论文部分内容阅读
种子的休眠与萌发受自身结构特征和外部因素的影响。本研究以稗草和莴苣种子为研究材料,稗草是水稻田中的杂草,在高温多雨季节,水稻种子很容易产生穗萌,稗草种子不会发生穗萌,但是影响稗草种子休眠的主要因子尚不明确,降解细胞壁的三种酶是否与稗草种子的萌发具有相关性。并且,在热带地区很多栽培作物受温度的限制,不能萌发或萌发不整齐,而莴苣喜冷凉气候,不耐热的光敏感性植物,具有典型的热抑制现象,是研究温度对种子休眠与萌发的好材料,且硝酸盐可以释放莴苣种子的热抑制,而ABA可以拮抗硝酸盐的作用,但是硝酸盐是否介导莴苣种子内ABA和GA生物合成及降解关键基因的表达尚不清楚。通过研究温度、划伤种皮、GA、6-BA、后熟和冷层积等对稗草种子萌发的影响,稗草种子萌发过程中, β-甘露聚糖酶、 β-甘露糖苷酶和α-半乳糖苷酶的酶活性的变化,以及后熟与冷层积处理后稗草种子中这三种酶的酶活性的变化;同时研究了光和温度对莴苣种子萌发的影响,硝酸盐对莴苣种子热抑制的作用,以及硝酸盐介导下莴苣种子热萌发过程中ABA和GA生物合成及降解关键基因的表达。得到以下几点结论:(1)稗草种子的萌发受温度的抑制,20oC是稗草种子萌发的最适温度,当温度大于或者小于20oC都将会抑制稗草种子的萌发。(2)划伤种皮可以提高稗草种子的萌发率,说明稗草种子具有物理休眠特性。后熟和冷层积可以释放稗草种子的休眠,随着延长后熟和冷层积处理稗草种子的时间,稗草种子的萌发率提高。但是当后熟处理时间300d后,稗草种子的萌发率随后熟处理时间的延长而降低;冷层积处理360d的稗草种子萌发率也比冷层积处理300d的萌发率低。说明稗草种子的休眠与稗草种子胚的成熟有关,具有生理休眠。(3)植物激素GA和6-BA不能促进稗草种子萌发。(4)在稗草种子萌发过程中,-甘露聚糖酶和-甘露糖苷酶的酶活性随着萌发率的提高而提高,但是-半乳糖苷酶活性没有发生显著性变化。后熟处理下-甘露糖苷酶的活性提高,而冷层积提高了-半乳糖苷酶活性。后熟可能是通过影响-甘露糖苷酶的活性来影响稗草种子的萌发,而冷层积可能是通过影响-半乳糖苷酶活性来影响稗草种子的萌发。(5)莴苣种子的萌发受到温度和光照的影响。在光照和黑暗条件下,温度大于17oC,莴苣种子萌发受到抑制,将莴苣种子转移至最适温度下,莴苣种子能恢复萌发,说明莴苣种子具有典型的热抑制特性。(6)使用5、10、20mM硝酸钾可以促进莴苣种子的萌发,且10mM的硝酸钾为最适浓度,能释放破莴苣种子的热抑制。(7)在莴苣种子热萌发过程中,高温促进ABA合成关键基因LsNCED1、LsNCED3和LsNCED4的表达,抑制ABA降解关键基因LsABAox1、LsABAox2、LsABAox3和LsABAox4的表达;加入10mM硝酸盐,硝酸盐抑制ABA合成关键基因LsNCED3和LsNCED4的表达,促进ABA合成关键基因LsNCED1和ABA降解关键基因LsABAox1、LsABAox2、LsABAox3和LsABAox4的表达,特别是LsABAox1、LsABAox2和LsABAox3的表达。(8)在莴苣种子热萌发过程中,高温抑制GA合成关键基因LsGA20ox1、LsGA20ox2和LsGA3ox1的表达,促进GA降解关键基因LsGA2ox1和LsGA2ox2的表达;加入10mM硝酸盐,硝酸盐促进了GA合成关键基因LsGA20ox1、LsGA20ox2、LsGA3ox1和LsGA3ox2的表达,抑制了GA降解关键基因LsGA2ox2的表达。