[发明专利]十字花科种子活力的检测方法

说明书

技术领域

本发明属分析技术领域，具体涉及种子活力检测。

技术背景

种子活力即种子的健壮度，是种子发芽和出苗率、幼苗生长的潜势、植株抗逆能力和生产潜力的总和，是种子品质的重要指标。高活力种子具有明显的生长优势和优良的生产潜力，对农业生产具有十分重要的意义。快速有效的种子活力检测有助于优质种子的筛选，为农业增产提供保障。目前，常规的种子活力检测方法有：目测法、X光放射显影法、乙烯含量法、电导法、染色法和荧光法等。上述的几种方法，除目测法外，都会在一定程度上破坏种子，导致检测后的种子不能用于生产。发芽试验法比较直观，指标明确，但通常一次实验需要6-10天，耗时长，操作繁琐。因此，建立直接、快速、高通量的种子活力检测方法迫在眉睫。

芥子碱（Sinapoylcholine/sinapine，C16H24NO5）为季铵盐生物碱，是一种非常有价值的天然抗氧化剂，具有多种生理活性，如抗辐射、抗衰老、降血压、消炎止泻等，广泛存在于十字花科植物的种子中。芥子碱硫氰酸盐（Sinapine thiocyanate，C16H24NO5SCN）是芥子碱在植物体中存在的最为广泛的形式，是芥子碱与SCN-相结合的形式。常用芥子碱硫氰酸盐作为标准品来测定芥子碱。电导率法通过检测种子细胞膜的完整性来判断种子活力的大小，已被广泛认可，其原理为细胞膜受损会导致包括氨基酸，多糖以及次生代谢物等在内的细胞内容物渗出。芥子碱作为十子花科植物种子细胞中普遍存在的次生代谢产物，活力弱或者没有活力的种子表面将会不同程度渗出芥子碱，活力强的十字花科种子表面不渗出或者少渗出芥子碱（Sinapine leakage）。因此，可通过测定十字花科种子表面的芥子碱强度来预测种子的活力。

表面解吸常压化学电离串联质谱（SDAPCI-MSⁿ）可对样品表面进行直接分析，因其无需样品预处理、灵敏度高、特异性好，检测速度快等优点，已经广泛应用于食品、医药等多个领域。本发明运用SDAPCI-MSⁿ直接对十字花科种子表面的芥子碱进行测定，来预测十字花科种子活力。

发明内容

为解决现有种子活力检测技术存在破损种子、检测效率低的问题，本发明提供技术方案如下：

十字花科种子活力的检测方法，包括如下步骤：

（1）取十字花科种子，洗净，备用；

（2）表面解吸常压化学电离串联质谱SDAPCI仪器设置：采用液体辅助SDAPCI，主要由涂有绝缘层的放电针和两个不绣钢三通套管组成，一个不锈钢套管中通入氮气解吸气体，另外一个不锈钢套管中通入解吸气体，大流速的鞘气和液体形成的高速喷雾对样品表面分析物进行解吸，分析物在放电针的电场下形成离子进入到质谱；

调节实验参数条件：设置LTQ-MS为正离子检测模式，质谱检测扫描范围为m/z 200-400；离子源电压为4.0 kV；毛细管温度为275 ℃；辅助解吸气N₂气压为1.8 MPa；解吸剂为甲醇/水溶液（1:1，v:v），流速为7 μL/min；在串联质谱时，母离子的选择窗口为1.4 Da，碰撞时间为30 ms，碰撞能量为10-30%；其它参数采由LTQ-MS系统自动优化；

（3）将步骤（1）所得种子直接放在离子源下方，对其表面进行检测，分析芥子碱信号强度；

（4）取不同芥子碱信号强度的种子，进行种子发芽试验，绘制芥子碱信号强度与种子发芽率关系曲线，得出样品种子发芽率。

所述步骤（2）调节试验参数条件中所有质谱记录时间为1 min；质谱入口与离子源距离为15 mm；离子源与样品表面的距离为2 mm；喷雾针与样品表面的角度为45°；样品表面与质谱仪入口毛细管的角度：15°-30°；种子老化箱的相对湿度RH为95%，温度分别设置为50 ℃和65 ℃。

步骤（3）所述分析芥子碱信号为分析芥子碱二级质谱特征离子m/z 251净响应信号强度。

本发明的有益效果是：本文运用表面解吸常压化学电离串联质谱（SDAPCI-MSⁿ）直接对十字花科种子表面的芥子碱进行测定，来预测十字花科种子活力的方法。该方法分析速度快，可以快速、批量、无损的检测种子的活力，实现了种子的高通量检测。测定后种子发芽率不受影响，节约了种子资源。因为本方法中被检测的种子没有受到任何的损害，因此可应用于监控存储过程中种子的品质，实时指导种子存储条件的调控。

附图说明

图1 SDAPCI-MS检测种子结构示意图。