种子含水量和贮藏温度是影响种子贮存寿命的两个最重要的因子,适当降低种子含水量和贮藏温度均可有效延长种子寿命。但长期以来受干燥技术上的限制以及脱水方法不当,很难将种子含水量降至5%以下。同时由于忽视种子萌发前“再水合”过程中吸胀损伤的预防和渗控措施,因此普遍认为种子不宜太干。经典理论将5%定为种子安全含水量下限,认为突破此下限将加速种子活力下降和种质变异的发生。加上在生命科学中很受重视的自由基与脂质过氧化理论对种子贮藏生理的影响,更加束缚了人们对种子超干保存可行性问题的探索。所以当今世界各国普遍采用低温库的方式来保存植物种质资源,但建库与每年维持运转的高昂费用是大多数国家、特别是发展中国家难以承受的负担,急需寻找经济简便的其他保存方法。为此中国科学院植物研究所于1989年在国内率先开展了种子种质超干保存新技术的研究工作,并成为国际开展种子超干贮藏研究最早、也较为系统深入的单位之一。目的是突破传统的5%种子安全含水量下限的束缚,为节能型种子保存新技术的开发提供理论和应用依据。经过对20余种各类植物种子的超干贮藏实验研究,证明多数植物种子,特别是油料种子,通过采用硅胶等特殊干燥技术将含水量降至5%以下(有些种类甚至可以降至1%以下),种子耐藏性大大提高。超干种子在室温贮藏可以达到与高含水量种子在低温(-20℃)或超低温(-196℃)贮藏基本一致或相同的贮藏效果。同时从种子生活力、生理生化特性、细胞超微结构、同工酶完整性、染色体变异及DNA多态性分析等多方面证实:适宜的超干贮藏不增加种子劣变而导致种质的变异,其种子种质的遗传完整性仍可保持。某些种子可能在超干过程中出现干燥损伤,在萌发初期发生吸胀损伤,但这两种损伤通过干前渗调预处理,如吸湿回干或PEG处理以及萌发前的逐步回湿预处理,均可得到有效减轻或消除。
1998年,这一研究成果在国际著名的科学杂志《Nature》(第393卷)上发表,引起了国际同行的瞩目,标志着我国在种子种质节能保存新技术研究领域已经越上一个新台阶。由于此项技术能大幅度降低建造种子库及维持运转的费用,在生物多样性保护领域有着巨大的应用前景与经济效益。