种子老化程度对青稞抗寒生理及产量品质的实验评估

作为特色粮食作物，青稞（Hordeum vulgare L. v. nudum Ho. f.）源自青藏高原地区，具备关键的经济、生态与文化意义，其生长发育之际，往往面临着低温等逆境胁迫，显著降低了产量和品质水平。种子为植物生长拉开序幕，其质量在作物抗逆性以及最终产量和品质方面起着举足轻重的作用，种子老化表示种子在贮藏阶段，缘于环境因素和种子自身代谢，引起种子活力下降、生理机能减退的进程。有关种子老化在青稞抗寒生理及产量品质影响上的研究较为稀少，全面深入探究这一问题，对于优化青稞种子的贮藏技术，提升其在低温环境下的生产能力意义不容小觑。

1 材料与方法

1.1 实验材料

采用当地主推的青稞品种“阿青 6 号”，该产品适应性广，在海拔 2600-3300米的高寒区均表现稳定，抗逆性强，高抗条锈病，中抗白粉病，中感赤霉病，轻感斑点病。本次试验挑出饱满、大小规整一致的种子作为实验用材。

1.2 种子老化处理

把种子划分成4 个组，分别开展不同程度的老化处理：

① 对照组（CK）：不做处理，正常贮藏。

② 轻度老化组（T1）：把种子置于相对湿度90%、温度40℃的人工气候箱处理3 天。

中度老化组（T2）：在温度 40^∘C 、相对湿度90% 的人工气候箱开展6 天处理。

④ 重度老化组（T3）：在温度为40℃且相对湿度90% 的人工气候箱里处理9 天。

1.3 抗寒处理与指标测定

将不同老化处理的种子播撒到育苗盘，当幼苗成长至三叶一心阶段，放进 4℃人工气候箱开展24 小时低温胁迫的相关处理，对以下生理指标分别开展测定：

①细胞膜透性：采用电导率法开展相关测定[1]。

②测定丙二醛（MDA）含量采用硫代巴比妥酸（TBA）法。

③抗氧化酶活性：超氧化物歧化酶（SOD）活性的检测采用了氮蓝四唑（NBT）光化还原法，采用愈创木酚法测定过氧化物酶（POD）的活性，采用紫外吸收法测定过氧化氢酶（CAT）的活性。

1.4 田间种植与产量品质测定

把不同老化处理后的种子移栽进试验田，各处理均设置 3 次重复操作，按随机区组顺序排列，测定产量的构成因素（穗粒数、千粒重、亩穗数）继而计算产量；采用近红外光谱仪对青稞籽粒的蛋白质、淀粉含量等品质指标进行测定 [2]。

1.5 数据分析

运用 Excel 2019 实施数据初步处理，利用 SPSS 26.0 软件开展单因素方差分析（ANOVA）同时进行Duncan 多重比较，把显著性水平设成 P<0.05

2 结果与分析

2.1 种子老化对青稞抗寒生理特性的影响

2.1.1 细胞膜透性

如表 1 所示，伴随种子老化程度不断加重，低温胁迫施加后，青稞幼苗的细胞膜透性明显增大，对照组所测得电导率为 25. 3±1.2 μS/cm，重度老化组（T3）里，电导率上升至42.6±1.8μS/cm， ，和对照组对比，增幅为 68.4%，这显示在低温胁迫下，老化种子细胞膜的损伤程度更重，细胞内物质外渗的状况进一步加剧。

2.1.2 丙二醛（MDA）含量

MDA 含量可衡量细胞膜脂过氧化程度[3]。随着种子老化程度不断加重，低温胁迫状态下，青稞幼苗MDA 含量呈上升态势，对照组所测MDA 含量为 12.5±0.8nmol/g ，重度老化组（T3）结果为 20.3±1.1 nmol/g，较对照组而言，提高了 62.4 个百分点，体现出老化种子在低温下膜脂过氧化程度变剧烈，细胞膜结构和功能的破坏程度进一步加剧。

2.1.3 抗氧化酶活性

SOD、POD和 CAT 为植物体内意义重大的抗氧化酶，可有效去除活性氧，减轻氧化所致的伤害，轻度老化阶段（T1）期间，对照实验组，SOD、POD和 CAT 活性有一定升高，也许是植物对轻度逆境做出的应激反应；但随着老化程度不断恶化，抗氧化酶的活性急剧地下降了，表明重度老化造成了青稞幼苗抗氧化防御能力的削弱，让其在低温胁迫的环境中更易受氧化伤害。

2.2 种子老化对青稞产量的影响

种子老化显著影响青稞产量，老化程度不断加重，亩穗数、穗粒数和千粒重及产量等皆呈现下降趋势。

2.3 种子老化对青稞品质的影响

种子老化对青稞品质也产生了明显影响（表3）。实施老化处理后，青稞籽粒的蛋白质含量连同淀粉含量均有所下滑，以对照组为参照，重度老化组（T3）蛋白质含量降低 12.4%，淀粉含量出现8.7% 的下降，这大概与老化种子生长时代谢陷入紊乱、物质积累遭遇阻碍有关。

3 讨论

种子老化会引起细胞内活性氧的积累，导致细胞膜结构与功能毁坏，引起细胞膜透性不断增大，MDA 含量出现增长态势 [4]。伴随种子老化程度的加重，处于低温胁迫时，青稞细胞膜损伤不断加剧，抗氧化酶活性先出现升高现象后又降低，此结果与前人针对其他作物开展研究所得结论相符 [5]。抗氧化酶活性改变体现出植物在逆境时抗氧化系统动态平衡遭破坏，重度老化种子抗氧化能力欠佳，不能高效去除活性氧，由此加剧了膜脂的过氧化，影响到植株的抗寒本领。

从产量这一维度看，老化种子活力出现了下降，发芽率下降，幼苗素质也降低，引发亩穗数目的下降；植株生长发育的步伐受阻，光合能力呈现出下降，阻碍穗粒数以及千粒重的形成，最终引起产量下降，青稞品质变差也许是鉴于老化种子生长的时候，物质代谢途径受到干扰阻滞，氮素同化以及碳水化合物合成等进程遇阻，造成蛋白质、淀粉等营养物质的积累数量减少。

4 结论

种子老化显著影响青稞的抗寒生理特性、产量及品质。老化程度逐步加重，低温胁迫让青稞细胞膜的受损程度进一步加剧，抗氧化能力走低；产量构成因子呈现降低趋势，最终造成产量降低；籽粒的蛋白质、淀粉等品质指标同样受到负面冲击，在实施青稞生产工作之际，需留意种子贮藏条件的把控，防止种子过度衰老，进而提高青稞抗寒性，增进生产效益，今后可再深入钻研种子老化在青稞抗寒及产量品质方面的分子机制，为推动青稞优质高产栽培提供更精准的理论参照。

参考文献：

[1] 高雪 ， 李安庆 ， 冉黄丹妮 ， 等 . 硒对六个青稞品种种子萌发及吸收转运的影响 [J].核农学报 ，2024，38（07）：1385-1397.

[2] 博拉 ， 钱礼尧 ， 周永洪 . 西藏青稞抗旱研究进展 [J]. 西藏科技 ，2024，46（04）：8-12+21.

[ 3 ]郑明阳 ， 周锐 ， 熊敏先 ， 等 . 植物生长调节剂对青稞种子萌发、幼苗生长 及 耐 旱 性 的 影 响 [J]. 江 苏 农 业 科 学 ，2023，51（10）：105-112.DOI：10.15889/j.issn.1002-1302.2023.10.015.

[4] 方睿霞 ， 王石发 ， 范珊珊 ， 等 . 不同醇溶液对青稞种子萌发及生长的影响 [J]. 湖北农业科学 ，2022，61（20）：13-16.DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.20.003.

[5] 周述明 ， 于皓然 ， 苗彦军 ， 等 . 高原地区厨余垃圾发酵堆肥质量分析及其对青稞种子 发 芽 的 影 响 [J]. 湖 北 农 业 科 学 ，2022，61（19）：39-42.DOI：10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2022.19.007.