老化处理和种子含水率对香椿萌芽特性的影响
种子活力随贮藏时间延长而降低，这种过程叫做种子老化。研究表明，种子在老化过程中生物膜和抗氧化酶系统受到破坏，导致过氧化氢酶（CAT）活性下降，丙二醛（MDA）含量和相对电导率升高（牛震等, 2023）。由于人工老化过程一般历时较短，因而该试验手段被广泛用于种质资源的耐贮藏性研究（牛震等, 2023；黄颖等, 2022）。大量试验证明人工加速老化与自然贮藏时的种子老化进程有明显的相关性（黄颖等, 2022；高华伟等, 2015）。超干贮藏是指将种子经过干燥处理，使含水量维持在低于5%范围内的一种种子贮藏方法。超干处理可保持种子活力水平，提高种子在常温下的耐藏性（汪晓峰等, 2001），最大限度延长种子的寿命（孔德政等, 2008）。超干贮藏不仅可以大幅度降低传统冷库的运转耗费，节约能源、降低成本，还可以减缓种子劣变，保持种子活力，为农、林业生产提供合格的播种材料（王文舒, 2011；侯龙鱼, 2008）。
香椿（Toona sinensis）为楝科（Meliaceae ）香椿属（Toona）多年生落叶乔木，分布广、生长快，兼具药用、食用、材用等价值（辛永萍等, 2008），结实存在“大小年”现象。香椿种子千粒质量小，淀粉和粗脂肪含量可达49%和27%（宋明等, 2021），不饱和脂肪酸约占脂肪酸总量的86%（曹小勇, 2008）。香椿种子产出的芽苗菜营养丰富，鲜嫩可口，也广受市场青睐（李传坤等, 2012）。刚采收的新鲜香椿种子发芽率可达90%以上，但常温贮藏半年后，发芽率则急剧下降至40%～50%，1年后几乎丧失发芽能力（梁有旺等, 2006；史兆庆, 2001）。研究表明，适当浓度的Al2(SO4)3、GA3、6-BA或IAA（胡选萍, 2009；李立, 2008）能够促进香椿种子发芽，但这些方法并未大量运用于香椿育苗的生产实践。目前，香椿育苗多采用大田或大棚播种繁殖，且要对香椿种子进行1个冬季的贮藏，通常将其装入麻袋，简易堆放在库房或闲置房间（张海波等, 2019），或可通过混沙层积越冬。但室温堆放条件下，不适宜的温湿度将加速种子老化，播种品质下降；若通过层积越冬，仅能提高春播质量，却不适用于设施栽培时在一年各季供给香椿芽菜市场。方娇阳等（2020）研究发现，香椿种子在经历8 d的人工加速老化后几乎彻底丧失活力，但超干处理能否延缓香椿种子的老化过程目前仍不清楚。
本研究模拟长期贮藏条件，对不同含水量超干香椿种子和初始含水量香椿种子进行不同时间的人工老化处理，测定香椿种子发芽指标、幼苗形态指标、种子膜系统和抗氧化酶指标的变化。研究人工老化和含水量对香椿种子活力的影响，探索香椿超干种子抗老化的能力，以期为香椿种质资源保存的相关研究提供理论基础。
1. 材料与方法
1.1 试验材料试验用香椿种子于2021年10月下旬采自河南省洛阳市栾川县，根据《林木种子检验规程》（GB/T 2772-1999），测得其初始含水量为10.1%，初始发芽率为94%，千粒质量为11.45 g。
1.2 试验设计试验拟采用双因素设计，包括人工老化时间因素6个水平（0、20、40、60、80和100 d），以及种子含水量因素4个水平（10.1%、4.5%、3.5%和2.5%）。
1.3 试验方法 1.3.1 不同含水量种子制备将种子装入尼龙网袋，埋入盛有经120 ℃烘干后冷却至室温的硅胶的干燥器中，制备不同含水量的种子。硅胶与种子质量比8∶1，硅胶每日更换，种子定时测定质量。制备后的种子含水量分别为10.1%（干燥0 d）、4.5%（干燥3 d）、3.5%（干燥7 d）和2.5%（干燥20 d）。含水量计算方法如下（彭健, 2013）：
种子含水量(%)=M2−M1(1−r)M1×100%
式中：M1为种子脱水前质量（g），M2为种子脱水后质量（g），r为种子初始含水量（%）。
1.3.2 人工老化程序为消除环境湿度的影响，将不同含水量（10.1%、4.5%、3.5%和2.5%）的种子分别装入双层铝箔袋，再用真空机（得力-14885）密封。待4.5%、3.5%和2.5%含水量的超干种子全部制备完成并密封后，与10.1%含水量的种子同时置于温度为40 ℃的人工老化箱（上海齐欣LH-150S）进行0、20、40、60、80和100 d的老化处理，分期取出种子进行后续处理。
1.3.3 超干种子回湿处理为防止超干香椿种子在萌发时出现吸胀损伤（王文舒等，2011），在播种前统一进行回湿处理。采用两级回湿法，将人工老化后不同含水量的超干种子装入尼龙网袋，先放入相对湿度为35%的干燥器内（底部盛满饱和CaCl2溶液）回湿48 h，再放入相对湿度为75%的干燥器内（底部盛满饱和NaCl溶液）回湿48 h，取出备用。
1.3.4 发芽指标测定在每个处理中随机选取回湿处理后的香椿种子100粒，重复4次，合计400粒。用始温为45 ℃水浸种24 h（张海波，2019），将种子播入基质为蛭石的发芽盒中。于恒温条件下（25 ℃/8 h光照，25 ℃/16 h黑暗）培养。从置床次日开始每天开盒透气，适当补充基质水分，记录发芽种子数（以胚根与种子长度相等为发芽标准）。根据《林木种子检验规程》，21 d结束发芽试验后统计发芽率（Gr）、发芽指数（Gi）、活力指数（Vi）。
发芽率（%）=（发芽种子数/试验种子数）×100%；
发芽指数（Gi）= ∑（Gt / Dt），其中Gt为第t天时的发芽种子数，Dt为相应的发芽天数；
活力指数（Vi）= S × Gi，其中S为发芽结束时所有幼苗的干物质量（g）。
1.3.5 幼苗形态指标测定发芽试验结束后，在每个重复内随机选取20株幼苗（若幼苗不够20株，以实际幼苗数量为准，最少为0株），将幼苗清洗干净，用精度0.1 cm的直尺测量并计算重复中幼苗的平均长度；将幼苗置于信封中，在温度为105 ℃的烘箱中杀青20 min，再用60 ℃烘至质量恒定。取出后用千分之一天平（Sartorius-BP310S）测定幼苗干物质量，再换算成重复内幼苗干物质量总和。
1.3.6 生理生化指标测定在每个处理中随机选取回湿处理后的香椿种子。电导率使用电导率仪（上海越平DDS-11A）进行测定（孙守江等, 2022），用相对电导率（相对电导率=种子浸出液电导率/煮沸后种子浸出液电导率）表示，每处理3个重复，每重复0.5 g种子。MDA含量采用硫代巴比妥酸（TBA）法，CAT活性采用紫外吸收法（郭英姿等, 2022），分别使用苏州科铭生物技术有限公司（江苏，中国）的MDA和CAT试剂盒测定，每处理3个重复，每重复0.1 g种子。其中，MDA含量的计算以种子鲜重为分母；CAT活性的计算以可溶性蛋白质含量（SP）为分母，即种子中每mg SP的CAT活性。
1.3.7 数据分析采用Excel 2010整理试验数据，采用SPSS 26.0和SIMCA 14.1分析试验数据。对数据进行双因素方差分析（老化时间×含水量）；当交互效应显著时进行简单效应分析，进行0.05水平上的最小显著差异方法（least significant difference，LSD）多重比较；对发芽指标和幼苗形态指标数据进行主成分分析和聚类分析；对发芽指标和生理指标数据进行典型相关性分析，以均值进行计算。
2. 结果与分析
2.1 人工老化和含水量对香椿种子发芽率的影响双因素方差分析结果表明，老化时间（F=1414.636，P＜0.01）、含水量（F=499.375，P＜0.01）和交互效应（F=86.646，P＜0.01）对香椿种子的发芽率均有极显著影响。因交互效应显著，故进行简单效应分析，表1的LSD多重比较结果发现，随老化时间延长和种子含水量上升，发芽率整体呈阶梯式下降。初始含水量种子老化开始后，发芽率便开始急剧下降，20 d时与老化前相比降低80%；老化40 d后，发芽率下降至3.5%，并于老化60 d彻底丧失发芽能力。老化40 d内，含水量4.5%和3.5%的超干种子发芽率维持在82.3%～91.8%；而含水量2.5%的种子略逊，发芽率最低下降至75%。整体上，超干种子的发芽率在老化40 d后出现大幅度下降，60 d时与老化前相比分别降低93%（4.5%含水量）、72%（3.5%含水量）和62%（2.5%含水量）；与初始含水量相比，超干处理将香椿种子发芽能力大幅度下降的时间节点延迟了40 d。老化60～100 d，各超干种子中，2.5%含水量种子的发芽率维持在16.0%～34.8%，相对最高；3.5%含水量种子的发芽率为15.0%～25.5%，而4.5%含水量种子为5.3%～11.0%，相对更低。整体来看，人工老化0～40 d内，初始含水量香椿种子迅速丧失发芽能力，而超干种子保持了较高的发芽率，且4.5%和3.5%含水量种子优于2.5%含水量；随时间延长，老化60 d时，超干种子发芽率也出现不同程度下降，均低于35%，但2.5%含水量种子却保持了更高的发芽能力，且随含水量的提高，发芽能力逐渐降低。
表 1. 老化时间和含水量对香椿种子发芽率的影响
Table 1. Effect of aging time and moisture content on seed germination rate of T. sinensis
含水量Moisture content /%不同老化时间种子发芽率
Germination rate of seeds after different aging time/%0 d20 d40 d60 d80 d100 d 10.193.50±3.11 Aa18.75±3.86 Bc3.50±1.29 Cc0±0 Cd0±0 Cd0±0 Cc4.591.50±2.08 Aa88.50±4.12 ABab85.50±1.29 Ba6.50±1.91 CDc11.00±1.41 Cc5.25±0.50 Db3.591.75±1.71 Aa91.50±2.65 Aa82.25±6.4 Ba25.50±5.8 Cb20.00±2.45 Db15.00±1.41 Da2.592.25±5.74 Aa84.50±3.11 Bb75.00±7.44 Cb34.75±3.77 Da30.75±2.63 Da16.00±7.70 Ea 注：不同小写字母表示相同老化时间条件下，不同含水量的种子之间差异显著（P＜0.05）；不同大写字母表示相同含水量条件下，不同老化时间的种子之间差异显著（P＜0.05）。下同。Different lowercase letters indicate the significant difference among seeds with different miosture content, while after the same aging time (P＜0.05). Different capital letters indicate the significant difference among seeds after different aging time, while with the same moisture content (P＜0.05). The same blow.
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双因素方差分析结果表明，老化时间（F=1515.149，P＜0.01）、含水量（F=403.842，P＜0.01）和交互效应（F=70.689，P＜0.01）对发芽指数均有极显著影响。交互效应显著，简单效应分析中的LSD多重比较结果见表2。随老化时间延长和种子超干含水量的上升，发芽指数整体亦呈下降趋势。发芽指数在一定程度上反映种子的发芽速度和整齐度。初始含水量种子老化开始后，发芽指数迅速下降，20 d时降幅为85%；40 d时的初始含水量种子发芽指数几乎为零。香椿超干种子的发芽指数在老化40 d后出现大幅度下降，60 d时与未老化相比分别降低了96%（4.5%含水量）、82%（3.5%含水量）和74%（2.5%含水量）。老化60～100 d，各超干种子中，含水量为2.5%种子的发芽指数维持在2.37～4.93，相对最高；3.5%含水量种子的发芽指数为1.99～3.52，而4.5%含水量种子为0.61～1.22，相对最低。整体来看，人工老化40 d，初始含水量香椿种子发芽指数迅速趋于0，而超干种子却仍保持了较高的发芽速度和整齐度；人工老化20~40 d时，含水量为4.5%和3.5%的超干种子发芽指数差异不显著（P＞0.05），显著高于2.5%含水量；而老化60 d后，含水量为2.5%的超干种子发芽指数反超了4.5%和3.5%。
表 2. 老化时间和含水量对香椿种子发芽指数的影响
Table 2. Effect of aging time and moisture content on seed germination index of T. sinensis
含水量Moisture content /%不同老化时间种子发芽指数
Germination index of seeds after different aging time0 d20 d40 d60 d80 d100 d 10.117.87±0.63 Aa2.60±0.52 Bc0.37±0.14 Cc0±0 Cc0±0 Cc0±0 Cb4.519.20±0.64 Aa16.43±0.35 Ba14.65±0.82 Ca0.81±0.29 Dc1.22±0.27 Db0.61±0 Db3.519.43±0.78 Aa16.86±0.74 Ba14.72±1.31 Ca3.52±0.89 Db3.16±0.51 Da1.99±0.28 Ea2.519.28±1.47 Aa15.37±1.13 Bb12.19±1.38 Cb4.93±0.35 Da3.93±0.37 Da2.37±1.15 Ea
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双因素方差分析结果表明，老化时间（F=565.356，P＜0.01）、含水量（F=89.788，P＜0.01）和交互效应（F=28.241，P＜0.01）对活力指数有极显著影响。因交互效应显著，故进行简单效应分析，LSD多重比较结果（表3）表明，随老化时间延长，活力指数逐步下降，而随含水量的上升，活力指数却呈先升高后降低的趋势，整体上下降速度快于发芽率和发芽指数。初始含水量种子老化20 d，活力指数即接近于零，与老化前相比下降97%。老化0～40 d内，含水量4.5%和3.5%的超干种子活力指数接近，且显著高于含水量2.5%（P＜0.05）。整体上，超干种子的活力指数在老化60 d时与老化前相比大幅度下降，分别降低99%（4.5%含水量）、96%（3.5%含水量）和95%（2.5%含水量）。老化60～100 d，2.5%含水量种子的活力指数维持在0.24～0.94，相对最高，3.5%含水量种子的活力指数为0.17～0.75，而4.5%含水量种子为0.01～0.05，相对较低。整体来看，人工老化40 d内，初始含水量香椿种子基本丧失活力，而超干种子仍维持了一定程度的活力，且4.5%和3.5%优于2.5%含水量种子；随时间延长，老化60～100 d时，超干种子活力指数也均小于1.00，但根据多重比较结果，超干含水量处理在这段时间内与初始含水量种子相比并无差异（P＞0.05）。
表 3. 老化时间和含水量对香椿种子活力指数的影响
Table 3. Effect of aging time and moisture content on seed vigor index of T. sinensis
含水量Moisture content /%不同老化时间种子活力指数
Vigor index of seeds after different aging time0 d20 d40 d60 d80 d100 d 10.117.51±2.81 Aa0.50±0.23 Bc0.01±0.01 Bc0±0 Ba0±0 Ba0±0 Ba4.520.19±0.99 Aa16.24±0.60 Ba13.19±0.92 Ca0.03±0.02 Da0.05±0.03 Da0.01±0.01 Da3.519.16±1.12 Aa15.13±0.89 Ba13.94±2.33 Ba0.75±0.42 Ca0.40±0.14 Ca0.17±0.04 Ca2.519.69±3.48 Aa9.09±1.20 Bb7.47±2.75 Bb0.94±0.16 Ca0.75±0.14 Ca0.24±0.17 Ca
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经方差分析发现，老化时间（F=285.922，P＜0.01）、含水量（F=161.119，P＜0.01）和交互效应（F=26.441，P＜0.01）对幼苗长度有极显著影响；老化时间（F=602.957，P＜0.01）、含水量（F=135.808，P＜0.01）和交互效应（F=36.011，P＜0.01）对幼苗干物质量有极显著影响。简单效应分析中LSD多重比较结果见表4和表5。随老化时间延长，幼苗长度和幼苗干物质量逐步下降；随含水量的上升，幼苗长度逐步下降，而幼苗干物质量呈先上升后下降的趋势。初始含水量种子老化40 d，幼苗长度下降最多，降幅为33%；老化40 d后，初始含水量的幼苗长度与其他超干含水量处理拉开距离且差异显著（P＜0.05）。整体上，老化0～40 d，含水量4.5%和3.5%的种子萌发的幼苗长度显著高于含水量2.5%；老化60 d后，2.5%含水量种子萌发的幼苗长度保持不变，而4.5%和3.5%含水量种子幼苗长度却逐步降低。由表5得知，整体上，幼苗干物质量变化趋势与活力指数相似。老化40 d时，初始含水量幼苗干物质量下降最多，降幅为97%；同时，超干种子中，4.5%和3.5%含水量种子萌发出的幼苗积累了更多的干物质，与2.5%含水量相比分别提高50%和56%。老化60～100 d，初始含水量种子萌发的幼苗干物质量降为0，含水量为3.5%和2.5%的种子萌发的幼苗干物质量高于其他含水量。
表 4. 老化时间和含水量对香椿幼苗长度的影响
Table 4. Effect of aging time and moisture content on seedling length of T. sinensis
含水量Moisture content /%不同老化时间幼苗长度
Seedling length after different aging time/cm0 d20 d40 d60 d80 d100 d 10.13.33±0.10 Aa2.78±0.22 Bc2.23±0.56 Cc0±0 Dc0±0 Dd0±0 Dd4.53.20±0.08 Ba3.63±0.10 Aa3.25±0.10 Ba2.24±0.18 Cb1.16±0.10 Dc1.06±0.48 Dc3.53.15±0.25 Aa3.18±0.21 Ab3.13±0.10 Aa2.70±0.38 Ba1.78±0.13 Cb1.54±0.16 Cb2.53.25±0.13 Aa2.78±0.13 Bc2.78±0.24 Bb2.18±0.15 Cb2.15±0.12 Ca2.10±0.17 Ca
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表 5. 老化时间和含水量对香椿幼苗干物质量的影响
Table 5. Effect of aging time and moisture content on seedling dry mass of T. sinensis
含水量Moisture content /%不同老化时间幼苗干物质量
Seedling dry mass after different aging time/g0 d20 d40 d60 d80 d100 d 10.10.980±0.153 Aa0.184±0.053 Bb0.029±0.008 Cc0±0 Cb0±0 Cb0±0 Cb4.51.052±0.044 Aa0.989±0.033 Aa0.903±0.085 Ba0.032±0.010 Cb0.038±0.017 Cb0.020±0.009 Cab3.50.987±0.059 Aa0.898±0.054 Aa0.943±0.105 Aa0.204±0.059 Ba0.123±0.023 BCa0.084±0.011 Cab2.51.015±0.106 Aa0.591±0.050 Ba0.603±0.164 Bb0.189±0.021 Ca0.190±0.024 Ca0.098±0.025 Da
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由图1可知，2个主成分贡献率之和为97.9%，其中第1主成分（X轴）能够解释86.3%的数据信息。第1主成分主要为老化时间效应，X轴从右到左延伸，可展示老化时间不断延长后的整体数据状态。聚类分析清晰地将数据分成2组，处于第1和第4象限的大多为老化0～40 d的种子，处于第2和第3象限的大多为老化40 d的种子。整体上，多元统计分析结果与上文分析相呼应，老化时间效应对香椿种子萌发的影响大于含水量效应；同时，该影响可大致分成老化0～40 d和老化40～100 d 2个阶段。因此分别选取老化0、40和100 d含水量的香椿种子进行生理生化指标的测定。
图 1. 老化时间和含水量对香椿种子萌发情况的主成分分析和聚类分析
Figure 1. Principal component analysis and cluster analysis of integrative effects of aging duration and moister content on seed germination characteristics of T. sinensis
2.6 人工老化和含水量对香椿种子膜系统和抗氧化酶活性的影响 2.6.1 相对电导率经双因素方差分析发现，老化时间（F=443.080，P＜0.01）、含水量（F=52.631，P＜0.01）和交互效应（F=16.555，P＜0.01）对相对电导率有极显著影响。简单效应分析的LSD多重比较结果见图2。图2表明，各含水量香椿种子的相对电导率随老化时间增加而上升。人工老化开始前，各含水量种子的相对电导率无显著差异，均在35%左右。老化40和100 d时，初始含水量种子的相对电导率显著高于其他超干含水量种子。与老化前相比，老化100 d后初始含水量种子的相对电导率升高70%；4.5%、3.5%和2.5%含水量种子的相对电导率则分别升高33%、33%和43%。
图 2. 老化0、40和100 d时各含水量香椿种子的相对电导率
Figure 2. Relative electrical conductivity of T. sinensis seeds with different moisture content at 0, 40 and 100 days of aging
2.6.2 丙二醛（MDA）含量经双因素方差分析发现，老化时间（F=271.390，P＜0.01）、含水量（F=92.563，P＜0.01）和交互效应（F=25.048，P＜0.01）对香椿种子MDA含量有极显著影响。简单效应分析的LSD多重比较结果见图3。整体看，随老化时间延长和含水量的上升，MDA含量呈递增趋势，香椿种子的MDA含量的变化与相对电导率的变化一致，二者的相关系数R2=0.929（P＜0.01）。老化前各含水量种子中的MDA含量无显著差异，均小于30 nmol/g；老化40和100 d时，各含水量种子中的MDA含量均显著升高，并且初始含水量种子中MDA含量均显著高于其他超干含水量。与老化前相比，老化100 d时，10.1、4.5%、3.5%和2.5%含水量种子的MDA含量分别上升了90%、31%、27%和53%。
图 3. 老化0、40和100 d时各含水量香椿种子的丙二醛（MDA）含量
Figure 3. Malondialdehyde (MDA) content of T . sinensis seeds with different moisture content at 0, 40 and 100 days of aging
2.6.3 过氧化氢酶（CAT）活性老化时间（F=574.128，P＜0.01）、含水量（F=74.301，P＜0.01）和交互作用（F=6.172，P＜0.01）对香椿种子中CAT活性的影响均达到极显著水平。图4的简单效应分析LSD多重比较结果表明，随老化时间延长，CAT活性先升高再下降；随含水量上升，CAT活性呈波动变化。老化0、40和100 d时，4.5%含水量种子的CAT活性最高。与老化前相比，老化40 d时，各含水量种子中的CAT活性显著上升并达到最高，各含水量种子中的CAT活性较老化前分别上升了107%（10.1%含水量）、116%（4.5%含水量）、135%（3.5%含水量）、128%（2.5%含水量）。与老化前相比，老化100 d时，初始含水量种子的CAT活性显著降低，下降了32%，其他含水量种子中的CAT活性虽下降但不显著。
图 4. 老化0、40和100 d时各含水量香椿种子的过氧化氢酶（CAT）活性
Figure 4. Catalase (CAT) activity of T. sinensis seeds with different moisture content at 0, 40 and 100 days of aging
2.7 发芽指标与生理指标间典型相关性分析综合前文数据，进行数据集1（相对电导率、MDA含量、CAT活性）和数据集2（发芽率、发芽指数、活力指数）之间的典型相关性分析，结果发现数据集1和数据集2的拟合相关系数R2=0.908，P＜0.001；同时，交叉荷载结果显示，相对电导率和MDA含量对数据集2的影响呈负相关性，系数分别为−0.984和−0.892，而CAT活性呈正相关性，系数为0.231。
3. 讨论
种子的活力与种子的发育、成熟、萌发、贮藏寿命和劣变等生理生化过程有着紧密的联系（高荣岐, 2009）。发芽率是种子的一个重要特性，反映种子在一定条件下萌发成正常幼苗的能力（张子晗等, 2014）。种子含水量是影响种子活力和发芽率的重要因素之一（闫慧芳和孙娟, 2021；McDonald et al., 1999 ）。贮藏的高含水量引发小麦（Triticum aestivum）、燕麦（Avena sativa）等正常型种子的发芽能力丧失（Lehner et al., 2008；陈泉竹等, 2016）；而对于顽拗型种子，陈淑芬等（2008）研究发现七叶树（Aesculus chinensis）种子含水量降到1.7%以下时，发芽率急剧下降。对于正常型种子，将种子含水量超干至5%以下，有利于在贮藏老化时活力和耐贮性的保持（孔德政等, 2008；汪晓峰等, 2001）。同时，研究发现简单的回湿过程能减少因单个种子特性不同出现吸胀损伤，而影响发芽率变化的情况（王文舒等，2011；Murthy et al., 2003）。因此，本研究采用两级回湿的方法减少整体试验数据中的“背景噪音” 。
超干香椿种子在老化劣变过程中，发芽率、发芽指数、活力指数都有下降趋势，这与王晓丽等（2009）对超干蓝桉（Eucalyptus globulus）种子的研究结果一致。同时，随老化时间延长，不同含水量种子萌发出的幼苗长度有下降趋势，幼苗干物质量在0～1.052 g范围内波动。方娇阳等（2020）研究发现，香椿种子在老化前期，幼苗长度变化幅度小，而在老化后期，幼苗长度显著减小。本研究进一步发现，含水量4.5%和3.5%的超干种子与其他含水量相比，能在老化0～40 d保持萌发后的幼苗长度和干物质量。多元统计分析能从整体上评价自变量对研究对象多个指标的影响，在农林研究中具有广泛的应用（冶建明等，2018）。冶建明等（2018）通过主成分分析和隶属函数评分等方法，发现超干处理能够保持文冠果（Xanthoceras sorbifolium）的萌芽特性，最适合含水量为3.2%。结合前文的发芽指标、主成分分析和聚类分析，认为4.5%和3.5%的超干香椿种子抗老化能力更强。
作为评判林木种子播种质量的指标，活力指数的敏感度更高（张子晗等, 2014），活力指数的下降应早于发芽率和发芽指数。而与之不同的是，从主效应分析结果来看，3.5%和2.5%超干含水量香椿种子的发芽率和发芽指数最高，4.5%次之；而3.5%和4.5%超干含水量的活力指数最高，2.5%次之；同时，含水量为2.5%的种子在老化后期（80～100 d），萌发的幼苗长度、平均干物质量和幼苗总干物质量高于其他含水量。这种现象可能是香椿种子在极低含水量（2.5%）状态下的生态策略：将资源优先用于保持成苗后的幼苗生长和干物质积累，而非更高的发芽率和更快的发芽速度。类似情况在苦楝（Melia azedarach）种子的盐胁迫萌发中也出现过（张子晗等, 2014）。
种子在老化过程中生物膜和抗氧化酶系统遭到破坏，这一过程与种子活力和发芽能力的丧失关系密切。脂质过氧化的最终产物是MDA，他的积累会使膜脂结构和功能的完整性受到伤害，导致膜透性增加（程红焱等, 2005；杨淑慎等, 2001），出现种子向周围溶液中渗漏出较多电解质的现象。研究表明，随种子老化程度加深，种子中的MDA含量显著增加（Xia et al., 2015）。通过测定电导率和MDA含量能够间接判断生物膜的结构和功能完整性情况（王爱君等, 2011）。李庆梅等（2009）研究云杉（Picea asperata）种子时发现，超干种子含水量为4.1%时，电导率保持在较低水平。宁书菊等（2016）研究桔梗（Platycodon grandiflorus）种子时发现，超干含水量为3.06%时，种子的MDA含量低于对照（含水量为6.54%）。
优异的林木种质资源是我国发展可持续林业生产的重要物质基础。针对不同树种研发较稳定、低功耗、高质量的种质长期贮藏策略是林木种子科学家的共同愿望。环境友好型的超干贮存库投资少、运转成本低，在种质资源的短期存储、甚至长期存储方面具有广阔的应用前景（程红焱, 2005；邹冬梅等, 2003）。本研究中，香椿种子经人工老化后，超干种子的相对电导率和MDA含量显著低于初始含水量种子，且4.5%和3.5%含水量种子MDA含量上升地较少，超干种子的细胞膜完整度相对较好，证实了适当的超干处理能够在香椿种子贮藏时延缓老化进程。相对电导率和MDA含量均有上升趋势，与发芽指标的变化相反，这与Cui等（2014）对超干麻风树（Jatropha curcas）种子的研究发现一致。这一现象说明随老化时间延长，超干种子脂质过氧化程度较低，劣变程度较轻，膜结构和功能的完整性较好。进一步的典型相关性分析结果说明，与初始含水量相比，香椿超干种子抗老化能力的获得，整体上与生物膜和抗氧化酶系统的维持能力有关。
4. 结论
本研究在人工老化和超干处理条件下测定了香椿种子活力和生理生化特性变化，发现人工老化40 d内，4.5%和3.5%超干含水量的香椿种子的发芽指标和幼苗形态指标均最优，能够保持约90%的发芽能力（发芽率）和70%的种子活力（活力指数）。而人工老化40 d后，含水量为2.5%的超干种子各项活力指标更优；但此时各含水量香椿种子的活力指数均已大幅降低至几乎为0，对于香椿种质资源的保存可能并无太大意义。研究初步推断：将香椿种子超干至4.5%或3.5%含水量后，获得了较强的抗老化能力，能够在人工老化过程中保持一定活力。本研究结果可为香椿种质资源保存提供一定的理论基础。
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