本文介绍了一项关于小麦种子活力快速定量测定的研究，由Shuonan Wang、Mengmeng Wu、Sunyaxin Zhong、Jing Sun、Xinyue Mao、Nianwei Qiu和Feng Zhou等作者共同完成，研究团队分别来自曲阜师范大学、山东省淡水渔业研究所和南京晓庄学院。该研究于2023年9月27日发表在《Molecules》期刊上，题为《A Rapid and Quantitative Method for Determining Seed Viability Using 2,3,5-Triphenyl Tetrazolium Chloride (TTC): With the Example of Wheat Seed》。

研究背景

种子活力（Seed Viability, SV）是农业生产中确保高产的关键因素。种子活力的测定在育种、播种、种子储存和贸易等过程中至关重要。目前常用的种子活力测定方法包括国际种子发芽测试规则、电导率法和染色法。其中，2,3,5-三苯基四氮唑氯化物（TTC）染色法因其快速、简便而被广泛应用。然而，传统的TTC染色法存在操作繁琐、耗时长、提取和染色过程缓慢、结果不一致等问题。因此，本研究旨在开发一种结合TTC染色和二甲基亚砜（DMSO）高温提取的新方法，以提高种子活力测定的效率和准确性。

研究流程

研究分为多个步骤，主要包括种子发芽阶段的优化、TTC染色方法的优化以及1,3,5-三苯基甲臜（TTF）提取方法的优化。具体流程如下：

1. 种子发芽阶段优化：小麦种子在25°C下发芽12小时、24小时和48小时，筛选出最佳发芽阶段。结果表明，24小时发芽阶段（大多数种子刚突破种皮，胚根长度与种子长度相近）最适合进行种子活力测定。

2. TTC染色方法优化：将2克发芽种子放入含有5毫升10 g·L⁻¹ TTC溶液的烧杯中，在25°C黑暗条件下染色1小时。染色后，加入1毫升1 mol·L⁻¹ H₂SO₄终止反应5分钟，随后用去离子水轻轻冲洗种子。

3. TTF提取方法优化：使用5毫升DMSO溶液在55°C下直接提取种子中的TTF，提取时间为1小时。提取液的吸光度在483 nm处测量，并根据预定的TTC校准曲线计算种子活力指数，单位为mg TTC·g⁻¹（种子）·h⁻¹。

4. 数据分析和校准曲线绘制：通过一系列标准TTC溶液绘制校准曲线，确保吸光度与TTC消耗量之间的线性关系。校准曲线的相关系数（r）为0.9994，表明该方法具有较高的准确性。

主要结果

研究结果表明，新方法在测定不同老化程度的小麦种子活力时表现出快速、稳定和高灵敏度的特点。通过优化发芽阶段、TTC染色浓度和时间、TTF提取溶剂和温度等参数，显著缩短了实验时间，提高了实验效率。与传统方法相比，新方法无需剥离种皮或研磨种子，操作更为简便，且结果更为准确可靠。

研究意义

该研究提出的新方法在种子活力测定领域具有重要的科学和应用价值。首先，该方法简化了实验流程，缩短了实验时间，提高了测定效率，适用于大规模种子样品的活力测试。其次，该方法为种子遗传育种和农业生产中的种子质量评估提供了可靠的技术支持。此外，该方法还可推广应用于其他植物种子的活力测定，具有广泛的应用前景。

研究亮点

1. 创新性：本研究首次将TTC染色与DMSO高温提取相结合，显著提高了种子活力测定的效率和准确性。
2. 高效性：新方法能够在短时间内完成大量样品的测定，实验时间从传统的2天缩短至1个上午。
3. 广泛适用性：该方法不仅适用于小麦种子，还可推广至其他植物种子的活力测定，具有广泛的应用潜力。

结论

本研究通过优化TTC染色和TTF提取方法，提出了一种快速、定量测定种子活力的新方法。该方法在实验效率、操作简便性和结果准确性方面均优于传统方法，为种子活力测定提供了新的技术手段，具有重要的科学和应用价值。未来，该方法有望在种子遗传育种和农业生产中发挥重要作用。