紫外线照射促进冬小麦种子萌发的研究

为了解紫外线照射对种子萌发的影响,以冬小麦品系聊大2号为材料,采用不同波长的紫外线分别照射休眠的干种子及吸水萌动（浸种3 h）的种子,然后在自然光和黑暗条件下进行发芽实验,比较了不同时间段种子萌发的动态变化及萌发过程中α-淀粉酶活力的变化。结果表明,不同剂量的紫外线照射（UVB85μW.cm-2照射3 h;UVC 420μW.cm-2照射1 h;UVC处理1 h附加照射6 h UVA或1 h UVB）对干种子和吸水萌动种子萌发均有促进作用,发芽较自然光下（CK）及黑暗下快,相关时段发芽率均高于CK,但不影响最终发芽率,只是缩短了种子萌发的时间。UV处理（UVB 85μW.cm-2照射3 h;UVC 420μW.cm-2照射1 h）的干种子及吸水萌动种子的α-淀粉酶活力在萌发前随时间的推移呈快速增加的趋势,与对照相比可提高2.5%~68.7%,发芽后α-淀粉酶活力下降,但仍高于CK,且UVB与UVC处理种子的α-淀粉酶活力变化趋势相同。说明不同波段的紫外线照射对种子具有相同的生物学效应。     

四种油料作物中的细菌型PEPC基因的鉴定及在发育种子中的表达

鉴定和获取了四种油料作物（油菜、大豆、花生和芝麻）中的细菌型PEPC基因,分析了所编码蛋白的保守结构域（BOX I-IV）和蛋白作用功能位点。基因包括甘蓝型油菜的Bna10093361、Bna1009749和Bna10093360,大豆的Glyma10g34970.1, Glyma01g22840.1和Glyma02g14500.1,芝麻的SIN1018296和花生的AhPPC5。这8个基因含有19～21个内含子,内部插入一个约350～600bp的高度变异区,编码的蛋白在C端形成R/KNTG结构域,在N端缺乏磷酸化作用位点。在种子发育的不同时期,油菜中仅Bna10093360表达,但其表达量不到油菜BnActin表达量的0.1%;大豆中Glyma10g34970.1表达量最高（接近大豆GlymaActin的2%）,Glyma02g14500.1次之;花生AhPPC5表达量为花生AhActin的32%～175%,在种子不同发育时期表达量为早期>中期>晚期;芝麻SIN1018296表达量为芝麻SINActin的3%～18%,在种子发育时期的表达趋势和花生AhPPC5相似。8个基因种子中的表达模式差异明显,说明细菌型PEPC基因可能存在着广泛的功能分化。       

花生脱皮难易程度对种子萌发与出苗的影响

种子萌发和出苗是影响花生产量的最重要因素之一，会受到自身和外部多种因素影响。花生种皮是种子重要的屏障，种皮作为保护层可以保护胚和子叶免受外力的损伤，并能有效减少外界病虫害的侵染。种子脱皮难易是影响花生商品性和加工的重要性状，不同品种的脱皮难易程度存在明显差异，其对种子萌发和出苗的具体影响仍不清楚。本研究利用5份不易脱皮的种质和3份较易脱皮的种质进行种子萌发和出苗的试验。萌发试验结果表明，所有种质无论籽仁大小在萌发最初的两个小时吸水速率最快。较易脱皮种质前两小时吸水速率介于1.09～1.41 g/h,较难脱皮的种质前两小时吸水速率介于0.72～0.98 g/h。出苗试验结果表明，较易脱皮的3个品种豫花22、豫花133、豫花93在播种5 d后出苗率介于23.30%～46.70%,而较难脱皮种质在播种5 d后出苗率最高为16.70%。对选用材料的研究初步表明，难脱皮的种质萌发和出苗时间均长于较易脱皮的种质。     

花生种子萌发基因AhSGR的表达分析

种子萌发是一个复杂的多步骤过程,而与花生种子萌发相关基因的研究鲜见报道。本研究以花育52号为试材,根据花生吸胀休眠和休眠释放转录组测序结果获得了一个与花生种子萌发相关的基因AhSGR。AhSGR基因cDNA全长1338bp,开放阅读框(ORF)为885bp,编码295个氨基酸,该基因编码未知蛋白,在44~122AA处含有DOG1保守结构域,分子量33.39kD,等电点为5.04,定位于细胞核内,未发现信号肽及其剪切位点,推测AhSGR可能是转录因子。荧光定量检测表明该基因与花生种子萌发密切相关。     

不同类型花生种子萌发需水量和吸水速度的测定

凡具有生活力的花生种子,其萌发时,均需要适量的水分。在其萌发过程中,种子的需水量和吸水速度,类型间是否表现一致不甚清楚。本试验与在探索不同类型花生种子萌发的最适宜需水量及各自的吸水速度,为花生全苗提供依据。     

不同类型花生种子萌发需水量和吸水速度的测定

凡具有生活力的花生种子,其萌发时均需要适量的水分,在其萌发过程中,种子的需水量和吸水速度,类型间是否表观一致不甚清楚,本试验旨在探索不同类型花生种子萌发的最适宜需水量及各自的吸水速度,为花生的全苗提供科学依据。     

大豆种子萌发过程中蛋白质的变化

大豆种子富含丰富的蛋白质,为了研究在萌发过程中蛋白质的变化,本试验对大豆种子吸水的变化、可溶性蛋白质含量、蛋白酶活性、肽酶活性、蛋白水解产物（氧基酸和肽含量）含量的变化进行研究。结果表明,大豆种子萌发过程中吸水的变化呈现慢-快-慢的规律,转折点分别是萌发12h和萌发27h。虽然种子在萌发期间内的可溶性蛋白、氧态氮及肽含量均高于未萌发的大豆种子,但其变化规律不同：可溶性蛋白峰值出现在9～12h之间,而氨基酸及肽的含量在整个试验过程中始终处于增加的趋势。另外,蛋白酶和肽酶活性在萌发33h之前活性的变化非常小,萌发39～72h时活性急剧加强,萌发72～96h时活性下降。     

花生生化品质与芽期抗逆性的相关性研究

为了探究花生种子生化品质与胁迫处理下花生种子萌发能力的关系，对90个花生材料分别进行盐（0.12mol/L即0.7%NaCl）、碱（0.1 mol/L NaHCO3, pH 8.3）、干旱（15%PEG6000）、低温（2℃浸泡72 h）处理，对胁迫处理下的发芽指标与花生种子生化品质进行典型相关分析。研究发现：盐胁迫下油酸与活力指数是正相关关系，低温胁迫下油酸与发芽率是负相关系，油酸有利于盐胁迫下花生种子萌发，不利于低温胁迫下种子萌发；干旱胁迫下棕榈酸与发芽指数是正相关关系，棕榈酸有利于干旱胁迫下花生种子萌发；碱胁迫下维生素E与发芽指数的正相关关系，维生素E有利于碱胁迫下种子萌发。研究结果对于花生芽期抗逆育种、探讨花生芽期抗逆机制具有一定参考价值。     

花生硫氧还蛋白AhTRX h基因的克隆及表达分析

h型硫氧还蛋白（TRX h）是最多的一类硫氧还蛋白,在种子萌发、氧化还原、信号传递以及响应生物和非生物胁迫等多种途径中起重要作用。以花生铝敏感品种‘中花2号’和耐铝品种‘99-1507’为材料,对h型硫氧还蛋白亚族成员AhTRX h进行克隆和表达分析。结果表明：该基因包含长为429 bp的完整开放阅读框,编码142个氨基酸;进化树分析表明,花生TRX h与鹰嘴豆TRX h、拟南芥TH9亲缘关系较近,且含有保守活性位点WCGPC;亚细胞定位显示,AhTRX h定位于叶绿体;构建原核表达重组质粒pGEX-6p-1-AhTRX h,转化大肠杆菌Rosetta菌种,在上清和沉淀均有表达,纯化获得可溶的具活性的重组蛋白,体外检测重组蛋白没有明显的发生亚硝基化的趋势。酵母双杂显示,AhTRX h蛋白没有自激活性,筛选花生文库获得互作蛋白——钙网蛋白和金属硫蛋白。该结果表明AhTRX h可能通过与钙网蛋白和金属硫蛋白相互作用,参与花生对铝胁迫响应。     

花生AhARF 基因家族鉴定与表达分析

生长素响应因子（Auxin response factor，ARF）是生长素信号转导途径中的一类重要转录因子，在种子萌 发、器官形成、果实成熟、胚胎发生等多个生长发育过程发挥作用。为了揭示花生基因组中AhARF 基因家族的特 征，本研究利用生物信息学方法从花生基因组中鉴定了62个花生AhARF 家族基因，它们不均匀分布于除1号和11 号之外的其他18条染色体上，在A和B亚基因组对应关系的染色体上数目大体相同。依据系统发生关系，62个花 生AhARFs 与拟南芥AtARFs 家族基因共同聚在除ClassIII（仅包含拟南芥AtARFs）外的其余4个分支。共线性分析共 检测到33对片段重复基因，其Ka/Ks比值均小于1，受到环境压力的纯化选择。本研究还分析了它们的理化性质、 蛋白保守结构域等特征。此外，基于22个组织转录组数据，绘制了62个花生AhARF 家族基因的表达模式热图。进 一步应用qRT-PCR方法，分析了可能与萌发相关的4个AhARF 基因（AhARF10、AhARF20、AhARF23 和AhARF46）的 时空表达模式。本研究可为种子萌发相关AhARF 基因的挖掘与功能鉴定提供基础。     

NADPH Oxidases Act as Key Enzyme on Germination and Seedling Growth in Barley (Hordeum vulgare L.)

Reactive oxygen species (ROS) play an important role in seed germination. Although hydrogen peroxide (H₂O₂), a type of ROS, enhances the germination rate of various plant seeds, little is known about the mechanism. NADPH oxidases catalyze the production of superoxide anion (O₂^-) that is one of the ROS and the enzymes regulate plant development. We, therefore, investigated the role of NADPH oxidases in seed germination and seedling growth in barley (Hordeum vulgare L.). The production of O₂^- was observed both in embryo and aleurone layers in barley seeds treated with distilled water (DW). However, it was suppressed in seeds treated with diphenylene iodonium (DPI) chloride, NADPH oxidase inhibitor. Moreover, DPI markedly delayed germination and remarkably suppressed α-amylase activity in barley seeds, indicating the importance of NADPH oxidases in germination of barley seeds. The gene expression and the enzyme activity of NADPH oxidases gradually increased after imbibition, and the enzyme activities were closely correlated with seedling growth after imbibition. Besides, DPI markedly suppressed the seedling growth. These results indicated that NADPH oxidases perform a crucial function in germination and seedling growth in barley. These facts clearly reveal that O₂^- produced by NADPH oxidases after imbibition regulates seed germination and seedling growth in barley.     

H2O2浸种对低温胁迫下花生种子萌发的调控作用

为了研究H2O2浸种对低温胁迫下花生种子萌发的调控作用，本研究以白沙1016和花育9122两个花生品 种为材料，通过种子萌发试验，设置（22±1）℃常温对照和（12±1）℃低温处理，首先采用不同浓度的H2O2进行浸种预 处理，分析了H2O2浸种对花生种子低温萌发相关指标的影响，筛选最适H2O2浸种浓度，然后采用最适H2O2浸种处 理后，测定其对发芽花生种子胚中氧化损伤和活性氧含量、脯氨酸代谢相关指标的影响。结果表明，低温显著降低 两个品种花生的相对发芽率、芽长/种长比、发芽指数及种子的活力指数，延长了平均露白时间，H2O2浸种预处理可 显著缓解低温对花生种子萌发的抑制，以1% H2O2浸种效果最好。同时，H2O2浸种预处理还显著降低了H2O2的积累 以及膜脂过氧化程度，促进了脯氨酸的积累，提高了脯氨酸合成酶鸟氨酸转移酶（OAT）和△1-吡咯琳-5-羧酸合成 酶（P5CS）活性，抑制了脯氨酸降解限速酶脯氨酸脱氢酶（ProDH）活性。表明H2O2浸种预处理可通过调控脯氨酸代 谢途径，促进低温条件下萌发花生种子内脯氨酸的积累，缓解氧化损伤，从而增强花生种子的低温萌发能力。     

水稻萌发期激素信号转导和谷胱甘肽代谢转录分析

【目的】利用转录组测序技术,探究水稻萌发过程中激素信号转导和细胞内部氧化还原平衡的调控机理,以期增加对萌发过程中复杂调控机制的理解,促进萌发期基因组转录调控网络的构建,并挖掘调控种子萌发的相关基因,为水稻直播稻新品种选育提供理论参考。【方法】利用萌发0、24和48 h的种子进行动态转录组测序分析,以差异倍数≥2、错误发现率≤0.05为阈值筛选差异基因,并利用Gene Ontology(GO)和KEGG Pathway数据库对萌发不同阶段的差异基因进行分析注释;同时利用实时荧光定量PCR对测序结果进行验证;最后运用String蛋白互作数据库以combined_score≥0.9为阈值分析差异基因的蛋白互作网络。【结果】在种子萌发前期鉴定到8719个差异基因,而在萌发后期仅鉴定到3480个。GO和KEGG富集结果均显示与激素信号转导相关的基因主要在萌发前期被诱导,特别是生长素信号转导途径中的GH3家族基因在萌发前期均受到显著诱导;而谷胱甘肽代谢途径中的基因在萌发后期转录更为活跃,其中谷胱甘肽-S-转移酶基因富集最多。此外,两个异柠檬酸脱氢酶基因在萌发过程中被显著诱导,经蛋白互作预测发现两个异柠檬酸脱氢酶基因与GH3家族基因可能存在相互作用。【结论】在种子萌发前期,生长素信号转导途径中的GH3家族基因可能在减弱生长素信号以及降低生长素活性方面发挥着重要作用,其高表达能降低生长素对种子的休眠作用,促进萌发启动;在种子萌发后期,谷胱甘肽代谢途径中的谷胱甘肽-S-转移酶基因可能在细胞抵抗氧化胁迫中发挥主要作用;此外,在整个萌发过程中,GH3和异柠檬酸脱氢酶家族基因的相互作用可能在实现激素转导途径和谷胱甘肽代谢途径的交互串联作用、共同调控种子萌发方面具有重要意义。     

芸薹属种子休眠特性的研究 Ⅱ.风干处理、果壳阻抑对种子休眠的影响

本文研究了风干处理、发芽温度条件及果壳阻抑对芸薹属三个种种子休眠与萌发的影响,结果表明:(1)风干处理可使花后不同天数的种子完成后熟作用,促进种子的萌发,其破眠效果,尤以休眠浅的甘蓝型油菜为显著;(2)果壳对种子发芽有明显的阻抑作用,产生“强迫休眠”现象,其对种子的诱眠率,以休眠浅的甘蓝型油菜高于休眠深的芥莱型油菜;(3)油菜种子采收后先经风干,再在变温条件下发芽,其破眠效果高于单一风干或变温发芽。同时能有效地解除开花后20天以上幼嫩种子的休眠。     

单粒精播密度对花生冠层结构及产量的影响

为探明密度对单粒精播花生群体冠层结构及产量的影响，大田条件下，以花育22为供试花生品种，设置 每穴单粒和双粒2种播种方式，9万穴/hm2（D1）、12万穴/hm2（D2）和15万穴/hm2（D3）3个种植密度，研究了密度对花 生冠层透光率、冠层叶面积系数、叶片干重及农艺性状的影响。结果表明，随密度的增加，冠层中下部的透光率降 低，单粒播冠层透光率大于双粒播。D1密度下，花生冠层中上部的叶面积系数、叶片干重单粒播低于双粒播，冠层 中下部高于双粒播，而D2和D3密度条件下，冠层叶面积系数、叶片干重单粒播与双粒播差异不显著。随密度的增 加，花生主茎高、侧枝长和公顷果数显著增加，而单穴果数减少，单粒精播侧枝数多于双粒播。随密度的增加，花生 荚果产量呈先升高后降低的趋势，12万穴/hm2的种植密度荚果产量最高，单粒精播花生产量略高于双粒播。总之， 合理密植是花生高产的重要措施，与双粒穴播相比，单粒精播花生冠层下部透光率和叶面积系数高，侧枝多、饱果 率高，是实现花生高产高效的重要措施。     

大豆种子抗老化鉴定的方法研究

选用遗传差异相对较大的皖豆24、皖豆25(杂交品种)及合豆3号的种子,在温度为40℃、湿度为85%的条件下老化处理4、8和12 d,研究加速老化过程中不同基因型大豆种子成苗率、发芽率、电导率及单株幼苗干重的变化规律。结果表明:随着加速老化时间的延长种子活力下降;加速老化处理8 d,3个品种的各项鉴定指标均发生改变:品种的成苗率、发芽率及单株幼苗干重显著降低,电导率明显升高,且品种间有显著差异;发芽率和成苗率的变化在品种间具有一致性,电导率、单株幼苗干重的变化和成苗率品种间一致性较差;成苗率和发芽率的相关性最高(r=0.972**)。利用国家大豆微核心种质中的91份资源对老化鉴定方法进行验证,结果在温度为40℃,湿度为85%条件下老化8 d的种子发芽率及老化指数与在自然条件下老化15个月的发芽率及老化指数极显著相关(r=0.943**,0.716**)。综合分析认为,温度为40℃,湿度为85%条件下老化处理8 d,以种子发芽率为活力鉴定指标可作为大豆种子抗老化性的鉴定方法。     

高温处理对不同状态水稻种子发芽率的影响

以2个早籼稻品种的超干种子、干种子、鲜种子、湿种子、露白种子为材料,研究了高温处理对不同状态水稻种子发芽率的影响。结果表明,水稻不同种子状态耐受高温能力存在极显著差异,从强到弱依次为超干种子干种子鲜种子湿种子露白种子;水温对种子发芽率的影响比气温更显著;处理温度超过一定范围,发芽率随着温度升高和时间延长极显著下降;不同品种高温处理后的种子发芽率表现相同规律趋势,但也存在极显著个体差异;种子水分制约种子耐受高温能力,种子水分含量越高,耐受高温能力越弱。     

小麦籽粒PPO同工酶及其活性分析

为探讨小麦籽粒PPO同工酶与其活性的关系,以PPO活性差异较大的小麦品种为材料,分别检测了不同发育时期的籽粒、成熟籽粒以及浸润籽粒的PPO同工酶谱带及其活性.结果表明:花后10～20d,小麦籽粒PPO同工酶在高、低PPO活性品种间差异不明显.而花后20～30 d,高PPO活性小麦品种的中、低分子量PPO同工酶谱带明显强于低PPO活性品种.总体来说,PPO同工酶谱带强度随着籽粒成熟而降低,而PPO活性在花后30 d达到最大值.在成熟籽粒中,PPO同工酶的强弱与其活性的高低有着较好的一致性.随着籽粒的萌动,其PPO同工酶谱带逐渐增强,尔后降低;PPO活性亦有类似变化.与低PPO活性小麦品种相比,高PPO活性品种在浸润期间有着较强的同工酶谱带和较高的PPO活性.     

具有化感作用的植物能增强花生对黄曲霉毒素的抗性（英文）

研究三裂叶蟛蜞菊、香根草、香茅对黄曲霉的化感作用。结果表明,三种植物的水提液均能显著抑制黄曲霉的生长。在培养黄曲霉的培养基中加入上述三种植物的水提液后,培养基上黄曲霉的菌落数显著减少,平均菌落直径变小。利用这三种植物的水提液浸泡被黄曲霉感染的花生种子,其发芽率显著高于清水对照处理;显示这三种植物的水提液能够缓解黄曲霉素对花生种子发芽的抑制作用。在没有黄曲霉侵染的条件下,虽然这三种植物的水提液会降低正在发芽的花生种子某些水解酶和保护酶的活性;但在黄曲霉侵染后,这三种植物水提液浸泡过的花生种子水解酶和保护酶的活性却显著高于对照处理,导致处理种子具有更高的呼吸速率、种子活力和发芽率。在对照土壤里,受黄曲霉侵染的种子长出的花生植株长势很差。分别将三种化感植物剪碎、加入土壤中混匀,平衡一段时间;在这些土壤上种植受黄曲霉侵染的种子长出的花生发现能够有效降低黄曲霉素对花生生长的抑制作用。与对照相比,处理土壤上生长的受黄曲霉侵染的花生植株具有更高的根系活力、叶绿素含量、净光合速率、硝酸还原酶和谷氨酰胺合成酶活性,因而具有更高的株高、叶片氮素含量和干物量。