外源GA對刺五加種子后熟過程中內源激素含量變化的影響

高成華

（撫順師范高等?？茖W校， 遼寧 撫順113122）

刺五加（Acanthopanax senticosus Harms）為五加科五加屬，別名五加參、刺拐棒等，主要分布在我國東北地區(qū)，是國家三級保護植物［1－2］，也是一種重要的中藥材，具有抗疲勞、抗腫瘤作用和免疫調節(jié)等作用［3］。刺五加種子具有深休眠特性，對種子休眠機理已有探討，可通過變溫層積完成生理后熟［4］，有關后熟過程中的物質代謝和酶活性的變化也有相關報道［4－5］，但有關刺五加種子后熟過程中內源激素含量變化的研究較少。本試驗研究了刺五加種子后熟過程中激素含量的變化，以期為深入探尋刺五加種子休眠機理及種子生產提供參考。

1 材料與方法

刺五加種子2012年10月采收于吉林省白山市。稱取飽滿刺五加干種子100g，用濃度為200mg／L的GA溶液浸種24h，24h后進行高溫（16～22℃）層積12周后，低溫（2～6℃）層積12周的變溫層積處理。以無菌蒸餾水浸種為對照，試驗重復3次。將上述各處理種子每隔2周取樣進行萌發(fā)試驗，按《國際種子檢驗規(guī)程》規(guī)定的發(fā)芽標準計算發(fā)芽率。取各個時期（0、4、8、12、16、20、24周）處理以及對照種子各10g作為各項指標的測定，待測樣品保存于－40℃超低溫冰箱中。ABA、GA和ZR含量用酶聯(lián)免疫固相吸附法（ELISA）測定，試劑盒購自中國農業(yè)大學。

2 結果與分析

2.1 刺五加種子萌發(fā)率的變化

由圖1可見，層積處理12周后，種子開始萌發(fā)，隨著層積時間的延長，種子的萌發(fā)率一直呈增加的趨勢；與對照相比，200mg／L的GA溶液浸種處理對種子的萌發(fā)有明顯的促進作用，當層積24周時，GA處理種子的萌發(fā)率達到55%，而同期對照的萌發(fā)率只有35%。

圖1 各個時期種子的發(fā)芽率

2.2 內源游離GA含量的變化

圖2 表明，在后熟過程中，經(jīng)處理種子與對照種子內源游離GA含量整體上呈現(xiàn)上升趨勢，處理種子內源GA含量在0～4周迅速升高，4～20周緩慢升高，20～24周再迅速升高，對照種子升高緩慢，24周時處理種子內源 GA含量均達到最大，為2.589μg／g（FW），同一時期的變化使處理種子內源游離GA含量在整個過程中始終高于對照種子。

圖2 種子后熟過程中內源游離GA含量的變化

2.3 內源游離ABA含量的變化

圖3 表明，在后熟過程中，處理種子與對照種子內源游離ABA含量整體上都呈下降的趨勢，前12周下降趨勢緩慢，12周后呈現(xiàn)明顯下降趨勢，24周時處理種子內源ABA含量最低為0.047μg／g（FW），同一時期處理種子內源游離ABA含量始終低于對照種子內源游離ABA含量。

2.4 內源游離ZR含量的變化

圖4表明，在后熟過程中，處理種子與對照種子內源游離ZR含量整體上呈現(xiàn)升高的變化趨勢；處理種子內源游離ZR含量0～4周迅速升高，4～12周緩慢升高，12～20周再迅速升高，對照種子0～12周呈現(xiàn)緩慢升高，12～20周再迅速升高，24周時處理種子內源ZR含量最高，為0.06μg／g（FW），內源游離ZR含量對照種子始終低于處理種子。

圖3 種子后熟過程中內源游離ABA含量的變化

圖4 種子后熟過程中內源游離ZR含量的變化

2.5 內源游離GA／ABA、ZR／ABA比值的變化

如表1所示，在后熟過程中，處理的種子與對照種子GA／ABA比值均呈現(xiàn)上升趨勢，同一時期，處理種子的GA／ABA比值的增加幅度較大，且比值較高。在后熟過程中，處理的種子和對照種子ZR／ABA比值均呈現(xiàn)上升趨勢，同一時期，處理種子的ZR／ABA比值始終大于對照種子。ZR／ABA比值的增加可能調控膜的滲透性水平和促進GA的釋放，同一時期GA含量表現(xiàn)為增加。

表1 種子后熟過程中內源游離GA／ABA、ZR／ABA比值的變化

3 討 論

GA含量過低或生物合成受抑制會使某些種子休眠［6］，GA處理通常使GA含量過低或生物合成受抑制的種子GA含量增加，控制糊粉層中淀粉酶分泌和表達［7］。本試驗結果表明，經(jīng)200mg／L GA 浸種后，種子內源GA水平明顯升高，致使其內源游離GA含量在以后的過程中始終維持著高于對照的水平，對種子的成熟及成熟后的萌發(fā)起到了重要的作用。ABA廣泛存在于休眠的種子中，一般認為高濃度ABA是造成植物種子生理休眠的原因，其主要抑制核酸的正常代謝，干擾核糖核酸（RNA）的合成，使種子不能進行正常的代謝活動［8］。刺五加種子內含有大量的ABA，處理種子和對照種子在12周后，內源ABA含量開始出現(xiàn)明顯的下降，認為刺五加種子的休眠習性與內源ABA的含量仍有密切關系。細胞分裂素能夠打破休眠，其作用方式是以調控膜的滲透性水平和促進GA的釋放而實現(xiàn)的。本試驗研究分析認為，ZR／ABA的比值上升的同時內源GA含量也表現(xiàn)出明顯增加，這很可能就是ZR促進GA的釋放。

在引起種子休眠的原因中，種子內源激素的含量，特別是GA、ZR和ABA的相對含量很可能是主要原因［9］。本研究中，處理種子GA／ABA比值在前12周內表現(xiàn)出緩慢上升趨勢，12周后GA／ABA比值呈明顯上升趨勢；對照種子GA／ABA比值在后熟過程中始終表現(xiàn)出緩慢上升趨勢，二者變化幅度不一致，這很可能與施加外源GA有關，種子在完成形態(tài)后熟和生理后熟之后GA使種子內各種生理代謝增強，促使種子提前萌發(fā)。

刺五加種子后熟過程中GA和ZR呈上升趨勢，ABA呈下降趨勢，GA／ABA的比值 、ZR／ABA的比值呈上升趨勢。GA和ZR對解除種子休眠起促進作用，ABA對解除種子休眠起抑制作用。刺五加種子休眠和萌發(fā)不僅與植物內源激素的絕對含量有關，還與各類激素之間的平衡，特別是促進生長的激素與抑制生長的激素之間的比例及平衡有關。

［1］黑龍江省祖國醫(yī)藥研究所.中國刺五加研究［M］.哈爾濱：黑龍江科學技術出版社，1981.

［2］傅克冶.中國刺五加［M］.哈爾濱：黑龍江人民出版社，1987：1－6.

［3］劉啟華，朱禮，李文蘭.刺五加主要活性成分化學與藥理研究［J］.時珍國醫(yī)國藥，1999，10（4）：305－306.

［4］馬淑蘭.刺五加種子休眠機理研究［D］.吉林農業(yè)大學碩士學位論文，2006.

［5］葛超，趙成昊，胡凱，等.刺五加種子休眠解除過程中過氧化物酶和酯酶同工酶的變化［J］.種子，2010，29（1）：50－52.

［6］湯青林，宋明.蔬菜種子休眠原因及調控研究進展［J］.種子科技，2002（3）：155－156.

［7］王偉，朱平，程克棣.植物赤霉素生物合成和信號轉導的分子生物學［J］.植物學通報，2002，19（2）：137－149.

［8］鄭光華.種子生理研究［M］.科學出版社，2004.

［9］李秉真，烏云，田瑞華.山楂種子休眠與后熟期間內源激素的變化［J］.植物生理學通訊，1998，34（4）：254－256.