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。     

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.     

杂草种子休眠与萌发调控的研究进展

杂草种子是除草剂筛选的重要靶标,但其休眠性对靶标的周年培育和批量供应带来了困难。通过综述国内外关于杂草种子休眠与萌发调控方面的研究进展,主要包括杂草种子休眠原因及其解除技术、植物激素对杂草种子休眠和萌发的影响、贮藏方法对杂草种子休眠与萌发的调控作用等,旨在找到简易有效的解除杂草种子休眠的途径。     

种子休眠与休眠解除的研究进展

种子休眠是指有活力的种子在适宜的萌发条件下而不能萌发的现象.种子休眠主要有两种休眠类型即由种皮引起的休眠和由胚引起的休眠.然而实际中有些种子同时存在着这两种休眠类型,首先休眠受复杂的遗传特性的调控,其次休眠还受到环境因素的影响,如种子在母体植株上的发育、储藏期间以及萌发时的光照和温度等.依据种子产生休眠原因的复杂性,解除种子休眠的方法也因成因而异.主要有物理法、化学试剂法和综合法.物理方法包括机械处理、温度处理、低温层积、干藏和干热处理、射线、超声波处理和电场、磁场处理;化学处理包括激素处理、无机化学药剂处理和有机化学药物处理.对一些属综合休眠类型的植物种子,则采用综合法来解除休眠较单一方法效果显著.     

东北红豆杉种子休眠机理与解除技术探讨

采用酶联免疫吸附分析法测定了东北红豆杉种子内源激素 (赤霉素、脱落酸、玉米素、吲哚乙酸 )含量 ,并结合形态解剖、变温层积、种子吸水性和种皮透气性等试验 ,探讨了东北红豆杉种子的休眠机理及解除休眠的技术 .秋季采收的东北红豆杉种子 ,虽然种胚结构完整 ,但体积小 ,不具备萌发能力 ,需要后熟 .风干种子形成大量脱落酸(ABA) ,种皮角质化、坚硬 ,阻碍了水气交换 ,幼小种胚被迫进入深度休眠状态 .解除休眠的技术是 ,机械磨损种皮 ,可通气、透水和减少萌发障碍 .流水冲洗 1周 ,将种子内的ABA含量降低到可以萌发的程度 .用赤霉素或赤霉素与细胞分裂素混合处理种子 ,可提前萌发 ,提高发芽率 .变温 (15～ 2 0℃ 3～ 5℃ )层积 ,可缩短种子休眠时间 ,层积前期暖温可加速胚的发育 ,低温是萌发成苗的必要条件 .经过 4～ 6个月暖温和 3～ 4个月低温层积 ,种子萌发     

种子休眠与解除机理的研究进展

具有休眠特性的种子如何顺利地经过后熟过程正常萌发,是到目前为止学者一直探究的问题。综述了种子休眠和萌发过程中激素、酶、可溶性糖和脂肪的动态变化,以及这些有机物质和环境条件对种子萌发的影响。脱落酸(ABA)和赤霉素(GA)是调控种子休眠与萌发的一对拮抗内源激素,生长素(IAA)对萌发没有明显的影响,但间接影响种胚的发育和其他激素水平。葡萄糖六磷酸脱氢酶(G-6-PDH)是TCA循环和PPP途径的关键酶,其活性变化对种子完成后熟有关键性作用;淀粉酶活性的变化决定了种胚中淀粉的含量。在萌发过程中,种子新陈代谢开始旺盛,大量利用可溶性糖和脂肪,它们之间可以相互转化。环境条件中温度和含水量是种子萌发的关键因素,种子休眠与萌发可通过温度来调控,低温层积有利于打破种子休眠,完成后熟,为种子的萌发奠定物质基础。     

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.     

化学药剂解除桔梗种子休眠效应研究

通过研究化学试荆对桔梗种子休眠的影响,以探讨种子休眠解除方法,结果表明:KMnO4和H2O2浸种对种子萌发和解除休眠无显著作用;KNO3漫种显著促进种子萌发,可有效解除种子体眠,其中以0.5%KN03漫种24 h效果最佳,是解除桔梗种子休眠的有效措施.     

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。     

种子耐脱水性的生理及分子机制研究进展

耐脱水性是指生物体或组织在丧失所有或几乎所有细胞水分的状态下而不产生不可逆损伤的存活能力.种子的耐脱水性是植物在长期进化过程中保证物种生存和繁衍的适应性机制,在植物种子(质)资源保存中起关键作用.种子的耐脱水性是一个复杂的性状,其分子机理至今尚不清楚.为此,本文综述了种子耐脱水性的生理及分子机制的研究进展.研究发现,正...     

一氧化氮和乙烯在打破杜梨种子休眠中的相互作用

为一氧化氮(NO)和乙烯(ET)在打破杜梨种子休眠中的作用及信号关系,用硝普钠(SNP)、乙烯利(ETH)、NO清除剂PTIO、ET作用抑制剂1-甲基环丙烯(1-MCP)等处理休眠的杜梨种子后,在20℃下用培养皿滤纸法培养,观察种子萌发率。结果表明,NO和ET均能有效地打破杜梨种子休眠,其中10 mmol·L^-1SNP和2 mmol·L^-1 ETH 24 h 浸泡处理使杜梨种子14 d时的发芽率分别达到55.7%和57.8%,与对照相比差异显著(p<0.05),PTIO具逆转SNP作用的特性,1-MCP具逆转ETH作用的特性; 经SNP和ETH处理后,可显著提高杜梨种子内源ET的释放速率,分别使杜梨种子第4天ET的释放速率达到0.14 μL·kg^-1·h^-1和0.15 μL·kg^-1·h^-1,显著高于对照(0.04 μL·kg^-1·h^-1),1-MCP可以逆转SNP打破休眠的作用,但是PTIO不能逆转ETH的作用。说明NO和ET都能打破杜梨种子休眠,NO处在ET信号通路的上游,通过促进内源ET的形成来打破杜梨种子休眠。     

ABA与内源抑制物对洋白蜡种子离体胚萌发时呼吸作用的影响

洋白蜡(Fraxinus pennsylvanica Var.)种子中存在ABA等内源抑制物,其对离体胚发芽时的呼吸速率、呼吸途径以及细胞色素氧化酶和6-P-葡萄糖脱氢酶的活性都有一定的影响,但影响程度和作用方式与外源ABA有很大的差别.外源ABA处理的胚具有抗氰呼吸,而内源抑制物处理的胚不具抗氰呼吸.外源ABA和内源抑制物二者不同程度地改变了洋白蜡离体胚的糖酵解——三羧酸循环和磷酸戊糖途径的比例,ABA则较大地诱导了磷酸戊糖途径.这种影响呼吸作用的明显差异表明内源抑制物质与外源ABA在作用方式上存在差别;同时也表明洋白蜡种子的休眠是多种抑制物质(包括内源ABA)的综合效应.     

ABA在种子发育·休眠和萌发过程中的生理调控

摘要综述了ABA在调控种子发育、休眠和萌发过程中的变化及调节机制。ABA含量在种子的发育、休眠和萌发过程中发生变化,而且受多因素的影响,如调节基因、光、温度和赤霉素等环境因素以及糖类、硝酸盐等舍氮化合物,并与之交互作用影响种子的发育、休眠和萌发。在分子水平上深入探讨ABA对种子的发育、休眠和萌发的生理作用,对完善种子生长发育研究具有重要意义。     

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。     

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．     

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。     

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。     

种子休眠与萌发分子机制研究进展

目的研究自然贮藏过程中‘莫拉特Ⅱ’杂交臂形草种子活力及抗氧化酶活性的变化规律,探明种子休眠的自然释放过程。方法以自然贮藏0~24个月的‘莫拉特Ⅱ’杂交臂形草的净种子为试验材料,每2个月取样1次,测定其发芽率、活力水平及抗氧化酶活性。结果在自然贮藏条件下,‘莫拉特Ⅱ’杂交臂形草种子的发芽率和活力水平随着贮藏时间的延长均呈现逐渐升高的趋势,贮藏24个月时,发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均达到最大值,分别为54.33%、53.00%、18.20和0.09,分别是对照(贮藏0个月)的1.70、2.27、4.92和7.46倍(P<0.05);过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性均呈现逐渐下降的趋势,而过氧化氢酶的活性则呈现逐渐升高的趋势。自然贮藏22个月,‘莫拉特Ⅱ’杂交臂形草种子的活力水平已有显著提高(P<0.05),发芽率达到了53.00%,是对照的1.66倍(P<0.05),与贮藏24个月没有显著差异(P>0.05)。结论结合“种子休眠通过标准”判定此时种子已经通过休眠,其休眠期为22个月。