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超干燥贮藏种子—种子种质保存技术的新突破
适当降低种子含水量和贮藏温度,可有效延长种子寿命。但长期以来受干燥技术的限制,很难将种子含水量降至5%~7%以下,加上忽略种子萌发前防止吸胀损伤的“渗控”处理,致使人们普遍认为种子不宜太干,经典理论将5%~7%的含水量定为种子安全含水量下限。所以,联合国粮农组织和国际植物遗传资源委员会制定的长期保存种子种质的条件是5%~7%的含水量和-18~-25℃的贮藏温度,当今世界各国普遍采用此标准。但低温保存植物种质耗资巨大,找寻经济简便的保存技术已成为全球的战略目标。 中国科学院植物研究所郑光华研究员、景新明研究员等在国家自然科学基金(批准号:39070101,39670085,39870058)资助下,开展了种子种质超干保存的研究,突破了传统的5%~7%种子安全含水量下限的束缚,为节能型种子保存新技术的开发提供了理论和应用依据。 1.证明多数正统型植物种子通过特殊干燥技术,将含水量降至5%~7%以下后,耐藏性大大提高。超干的种子与特定的包装技术结合,保存效果更好。 2.从种子生活力与活力、生理生化特性、细胞超微结构、生物膜结构与功能、同工酶完整性、染色体畸变及DNA多态性分析证实,合适的超干贮藏不导致种质变异,其遗传完整性可良好保持。 3.某些种子可能在超干过程中受损,萌发初期会吸胀损伤。通过适当的干前渗调和萌发前的逐步回湿,可将损伤有效减轻或消除。 4.超干短命类种子(如榆树、杜仲)的室温贮藏效果与高含水量种子在低温(-20℃)或超低温(-196℃)贮藏下的效果相同或基本一致。 该成果标志着我国在种子种质节能保存新技术研究领域已跃上一个新台阶。论文发表于1998年第393卷的Nature上。该技术有可能大幅度降低建造种子库及其维护费用,在生物多样性保护领域有巨大应用前景与经济效益,可能导致植物种质资源保存技术上的革新。 图1 杜仲种子超干贮藏两年后效果的比较。(a)超干种子室温贮藏,含水量3.3%,发芽率97%,活力指数26.7;(b)-200C贮藏,含水量8.4%,发芽率96%,活力指数24.1;(c)对照种子室温贮藏,含水量7.5%,生活力基本丧失。
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