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      大果木蓮種子冷藏初期糖代謝和蛋白質(zhì)代謝的變化

      2012-12-31 00:00:00吳玉蘭秦艷玲李宗艷
      湖北農(nóng)業(yè)科學(xué) 2012年17期

      摘要:研究了大果木蓮(Manglietia grandis)種子冷藏初期糖代謝和蛋白質(zhì)代謝的變化。結(jié)果表明,未經(jīng)冷藏處理的種子總蛋白含量最高,為1.270 mg/g,而可溶性蛋白含量在第42天時(shí)最高,為0.385 mg/g;在冷藏的第44天總蛋白含量與可溶性蛋白含量均最低,分別為0.092 mg/g和0.293 mg/g,且兩者在0.01水平上顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.893。總糖含量與可溶性糖含量在冷藏初期變化復(fù)雜,總糖含量在第41天時(shí)最高,為120.020 mg/g;可溶性糖含量在第44天時(shí)最高,為25.030 mg/g。在大果木蓮種子冷藏初期,種子內(nèi)蛋白質(zhì)含量變化較糖含量變化顯著,可溶性糖含量與總蛋白含量在0.05水平上顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.549。

      關(guān)鍵詞:大果木蓮(Manglietia grandis);種子;冷藏;糖代謝;蛋白質(zhì)代謝;生理后熟

      中圖分類號(hào):Q949.747.1;Q945.6+6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):0439-8114(2012)17-3809-03

      The Changes of Sugar and Protein Metabolism in Early Stage of Cold Storage of Manglietia grandis Seed

      WU Yu-lan,QIN Yan-ling,LI Zong-yan

      (College of Landscape, Southwest Forestry University, Kunming 650224,China)

      Abstract:This study investigated the changes of sugar and potein metabolism of Manglietia grandis seeds in cold storage. The results showed that the total protein content of seeds without cold storege was the highest, about 1.270 mg/g, and the changing of the soluble protein reached the highest peak with 0.385 mg/g in the 42 nd day; while, in the 44 nd day, total protein and soluble protein contents were down to a minimum, were 0.092 mg/g and 0.293 mg/g respectively, and these two had significant correlation at the 0.01 level, correlation coefficient was 0.893. The contents of total sugar and soluble sugar had complex changes, the total sugar content reached the highest in the 41 nd day with 120.020 mg/g, and the soluble sugar content reached the highest in the 44 nd day with 25.030 mg/g. In the early cold storage of M. grandis seeds, the protein and sugar contents had significant changes, and the soluble sugar content was significantly correlated to the total protein content at the 0.05 level with correlation coefficient was -0.549.

      Key words:Manglietia grandis; seed; refrigeration; sugar metabolism; protein metabolism; physiological dormancy

      大果木蓮(Manglietia grandis)是木蘭科(Magnoliaceae)木蓮屬(Manglietia)常綠大喬木,僅零星分布于我國云南東南部及廣西西南部,其種群數(shù)量日趨減少,瀕臨滅絕,已被列為國家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)野生植物和國家三級(jí)瀕危保護(hù)物種,是非常珍貴的園林樹種[1]。由于人類的大量砍伐,加上其種子發(fā)芽難、自然更新能力較弱,導(dǎo)致大果木蓮的種質(zhì)資源日趨瀕危[2]。

      付玉嬪等[3]的研究表明,大果木蓮的結(jié)實(shí)率較低。大果木蓮結(jié)實(shí)率的高低除與花粉活力較低有關(guān)外,可能與其專性異交的繁育系統(tǒng)有關(guān)。大果木蓮在野外星散分布,單株之間距離較遠(yuǎn),開花植株也較少;雖然單花花粉較多,但異株異花授粉較為困難,受花粉傳遞限制和資源限制比較明顯。其自身具有較高的遺傳多樣性,而遺傳基礎(chǔ)并不是其致瀕的主要原因。大果木蓮種子具有生理后熟特性。后熟生理是休眠與萌發(fā)生理研究的重要部分,開展種子后熟生理的研究對(duì)于豐富和完善種子生理研究的內(nèi)容具有重要的理論價(jià)值[4]。目前,關(guān)于大果木蓮種子受精、萌發(fā)及其生理生化過程的研究較多[5-7]。潘睿等[1]對(duì)大果木蓮種子萌發(fā)情況進(jìn)行了初步的研究,結(jié)果表明:冷層積120 d的種胚生長不顯著,大果木蓮種子具有條件休眠特性,屬于淺度簡單型形態(tài)生理休眠;而冷層積60 d的種子萌發(fā)率最高,而后又下降,提示其可能有休眠循環(huán)現(xiàn)象。關(guān)于大果木蓮種子貯藏生理的研究目前還不多見,本研究對(duì)大果木蓮種子冷藏初期糖代謝和蛋白質(zhì)代謝進(jìn)行初步探究,以期為大果木蓮種子的有效保存與可持續(xù)利用提供基礎(chǔ)資料。

      1 材料與方法

      1.1 材料

      供試大果木蓮種子采自云南省文山壯族苗族自治州麻栗坡縣。

      1.2 方法

      將大果木蓮種子用河沙進(jìn)行層積沙藏,然后置于相對(duì)濕度90%、溫度6 ℃的冰箱內(nèi)冷藏。分別在冷藏的第0、20、28、35、40、41、42、43、44和45天隨機(jī)抽取種子數(shù)粒,去殼,稱量0.2 g,測定相關(guān)生理指標(biāo)。種子總蛋白及可溶性蛋白含量的測定采用考馬斯亮藍(lán)G-250法[8-10],可溶性糖及總糖含量的測定采用蒽酮比色法[10-12]。采用SPSS軟件對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性分析。

      2 結(jié)果與分析

      2.1 不同冷藏時(shí)間下大果木蓮種子總蛋白及可溶性蛋白含量的比較

      蛋白質(zhì)是種子中最為重要的貯藏物質(zhì)。從圖1可以看出,未經(jīng)冷藏處理的種子總蛋白含量為1.270 mg/g,可溶性蛋白含量為0.369 mg/g。隨著冷藏時(shí)間的延長,總蛋白含量呈下降趨勢,在第44天時(shí)含量最低,為0.092 mg/g,與冷藏前相比下降了92.76%。而可溶性蛋白含量在冷藏期間基本沒有變化,在第42天時(shí)含量最高,為0.385 mg/g,與冷藏前相比升高了4.34%;在第44天時(shí)含量最低,為0.293 mg/g,與冷藏前相比下降了20.60%。從上述指標(biāo)的變化情況分析可知,冷藏初期種子中的蛋白質(zhì)就開始分解消耗,總蛋白含量變化幅度較大,但可溶性蛋白含量在整個(gè)冷藏過程中變化相對(duì)較慢。

      2.2 不同冷藏時(shí)間下大果木蓮種子總糖及可溶性糖含量的比較

      種子總糖含量和可溶性糖含量可在一定程度上反映種子的生理狀況,其變化趨勢反映了植物體內(nèi)碳水化合物的運(yùn)轉(zhuǎn)情況,是種子順利萌發(fā)和生長的重要生理基礎(chǔ)。從圖2可以看出,未經(jīng)冷藏處理的種子總糖含量為64.530 mg/g,可溶性糖含量為14.000 mg/g。隨著冷藏時(shí)間的延長,總糖含量逐漸上升并在第28天達(dá)到較高水平,含量為110.400 mg/g,與冷藏前相比上升了71.08%。而可溶性糖含量在冷藏的第28天最低,為8.230 mg/g。從冷藏的第35天開始二者的含量變化趨勢基本一致。總糖含量在第41天時(shí)最高,為120.020 mg/g;在第43天時(shí)下降至64.910 mg/g;可溶性糖含量在第42天時(shí)下降至8.890 mg/g;在第44天時(shí)最高,為25.030 mg/g。

      2.3 大果木蓮種子冷藏初期糖代謝與蛋白質(zhì)代謝相關(guān)性研究

      在大果木蓮種子的冷藏初期,總糖、可溶性糖、總蛋白和可溶性蛋白的平均含量分別為84.720、16.000、0.890、0.360 mg/g。從表1可以看出,總糖、可溶性糖含量與冷藏時(shí)間相關(guān)性不顯著,相關(guān)系數(shù)分別是0.301、0.315??偟鞍缀颗c冷藏時(shí)間在0.05水平上顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.609;總蛋白含量與可溶性糖含量在0.05水平上顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.549。可溶性蛋白含量與可溶性糖含量也在0.05水平上顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)為-0.559??偟鞍缀颗c可溶性蛋白含量在0.01水平上顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.893。

      3 小結(jié)與討論

      大果木蓮種子為胚后熟種子,也就是說,在萌發(fā)前必須完成胚的繼續(xù)分化與生長,種子才具有萌發(fā)的最基本條件。本研究發(fā)現(xiàn),大果木蓮種子冷藏初期總蛋白和可溶性蛋白含量總體上呈下降趨勢,但相對(duì)于總蛋白含量的變化來說,可溶性蛋白含量的變化很微弱,而且前期幾乎沒有變化??偺桥c可溶性糖含量的變化在冷藏期間關(guān)聯(lián)性不大,從冷藏開始到第35天,二者的變化趨勢是截然相反的,此后變化趨勢基本一致??扇苄蕴呛吭诶洳氐冢常堤旌笙陆档脑?,可能是被用來轉(zhuǎn)化或合成新的營養(yǎng)物質(zhì),以供種子發(fā)育用。

      研究結(jié)果表明,冷藏的第0天(未冷藏)種子總蛋白含量最高,為1.270 mg/g,而后隨著冷藏時(shí)間的延長緩慢下降??扇苄缘鞍缀颗c總蛋白含量在0.01水平上顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)為0.893。而可溶性糖含量與總蛋白、可溶性蛋白含量在0.05水平上顯著相關(guān),相關(guān)系數(shù)分別為-0.549、-0.559。總糖含量在冷藏第41天時(shí)最高,為120.020 mg/g,第43天時(shí)下降至64.910 mg/g。由此可以看出,大果木蓮種子冷藏初期蛋白質(zhì)代謝過程中其含量的變化與冷藏時(shí)間的相關(guān)性較高,而糖代謝過程中其含量的變化與冷藏時(shí)間的相關(guān)性較低。通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),可溶性糖含量與總糖含量相關(guān)性不顯著,而與總蛋白含量和可溶性蛋白含量在0.05水平上顯著相關(guān),說明了冷藏初期可溶性糖含量變化與蛋白質(zhì)代謝直接相關(guān),前期蛋白質(zhì)的分解變化可能是引起可溶性糖含量變化的直接原因。目前,關(guān)于大果木蓮種子糖代謝與蛋白質(zhì)代謝相關(guān)性的研究鮮見報(bào)道,而本研究僅對(duì)冷藏初期糖代謝和蛋白質(zhì)代謝過程的相關(guān)性進(jìn)行了初步研究,關(guān)于糖代謝和蛋白質(zhì)代謝在冷藏過程中發(fā)生的系列變化問題,以及后期可溶性糖與總糖和其他代謝產(chǎn)物的相關(guān)性有待進(jìn)一步研究。

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