一種快速無損檢測作物種子活力的方法與流程
2024-04-09 15:01:05 1
本發明涉及種子活力的檢測方法，具體涉及一種快速無損檢測作物種子活力的方法。
背景技術：
目前，國內外種子科學領域比較公認的種子活力定義是ista(internationalseedtestingassociation，國際種子檢驗協會)和aosa(associationofofficialseedanalyst，美國官方種子分析協會)的定義。ista的定義是在理想條件下對種子活力的描述，較抽象，即「種子活力是決定種子或種子批在發芽和出苗期間的活性水平和行為的那些種子特性的綜合表現。表現良好的為高活力種子，表現差的為低活力種子」。與之相比，aosa的定義突出了「廣泛田間條件」，更易理解，即「種子活力是指在廣泛的田間條件下，決定種子迅速整齊出苗和長成正常幼苗潛在能力的總稱」。
長期以來，人們多用發芽率來衡量種子的播種品質，但生產中常遇到發芽率與田間出苗率不相符的情況，便試圖尋找一種能準確預測種子田間出苗情況的指標，種子活力應這種生產需要被提出。目前，測定種子活力的方法主要有三大類：發芽法、逆境法和生理生化法。發芽法利用標準發芽試驗測定種子萌發速度、幼苗健壯程度和活力指數等相關指標來判斷種子活力高低。逆境法是將種子置於不同的逆境條件下處理，高活力種子抗逆力強，經逆境處理後仍能萌發，其結果與田間出苗率較為一致，如加速老化法和低溫測定法。生理生化法主要包括電導率法和四唑測定法。這些方法都需要對種子進行處理，測定種子活力後不能再用於播種，發芽法和逆境法耗時長。
為了加快種子活力檢測的速度，國內外很多研究者對傳統方法進行改進或建立了新的方法，其中的部分方法有所改善，但還有待進一步提高。
技術實現要素：
為了加快種子活力的檢測速度,本發明提供了一種快速無損檢測作物種子活力的方法；本發明通過無損測定種子的蛋白絕對含量來評價種子活力的高低，不僅能縮短種子活力檢測時間，最重要的是不損傷種子，而且檢測後的種子仍可用於播種或繼續貯藏。本發明能夠顯著提高種子活力檢測速度，還可應用於高、低活力種子的分選。
發明人經研究發現，種子的蛋白絕對含量與幼苗單株乾重成極顯著正相關，新收穫的種子或短時間貯藏的種子發芽指數相差不大，活力指數主要受幼苗株乾重影響，因此，蛋白絕對含量較高的種子活力較高。不同作物種子的蛋白絕對含量與幼苗單株乾重的回歸方程可能不同，但相關關係規律一致。基於上述研究，本發明提供了一種無損檢測種子活力的方法。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：
一種快速無損檢測作物種子活力的方法，先用近紅外光譜測定作物種子蛋白相對含量(單位：％)，再測定作物種子樣品的粒重；種子的蛋白絕對含量(單位：mg)＝種子蛋白相對含量×粒重(單位：mg)；通過種子的蛋白絕對含量確定作物種子活力高低；作物種子中蛋白絕對含量值越高，作物幼苗株乾重和種子活力就越高。所述粒重為用於檢測的所有作物樣品的總重量。
在本發明中，所述的粒重可以是單粒重、百粒重或千粒重等(單粒重通常由百粒重或千粒重計算，粒數越多，誤差越小)。如：單粒種子的蛋白絕對含量(mg)＝種子蛋白相對含量×單粒重；100粒種子的蛋白絕對含量(mg)＝種子蛋白相對含量×百粒重，1000粒種子的蛋白絕對含量(mg)＝種子蛋白相對含量×千粒重。
本發明與現有的檢測方法相比，具有以下優勢：
1)現有的種子活力檢測方法的檢測時間較長，短的需要幾小時至幾十小時，長的需要10天左右。而本發明的檢測方法只需10分鐘左右即可檢測一個樣品，且操作簡單。
2)現有的種子活力檢測方法需要對作物種子進行處理，如發芽、老化、切割等，檢測完種子活力後不能用於播種。本發明的檢測方法無需對種子進行特殊處理，檢測後的作物種子仍可用於播種或再繼續貯藏。
附圖說明
圖1快速無損檢測種子活力的技術方案流程圖。圖中實線箭頭為建立回歸方程的步驟，虛線箭頭為用待測樣品驗證本方法的步驟。
圖2小麥種子蛋白絕對含量與幼苗株乾重的回歸分析。圖中方程為回歸方程，r2為相關係數。圖2表明小麥種子蛋白絕對含量與幼苗單株乾重呈極顯著正相關。
圖3玉米種子蛋白絕對含量與幼苗株乾重的回歸分析。圖中方程為回歸方程，r2為相關係數。圖3表明玉米種子蛋白絕對含量與幼苗單株乾重呈極顯著正相關。
具體實施方式
實施例1快速無損檢測小麥種子活力
1材料
選取30個小麥樣品，每個小麥樣品中選取100粒種子用於標準發芽試驗，建立回歸方程；然後用2個小麥樣品a和b進行種子活力檢測驗證。
2方法
(1)種子蛋白絕對含量的測定
首先，選取用於測定標準發芽試驗的種子樣品100粒；先用近紅外光譜測定小麥種子蛋白相對含量(％)。其次，測定100粒種子樣品的百粒重。單粒種子蛋白絕對含量(mg)＝種子蛋白相對含量×百粒重/100。
(2)幼苗株乾重的測定
用標準發芽試驗測定幼苗株乾重。標準發芽試驗：採用砂床，石英砂的直徑為0.05mm-0.8mm，砂的含水量為60％飽和含水量，將溼砂混勻後放入發芽盒內，刮平底砂後小麥種胚朝上放置種子，種子擺放完畢後再蓋2cm含有60％飽和含水量的石英砂覆蓋種子。根據國際種子檢驗規程規定的發芽溫度和發芽天數進行標準發芽試驗。小麥的發芽溫度為20℃，發芽天數為8天。發芽試驗結束後，統計正常苗數量，從幼苗上去掉種子，然後將幼苗清洗乾淨。幼苗在105℃殺青30min，80℃烘乾至恆重，稱重後計算單株乾重。
(3)建立回歸方程
以種子蛋白絕對含量(mg)為橫坐標，幼苗株乾重(mg)為縱坐標做30個小麥樣品的散點圖，擬合回歸方程(圖2)。y＝1.5736x+9.9571，r2＝0.8046
(4)評價小麥種子活力驗證
兩個待測小麥種子活力的樣品a和b的蛋白絕對含量分別為6.840mg和5.692mg，因此a比b的種子活力高。將a和b的蛋白絕對含量代入回歸方程計算的株乾重預測值分別為20.721mg和18.914mg，通過標準發芽試驗測定的a和b的株乾重實測值分別為19.917mg和18.456mg，也說明a比b的種子活力高，種子活力的預測結果和實測結果一致。株乾重預測值與實測值相差分別為4.036％和2.484％，因此相差不大，該方法用於評價小麥種子活力結果可靠。
實施例2快速無損檢測玉米種子活力
1材料
選取10個玉米樣品，每個玉米樣品中選取100粒種子用於標準發芽試驗，建立回歸方程；然後用2個玉米樣品c和d進行種子活力檢測驗證。
2方法
(1)種子蛋白絕對含量的測定
首先，選取用於測定標準發芽試驗的種子樣品100粒；先用近紅外光譜測定玉米種子蛋白相對含量(％)。其次，測定100粒種子樣品的百粒重。單粒種子蛋白絕對含量(mg)＝種子蛋白相對含量×百粒重/100。
(2)幼苗株乾重的測定
用標準發芽試驗測定幼苗株乾重。標準發芽試驗：採用砂床，石英砂的直徑為0.05mm-0.8mm，砂的含水量為60％飽和含水量，將溼砂混勻後放入發芽盒內，刮平底砂後玉米種胚朝上放置種子，種子擺放完畢後再蓋2cm含有60％飽和含水量的石英砂覆蓋種子。根據國際種子檢驗規程規定的發芽溫度和發芽天數進行標準發芽試驗。玉米的發芽溫度為25℃，發芽天數為7天。發芽試驗結束後，統計正常苗數量，從幼苗上去掉種子，然後將幼苗清洗乾淨。幼苗在105℃殺青30min，80℃烘乾至恆重，稱重後計算單株乾重。
(3)建立回歸方程
以種子蛋白絕對含量(mg)為橫坐標，幼苗株乾重(mg)為縱坐標做10個玉米樣樣品的散點圖，擬合回歸方程(圖3)。y＝2.1847x+1.1916，r2＝0.8592
(4)評價玉米種子活力驗證
兩個待測玉米種子活力的樣品c和d的蛋白絕對含量分別為32.85mg和37.86mg，因此d比c的種子活力高。將c和d的蛋白絕對含量代入回歸方程計算的株乾重預測值分別為72.96mg和83.90mg，通過標準發芽試驗測定的c和d的株乾重實測值分別為71.55mg和87.56mg，也說明d比c的種子活力高，種子活力的預測結果和實測結果一致。株乾重預測值與實測值相差分別為1.97％和-4.17％，因此相差不大，該方法用於評價玉米種子活力結果可靠。