溫度對(duì)解除休眠的紫椴種子萌發(fā)過(guò)程中內(nèi)源激素的影響

李巖，李娟，勾天兵，林士杰

(吉林省林業(yè)科學(xué)研究院，吉林 長(zhǎng)春 130033)

紫椴(Tilia amurensis Rupr.)，國(guó)家Ⅱ級(jí)保護(hù)植物［1］。近年來(lái)，其資源大量減少，主要是因?yàn)槠浞N子具有休眠特性［2，3］。解除休眠的種子需要適宜的萌發(fā)環(huán)境條件，特別是溫度條件對(duì)種子順利萌發(fā)至關(guān)重要［4，5］。我們已經(jīng)研究了解除休眠的紫椴種子萌發(fā)的適宜溫度及內(nèi)含物的變化［6］，本文旨在探索已經(jīng)解除休眠的紫椴種子不同溫度下其萌發(fā)過(guò)程中內(nèi)源激素的變化，揭示紫椴種子萌發(fā)的生理機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗(yàn)材料來(lái)源于吉林省臨江市。種子從植株上采下后，自然風(fēng)干，置于4 ℃冰箱中備用。種子平均千粒質(zhì)量(40.4 ± 2.88)g，平均含水量(10.82 ±1.66)%。

1.2 不同溫度下紫椴種子萌發(fā)過(guò)程中內(nèi)源激素的變化

經(jīng)層積處理解除休眠的種子用0.5%的KMnO4消毒30 min 并用自來(lái)水沖凈，然后置于鋪有雙層濾紙的發(fā)芽盒中，保持發(fā)芽床濕潤(rùn)，發(fā)芽盒留有空隙，以保持通氣。將裝有種子的發(fā)芽盒置于不同溫度的培養(yǎng)箱中，在黑暗條件下進(jìn)行萌發(fā)。萌發(fā)溫度設(shè)15℃/10 ℃(種子萌發(fā)最適溫度)和25 ℃(種子萌發(fā)最差溫度)2 種處理，分別于種子萌發(fā)的第0、4、8、12、16、20 天取樣，委托中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)采用酶聯(lián)免疫法測(cè)定激素含量。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度下紫椴種子內(nèi)源激素含量的變化

2.1.1 GA 含量的變化 從圖 1 可知，0 ～ 12 d 25℃和15 ℃/10 ℃下種子中GA 含量變化較為一致，是持續(xù)降低的，12 ～20 d 25 ℃下種子中GA 含量仍是持續(xù)降低的，而15 ℃/10 ℃下種子中GA 含量則出現(xiàn)了一個(gè)上升的過(guò)程。說(shuō)明高溫下GA 含量降低，使種子萌發(fā)速度減慢，以緩解高溫造成的對(duì)種子完成正常生理活動(dòng)的壓力。

圖1 不同溫度下GA 含量的變化

2.1.2 ABA 含量的變化

圖2 不同溫度下ABA 含量的變化

從圖2 可知，不同萌發(fā)溫度下，ABA 的變化趨勢(shì)基本一致，都是持續(xù)降低的。但是15 ℃/10 ℃下種子中ABA 含量始終低于25 ℃下種子中ABA 含量。萌發(fā)至16 d 時(shí)15 ℃/10 ℃和25 ℃下種子中ABA 含量分別比 0 d 降低了 24.52%和 17.44%。在整個(gè)種子萌發(fā)過(guò)程中，25 ℃下種子中ABA 含量始終高于15 ℃/10 ℃，表明種子發(fā)芽難易與內(nèi)源ABA 含量有很大關(guān)系。

2.1.3 IAA 含量的變化

圖3 不同溫度下IAA 含量的變化

從圖3 可知，不同溫度下種子中IAA 含量變化趨勢(shì)基本一致，均呈先上升，再下降的趨勢(shì)。二者在12 d 時(shí)達(dá)到一個(gè)小高峰，且高峰值分別是0 d 時(shí)含量的 1.11 倍和 1.02 倍，而25 ℃下種子中 IAA 含量一直低于15 ℃/10 ℃，12 d 后二者都呈下降趨勢(shì)。高溫下IAA 含量降低，這可能是高溫下種子中ABA含量較高，ABA 與IAA 相拮抗有關(guān)。

2.2 不同溫度下激素比值的變化

圖4 不同溫度下GA/ABA 比值的變化

圖5 不同溫度下IAA/ABA 比值的變化

從圖4 可知，25 ℃下種子中GA/ABA 的相對(duì)比值基本不變，而15 ℃/10 ℃下種子中GA/ABA 的相對(duì)比值則以12 d 為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，呈上升趨勢(shì)，20 d 時(shí)是0 d 的1.43 倍。說(shuō)明 GA/ABA 比值的升高，能夠解除種子休眠，啟動(dòng)種子萌發(fā)。從圖5 可知，25 ℃和15℃/10 ℃下種子中IAA/ABA 的比值變化趨勢(shì)非常一致，都是經(jīng)歷了先上升后下降的過(guò)程。并以12 d為轉(zhuǎn)折點(diǎn)，15 ℃/10 ℃和25 ℃下種子中IAA/ABA的比值是 0 d 時(shí)的 1.36 倍和 1.20 倍。

3 結(jié)論與討論

許多植物種子中，休眠與萌發(fā)就是一個(gè)激素平衡的調(diào)節(jié)過(guò)程［7］。當(dāng)種子在不適宜條件萌發(fā)時(shí)，內(nèi)源ABA 含量保持較高水平，有ABA 的生物合成，萌發(fā)受到抑制［8，9］。本試驗(yàn)結(jié)果表明，相對(duì)于適宜萌發(fā)溫度，25 ℃時(shí)ABA 含量增加，說(shuō)明高溫脅迫對(duì)種子產(chǎn)生影響，會(huì)產(chǎn)生逆境脅迫信號(hào)物質(zhì)ABA，其含量是萌發(fā)的關(guān)鍵因素。

IAA、GA 是種子體內(nèi)重要的促進(jìn)種子萌發(fā)的激素，因此高溫下，這類激素含量會(huì)發(fā)生變化，以協(xié)調(diào)種子的生理活動(dòng)，適應(yīng)環(huán)境的變化。高溫下，種子中GA、IAA 含量下降，造成種子萌發(fā)過(guò)程中，生長(zhǎng)素類促進(jìn)細(xì)胞建成和細(xì)胞的延伸，赤霉素類促進(jìn)淀粉的分解及細(xì)胞的生長(zhǎng)等一系列種子內(nèi)部生理活動(dòng)受到不同程度的抑制。植物內(nèi)源激素在發(fā)揮其生理作用時(shí)并不是孤立的，而是相互聯(lián)系，相互制約的。雖然GA 含量比是解除種子休眠的啟動(dòng)性因素，然而IAA與ABA 之間的關(guān)系對(duì)種子休眠解除和種子萌發(fā)也有重要的影響。本試驗(yàn)表明，高溫下，使得種子中GA/ABA、IAA/ABA 的比值都顯著低于適溫(15 ℃/10 ℃)，也說(shuō)明當(dāng)抑制型激素ABA 的含量占優(yōu)勢(shì)時(shí)，種子的發(fā)芽便會(huì)受到抑制，處于休眠狀態(tài)。

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