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本文以花生(粤油116种子)为材料,研究其天然蛋白酶抑制剂的基本特征,以及在发育过程中的合成积累和在吸胀与萌发过程中的降解模式,并探索它与种子脱水耐性和活力的关系。 花生种子的蛋白酶抑制剂主要分布于种胚(去子叶胚),其在种胚的含量是子叶的6—7倍。Mr介于5,000—8,000,有两个同工抑制剂组分,PI分别为4.3和4.6,可能以二聚体的形式存在。其底物专一性、很小的Mr等理化特性均表明它是Bowman—Birk抑制家族的一员。该抑制剂的作用靶酶是胰蛋白酶,对亮氨酸氨肽酶活性有轻微影响。对热、酸高度稳定,也极为亲水。花生种子的2S清蛋白有蛋白酶抑制剂组分,其作用靶酶、荧光特征和单、双向电泳行为均表明该组分与上述胰蛋白酶抑制剂是同一物质。 不同发育时间的花生种胚、子叶以及经~3H—Lea和~3H—Try双重标记的种胚提取和测定胰蛋白酶抑制剂。结果表明,发育早期的花生种子就开始合成蛋白酶抑制剂,发育中期的合成速率和积累量骤然增强并处于最高水平,发育后期的合成与积累均有下降。种胚蛋白酶抑制剂的活性从花生种子开始吸胀就迅速下降,在吸胀24小时种子萌发、开始幼苗生长时活性水平降低了75%,萌发3天时种胚抑制剂基本消失。子叶的抑制剂则在整个萌发及幼苗生长阶段一直保持很低的活性水平。30DAP花生种胚离体悬浮培养结果表明,外源ABA和高渗条件都比较强烈地诱导发育的花生种胚合成胰蛋白酶抑制剂,诱导作用发生在mRNA的转录水平。 花生胰蛋白酶抑制剂对种子内源内肽酶活性有抑制剂作用,但抑制强度有限,最多只能使之降低40%。内源内肽酶主要分布在花生种子的子叶之中,发育早期也能检测到内肽酶活性,在抑制剂处于最高水平的发育中期,内肽酶活性有所降低,发育后期内肽酶活性则升高较快。 发芽率、活力指数和电解质渗漏率测定表明,发育过程中,花生种子耐脱水能力与活力的形成是同步的,前者是后者的重要组成部分,后者是前者的具体体现。耐脱水能力的获得或活力的形成是一个缓慢积累的过程而非突发事件,形成时期位于30—4SDAP,缓慢脱水更有利于脱水耐性的表达。耐脱水能力与活力形成以后随种子的继续发育而增强,在种子成熟时达最高水平。吸胀12小时以后耐脱水能力开始下降,吸胀15—18小时时种子即将萌发,其下降速度最快。