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老化处理导致种子萌发后期能量及物质供应能力降低,但对种子萌发初期的贮藏物的动员及人工老化对物质代谢调控的研究还较少。本论文以玉米“大白头”种子为材料,研究了人工老化对种子萌发初期可溶性糖含量,糖酵解途径、三羧酸循环和戊糖磷酸途径关键酶活性、ATP含量、糖类代谢关键酶相关基因表达的影响,以期进一步完善种子老化机理。结果如下:1)人工老化处理对种子吸水的影响未老化种子(对照)在吸胀0-24h吸水呈快--慢的变化模式,0-8h为快速吸水阶段,8-24h为慢速吸水阶段,吸胀24h时胚根即将突破种皮;人工老化的种子在吸胀0-24h吸水率与对照均无显著性差异。2)人工老化处理对种子萌发初期可溶性糖含量的影响利用UPLC法检测到种子胚中的蔗糖含量最高,占总可溶性糖含量的91%,说明玉米种子中的可溶性糖主要以蔗糖的形式贮藏在胚中。对照种子吸胀0-24h,蔗糖含量逐渐降低,同时果糖和葡萄糖含量升高至16h时达到峰值,而后降低,说明吸胀过程蔗糖可能转化为单糖,后者通过糖酵解途径被进一步利用;老化种子吸胀0-24h,蔗糖含量先降低后升高,而果糖和葡萄糖含量的变化模式随着老化加剧而逐渐丧失规律。说明老化可能抑制了蔗糖向单糖的转化,同时也影响了单糖的进一步利用。3)人工老化处理对种子萌发初期可溶性糖代谢途径关键酶活性的影响在对照种子中,随着吸胀时间延长,己糖激酶、丙酮酸激酶、柠檬酸合酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性增强,而磷酸果糖激酶活性降低;老化种子在吸胀过程中与对照有相同的变化趋势,但其达到显著差异的时间推迟,且变化幅度减小;老化种子中磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶活性被抑制,而柠檬酸合酶活性增强。结果说明,老化可能破坏了不同代谢途径间的协调性。4)人工老化对可溶性糖代谢中间物质的影响利用靶向代谢分析技术测定糖代谢过程产生的中间物质在老化过程中含量的变化。结果说明,人工老化使中间物质的产生受到明显影响,但各代谢的物质变化不同。5)人工老化对种子萌发初期能量产生的影响未吸胀种子中含有少量的ATP,吸胀后ATP含量迅速增加,在吸胀16h时达到显著水平,24h时种胚中ATP含量增加了21.51倍;老化处理后ATP含量显著降低,老化10d的未吸胀种子中ATP含量仅是对照的33.3%;且老化种子在吸胀0-24h ATP含量增加幅度显著低于对照种子。结果说明老化抑制了玉米种子在吸胀过程中ATP的产生。6)可溶性糖代谢关键酶相关基因的表达分析为进一步研究人工老化对可溶性糖代谢途径的影响,利用qRT-PCR技术,测定了糖代谢关键酶相关基因在人工老化处理后萌发初期的表达变化。结果表明,在种子老化过程中,不同基因的表达模式存在差异,但随着种子活力降低,大部分基因表达下调,说明老化使糖代谢途径相关基因的表达被抑制。7)玉米种子老化的可能机制在种子萌发初期(吸胀8h)时可溶性糖的转化及糖代谢途径即已被启动。但老化处理对种子萌发初期的可溶性糖的动员及其代谢调控产生了明显影响,可能导致代谢失调,进而导致种子萌发初期得不到充足的能量供应和中间物质的供给,种子胚根伸出受阻,致使种子不能萌发,种子活力降低。