第12章 种子贮藏应用技术

1、第十二章 种子贮藏的应用技术 为适应种子贮藏工作朝着高技术、自动化、现代为适应种子贮藏工作朝着高技术、自动化、现代化方向的发展，本章主要介绍种子贮藏领域的新技术，化方向的发展，本章主要介绍种子贮藏领域的新技术，包括种子超低温贮藏、种子超干贮藏、顽拗型种子贮包括种子超低温贮藏、种子超干贮藏、顽拗型种子贮藏和种子贮藏的计算机管理技术。藏和种子贮藏的计算机管理技术。第十二章 种子贮藏的应用技术第一节第一节 超低温和超干贮藏技术超低温和超干贮藏技术第二节第二节 顽拗型种子贮藏技术顽拗型种子贮藏技术第三节第三节 种子贮藏的计算机管理技术种子贮藏的计算机管理技术第十二章 种子贮藏的应用技术第一节第一节 超

2、低温和超干贮藏技术超低温和超干贮藏技术第二节第二节 顽拗型种子贮藏技术顽拗型种子贮藏技术第三节第三节 种子贮藏的计算机管理技术种子贮藏的计算机管理技术第一节第一节 超低温和超干贮藏技术超低温和超干贮藏技术一、超低温贮藏原理和技术一、超低温贮藏原理和技术（一）种子超低温贮藏的机理和技术（一）种子超低温贮藏的机理和技术 1. 1.种子超低温贮藏的概念和机理种子超低温贮藏的概念和机理 概念：概念：种子超低温贮藏是指利用液态氯种子超低温贮藏是指利用液态氯(-196)(-196)为冷源，为冷源，将种子等生物材料置于超低温下，使其新陈代谢活动处于基将种子等生物材料置于超低温下，使其新陈代谢活动处于基本停止

3、状态，而达到长期保持种子寿命的贮藏方法。在本停止状态，而达到长期保持种子寿命的贮藏方法。在- -196196如此低温下，原生质、细胞、组织、器官或种子代谢如此低温下，原生质、细胞、组织、器官或种子代谢过程基本停止并处于过程基本停止并处于“生机暂停生机暂停”的状态，大大减少或停止的状态，大大减少或停止了与代谢有关的劣变，从而为了与代谢有关的劣变，从而为“无限期无限期”保存创造了条件。保存创造了条件。种子加工与贮藏（一）种子超低温贮藏的机理和技术（一）种子超低温贮藏的机理和技术 1. 1.种子超低温贮藏的概念和机理种子超低温贮藏的概念和机理 机理：机理： 生物细胞在降温过程中，随着温度的降低，细胞

4、外介质生物细胞在降温过程中，随着温度的降低，细胞外介质结冰，而细胞内尚未结冰，造成细胞内外蒸汽压力存在差异，结冰，而细胞内尚未结冰，造成细胞内外蒸汽压力存在差异，只要降温速度不超过脱水的连续性，细胞内水分不断向细胞只要降温速度不超过脱水的连续性，细胞内水分不断向细胞外扩散，细胞原生质浓缩，从而降低细胞内含物的水分。外扩散，细胞原生质浓缩，从而降低细胞内含物的水分。种子加工与贮藏（一）种子超低温贮藏的机理和技术（一）种子超低温贮藏的机理和技术 2. 2.种子超低温贮藏的应用和意义种子超低温贮藏的应用和意义 液氮保存费用仅为种质库保存的液氮保存费用仅为种质库保存的1/41/4，且液氮保存的种，且液

5、氮保存的种子不需要特别干燥，一般收获后，常规干燥种子即可，也能子不需要特别干燥，一般收获后，常规干燥种子即可，也能省去种子的活力监测和繁殖更新，是一种省事、省工、省费省去种子的活力监测和繁殖更新，是一种省事、省工、省费用的种子低温保存新技术。适合于长期保存珍贵稀有种质。用的种子低温保存新技术。适合于长期保存珍贵稀有种质。种子加工与贮藏（二）不同种类种子对液氮低温的反应差异（二）不同种类种子对液氮低温的反应差异 根据种子对液氮低温的反应，可将种子分为三种类型：根据种子对液氮低温的反应，可将种子分为三种类型： 1.1.耐干燥又耐液氮的种子；耐干燥又耐液氮的种子； 多数农作物、园艺作物的种子多数农作

6、物、园艺作物的种子, ,种子含水量是关键因素，种种子含水量是关键因素，种子含水量过高则会在冷冻和解冻过程中死亡。适合于冷冻保子含水量过高则会在冷冻和解冻过程中死亡。适合于冷冻保存的最高含水量在植物种间有明显差异。存的最高含水量在植物种间有明显差异。 种子加工与贮藏种子加工与贮藏（二）不同种类种子对液氮低温的反应差异（二）不同种类种子对液氮低温的反应差异 2. 2.耐干燥对液氮敏感的种子耐干燥对液氮敏感的种子 果树和坚果类作物，这类种子多数能干燥到含水量果树和坚果类作物，这类种子多数能干燥到含水量10%10%以下，以下，但是不能忍耐但是不能忍耐-40-40一下的低温。研究这类种子的保存技术非一下

7、的低温。研究这类种子的保存技术非常必要，因为这类种子多属于主要经济作物，目前只能无性常必要，因为这类种子多属于主要经济作物，目前只能无性保存。保存。 3.3.对干燥和液氮均敏感的种子。对干燥和液氮均敏感的种子。 顽拗型种子，寿命很短，难以用超低温贮藏方法保存。顽拗型种子，寿命很短，难以用超低温贮藏方法保存。种子加工与贮藏（三）种子超低温贮藏的技术关键（三）种子超低温贮藏的技术关键 1. 1.寻找适合液氮保存的种子含水量：寻找适合液氮保存的种子含水量：只有在合适的含水量只有在合适的含水量范围内，种子才能在液氯内存活。范围内，种子才能在液氯内存活。种子加工与贮藏（三）种子超低温贮藏的技术关键（三）

8、种子超低温贮藏的技术关键 2 2冷冻和解冻技术：冷冻和解冻技术：不同种子的冷冻和解冻特性有差异，不同种子的冷冻和解冻特性有差异，需分别探时，以掌握合适的降温和升温速度。需分别探时，以掌握合适的降温和升温速度。 3 3包装材料的选择：如种子与液氮直接接触，有些种子会包装材料的选择：如种子与液氮直接接触，有些种子会发生爆裂。发生爆裂。 4 4添加冷冻保护剂：添加冷冻保护剂：常用的冷冻保护剂有二甲基亚砜常用的冷冻保护剂有二甲基亚砜(DMSO)(DMSO)、甘油、甘油、PEGPEG等等. . 5 5解冻后的发芽方法解冻后的发芽方法种子加工与贮藏二、超干贮藏原理和技术二、超干贮藏原理和技术（一）种子超干

9、贮藏的概念和意义（一）种子超干贮藏的概念和意义 1. 1. 种子超干贮藏的概念种子超干贮藏的概念 超干种子贮藏，亦称超低含水量贮藏。是指种子水分含超干种子贮藏，亦称超低含水量贮藏。是指种子水分含量降至量降至5 5以下，密封后在室温条件下或稍微降温的条件下以下，密封后在室温条件下或稍微降温的条件下贮藏种子的一种方法。常用于种质资源保存和珍贵育种材料贮藏种子的一种方法。常用于种质资源保存和珍贵育种材料的保存。的保存。种子加工与贮藏一、超干贮藏原理和技术一、超干贮藏原理和技术（一）种子超干贮藏的概念和意义（一）种子超干贮藏的概念和意义 2. 2.种子超干贮藏的经济意义种子超干贮藏的经济意义 传统的种

10、质库利用低温进行贮藏，其投资和运转费用相传统的种质库利用低温进行贮藏，其投资和运转费用相当高，种子超干贮藏技术以通过降低种子含水量来代替降低当高，种子超干贮藏技术以通过降低种子含水量来代替降低贮藏温度，达到相近的贮藏效果，从而节约费用。贮藏温度，达到相近的贮藏效果，从而节约费用。种子加工与贮藏（二）种子超干贮藏的研究概况（二）种子超干贮藏的研究概况 1985 1985年，国际植物遗传委员会首先提出对某些作物种子采用超年，国际植物遗传委员会首先提出对某些作物种子采用超干贮藏的设想；干贮藏的设想；19861986年，英国的里丁大学首先开始种子超干贮藏年，英国的里丁大学首先开始种子超干贮藏研究；研究

11、；2020世纪世纪8080年代后期，我国浙江农业大学也开始相关研究。年代后期，我国浙江农业大学也开始相关研究。 1. 1.适合超干贮藏种子种类适合超干贮藏种子种类：除顽拗型种子外，多数植物种子可：除顽拗型种子外，多数植物种子可以进行超干燥贮存，但不同类型的种子耐干程度有差异。以进行超干燥贮存，但不同类型的种子耐干程度有差异。 2 2种子忍耐超干的限度：种子忍耐超干的限度：种子寿命随含水量下降而延长，当种种子寿命随含水量下降而延长，当种子水分低于临界值，种子寿命不再延长，并出现干燥损伤。子水分低于临界值，种子寿命不再延长，并出现干燥损伤。种子加工与贮藏种子加工与贮藏（二）种子超干贮藏的研究概况（

12、二）种子超干贮藏的研究概况 3. 3.种子干燥的适合速率：种子干燥的适合速率：种子的干燥速率因干燥剂的种类和剂种子的干燥速率因干燥剂的种类和剂量不同而个同。种子在量不同而个同。种子在P P2 2O O5 5、CaOCaO、CaClCaCl2 2和硅胶中的干燥速率依和硅胶中的干燥速率依次递减。干烘速率对种子活力的影响尚有不同的看法，有待深入次递减。干烘速率对种子活力的影响尚有不同的看法，有待深入研究。研究。 4 4种子含油量与脱水速率的关系：种子含油量与脱水速率的关系：种子含油量的高低与其脱水种子含油量的高低与其脱水速率及耐干性能均成正相关，此系种子胶体化学特性所决定。速率及耐干性能均成正相关，

13、此系种子胶体化学特性所决定。种子加工与贮藏（三）种子超干贮藏的理论基础和原理的研究（三）种子超干贮藏的理论基础和原理的研究 超干处理可阻止或延缓种子活力的下降、细胞膜结构的超干处理可阻止或延缓种子活力的下降、细胞膜结构的损伤、细胞器和遗传物质的畸变与解体、贮藏物质的大量外损伤、细胞器和遗传物质的畸变与解体、贮藏物质的大量外渗和各种酶活性的下降等，是种子活力保持在较高水平。渗和各种酶活性的下降等，是种子活力保持在较高水平。 超干种子活力的保持与自由基清除系统完好有关。超干种子活力的保持与自由基清除系统完好有关。种子加工与贮藏（四）种子超干贮藏的技术关键（四）种子超干贮藏的技术关键 1 1超低含水

14、量种子的获得超低含水量种子的获得 目前采用的方法有冷冻真空干燥、鼓风硅胶干燥、干燥目前采用的方法有冷冻真空干燥、鼓风硅胶干燥、干燥剂室温下干燥等等。剂室温下干燥等等。 2 2超干种子萌发前的预处理超干种子萌发前的预处理 采用采用PEGPEG引发处理或回干处理的措施能有效地防止超引发处理或回干处理的措施能有效地防止超干种子的吸胀损伤，获得高活力的种苗。干种子的吸胀损伤，获得高活力的种苗。种子加工与贮藏第十二章 种子贮藏的应用技术第一节第一节 超低温和超干贮藏技术超低温和超干贮藏技术第二节第二节 顽拗型种子贮藏技术顽拗型种子贮藏技术第三节第三节 种子贮藏的计算机管理技术种子贮藏的计算机管理技术第二

15、节 顽拗型种子贮藏技术顽拗型种子的含义：顽拗型种子的含义：Roberts(1973)提出了提出了“顽拗型顽拗型”种子和种子和“正常型正常型”种子的概念：种子的概念：顽拗型种子顽拗型种子是对干燥和低温敏感的种子，在自然条件下贮藏寿是对干燥和低温敏感的种子，在自然条件下贮藏寿命短。命短。正常型种子正常型种子是指能在干燥，低温条件下长期贮藏的植物种子。是指能在干燥，低温条件下长期贮藏的植物种子。有些植物种子如咖啡和木瓜种子的贮藏特性介于顽微型种子和有些植物种子如咖啡和木瓜种子的贮藏特性介于顽微型种子和正常型种子之间，这类植物的种子称为正常型种子之间，这类植物的种子称为中间型种子。中间型种子。一、顽拗

16、型种子研究的意义一、顽拗型种子研究的意义l虽然产生顽批型种子的植物种类相对较少，但这些植物多属于虽然产生顽批型种子的植物种类相对较少，但这些植物多属于经济价值较高或珍贵的作物，有些植物具有很高的生态利用价经济价值较高或珍贵的作物，有些植物具有很高的生态利用价值。因此，顽批型种子的研究越来越受到国内外种子科学工作值。因此，顽批型种子的研究越来越受到国内外种子科学工作者的重视者的重视(黄雪梅等黄雪梅等2004)。l研究种子的顽拗性对阐明种子贮藏特性的分化、遗传和分子机研究种子的顽拗性对阐明种子贮藏特性的分化、遗传和分子机制，更好地解决顽拗型种子的贮藏具有重要意义。制，更好地解决顽拗型种子的贮藏具有

17、重要意义。二、 顽拗型种子的生理和贮藏特性1、干燥脱水易损伤、干燥脱水易损伤 2、易遭冷害和冻害、易遭冷害和冻害 3、寿命短，不耐贮藏、寿命短，不耐贮藏 4、属大型和大粒种子、属大型和大粒种子 5、多属于热带植物、多属于热带植物（一）、 顽拗型种子的生理特性 1、干燥脱水易损伤、干燥脱水易损伤l干燥脱水易损伤是顽拗型种子最显著的特性。干燥脱水易损伤是顽拗型种子最显著的特性。l对典型的顽拗型种子而言，保持种子活力的最低水分通常对典型的顽拗型种子而言，保持种子活力的最低水分通常为为35%35%40%40%，水分干燥至某一临界值时，一般为，水分干燥至某一临界值时，一般为12%12%35%35%，种子

18、则死亡。种子则死亡。l不同的顽拗型种子脱水耐性不同。不同的顽拗型种子脱水耐性不同。 2、易遭冷害和冻害、易遭冷害和冻害u顽拗型种子由于水分高，在零下温度会在细胞内形成冰晶体顽拗型种子由于水分高，在零下温度会在细胞内形成冰晶体而杀死细胞，导致细胞死亡。而杀死细胞，导致细胞死亡。u一些热带的顽拗型种子对温度更敏感，不但易遭冻害，而且一些热带的顽拗型种子对温度更敏感，不但易遭冻害，而且易遭冷害。如可可、婆罗洲樟种子在易遭冷害。如可可、婆罗洲樟种子在1010，杧果在，杧果在36 就就会死亡。会死亡。u有时冷害往往不是低温的直接作用，而是在种子吸胀时发生有时冷害往往不是低温的直接作用，而是在种子吸胀时发

19、生损伤。损伤。 3、寿命短，不耐贮藏、寿命短，不耐贮藏p寿命短、不耐贮藏是顽拗型种子另一个显著特点。寿命短、不耐贮藏是顽拗型种子另一个显著特点。p多数顽拗型种子在自然条件下的寿命为几周到几个月，有多数顽拗型种子在自然条件下的寿命为几周到几个月，有些只有几天多几周，运输和短期贮藏都很困难。些只有几天多几周，运输和短期贮藏都很困难。p即使采用适温保湿贮藏，顽拗型种子的贮藏时间也很短。即使采用适温保湿贮藏，顽拗型种子的贮藏时间也很短。 如橡胶种子在湿木屑中，外用有孔的聚乙烯包装，在如橡胶种子在湿木屑中，外用有孔的聚乙烯包装，在7-7-1010下只能保存下只能保存4 4个月。个月。 4、属大型和大粒种

20、子、属大型和大粒种子l顽拗型种子和正常型种子在种子形态上差异明显。顽拗型种子和正常型种子在种子形态上差异明显。l多数顽拗型种子较大，种子千粒重通常大于多数顽拗型种子较大，种子千粒重通常大于500g500g。l然而在水生植物中，顽拗型种子通常是小粒种子。然而在水生植物中，顽拗型种子通常是小粒种子。5 5、多属于热带植物、多属于热带植物l顽拗型种子多数属于多年生。顽拗型种子多数属于多年生。l多数顽拗型种子成熟时存在肉质或多浆汁果实中，且种果多数顽拗型种子成熟时存在肉质或多浆汁果实中，且种果皮透性差。在生理成熟期含水量通常为皮透性差。在生理成熟期含水量通常为50%50%70%70%，比正常，比正常种

21、子高种子高30%30%50%50%。 顽拗型种子的鉴定：顽拗型种子的鉴定：顽拗型种子脱落时含水量高，在自然条件下贮藏寿命短。顽拗型种子脱落时含水量高，在自然条件下贮藏寿命短。因此，当一因此，当一种植物的种子种植物的种子在自然条件下贮藏寿命很短在自然条件下贮藏寿命很短时，可初步确定为时，可初步确定为顽拗型种顽拗型种子。子。 种子的顽拗性鉴定是根据干燥后种子生活力的丧失进行的。除了种种子的顽拗性鉴定是根据干燥后种子生活力的丧失进行的。除了种子的顽拗性之外，种子成熟度、干燥方法、种子预处理、生活力测定子的顽拗性之外，种子成熟度、干燥方法、种子预处理、生活力测定方法等都会影响种子生活力的测定结果，因此

22、，在无法诽除上述因素方法等都会影响种子生活力的测定结果，因此，在无法诽除上述因素对种子生活力测定结果影响的情况下，仅凭干燥后种子生活力的丧失对种子生活力测定结果影响的情况下，仅凭干燥后种子生活力的丧失很难对种子的顽拗性作出准确判断，因此迄今尚有许多植物种子的贮很难对种子的顽拗性作出准确判断，因此迄今尚有许多植物种子的贮藏特性未得到确认。藏特性未得到确认。1. 影响顽拗型种子长期贮藏的因素影响顽拗型种子长期贮藏的因素（1）易产生干燥损伤）易产生干燥损伤（2）不耐低温、易发生冷害）不耐低温、易发生冷害（3）微生物生长旺盛）微生物生长旺盛（4）呼吸作用强）呼吸作用强（5）贮藏期间易发芽）贮藏期间易发

23、芽（二）、（二）、 顽拗型种子的贮藏特性顽拗型种子的贮藏特性2、贮藏顽拗型种子的关键措施、贮藏顽拗型种子的关键措施 1控制水分控制水分 对顽拗型种子来说，适宜的种子水分是保持种子生活力的关对顽拗型种子来说，适宜的种子水分是保持种子生活力的关键。键。 2 防止发芽防止发芽 顽拗型种子在贮藏过程中最易发生的现象就是发芽。顽拗型种子在贮藏过程中最易发生的现象就是发芽。 3 适宜低温适宜低温 贮藏温度是影响贮藏安全的另一个重要因素，尽可能采用低贮藏温度是影响贮藏安全的另一个重要因素，尽可能采用低温贮藏对保持种子生活力有利。温贮藏对保持种子生活力有利。三、顽拗型种子的分类三、顽拗型种子的分类 1. 1.

24、低度顽拗型种子低度顽拗型种子 这类种子在生活力丧失前可以忍耐较多水分的丧失，如栎这类种子在生活力丧失前可以忍耐较多水分的丧失，如栎属的几个种。属的几个种。 2. 2.中度顽拗型种子中度顽拗型种子 不能忍受较多水分的丧失，发芽稍快于低度顽拗型种子，不能忍受较多水分的丧失，发芽稍快于低度顽拗型种子，如可可和榴莲。如可可和榴莲。 3. 3.高度顽拗型种子高度顽拗型种子 这类种子脱落后发芽立即开始。这类种子脱落后发芽立即开始。四、顽拗型种子的贮藏方法四、顽拗型种子的贮藏方法 1. 种子适温保湿贮藏种子适温保湿贮藏u适温保湿贮藏是根据顽拗型种子贮藏特点及其贮藏的影响因素适温保湿贮藏是根据顽拗型种子贮藏特

25、点及其贮藏的影响因素而设计的一种短期贮藏方法，实际中应用的方法主要包括吸胀而设计的一种短期贮藏方法，实际中应用的方法主要包括吸胀贮藏法和水浸贮藏法。贮藏法和水浸贮藏法。u适温保湿贮藏法可以防止脱水伤害和低温伤害，将顽拗型种子适温保湿贮藏法可以防止脱水伤害和低温伤害，将顽拗型种子的寿命从几天或十几天延长至几个月甚至几年，能有效解决顽的寿命从几天或十几天延长至几个月甚至几年，能有效解决顽撤型种子的运输和短期贮藏问题。撤型种子的运输和短期贮藏问题。 2种子超低温保存种子超低温保存 超低温保存被认为是长期保存顽拗型种子种质资源的最有超低温保存被认为是长期保存顽拗型种子种质资源的最有前途的方法。在理论上

26、，采用超低温保存生物材料，可以最大前途的方法。在理论上，采用超低温保存生物材料，可以最大限度地抑制生理代谢活动，降低劣变频率，达到长期保存种质限度地抑制生理代谢活动，降低劣变频率，达到长期保存种质资源的目的。资源的目的。 3离体保存离体保存 离体保存是指在无菌的环境条件下进行植物组织和细胞培离体保存是指在无菌的环境条件下进行植物组织和细胞培养，然后将培养得到的能再生成小植株的中间繁殖体在人工控养，然后将培养得到的能再生成小植株的中间繁殖体在人工控制的条件下培养或保存以达到长期保存种质资源目的的方法。制的条件下培养或保存以达到长期保存种质资源目的的方法。常用的离体保存方法有常用的离体保存方法有常温保存常温保存和和限制生长保存限制生长保存。（1）常温保存）常温保存 也叫继代培养保存，是指在常温条件下每隔一定的时间将也叫继代培养保存，是指在常温条件下每隔一定的时间将植物的中间繁殖体进行继代培养以达到保存种质资源目的的植物的中间繁殖体进行继代培养以达到保存种质资源目的的方法。方法。 （2）限制生长保存）限制生长保存 此是通过改变培养基组分或环境条件，使中间繁殖体的生此是通过