种子是农业生产中最基本的生产资料。种子成功整齐发芽是作物生长发育、高产稳产的第1步。活性氧(ROS)是一类多功能化合物，在种子萌发过程中发挥着关键作用。本研究介绍了ROS的种类、产生部位以及对种子萌发的“氧化窗口”效应，总结了ROS调控种子萌发的机制并对未来研究提出展望。目前ROS调控种子萌发的研究集中于：(1)当条件合适时，ROS维持在一个适当的水平，启动赤霉素(GA)等信号转导途径、抑制脱落酸(ABA)途径，调控细胞膨大，促进种子萌发；(2)当面临不利环境时，ROS的过量积累会对生物大分子造成氧化损伤，诱导ABA途径，抑制种子萌发。ROS通过生物分子氧化、种皮弱化和胚乳衰退解除种子休眠。今后，需进一步探索对种子萌发起到积极作用的“氧化窗口”范围，同时结合转录组学和代谢组学技术筛选种子萌发中调控ROS含量相关基因，更好地了解ROS促进种子萌发的机制。图3表1参94

以4个具有明显差异的芸豆品种为材料,采用SDS-PAGE方法研究芸豆种子萌发过程中水溶、盐溶和总蛋白组分变化及种子胚和子叶变化过程中蛋白组分变化。试验结果表明,芸豆种子的子叶、胚含有丰富的蛋白亚基,其中,同一品种子叶和胚贮藏蛋白亚基差异明显,子叶、胚的水溶蛋白、盐溶蛋白和总蛋白相差不大、条带丰富;不同品种之间条带存在差异;在发芽过程中,高分子量蛋白亚基的降解速度快于低分子量蛋白亚基,子叶亚基的降解速度明显慢于胚的亚基降解速度;不同品种间子叶、胚条带差异明显,种子活力高的品种(Y05,Y06)降解速度快于种子活力低的品种(Y09,Y1+1),而蛋白含量高的品种(Y1+1,Y05)与蛋白含量低的品...

水稻种子中有3种脂氧合酶(LOX)同工酶,分别为LOX-1、LOX-2、LOX-3。以本实验室筛选到的LOX-3缺失突变体北陆PL2和正常的水稻品种Koshihikari为材料,研究种子成熟及萌发过程中LOX活性的变化规律。结果显示,2个水稻品种在种子成熟中LOX活性变化规律不一致,Koshihikari开花后10~25 d活性升高,以后趋于下降,而北陆PL2花后种子LOX活性基本没有变化;在种子萌发过程中两品种LOX活性变化规律基本一致,萌发初期活性迅速升高,浸水萌发后2 d达到峰值,以后开始下降。同工酶分析、半定量RT-PCR结果都显示,在水稻成熟过程中,种子中LOX-3活性和表达水平都显...

以转 Bt 基因抗虫棉中棉所30号与其背景材料中棉所16号为材料研究了种子萌发过程的生理变化,结果表明:转 Bt 基因抗虫棉种子萌发时吸水速率慢,浸种外渗物质高,种子活力低,脂肪降解利用较慢,表现在发芽率和成苗率低、幼苗生长缓慢等。同时种子萌发过程中,转 Bt 基因抗虫棉种子和幼苗中内源激素含量及比例与常规棉差异很大,脱落酸(ABA)含量较高,赤霉素(GAs)含量较低,GAs/ABA 低,可能与种子萌发不良有关;生长素(IAA)含量降低,细胞分类索(CTKs)含量提高和 IAA/CTKs 的降低可能是抗虫棉苗期生长势弱的重要原因。

为桢楠的栽培和繁殖提供科学依据,使其更好地服务于林业的发展,本试验测定了4个桢楠种子萌发过程中部分生理指标的动态变化。结果表明:种子萌发期间,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)的活性均表现为从种子发芽试验之日起至萌发高峰期随时间进展酶活力逐日递增,自萌发高峰期至萌发停止,酶活力又逐日递减呈下降趋势。可溶性糖、可溶性蛋白含量先升高再降低,可能是种子贮藏养分水解的生理响应结果。

【目的】研究低温（4℃）保存和自然保存两种处理后，桢楠种子在恒温（25℃）和变温（15℃/25℃）条件的萌发过程中，种子内源激素含量及其动态变化，以及内源激素与种子萌发率的关系，为阐明桢楠种子的萌发机制提供理论基础，也为其繁育与开发应用提供参考依据。【方法】采用酶联免疫吸附测定法对桢楠种子的内源激素含量及动态变化进行测定。【结果】1）自然保存的种子在恒温（25℃）条件下发芽率不足30%，最高为27.3%，在变温（15℃/25℃）条件下的发芽率不足40%，最高为37.0%，而经过低温（4℃）处理的种子在变温（15℃/25℃）条件下的发芽率最高可达66.0%;2）经过低温（4℃）处理后的种子在变温（15℃/25℃）条件下的内源激素含量GA3为417.17 ng·g~(-1),IAA为211.67 ng·g~(-1),ZR为47.69 ng·g~(-1)，均高于恒温（25℃）下的GA3、IAA、ZR含量，GA3和ZR含量呈现出先上升后下降趋势，ABA和IAA含量则表现为先下降后上升趋势；3）在变温（15℃/25℃）条件下内源激素GA3/ABA、ZR/ABA、（GA3+IAA+ZR）/ABA比值均比恒温（25℃）条件下高；4）在恒温（25℃）条件和变温（15℃/25℃）条件下的种子发芽率与GA3/ABA、IAA/ABA、ZR/ABA及（GA3+IAA+ZR）/ABA的比值均呈显著或极显著正相关。【结论】低温（4℃）可以解除桢楠种子的休眠，显著提高种子的发芽率，在变温（15℃/25℃）条件能够打破种子内源激素间的平衡，增加促进种子萌发的内源激素含量，降低抑制种子萌发的内源激素含量，进而提高种子的发芽率。

采用种子萌发试验,研究了CuCl2胁迫下外源无机硫对水稻(Oryza sativaL.)种子萌发过程中铜毒害的缓解效应。结果表明,水稻种子萌发过程中幼根和幼芽的伸长生长、叶绿体色素含量及发芽率均随介质中铜离子浓度增加而降低。10μmol.L-1Cu2+处理显著抑制萌发种子的α-淀粉酶及过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)的活性,显著提高MDA含量。在铜胁迫下,加入10 mmol.L-1SO42-可以显著提高水稻种子的发芽率,促进幼根和幼芽的伸长生长,增加幼芽中叶绿素和类胡萝卜素含量,提高α-淀粉酶及CAT、POD的活性,显著降低MDA含量。

研究了大麦种子在萌发过程中清蛋白组分变化情况。以4个大麦品种垦啤8号、甘啤4号、Harrington和Esterel为材料,以考马斯亮蓝G-250方法检测萌发过程中清蛋白含量动态变化,并进行SDS-PAGE电泳分析。结果表明:萌发6d种子中清蛋白含量比原麦增长0.4～1.3倍。SDS-PAGE图谱显示蛋白亚基分子量在10～66kDa间分布,萌发过程中分子量为25～45kDa间的蛋白谱带分布丰富,变化复杂。不同品种大麦种子在萌发过程中清蛋白含量变化有相似的规律。大麦种子中清蛋白缺乏高分子量蛋白组分,而富含中、低分子量蛋白亚基。

经10℃低温处理,耐冷品系玉米杂交种郑单958、吉单415和冷敏感品系辽单632、铁单18萌发期种子内源激素含量变化与适温处理相比变化趋势相同,GA3含量先升高再下降,ABA含量逐渐下降。耐冷品系郑单958和吉单415在低温处理条件下,GA3含量初期有所下降后明显升高,低温处理9d达到峰值,分别为416.79ng.g-1和441.36ng.g-1,上升幅度比辽单632、铁单18大。耐冷品系内源激素ABA含量下降的趋势较缓,并保持较高水平,分别为575.2ng.g-1和596.52ng.g-1,铁单18和辽单632仅为466.23ng.g-1和354.63ng.g-1。GA3/ABA在不同品系中...

以马铃薯脱毒试管薯为试验材料,研究块茎休眠和块茎顶芽萌发生长过程中几种相关酶活性变化。结果表明,块茎贮藏过程中淀粉酶、淀粉磷酸化酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性的消长,与块茎形态上的休眠及萌发有密切关系。处于休眠期间的块茎内淀粉酶和淀粉磷酸化酶活性很低,随着休眠的解除及顶芽萌动活性逐渐增强,当顶芽开始生长时活性再次降低;过氧化物酶和多酚氧化酶在块茎休眠时活性较高,顶芽萌动后活性迅速下降;不同品种间这四种酶的变化趋势基本相同。

落叶松体细胞胚再生体系是对针叶树进行分子遗传改良、研究裸子植物早期发育调控和形态发生的理想模式系统。然而在实践中仍然存在体细胞胚畸形率高、萌发率低等问题。前期研究发现,过表达miR166a前体基因LaMIR166a后,落叶松体细胞胚顶端发育异常,这与生长素极性运输抑制剂N-1-萘基酞氨酸(N-1-naphthylphthalamic acid,NPA)处理的结果类似,表明miR166及其目标基因LaHDZ31-34与生长素信号途径共同参与调控落叶松体细胞胚形态建成。本研究以落叶松胚性细胞系S287为受体材

【目的】探索赤霞珠葡萄在自然休眠期间不同部位不同器官的氮素代谢规律。【方法】以杨凌地区酿酒葡萄品种赤霞珠为试材,对其自然休眠及萌发过程中冬芽、韧皮部、木质部和根部中含氮化合物及氮素代谢相关酶活性的变化进行研究,测定氮化物、总氮含量、总蛋白含量、可溶性蛋白质含量、氮素代谢相关酶活性、硝酸还原酶活性、蛋白酶活性等指标,并对葡萄各器官休眠期的蛋白质进行SDS-PAGE电泳分析。【结果】总氮、总蛋白和可溶性蛋白质在葡萄不同部位的含量高低为:冬芽>根>韧皮部>木质部,冬芽中的总氮和总蛋白在萌芽时显著上升;可溶性蛋白质在葡萄不同部位的趋势为休眠期逐渐下降,萌发期渐渐上升。葡萄休眠过程中,不同器官的硝酸还原...

【目的】探索不同萌发时期绿豆分离蛋白、清蛋白、球蛋白、谷蛋白和醇溶蛋白含量的动态变化规律,以及蛋白质组分(分离蛋白、球蛋白和清蛋白)的亚基组成及含量变化,为绿豆蛋白的加工利用提供科学依据。【方法】采用等电点沉淀法提取绿豆分离蛋白,并根据Osborne分类法制备绿豆清蛋白、谷蛋白、球蛋白和醇溶蛋白,比较分析萌发前后绿豆分离蛋白及各蛋白组分含量的变化,同时通过SDS-PAGE电泳进一步分析萌发前后蛋白亚基组成及数量的变化。【结果】随着萌发时间的延长,绿豆分离蛋白的含量呈现先增高后下降的趋势,萌发36 h时与未萌发的绿豆相比提高了9.4%。绿豆清蛋白含量随着萌发时间的延长呈逐渐下降的趋势,萌发84 h时含量最小,为20.47 mg·g~(-1)。球蛋白随着萌发时间的延长呈现先升高后下降的趋势,萌发48 h时其含量最大,且比未萌发时提高了3.47倍。萌发对绿豆醇溶蛋白的含量变化影响不大。绿豆谷蛋白含量在萌发12—36 h和48—72 h变化无明显差异,但相对于未萌发的绿豆仍有一定程度的提高。绿豆蛋白酶活性在萌发36 h后不断上升,变化相对较大,72 h时开始下降。SDS-PAGE电泳图及光密度扫描分析结果发现,绿豆分离蛋白主要由7条条带组成(Ⅰ—Ⅶ),萌发过程中各条带相对含量不断减少,随着萌发时间的延长,分子量在25—66 k D的条带含量逐渐降低,分子量在18—25 k D的亚基条带含量在萌发的前72 h有所增加,萌发至96 h时几乎只剩下Ⅳ条带。绿豆清蛋白主要由4条条带组成(Ⅰ—Ⅳ),分子量分别为61.56、48.99、29.88和20.42 k D,萌发过程中条带Ⅰ相对含量从0 h的18.4%降至60 h的16.4%,萌发72 h后条带Ⅰ消失;条带Ⅱ在萌发过程中始终存在,但是含量不断减少;条带Ⅲ和条带Ⅳ也在萌发过程中不断减少,萌发72 h后消失。同时,分子量为18—25 k D的亚基条带相对含量在24—60 h增加,萌发至72 h逐渐消失,几乎只剩下条带Ⅱ。绿豆球蛋白主要由5条条带组成(Ⅰ—Ⅴ),分子量分别为66、61、50、32和26 k D。萌发过程中亚基条带Ⅰ和Ⅱ都在萌发96 h时消失;而条带Ⅲ在萌发过程前期(0—60 h)相对含量逐渐增大,为34.4%—41.8%,萌发72 h后条带Ⅲ含量迅速下降,萌发至96 h时仅为10.8%;亚基条带Ⅳ和Ⅴ萌发至84 h后消失。分子量在18—25 k D的亚基条带在萌发24—60 h时有所增加,随着萌发时间的延长,出现降解甚至消失。【结论】适当萌发能提高蛋白的含量,促进大分子亚基发生水解,同时有利于小分子亚基或多肽生成,但萌发时间过长并不完全利于蛋白的利用。

研究了超干向日葵种子老化后萌发过程的生理机制,结果表明,超干向日葵种子老化后鲜质量、发芽率、发芽指数及活力指数与未超干的相比均有显著变化;超干有利于向日葵种子活力的保持,且以含水量2.08%的超干种子各项指标提高幅度最大;随着种子的萌发,热稳定蛋白含量减少;超干的向日葵种子比未超干的MDA含量低,超干能有效地减少种子贮藏期间有毒物质的积累;超干的向日葵种子的抗氧化酶系统保持最好,减轻或阻止了活性氧启动的脂质过氧化作用,避免对膜系统的损伤,保证超干种子的正常萌发。

【目的】探索沙藏层积对滇牡丹种子萌发的影响,为滇牡丹种苗繁殖和栽培奠定基础。【方法】以人工栽培的滇牡丹种子为试验材料,采取室温沙藏层积至上胚轴露出时,每隔15 d取60粒,对滇牡丹种子在沙藏层积过程中的萌发指标进行测定,根据层积过程中种子外部形态特征的变化,将种子划分为6个不同萌发阶段(S1～S6),并利用体视显微镜观察沙藏层积前(S0)和不同萌发阶段种子结构及种胚的变化特征,分析胚乳中贮藏物质(蛋白质、淀粉、油脂)的组织化学染色情况,同时测定各萌发阶段胚乳和种胚中营养物质(可溶性糖、可溶性蛋白)及酶(过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD))活性的动态变化。【结果】室温沙藏层积过程中,滇牡丹种子的瞬时发芽率和活力指数均呈现增大趋势,瞬时发芽率在沙藏90 d时增加到85.00%,活力指数增加到20.82。在S0阶段,种胚较小;S1阶段(层积30 d),种子吸水膨胀;S2阶段,胚根突破种皮,少量种子开始萌发;S3阶段,下胚轴明显伸长和增粗;S4阶段,子叶进一步增大,胚根明显伸长和增粗;S5阶段,随着胚根的不断伸长,子叶继续变大;S6阶段,能够观察到少许种子的上胚轴明显伸长。从S2到S6阶段,滇牡丹种子的横纵径、厚度、质量、去皮质量均未显著增加,但种子纵径、胚乳长、胚乳宽、胚长、胚宽分别从S1阶段的(12.19±1.71),(10.75±1.83),(9.22±1.59),(3.20±0.69),(1.56±0.43) mm到S6阶段显著增加至(14.07±0.42),(13.46±0.28),(11.14±1.57),(70.53±14.43),(8.85±0.31) mm,胚率从S1阶段的(30.21±4.31)%显著增大到(525.02±116.10)%。种子萌发过程中,胚乳和种胚中可溶性蛋白和可溶性糖含量总体呈下降的趋势;组织化学染色结果显示,胚乳中贮藏物质含量最多的是油体和蛋白质,淀粉含量较少。胚乳和种胚中POD活性总体均呈先升高后下降的趋势,分别在S3和S1阶段达到最高值23.20和58.07 U/g,胚乳和种胚中SOD活性总体呈增加趋势,均在S5阶段达到最高值320.42和2 604.39 U/g。【结论】沙藏层积50～70 d的滇牡丹种子发芽率较高,酶活性较强,有助于种子的进一步萌发,取此时段的种子播种,辅以适宜的栽培管理措施,能有效提高种子的出苗率。