高等植物脱落酸的代谢及调节机制

脱落酸(ABA)在种子的发育、休眠、萌发以及植物的营养生长、环境胁迫响应等过程中具有重要作用,植物体具有控制ABA的合成、降解、信号感知及其信号转导的调节机制。目前对高等植物ABA的合成途径及其调节机制的研究已比较深入,合成途径中的所有关键酶基因都已鉴定出,但对ABA分解代谢的研究则相对滞后。概述了ABA的生物合成、分解代谢途径及其调节机制。     

滇重楼种子休眠机理研究

【研究目的】探讨滇重楼种子休眠机理,为打破种子休眠促进滇重楼实生育苗提供理论基础。【方法】采用重量法、胚率测定、ELISA等方法对种子吸水特性、萌发抑制物及种胚休眠与发育的内源机理进行了研究。【结果】种子不存在吸水障碍,与休眠无关;滇重楼种子中存在着萌发抑制物;滇重楼种子休眠属于形态学-生理学休眠类型;内源激素ABA和GA3在滇重楼种子休眠与萌发过程中起着重要作用,ABA是引起休眠的关键因素,ABA含量的降低是滇重楼种胚发育的始动因子,GA3有助于种子的生理后熟。【结论】滇重楼种胚发育不完全、种子中存在萌发抑制物质是种子休眠的主要原因。萌发抑制物的存在可能抑制了种胚发育,而与生理学后熟过程无关。在自然条件下,滇重楼生境中较长的低温时期可能是滇重楼种子具有较长时间休眠的外界原因。     

乙烯在种子休眠与萌发中的调控作用

种子休眠是指有生活力的种子在适宜的温度、水分、氧气等萌发条件下仍不发芽的现象。乙烯是植物生长的气体环境中非常重要的组分,调控植物生长发育的很多过程,包括种子萌发、花叶脱落、花衰老和果实成熟等。研究表明,植物激素赤霉素(GAs)和脱落酸(ABA)在调控种子休眠和萌发过程中存在相互拮抗关系;ABA诱导休眠,抑制种子萌发;GAs可以解除种子休眠,促进种子萌发;乙烯对很多物种打破休眠起重要作用,能促进休眠种子萌发的有效浓度是0.1~200uL/L。此外,利用乙烯生物合成和代谢过程中的抑制剂及乙烯信号传导途径中基因的突变体研究表明,乙烯参与到种子的休眠和萌发过程。乙烯通过调控ABA的代谢和信号传导途径对ABA产生拮抗作用。     

ABA在拟南芥种子萌发和幼苗发育中的作用

采用不用浓度ABA处理各种基因型的拟南芥种子,结果表明:拟南芥abi1和abi2是ABA信号的负调节者;异三聚体G蛋白α亚基gpa1基因超表达株系和T-DNA插入突变体在种子萌发和幼苗发育中对ABA不敏感;相对于野生型来说,a/c、a/g表现出相对的ABA不敏感性,表明在ABA抑制的种子萌发和幼苗发育过程中gap1可能位于abi1上游。     

脱落酸和内源抑制物对洋白蜡种子休眠的影响

通过对洋白蜡种子发芽率和内源抑制物的分析测定,证明洋白蜡种子离体胚的萌发能力较高,发芽率可达90％以上,果翅和胚乳里含有ABA等内源抑制物。但种子成熟及贮藏过程中ABA的含量与胚萌发力的变化规律以及抑制物的生物测定结果均表明内源ABA不是抑制洋白蜡种子萌发的主要物质,洋白蜡种子的休眠可能是多种因子协同作用的结果。     

植物种子休眠分子机制研究进展

种子休眠为种子推迟萌发进而躲避不良环境条件提供了重要的生存机制,是由基因和外界环境共同决定的复杂性状。休眠的破除受环境和内源信号的协调控制,具有协同效应与竞争效应。植物激素脱落酸(ABA)促进休眠的诱导和维持,而赤霉素(GA)则打破休眠,促进种子萌发。近年来一些影响种子休眠的分子因素被发现,包括休眠特异性基因、染色质因子和非酶促过程等。本文综述了种子休眠相关分子机制的研究现状,讨论参与休眠诱导与破除的各种调节因子以及环境因素。最后,提出种子休眠研究未来可能的发展方向。     

短果茴芹种子的休眠原因及解除方法

以短果茴芹种子为试材,通过测定种皮的透水性和种子中的抑制物质,探讨种子休眠的原因;采用赤霉素和层积处理结合室内发芽试验,寻找打破种子休眠的方法;测定层积过程中种子的主要贮藏物质含量变化及过氧化物酶活性的变化,了解解除种子休眠与物质代谢变化的相关性.结果表明:短果茴芹种子的休眠是由胚未发育完全和存在萌发抑制物质引起的综合性休眠.低温层积和赤霉素浸种后再低温层积,均能打破休眠,其中200mg·L-1 GA3浸种24h后低温层积105d效果最好,发芽率达54.84%.在低温层积阶段,可溶性糖、可溶性蛋白质含量升高,但当休眠逐渐打破,其含量均呈下降趋势;ABA、POD、CAT含量呈下降趋势,IAA总体保持较稳定状态.GA含量、GA/ABA总体呈上升趋势,IAA/ABA变化不明显,说明短果茴芹种子内源ABA、GA含量的变化与种子休眠和萌发具有相关性,ABA可能是种子休眠的抑制物质.     

脱落酸影响马拉巴栗种子发育及萌发的效应研究

探讨了脱落酸与马拉巴栗种子的发育和萌发关系。以不同发育阶段的马拉巴栗种子和离体胚为试材,观测了种子发育中内源ABA含量变化和外源ABA对种子及离体胚的萌发影响。结果表明:马拉巴栗种子发育过程中,种皮、子叶和胚轴的ABA含量先升高,后下降,最高值出现在花后50 d,最高值分别为791.45、352.68和567.85 ng/g(FW),种皮中ABA具有向内扩散的趋势,含量始终高于子叶和胚轴。随着种子的成熟,种子对外源ABA的敏感性逐渐降低,种皮ABA含量与种子活力指数呈极显著负相关,与出苗率呈显著负相关,去除种皮能使萌发率和活力指数大大增加。可见ABA是马拉巴栗种皮内含有的萌发抑制物质,且抑制作用随种子成熟而降低。     

植物激素ABA和GA调控种子休眠和萌发的研究进展

综述了植物激素脱落酸(Abscisic acid,ABA)和赤霉素(Gibberellin acid,GA)及其相互作用调控种子休眠和萌发过程的研究进展.大量研究结果表明,ABA和GA是种子休眠获得和解除过程中起关键作用的内源信号分子,ABA诱导种胚细胞分裂停止、启动并维持种子休眠,而GA启动和促进种子萌发,两者在调节种子休眠和萌发过程中存在相互拮抗的关系.以糊粉层组织为例,阐述了ABA和GA在调控种子萌发时α-淀粉酶表达的信号通路.     

孜然种子发芽检验的标准化研究

通过发芽试验来探讨孜然芹种子休眠的原因及破除方法,进而研究温度、光照及发芽床等因素对萌发的影响。设低温层积、赤霉素浸种、温水浸种和层积后浸种4种休眠破除处理,设152、02、5和30℃4种恒温,(15/25)℃(、20/30)℃2种变温,共6种温度处理,设纸上(TP)、纸间(BP)、砂间(BS)和砂上(TS)4种发芽床处理,光照设0(黑暗)和2 000 lx 2个处理。结果表明:孜然种子休眠的原因是种皮内存在发芽抑制物质,经温水浸种冲冼可破除休眠,种子发芽最适温度为25℃和15/25℃,发芽床可选择纸上,对光照不敏感,可在光照或黑暗条件下发芽,初次计数时间为发芽后第7天,末次计数时间为发芽后第11天。     

大穗结缕草种子打破休眠的处理技术研究

[目的]探索既能有效地提高大穗结缕草种子发芽率又便于在生产中推广应用的种子处理方法。[方法]在综合考查各种可能影响大穗结缕草萌发和休眠因素的基础上,针对大穗结缕草种子深休眠的特性,研究了不同化学处理方法(H2O2、H2SO4、NaOH、丙酮和GA3)对大穗结缕草种子解除休眠的作用。[结果]在5种化学处理中,用浓度20%NaOH溶液处理大穗结缕草种子25min,再用清水清洗,对解除种子休眠效果最佳,10d发芽势达83.5%,比对照高出58.2百分点,15d发芽率达85%,比对照高出55.0百分点,已接近大穗结缕草种子的潜在发芽率,发芽历时比对照明显缩短。[结论]NaOH溶液处理大穗结缕草种子,既简便可行,种子发芽率又最高。在大穗结缕草种子工厂化处理中可采用此方法作为打破大穗结缕草种子休眠的措施。     

种子活力与萌发的生理与分子机制研究进展

种子活力形成于种子发育的脱水阶段,与以往理解不同,近来研究表明种子脱水不仅仅是一个简单的失水过程,脱水与萌发存在一些相同的基因表达和代谢特征。萌发始于吸水膨胀,种子代谢恢复,胚根突破胚乳和种皮等外围包被组织完成萌发。种子萌发的质量关键在于储藏的mRNA的质量,另外,蛋白质稳定性和DNA完整性影响萌发的表型。激素作为一种信号小分子物质,浓度极小甚至是趋于零时对种子萌发仍具有非常重要的作用,近年来研究表明ABA/GAs的阈值范围调控种子休眠与萌发,其中,ABA几乎作用于种子萌发的全部过程,GA的作用并不像ABA那样广泛,主要在胚根突出时发生作用,且ABA和GA彼此抑制对方的合成与分解代谢基因,它们均可调控α-淀粉酶基因的转录。除ABA和GA外,近来发现AUX参与调控种子的休眠与萌发,其对胚根突出的调控比对子叶开展更加精细,AUX信号与ABA信号存在交叉,AUX通过其响应蛋白ARF10/16间接调控ABA信号通路中ABI3的稳定性来调控拟南芥种子休眠与萌发。与光照条件下相比,在土壤中萌发的幼苗将形成一个特异性的组织“顶钩”,它的主要作用是在幼苗“顶土”时保护顶端分生组织,“顶钩”形成与生长素的不均匀分布有关。为了提高种子活力,引发技术被运用于生产,引发的关键在于控制种子“萌而未发”,在“回干窗口”内及时脱水,引发过程中种子储藏的mRNAs和蛋白已经执行功能,回干后这种分子机制被“牢记”,再吸胀的种子可以迅速整齐的萌发。除毒害分子外,ROS还作为信号分子参与调控种子休眠释放、胚乳松弛和贮藏物动员,且其与激素分子ABA和GA等存在交互作用,ROS还参与蛋白的翻译和翻译后修饰调控种子萌发吸水和贮藏物动员。在种子萌发过程中,甲硫氨酸代谢是代谢核心,其代谢产物广泛参与调控种子萌发的一些生理生化反应,如：DNA的合成,蛋白质的稳定性,染色体结构的形成和重塑,生物素的合成等,另外还与激素分子ABA、GA、ETH和CTK及活性氧活性（氮）存在交互作用。近来还发现甲硫氨酸亚砜还原酶决定种子的寿命,它可能是种子活力的一个新的分子标记。本文将围绕上述内容对国内外研究现状进行综述,并对今后的研究热点,种子“提早”收获的感官依据,高活力种子田间出苗差异的分子机制,生长素在胚根突出时的重要作用,甲硫氨酸代谢,种子活力检测方法的选择等内容进行了展望。     

中国李种子休眠与萌发的研究

以中国李品种海里红种子为试材。研究了不同处理对其休眠和萌发的影响。结果表明;１．李种子去内果皮后,低温层积时间明显缩短;去种皮后,休眠可以被打破;２．石灰氮处理后,有利于李种子解除休眠。促进萌发,带内果皮种子以２０％石灰氮处理效果好。３．４００ｍｇ／ｋｇ ＧＡ３处理带种皮种子,促进萌发效果最佳,５－３０ｍｇ／ｋｇ不同浓度ＡＢＡ处理去种皮李种子,不同程度地抑制种子萌发,其效应与浓度成正比;４．ＡＢＡ     

6种松树种子休眠原因研究

以种子生活力、种子萌发率和离体胚萌发率为测定指标,通过外种皮、内种皮和胚乳内含物的生物测定,及种皮和胚乳内源激素的测定,对松属6个树种种子休眠原因进行研究．结果表明：6个树种种子胚均不休眠;外种皮所含的萌发抑制物对种子休眠起主要作用,胚乳所含的萌发抑制物或内种皮起次要作用;种皮和胚乳所含ABA类物质是引起种子休眠的主要抑制剂,高ABA含量和低GA,含量是导致6个树种种子休眠的主要原因,且ABA／GA3比值的大小与种子休眠程度的深浅存在着正相关关系．