[发明专利]藤茶提取物在提高水稻劣变种子发芽率中的应用

说明书

技术领域

本发明属于水稻种子引发技术研究领域，特别涉及一种藤茶提取物在提高水稻劣变种子发芽率中的应用。

背景技术

中国是一个拥有十几亿人口的发展中大国，粮食安全始终是关系经济发展、社会稳定和国家安全的全局性重大战略问题。水稻是我国的主要粮食作物，占全国粮食总产量一半以上，在粮食安全中具有极其重要的地位。我国水稻常年播种面积约3000万公顷，年用种量相当庞大。由于水稻种子生产的复杂性和种子市场难预测性的影响，再加上全球气候变化、极端气候及自然灾害频现，常需要对大量水稻种子贮藏进行年度间调节。然而，每年因贮存方法不当导致水稻种子活力降低、发芽率下降而报废，造成巨大的经济损失，甚至严重影响到水稻产业的发展。据不完全统计，中国每年因稻谷储藏过程中陈化变质、仓储害虫以及霉变影响造成的损失约占总储存量的3%，达数百亿斤，每年损失不低于200亿元。由于常规稻和杂交稻种子储藏造成的发芽率下降带来的直接和间接经济损失更是巨大。

目前，在提高水稻种子耐贮藏技术或种子活力保持技术方面的研究比较多，但在种子劣变后，对种子胚活力如何进行拯救的研究比较薄弱。因此，当伴随着突发事件（如遇上新制种子歉收的年份或遭受灾害年份等）发生时，通过水稻种子引发技术，拯救提高劣变种子的胚活力或恢复种子活力而将劣变种子应用于大田生产显得尤为重要。

种子引发（Seed Priming）是提高种子活力的一种新技术，实质属于种子胚活力拯救范畴。种子引发又称为渗透调节（Osmo—conditioning），最早由Heydeker于1973年提出，它通过控制种子缓慢吸水，使其停留在吸涨的第二阶段，让种子进行预发芽，促进细胞膜、细胞器、DNA的修复和酶的活化，使之处于发芽的准备状态但防止胚根的伸出。种子引发技术是基于种子萌发的生物学机制提出的，目的是促进种子萌发，并且提高萌发时间的稳定率和萌发整齐率，减小萌发时间的标准差，提高苗的抗性和素质、改善营养状况。大量研究表明，经过引发的种子，活力明显增强，发芽率、成苗率和抗逆性显著提高，出苗快而齐，产量增加，品质也得到改善。

随着科学技术的发展，种子引发研究不断深入，引发的方法也不断拓展，目前主要有液体引发、固体基质引发、滚筒引发、生物引发和膜引发等多种方式，主要通过渗透调节、温度调节、气体调节和激素调节等来达到目的。目前有关种子引发的研究大多集中在果树、蔬菜、花卉等园艺作物或烟草、牧草等种子领域，其引发机理的研究受到了更多关注，应用途径及前景也在不断拓展。相比之下，近年来对水稻种子特别是杂交水稻种子引发的研究比较少。有关水稻种子引发方法主要有以下几个：

一是采取水、PEG、PVA、KNO₃、KH₂PO₄、CaCl₂、赤霉素、水杨酸等进行渗透调节，其中又以PEG引发效果较好。PEG（化学名为聚乙二醇）是一种高分子聚合物，化学稳定性高，不透过细胞壁，因而不影响细胞的生化反应，PEG溶液通过胶体渗透势来调控细胞吸水的程度和状态，能使种子的吸水趋于稳定和同步化，最终提高萌发率和整齐率，比采用单一的水浸泡引发要有效的多。

二是利用抗生素或者稀土元素La或Ce处理水稻种子，处理后种子活力明显增加。

三是采用固体基质引发，如蛭石、页岩、细沙等，通过固体基质控制种子吸水量从而达到引发目的。

尽管各种引发剂都有各自的特点，但是缺点也很明显：PEG具有胶体的性质，其溶液能得到较低的水势，而且其对种子无毒害作用，但是粘性较大，溶液中氧溶度低，且用量较大，成本高，种子表面带菌量上升等。PVA作用机理与PEG类似，具有用量少，成本低的优点，但是引发效果不理想，达不到生产要求。

无机盐离子一般都用量少，成本相对较低，但是无机盐的离子可以在处理过程中渗入种子和在种子中积累，从而降低种子渗透势，导致种子吸收更多水分而降低发芽率。水引发可能会引起种子吸湿不均导致种子吸胀伤害、种子表面带菌量上升。

适当的激素（如赤霉素等）处理通常对新鲜种子的寿命、生活力或者发芽力有促进作用，但用激素处理劣变种子，除个别激素或浓度对种子活力的降低不明显外，总体趋势为用激素处理显著抑制种子萌发，所以用激素处理劣变种子并不是一种复苏和提高劣变种子活力的好方法。

水稻种子经抗生素、稀土元素La或Ce处理后，虽然种子活力明显增加，但是药剂的毒性及对环境污染的副作用等问题不容小觑，特别是稀土在农田土壤中容易积累,对作物甚至农田生态系统产生的负面效应会影响到农田生态系统的可持续利用。