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种子次生休眠在自然界中普遍存在,但种子次生休眠的生理机制尚不清楚。PEG渗透处理对种子休眠与萌发均有显著影响。本研究以解除休眠的水曲柳种子为材料,通过探究PEG渗透处理和浸种处理对种子萌发能力、种子呼吸速率、细胞壁降解酶活性以及内源GA3、ABA含量的影响,来研究水曲柳种子热休眠生理机制调控中PEG的作用。研究结果表明:(1)不同萌发温度条件下,PEG处理对种子萌发的作用不同。适宜萌发温度(15℃)下,PEG(5%、25%、50%)处理后种子萌发率(45%、26.83%、26.83%)均高于对照处理(20.5%),即PEG渗透处理不会诱导水曲柳种子产生次生休眠。高温(25℃)下,中高浓度(25%、50%)PEG短时间(3d)渗透处理或高浓度(50%)PEG中长时间(7d、14d)渗透处理种子萌发率(36%、38.5%;48%、60%)显著高于对照处理,即中高浓度PEG短时间渗透处理或高浓度PEG中长时间渗透处理明显抑制了水曲柳种子的热休眠。(2)种子经ABA、GA合成抑制剂浸种处理高温下萌发时,PEG处理提高了多效唑浸种后的种子萌发能力,减弱了多效唑抑制种子萌发的效应,但对氟啶酮促进种子萌发的效应无显著影响。相同PEG渗透调节(5%、25%、50%)时,多效唑处理后种子萌发率(11.79%、21.67%、29.52%)显著低于水浸种处理(22.34%、31.64%、56.62%);PEG0时,氟啶酮浸种处理后种子发芽率(60.56%)和发芽指数(0.99),均显著高于对照处理(15.03%,0.26)。(3)种子经激素浸种和PEG渗透处理后高温下萌发时,PEG处理可以促进激素浸种后的种子萌发以拮抗热休眠诱导,且GA4+7、GA4+7+乙烯利以及乙烯利+6-BA浸种可有效阻止水曲柳种子热休眠,6-BA、乙烯利、乙烯利+6-BA浸种与GA4+7浸种间有拮抗作用,6-BA浸种与乙烯利浸种间有协同作用。其中,随PEG处理浓度升高(5%、25%、50%),经各激素浸种后种子萌发能力显著升高,在PEG0时GA4+7、GA4+7+乙烯利以及乙烯利+6-BA浸种处理种子萌发率(82.5%、62.5%、60.9%)显著高于对照处理(6.13%),GA4+7+乙烯利、GA4+7+6-BA、GA4+7+乙烯利+6-BA浸种处理种子萌发率(62.5%、7.21%、23.19%)显著低于GA4+7浸种处理,乙烯利+6-BA浸种处理种子萌发率(60.88%)显著高于6-BA浸种(21.98%)、乙烯利(9%)浸种处理。(4)高温下PEG渗透处理通过改变种子的呼吸速率消除了种子生理活动的暂停状态、提高种子胚乳细胞壁降解酶活性弱化了胚乳对种胚突破的阻碍、改变种胚与胚乳内GA3、ABA的含量调控激素效应。其中,高温下,相同浸种处理,PEG渗透处理可显著改变种子呼吸速率和细胞壁降解酶活性。消除萌发逆境后(7-14d),浸种处理与PEG渗透处理对种子呼吸速率无显著影响,GA4+7浸种处理可显著提升种子细胞壁降解酶活性。仅浸种刚刚完成时,浸种不同种子GA3与ABA含量不同,但经高温渗透处理后GA3与ABA含量不呈现规律性变化;种子GA3、ABA含量经PEG渗透处理后较不经PEG渗透处理的种子有不同程度的变化。综上所述,PEG渗透处理可以通过影响种子呼吸速率和细胞壁降解酶活性,以及调控激素变化等生理机制来阻止水曲柳种子热休眠的诱导。