紫外吸收法,电导率法检验大白菜种子活力的研究_刘春香

第32卷第7期2013年7月种子（Seed ）Vol．32No．7Jul．2013

紫外吸收法、电导率法检验大白菜种子活力的研究

畔，赵卫星

（山东省高校生物化学与分子生物学重点实验室（潍坊学院），山东潍坊261061）

摘要：通过人工老化种子和不同年代种子具有的活力不同，以发芽指数为活力参考标准来探索种子浸泡液电导率测定法和紫外吸收测定法是否适合大白菜种子活力的快速检测。结果表明：大白菜种子紫外区随着波长的缩短吸收值增大，但经玻璃比色杯滤过后会在286nm 下显示吸收峰，随着种子活力的降低286nm 下的OD 值呈上升趋势，对发芽率高于85%的种子适用，而对于活力过低的种子检验不可靠；随着种子活力的降低电导率呈上升趋势，但对活力差异较小的种对发芽率合格范围内的种子可以根据286nm （玻璃比色皿）紫外吸收值评价大白菜种子活力的子间检验不可靠。因此，

高低，其他的种子可参考电导率值比较种子活力。关键词：

紫外吸收；电导率；大白菜；种子活力

S 634．1

文献标志码：

A

文章编号：

1001－4705（2013）07-0018-04

中图分类号：

刘春香，隋铭，胡

Analysis on Seed Vigor Testing of Chinese Cabbage Base on UV

Absorbance Method and Electrical Conductivity Method

LIU Chun-xiang ，SUI Ming ，HU Pan ，ZHAO Wei-xing

（Key laboratory of Biochemistry and Molecular Biology of University in ShanDong Province ，

Weifang Shandong 261061，China ）

Abstract ：UV absorbance method and electrical conductivity method of seed soaking solution were investigated to find which one is fit for quick seed vigor test using artificial aged chinese cabbage seeds and natural aged seeds with different seed vigor．The results shows that seed soaking solution absorption value is increasing with the shorten of wavelength in quartz cup ，has a absorption peak on 286nm wavelength in glass cup．The OD values of 286nm absorption is increasing with the decline of seed vigor in the region of germinating rate over 85%，this trend is unfit for seeds germinating rate below 85%；however elcetrical conductivity method is fit for low seed vigor testing ，but when seeds have relatively little difference on vigor level ，this method is unreliable．So as for as qualified germinating rate seeds is concerned ，286nm absorbance peak testing method is fit for seed vigor testing ，while electrical conductivity testing is fit for others．Key words ：

UV absorbance ；electrical conductivity ；chinese cabbage ；seed vigor

菜播种期基本上是雨季，田间的逆境条件较复杂。为

了能够准确评判大白菜种子的活力，以发芽指数为活力参考标准，探索电导率法、紫外吸收法哪一种更适合大白菜种子活力的快速检测。旨在为大白菜种子活力检测提供一定的技术参考。

种子质量的主要评判指标为纯度、净度、水分和发芽率，不远的将来，种子活力也将成为种子检验中的必检项目，用以评判种子的播种质量。种子由于劣变而

［1］

引起活力下降会导致减产。在多数情况下，种子发芽率与田间出苗率成正相关，但在生产实践中，常常遇

［2］

到发芽率高低和田间出苗率高低不一致的现象。高温、高湿会加速种子衰老过程，导致抗氧化系统代谢

［3］

紊乱，从而导致对逆境的抵抗能力降低。北方大白

1

1．1

材料与方法

收稿日期：2013－04－03

基金项目：山东省自然基金项目资助（编号：2009ZR 07021）；潍坊学院

青年基金项目（编号：2013Z 10）。

作者简介：刘春香（1974－），女，黑龙江望奎人；博士，副教授，主要从事

mail ：chunxiangliu@126．com 。蔬菜学及分子生物学研究；E-

试验材料与设备

2008、2012大白菜种子冠291（分别采收于2002、

年），由登海种业有限公司西由分公司邓永林先生提供，潍白6号购自潍坊农科院种子公司。分光光度计

为岛津UV 2450型双光束紫外可见分光光度计，发芽试验在托普300B 型光照培养箱内进行。潍白6号大白菜种子进行人工老化，老化温度41ħ ，相对湿度

·18·

研究报告刘春香等：紫外吸收法、电导率法检验大白菜种子活力的研究

100%，2、4、6d ，老化时间分别为0、老化后自然干燥3d 备用。

1．2种子发芽率和发芽指数测定

按照标准发芽试验方法，对人工老化种子和不同

25ħ 年代自然老化种子进行发芽试验。采用纸上，8h 光照，20ħ 16h 黑暗，3次重每个发芽盒100粒，

［4］

复，初次计数第4天，末次计数第7天，取3次重复的平均值作为该批种子的发芽率。种子的活力以发芽势和发芽指数表示，按照公式：发芽指数（GI ）=∑G t /D t （式中G t 为在不同时间的发芽数，D t 为相应的发芽日数），计算发芽指数。

1．3种子浸出液电导率的测定

分别称取人工老化处理种子和不同年代自然老化种子各1．5g ，用蒸馏水冲洗3次后，用滤纸吸干，放入250mL 锥形瓶中，25ħ 浸泡，加入100mL 蒸馏水，分

8、12、16、20、24h 后测定浸泡液的电导率。别浸泡4、

测定时种子从浸泡液中倒出，并充分混匀。重复3次，

取平均值。1．4

不同比色池种子浸出液波长扫描和286nm 紫外吸收值测定

24h 浸泡液的紫外可用石英比色池进行种子8、

见波长扫描，通过扫描结果图谱观察吸收值变化；并用石英比色池和玻璃比色池分别进行白菜种子浸泡液紫外可见区吸光度扫描，比较不同浸泡液扫描结果的一致性和区别，寻找样品的紫外吸收峰值波长。

对上述测定电导率的液体每次取3mL 放入玻璃比色池，于286nm 波长下测定各样品吸光度，然后将液体倒回浸泡瓶。每个样品重复3次，取平均值。

2008年种子均具有较高的发芽指数，可以认为2012、

都是高活力种子，其中2008年种子活力略高于20122002年为低活力种子。年种子，

表1

老化天数（d ）

0246

人工老化大白菜种子的发芽参数

发芽率95．7a 89．3ab 84．7bc 80．3c

发芽势94．7a 87．7b 84．0bc 80．3c

发芽指数72．4a 62．0ab 59．0b 41．9c

注：统计显著性水平p ＞0．05。下同。

表2

采收年代2008年

2012年2002年

不同年代大白种子冠291的发芽参数

发芽率98．0a 96．7a 93．0b

发芽势98．0a 96．0ab 93．0b

发芽指数82．0a 79．9a 36．7b

2．2

人工老化种子浸泡液电导率的比较由图1可以看出，随着种子活力的降低，电导率值

种子浸泡初期至24h 内都遵循这一规律。逐渐升高，

利用电导率值来分辨活力差异较大的种子效果明显，6d 的种子差异显著；但老化2d 和未老化种如老化4、

子难以用电导率值来评价活力高低。不同年代的冠291种子（图2）电导率值有规律性差异，2002年种子电导率明显高于2008年种子，而2008年种子与2012年种子则难以通过电导率值比较活力

。

2

2．1

结果与分析

种子活力与发芽试验结果

人工老化种子的发芽试验结果见表1。从表1可

知，随着老化时间的延长，大白菜种子的发芽率、发芽势显著下降，到老化4d 种子发芽率为84．7%，说明已经处于不合格的边缘，从发芽指数看，经过老化的种子活力明显下降，发芽速度明显降低，且随着老化时间的延长，活力越来越低，与对照种子具有显著差异，显然老化4d 和老化6d 的种子属于不合格种子，不能在生产上应用。由表2可知，采收自不同年代的大白菜种2002年的种子在较好的保存条子冠291发芽率不同，件下，经自然老化种子发芽率为93%，符合发芽率的要求，采收自2008年的种子发芽率最高，而2012年新种子的发芽率为96．7%，差异不显著，但种子发芽势2012年和2008年种子却表现出差异，从发芽指数看，

图2

不同年代种子浸泡液电导率变化曲线图1

人工老化种子浸泡液电导率变化曲线

·19·

第32卷第7期2013年7月种子（Seed ）Vol．32No．7Jul．2013

2．3白菜种子浸泡液不同比色池波长扫描图的比较

白菜种子的浸泡液在石英比色杯中的扫描结果如图3，从图3可以看出，种子浸泡液随着波长的缩短，吸收值不断升高，波长越长，吸收值越低，在190nm 附近接近最大吸收值，但最大吸收值不能形成稳定峰。且随浸泡时间延长，各波长下的吸收值均升高。而经过玻璃的滤过作用后，在远紫外区的吸收基本被滤过，到286nm 开始明显透过，这样相当于在这个波长下创造了一个峰值（图4），而这一区间的紫外吸收主要为含苯环或多个共轭体系的物质组成，相对比较稳定。图4显示，在小于峰值点吸收波长下玻璃比色池远远小于石英比色池的吸收值，而大于峰值点波长曲线高度接近重合，即吸收值二者基本一致，这就为玻璃比色池的测定提供了可靠的支持

。

图5

人工老化种子浸泡液的波长扫描

图6不同年代大白菜种子浸泡液的波长扫描

图3

石英比色池的吸收值波长扫描图

通过不同时间段浸泡液的检测（图7）可以看出，

人工老化的种子，其活力的降低可以反应为286nm 下光吸收值的升高，在种子活力降低不大的时候，检测效

用紫外吸收值果灵敏。然而当种子活力降低较大时，

来比较不同批次的种子活力高低就不合适了。对于自

然老化的种子（图8）在发芽率较高的前提下，经286nm 的紫外检测依然可以明显地区分不同活力的种子，2008年种子发芽率最高，发芽指数最高，各时间段的

2012年种子总体上不及2008年种子，各吸光度最低，

项指标居中，其吸光度曲线也居中。浸泡液检测较灵

敏的时间段都是12 24h ，可以采用12 24h 这一时间段检测活力差异

。

图4石英、玻璃比色池吸收值波长扫描对比

2．4人工老化种子和自然老化种子浸泡液紫外吸收值的比较

经玻璃比色池检测，不同品种、不同活力的种子浸

泡液紫外可见光波长扫描结果呈现相似的扫描图谱，6）。随着老化时间的延在286nm 吸收值最大（图5、

286nm 附近的紫外吸收峰值逐渐升高（图5），长，该峰值与种子的活力相关，活力越高，峰值越小。自然老化的种子其286nm 的紫外吸收峰值也与种子活力呈负相关的变化趋势（图6）

。·20·

图7

人工老化种子浸泡液吸光度变化曲线

研究报告刘春香等：紫外吸收法、电导率法检验大白菜种子活力的研究

［4］

按照种子检验要求，大白菜种子的发芽率要求是85%以上，低于85%的发芽率就划为不合格种子，

基本没有必要再进行活力的检验。活力的检验是以发芽率高于85%的合格品为前提的，活力的高低对生产的影响较大，电导率检测对于活力差异较大的种子适用，而对于活力差异较小的种子，其灵敏度显然不及紫外吸收法。

本研究发现，大白菜新种子不一定活力高于保存好的陈种子，保存得当的大白菜种子经过4年依然可

图8

不同年代种子浸泡液吸光度变化曲线

3讨论

以保持较高活力。由于采收年代不同，种子所处的发育条件不同，可能存在新种子因成熟度、生长条件等因

［12］

素影响活力的现象。李孟良对油菜的研究认为，在水分、温度等条件一致的情况下，不同千粒重的种子其

国际种子检验协会规定的种子活力检验方法有电本研究也选用人工老化的方法导率法和人工老化法，

获得不同活力的种子，并对其浸泡液电导率值进行了测定。虽然测定的不是相对电导率，但与许多报道具有一致性。韩金龙等

［5］

大粒种子活力明显大于中粒和小粒种活力存在差异，

2012子，小粒种子发芽势低，种子活力弱。本研究中，年的冠291种子饱满度不及其他年代的种子，可能是

其活力低于2008年种子的原因。参考文献：

［1］J ］．种任祝三，郑光华．北京大白菜品种间种子活力的研究［

1985，4（4）：12－15．子，

［2］田秀英，夏启，赵洪春，等．种子活力是种子质量的重要指标

［J ］．种子，1986，5（6）：44－46．

［3］薄丽萍，吴震，蒋芳玲，等．不结球白菜种子活力及抗氧化特

．西北植物学报，2011，31性在人工老化过程中的变化［J ］（4）：724－730．

［4］［M ］．浙江：浙江大学出版社，2006．颜启传．种子检验原理与技术［5］韩金龙，王同燕，于伟丽，等．老化和磁场处理对大白菜种子

J ］．山东农业科学，2088（7）：24－27．生理生化指标的影响［

［6］唐祖君，宋明．大白菜种子人工老化及劣变的生理生化分析

［J ］．园艺学报，1999，26（5）：319－322．

［7］杨剑平，唐玉林，王文平．小麦种子衰老的生理生化分析

［J ］．种子，1995，14（2）：13－14．

［8］黄上志，傅家瑞．杂交水稻和不育系种子的劣变与生理生化

J ］．植物生理学报，1987，13（3）：229－235．变化［

［9］徐本美，顾增辉，任祝三．测定种子方法的探讨IV 电导法

［J ］．种子，1983，2（1）：18－23．

［10］Tai Gi Min ，Woo Sik Kang．A Simple ，Quick and Nondestruc-tive Method for Brassicaceae Seed Viability Measurement with Single Seed Base Using Resazurin ［J ］．Hort．Environ．Bio-technol ，2011，52（3）：240－245．

［11］鲁黎明，叶科媛，安影，等．一种快速测定烟草种子活力的

——紫外吸收分光光度法［J ］．种子，2009，28（8）：方法—115－116．

［12］J ］．农艺李孟良．油菜不同部位粒重差异及种子活力研究［

2007，23（6）：284－287．科学，

认为，随着种子老化时间的增

［3］

加，发芽率、发芽指数都呈下降趋势，老化种子浸出液的电导率随老化时间的延长而逐渐增加；薄丽萍等研究认为，不结球白菜种子浸出液相对电导率随老化

与种子发芽势、发芽率等活力处理时间延长显著增大，相关指标的下降相关。唐祖君

［6］

的研究发现，在种子

种子活力稍有下降的情况下，种子浸泡液老化不明显，

的相对电导率有所下降。相对电导率与种子老化劣变及种子活力之间相关性不显著。类似的报道在小麦

［7］

［8］［9］

、水稻、萝卜等作物上也有。本研究与上述

即在老化明显的种子间电导率差异明描述基本相符，显，而对于老化程度轻的种子，则电导率无显著差异。

任祝三等

［1］

研究认为，细胞膜的渗漏程度是种子

抗病力的一个重要因素，当膜渗漏严重的种子播种在

由于大量可溶性物质的外渗，助长了周围病菌土壤中，

的大量增殖，导致种子腐烂，发芽率降低。然而可溶性

本研究希望探索其他的可以物质并非都是导电物质，反映种子细胞膜渗漏的方法物分子具有的特性

［11］

［10］

。紫外吸收是许多生

，本研究经紫外可见光区波长扫

描发现，种子渗漏物质在紫外区吸收值呈单向下降的

通过玻璃比色池的滤过可以创造一个286nm 处曲线，

的吸收峰。该峰值与种子活力变化有关，随着种子活

286nm 处的紫外吸收值逐渐升高。但当种力的降低，

子活力降低到没有应有价值时，这种差异就不明显了，

自然老化的种子也有一致的变化趋势。因此认为可以通过286nm 的紫外吸收特性反应种子的活力差异，尤其是当活力降低不大的时候，这种差异也能有效检测到。

·21·