将玉米种子暴露在液氮中会显著抑制幼苗根系的早期发育

《Biologia》：Exposure of maize seeds to liquid nitrogen significantly impairs early seedling root development

液氮冷冻保存虽不显著影响玉米种子萌发率，但导致幼苗株高增长受限和根系发育异常（根深与根系表面积系数变异度达中高），生物量积累减少且子叶储存物质分配失衡，提示冷冻处理可能干扰早期生长和资源调配机制。

　　

摘要

使用液氮（LN）进行冷冻保存是一种广泛采用的长期保存植物遗传资源的技术。虽然该技术能有效保持种子的活力，但其对植物早期发育的影响尚未得到充分研究，尤其是在玉米等关键作物上。本研究评估了经过液氮处理后的玉米种子萌发的幼苗的早期生长反应，重点关注了幼苗出土情况、根系形态以及植物器官间的生物量分配。玉米种子（品种Tuzón）被干燥至含水量6%，在4°C下储存四个月后，分别进行24小时的液氮浸泡处理或常规储存（作为对照）。种子在装有土壤的根箱中在受控条件下萌发七天。通过t检验和总体变异系数（OCVs）分析形态和生理参数，并将变异程度分为“低”、“中”或“高”三个等级。不同处理组之间的幼苗出土情况没有显著差异；然而，液氮处理过的种子萌发的幼苗表现出茎秆伸长减少和根系形态改变，表现为根较细且侧枝较少。定量分析进一步证实了这些观察结果，显示根深和根系面积的变异系数分别为“高”和“中”。新鲜重量分析表明，冷冻保存组的根和茎生物量减少，而子叶质量增加，这表明种子储备的利用效率较低。这些发现表明，尽管冷冻保存不会阻止种子萌发，但它可能会影响玉米幼苗的早期生长活力和资源分配。这些见解对于改进冷冻保存方案以及评估解冻后幼苗在作物保护和繁殖策略中的表现至关重要。