种子活力的生理和遗传机理研究进展 孙群，王建华，孙宝启 (中国农业大学农学与生物技术学院种子科学系，北京100094) 摘装：种子活力是反肤种子在各种客体下具有的潜在萌发与出苗能力，以及贮装性能的性状，漫遗传、种子发 育期间的环境条件及贮藏条件等因素共同决定，较种子标准发芽率更能说明种子质量的优劣近年来，国内 来和AB等抗延物质与种子活力的 、来色体及因的 和胚蛋白的降解等则被 活力逃即种 子老化务变的重要原因 子活力是 传学与0m分主美中在形华指 一个由多基因控制 数量性 ,目前拟南芥和水 植物种子活力的 而生理学指标的分析较 南种子活力有关的QL位点的数量 在染 体上的位置、遗传效应及其与环境互作效应等，与枝物种类和种子活力性状指标有关，遗传作用特点不尽相同。 关键词：种子活力；生理机理；遗传机理；QL分析 Advances on Seed Vigor Physiological and Genetic Mechanisms SUN Qun,WANG Jian-hua,SUN Bao-qi (Department of Seed Science.College of Agriculture and Biotechnology.China Agricultural University.Beiling 100094) Abstract:Sed vig or is a mo re pron ng seed quality chara cter retle field emerg ce and see at the ate nd da eroxidation chromosome deform and genes aberrance and embryo controlled by multi-genes.Genetic and TLanalysesonseed vigor trait in model plants,such as rabidos and rice.are mostly concentratedonreed morphology traits few physiological trats have been researched.It was conluded that all of the TLgenetic characteristics of seed vigor -including QTL quantities,its locus on chromo some,genetic effects.and interaction effects between enetic and environment-differed with plant species and used seed vigor traits Key words:Seed vigor;Physiological and genetic mechanism;OTL analyses 1876年，种子学的创始人Nobbe发现同一批种 下， 决定种子迅速整齐出苗以及幼苗正常生长的潜 在发芽和幼苗生长速度上存在个体差异，首次提出丁 力 '。高活力种子发芽早、出苗整齐迅速，对不良环 生长力(driving force)一词，即现在的种子活力。20 境的抵抗力强，具有明显的生长优势和生产潜力：低 世纪50年代，STA(国际种子检验协会)首次讨论 活力种子在适宜的条件下虽然能发芽，但是发芽缓慢， 了种子活力(seed vigor)的概念，并在1976年通过 在不良环境条件下出苗不整齐，甚至不出苗。发芽率 定义：种子活力是种子在发芽和出苗期间的活性强度 的测定是在最合适的室内条件下进行的，是对种子的 及特性的综合表现。1980年，北美官方种子分析家协 生活力进行评价，它并没有考虑到影南种子田间出苗 会(AOSA)把种子活力定义为：在广泛的田间条 的各种因素。种子活力的测定是评价种子对环境因素 50中国农业科学 2007,40(1):48-53 Scientia Agricultura Sinica 收稿日期：2005-02-26；接受日期：2006-08-30 项目基金：北京市科技计划项目（D0705006040191） 作者简介：孙群（1971-），女，山东莱阳人，讲师，博士研究生，研究方向为种子活力。Tel：010-62732775；13651234732；E-mail：sqcau@126.com。 通讯作者孙宝启（1955-），男，河北易县人，教授，研究方向为种子科学及小麦遗传育种。Tel：010-62732775；E-mail：sbq5583@ 263.net 种子活力的生理和遗传机理研究进展 孙 群，王建华，孙宝启 （中国农业大学农学与生物技术学院种子科学系，北京 100094） 摘要：种子活力是反映种子在各种条件下具有的潜在萌发与出苗能力,以及贮藏性能的性状,受遗传、种子发 育期间的环境条件及贮藏条件等因素共同决定，较种子标准发芽率更能说明种子质量的优劣。近年来，国内 外有关种子活力的生理机理研究表明，在种子发育后期，LEA 蛋白、寡聚糖和 ABA 等抗逆物质与种子活力的 形成有关，而膜脂过氧化作用、染色体及基因的畸变和胚蛋白的降解等则被认为是引起或加剧种子活力衰退即种 子老化劣变的重要原因。种子活力是一个由多基因控制的数量性状，目前拟南芥和水稻等模式植物种子活力的遗 传学与 QTL 分析主要集中在形态学指标，而生理学指标的分析较少。与种子活力有关的 QTL 位点的数量、在染色 体上的位置、遗传效应及其与环境互作效应等，与植物种类和种子活力性状指标有关，遗传作用特点不尽相同。 关键词：种子活力；生理机理；遗传机理；QTL 分析 Advances on Seed Vigor Physiological and Genetic Mechanisms SUN Qun, WANG Jian-hua, SUN Bao-qi (Department of Seed Science, College of Agriculture and Biotechnology, China Agricultural University, Beijing 100094) Abstract: Seed vigor is a more promising seed quality character reflecting potential seed germination, field emergence and seed storage ability under different conditions than standard germination. Standard germination is influenced by genetic background and environmental effects during seed development and storage conditions. Latest research on physiological mechanism in seed vigor showed that at the late stage of seed development, the development of seed vigor involves some stress-resistant substances including LEA protean, oligosaccharides and ABA. Whereas the loss of seed vigor, or seed aging and deterioration, could be attributed to lipid peroxidation, chromosome deform and genes aberrance, and embryo protein degradation etc. Seed vigor is a quantitative character controlled by multi-genes. Genetic and QTL analyses on seed vigor trait in model plants, such as Arabidopsis and rice, are mostly concentrated on related morphology traits, few physiological traits have been researched. It was concluded that all of the QTL genetic characteristics of seed vigor—including QTL quantities, its locus on chromosome, genetic effects, and interaction effects between genetic and environment –differed with plant species and used seed vigor traits. Key words: Seed vigor; Physiological and genetic mechanism; QTL analyses 1876 年，种子学的创始人 Nobbe 发现同一批种子 在发芽和幼苗生长速度上存在个体差异，首次提出了 生长力（driving force）一词，即现在的种子活力。20 世纪 50 年代，ISTA（国际种子检验协会）首次讨论 了种子活力（seed vigor）的概念，并在 1976 年通过 定义：种子活力是种子在发芽和出苗期间的活性强度 及特性的综合表现。1980 年，北美官方种子分析家协 会（AOSA）把种子活力定义为：在广泛的田间条件 下，决定种子迅速整齐出苗以及幼苗正常生长的潜 力［1］ 。高活力种子发芽早、出苗整齐迅速，对不良环 境的抵抗力强，具有明显的生长优势和生产潜力；低 活力种子在适宜的条件下虽然能发芽，但是发芽缓慢， 在不良环境条件下出苗不整齐，甚至不出苗。发芽率 的测定是在最合适的室内条件下进行的，是对种子的 生活力进行评价，它并没有考虑到影响种子田间出苗 的各种因素。种子活力的测定是评价种子对环境因素