林业科学

作者：韩彪1,2,李文清2,郭素娟1,*,陆璐2,解孝满2

单位：1. 北京林业大学省部共建森林培育与保护教育部重点实验室 北京 1000832. 山东省林木种质资源中心 济南 250102

关键词：板栗,顽拗性种子,热力学分析,脱水敏感性,差示扫描量热法

基金：国家重点研发计划"板栗生态经济型品种筛选及配套栽培技术"(2019YFD1001604);山东省农业良种工程项目（(鲁科字[2014]96号，2019LZGC01801)

目的: 研究板栗胚轴的临界含水量，探索板栗种子低温保存技术和胚轴超低温保存技术，为板栗等顽拗性种子设施保存提供参考。方法: 以采自山东济南的'烟泉’品种板栗种子为试验材料，剥取其胚轴，使用硅胶快速脱水至目的含水量，测定不同含水量胚轴的萌发率。基于差示扫描量热技术（DSC），分析不同含水量胚轴的热力学特征，根据胚轴含水量和对应热焓关系测算胚轴临界含水量。运用低温密封保存法保存板栗种子，采用直接冷冻法、程序冷冻法、玻璃化冷冻法和程序玻璃化冷冻法对不同含水量板栗胚轴进行超低温保存测定。结果: 1）含水量从初始的61%降至25%时，胚轴萌发率未明显下降；当含水量降至20%时，萌发率降至82.1%；当含水量降至10%，萌发率降至25.6%。2）DSC热分析显示，随着胚轴含水量降低，结晶起始温度、峰值温度和热焓均呈规律性下降趋势，二者显著正相关。当含水量降至25%时，结晶起始温度降至-37.2 ℃，峰值温度降为-44.1 ℃，热焓值降为5.0 J·g-1 dw；当含水量降至20%时，冷却结晶和加热熔融阶段均无结晶峰出现。3）以胚轴含水量和对应热焓测算，'烟泉’品种板栗胚轴的萌发率开始显著下降的脱水临界含水量为23.9%。4）将板栗种子密封保存在2 ℃低温环境下6个月，种子萌发率、胚根和胚芽长度无显著性变化（P>0.9）。5）在4种超低温保存方法中，程序玻璃化冷冻法和玻璃化冷冻法的胚轴萌发率高于直接冷冻法和程序冷冻法，程序玻璃化冷冻法效果最好。结论: 板栗胚轴含水量降至20%及以下会对胚轴萌发活力产生影响，属于典型顽拗性种子。基于差示扫描量热技术，结合不同含水量胚轴萌发情况，可有效确定板栗等顽拗性种子的临界含水量，'烟泉’品种板栗胚轴的临界含水量为23.9%。板栗种子在2 ℃低温密封保存条件下可有效保存6个月以上，其萌发率、根胚胚芽长度无显著变化。加入冷冻保护剂PVS2可提高板栗胚轴超低温保存后的萌发率。

来源：2020年第3期

《林业科学》期刊编辑部

查看林业科学杂志2020年第3期