顽拗性坡垒种子发育及贮藏特性研究

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顽拗性种子不耐脱水,对低温敏感,不适合在低温和低含水量条件下贮藏。本文研究了坡垒种子发育过程中萌发能力和脱水耐性的变化,以及不同发育时期的种子脱水后的贮藏行为,结果如下:   1.坡垒种子在发育后期不经历成熟脱水,脱落时种子含水量较高,种子对脱水和低温敏感,不能在低温和低含水量条件下长期贮藏,属于顽拗性种子。   2.坡垒种子的萌发能力是在发育过程中逐渐获得的。种子在整个发育过程中对脱水敏感。随着种子发育脱水耐性逐渐增强,成熟脱落的坡垒种子脱水耐性相对最强。   3.坡垒种子发育过程中,胚轴中谷胱甘肽还原酶(GR)活性逐渐降低,而超氧化物歧化酶(SOD)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)活性变化趋势与脂质过氧化产物(TBARS)含量变化相一致先大幅度降低,当种子具备萌发能力时又逐渐增大,SOD和DHAR在种子发育过程中可能通过清除超氧阴离子和过氧化氢等有害物质来保护种子正常发育。   4.不同发育时期的坡垒种子脱水后,胚轴中TBARS含量均随种子含水量的降低而增加,种子萌发率也相应降低;只有成熟脱落的坡垒种子胚轴中TBARS含量则是随种子含水量降低先减小再升高,而TBARS含量低时的种子活力很高。   不同发育时期的种子抗氧化酶活性差异较大。发育早期的坡垒种子脱水胁迫后,SOD对种子未起到保护作用或作用很小,GR活性急剧降低后也未起到保护作用,DHAR活性增强可能起到一定的保护作用。生理成熟前期的坡垒种子脱水胁迫后,SOD在脱水后也未起到保护作用,GR在脱水胁迫严重时可能对种子起到一定的保护作用,DHAR在脱水胁迫整个过程都起一定的保护作用。生理成熟期的坡垒种子脱水胁迫后,胚轴中SOD、GR和DHAR在脱水胁迫较轻时活性增强起到保护作用,当脱水胁迫严重时这些酶被破坏而使活性降低。   5.坡垒种子发育过程中萌发力获得,在这个过程中,胚轴细胞内松弛结合钙(looselyboundcalcium)含量发生变化。种子萌发力很低时在胚轴细胞中未观测到钙离子沉淀,随着萌发力的增强胚轴细胞壁内、细胞质和液泡中均观测到了钙离子沉淀。   种子脱水胁迫后坡垒胚轴细胞壁中的钙沉淀减少,细胞质膜和液泡中钙离子水平大幅度增加。种子脱水后胚轴细胞超微结构发生改变,大液泡破裂,质膜受损,引起膜透性发生改变钙离子大量进入细胞质和小液泡中。胚轴细胞中松弛结合钙的分布可以反应种子脱水后细胞受损程度。   6.在种子贮藏实验中,我们发现用于短期贮藏的坡垒种子最佳采集时间是在其生理成熟即自然脱落前20d,此时的种子中用于萌发的物质积累尚未完成,没有进入萌动状态。适当的快速脱水有利于种子的贮藏。此外,温度对种子贮藏时间的长短也有影响,在15-20℃条件下表现出较高的活力。   7.坡垒种子贮藏过程中,胚轴中抗氧化酶活性随着贮藏时间增加而发生变化。其中,胚轴SOD和GR活性均低于未贮藏时;而DHAR活性则随着贮藏时间增加逐渐增强。贮藏后萌发率较高的坡垒种子其酶活性较低,可能是因为此时的种子劣变程度很低,细胞内活性氧(ROS)等有害物质积累较少,诱导编码抗氧化酶的基因表达的水平也较低。
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