归法分析了贮藏温度、种子含水量及其交互作用对种子平均寿命和死亡时间分布标准差的影响。结果表明,与概率值相比,存活比更容易将种子存活曲线转变成直线,与贮藏时间的线性回归方程的拟合性也优于概率回归方程;贮藏温度和种子含水量的交互作用是影响小麦种子平均寿命和死亡时间分布标准差的主要因素,其作用也大于独立的温度、种子含水量、温度平方和种子含水量的对数。在此基础上,建议将Ellis和Roberts活力模型改写成V i=K i-p/10K-CWT(t×m)和G i/G0=A-p/10K-CWT(t×m),并比较了两者对贮藏在低温种质库的普通小麦种子的贮藏时间和发芽率的预测准确性,结果后者预测的分布在"观察值±观察值×10%"范围的贮藏时间和发芽率分别是前者的2倍和3.5倍,证明用后者预测贮藏在低温种质库的普通小麦种子的寿命和发芽率,尤其发芽率是适合的。

国家种质库部分作物种子生活力监测结果与分析

对国家种质库中23种作物1.8万多份种子进行了生活力监测,结果表明,贮存10～12年后,96%以上的被监测种子发芽率仍保持在85%以上,但有95份种子(占被监测份数的0.51%)出现了明显的下降(发芽率从80%以上降至70%以下)。胡萝卜、莴苣、棉花、胡麻、蓖麻等5种作物种子整体监测发芽率平均值都出现了显著下降,而胡萝卜、莴苣这二种作物的监测发芽率下降更为显著。不同起始发芽率水平及贮存前所处环境条件对贮存种子的生活力下降有一定影响。

中期种质库贮藏下真空和非真空包装普通小麦种子的衰老特性及寿命差异

为了解低温中期种质库[(2±2)℃]贮藏下普通小麦种子的衰老或存活特性及贮藏前环境相同的同一基因型种子在真空密封和非真空包装保存中的种子寿命差异,探讨低温中期种质库延长种子寿命的适宜种子包装方式,分析了2种包装的89份普通小麦种子保存11年的存活分布、衰退率(1/σ)、初始质量(Ki)、平均寿命(P50)和贮藏寿命(logσ)。结果表明,两种包装89份种子的衰老或存活频率均符合正态分布,但是部分基因型种子的衰退率和寿命因不同包装而出现差异。贮藏前环境及种子水分相同的同一基因型种子,真空密封保存较非真空贮藏显著衰老的比例小、程度轻,因而真空密封贮藏更利于维持种子寿命。虽然真空密封保存的种子较非真空贮藏的种子Ki值高,但并不支持Ki值是种子初始质量或潜在种子寿命的假设。

种质资源保护中的问题与挑战

本文对植物迁地保护,特别是种质资源保护的研究背景、科学问题、行动计划和保护策略进行了评述,重点讨论了种子库在保护植物多样性中面临的挑战和重要科学问题,特别是种子活力、种子寿命和超低温保存等问题。大量的实例和数据表明,种子库作为植物多样性保护的重要手段之一,其在资金投入、保存时间和保存效率方面远远高于就地保护和其它的迁地保护方法。

含水量对川牛膝种子活力的影响及其抗老化机制分析

以川牛膝Cyathula officinalis种子为材料,通过高温高湿法进行人工加速老化,研究9个含水量对川牛膝种子活力的影响,并对不同含水量的抗老化机制进行了分析。研究结果表明,人工老化后,种子活力普遍有所降低;总体而言,含水量6.55%~4.78%的种子活力及抗老化能力相对较强,种子电导率值、POD活性、MDA含量升高幅度均较小,脱氢酶和SOD活性降低幅度亦较小;且在种子含水量5.77%时,未老化种子发芽试验各指标最高,人工老化和未老化的种子POD活性均最低,浸出液电导率较低,脱氢酶、SOD活性均最高,CAT活性亦较高。因此,在对川牛膝种子进行低温种质库保存时,为使其保持较高的活力和抗老化能力,应考虑将含水量降至接近（5.70±1）%。