植物激素對(duì)種子休眠和萌發(fā)調(diào)控機(jī)理的分析研究

康云清

（阜陽(yáng)市潁東區(qū)種子管理站，安徽 阜陽(yáng) 236000）

植物激素對(duì)種子休眠和萌發(fā)調(diào)控機(jī)理的分析研究

康云清

（阜陽(yáng)市潁東區(qū)種子管理站，安徽 阜陽(yáng) 236000）

種子適應(yīng)環(huán)境過(guò)程主要有兩種狀態(tài)，分別是休眠和萌發(fā)。植物激素是影響種子狀態(tài)的重要因素之一。從能夠?qū)ΨN子休眠和萌發(fā)產(chǎn)生調(diào)控作用的植物激素入手，就植物激素對(duì)種子休眠和萌發(fā)的調(diào)控機(jī)理進(jìn)行分析和研究。

植物激素；種子休眠；萌發(fā)；調(diào)控機(jī)理

就農(nóng)作物種植過(guò)程而言，種子萌芽率是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本以及農(nóng)作物產(chǎn)量的主要因素之一。由于種子的萌發(fā)過(guò)程較為復(fù)雜，為了促進(jìn)農(nóng)作物產(chǎn)量的提升，應(yīng)該通過(guò)植物激素的合理應(yīng)用，提升植物種子的萌發(fā)率，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)幫助農(nóng)民增收的目的。

1 具有調(diào)控種子休眠和萌發(fā)作用的植物激素

就種子的休眠和萌發(fā)而言，能夠?qū)ζ洚a(chǎn)生調(diào)控作用的植物激素主要包括以下3種：

1.1 乙烯

乙烯的英文縮寫(xiě)為ETH，這種植物激素在植物中的存在普遍性相對(duì)較低。乙烯屬于一種植物的代謝產(chǎn)物，具有促進(jìn)植物果實(shí)成熟、減緩生長(zhǎng)等作用。

1.2 赤霉素

赤霉素的英文縮寫(xiě)為GA，這種植物激素的化學(xué)結(jié)構(gòu)屬于二萜類酸。目前已知的赤霉素種類超過(guò)38種。這種植物激素的主要作用是打破植物種子休眠。就晚稻而言，當(dāng)其抽穗期受到低溫陰雨天氣影響時(shí)，可以通過(guò)外源赤霉素向水稻植株的施加，促進(jìn)抽穗期的到來(lái)[1]。

1.3 脫落酸

脫落酸的英文縮寫(xiě)為ABA，其結(jié)構(gòu)為倍半萜結(jié)構(gòu)，這種激素在植物中的存在具有普遍性。脫落酸的作用主要包含3種：①提升抗逆性。通常情況下，當(dāng)生長(zhǎng)環(huán)境較為惡劣時(shí)，植物中脫落酸的含量會(huì)發(fā)生顯著增加，這種變化會(huì)引發(fā)植物抗逆性的有效增強(qiáng)，進(jìn)而保證植物的順利生長(zhǎng)。②促進(jìn)脫落作用。對(duì)于植物而言，脫落酸具有促進(jìn)植物器官脫落的作用。③促進(jìn)休眠。實(shí)驗(yàn)表明，在秋季將外源脫落酸施加在相關(guān)木本植物的小枝上，能夠促進(jìn)芽進(jìn)入休眠狀態(tài)。

2 植物激素對(duì)種子休眠和萌發(fā)的調(diào)控機(jī)理

從幾種較為常見(jiàn)且會(huì)對(duì)種子萌發(fā)和休眠產(chǎn)生調(diào)控作用的植物激素入手，對(duì)其調(diào)控機(jī)理進(jìn)行研究。

2.1 乙烯對(duì)種子休眠和萌發(fā)的調(diào)控機(jī)理

就種子的休眠釋放過(guò)程而言，乙烯能夠起到一定的促進(jìn)作用，但這種作用的產(chǎn)生通常建立在與其他物質(zhì)聯(lián)合作用的基礎(chǔ)上。就種子的萌發(fā)而言，乙烯的作用主要是通過(guò)水勢(shì)以及呼吸作用的增加和促進(jìn)，對(duì)胚根細(xì)胞的增長(zhǎng)產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用。同時(shí)，這種植物激素還會(huì)對(duì)根毛和胚軸的分化與伸長(zhǎng)產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用。

2.1.1 乙烯與脫落酸和赤霉素之間的協(xié)同作用

就乙烯與赤霉素而言，二者之間存在良好的功能互補(bǔ)作用。通過(guò)外源赤霉素的增加，擬南芥ga1-3的萌發(fā)會(huì)得到良好的恢復(fù)，當(dāng)乙烯濃度超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，會(huì)對(duì)擬南芥突變體ga1種子產(chǎn)生誘導(dǎo)作用，使其在正常光照條件中能夠順利萌發(fā)。當(dāng)種子處于黑暗條件中時(shí)，乙烯不具備促進(jìn)種子萌發(fā)恢復(fù)的功能。就乙烯與脫落酸而言，乙烯會(huì)促進(jìn)種子的萌發(fā)，且具有良好的破除種子休眠狀態(tài)的功能。就不敏感型突變體ein2和etr1而言，乙烯的作用是促進(jìn)種子休眠程度的增強(qiáng)，這種變化會(huì)對(duì)脫落酸的合成以及種子萌發(fā)過(guò)程中脫落酸敏感性的提升產(chǎn)生積極的促進(jìn)作用[2]。

2.2 赤霉素對(duì)種子休眠和萌發(fā)的調(diào)控機(jī)理

對(duì)于植物種子而言，赤霉素具有促進(jìn)種子萌發(fā)和種子休眠釋放增強(qiáng)的作用。就種子休眠而言，赤霉素是必要的前提條件，同時(shí)，這種植物激素的生物合成是破除種子休眠狀態(tài)的必要條件之一。就種子的萌發(fā)而言，種子在初期的任務(wù)主要包含擴(kuò)張胚以及儲(chǔ)存物質(zhì)，赤霉素可以促進(jìn)種子這兩項(xiàng)任務(wù)的快速完成。除此之外，赤霉素還會(huì)促進(jìn)種子從胚向植物生長(zhǎng)變化過(guò)程的實(shí)現(xiàn)。當(dāng)種子處于萌發(fā)后期時(shí)，赤霉素對(duì)胚乳等屏障組織的軟化作用促進(jìn)水解酶的表達(dá)，這種變化可以從一定程度上降低種子胚根尖的機(jī)械阻力，進(jìn)而促進(jìn)胚根對(duì)種皮的突破[3]。

2.3 脫落酸對(duì)種子休眠和萌發(fā)的調(diào)控機(jī)理

2.3.1 脫落酸對(duì)種子休眠狀態(tài)的作用

就種子的休眠過(guò)程而言，脫落酸的作用是維持和誘導(dǎo)。當(dāng)種子處于吸脹狀態(tài)時(shí)，脫落酸是維持種子休眠狀態(tài)的主要因素。在種子的后熟過(guò)程中，發(fā)芽移植性好的敏感性會(huì)發(fā)生降低，這種變化會(huì)引發(fā)種子對(duì)外源脫落酸敏感性的降低。除此之外，種子后熟過(guò)程中積累的活性氧化物會(huì)對(duì)過(guò)氧化氫的濃度產(chǎn)生一定的影響。過(guò)氧化氫是脫落酸代謝的主要影響因素之一，當(dāng)種子中所含過(guò)氧化氫的濃度增加時(shí)，脫落酸的代謝作用會(huì)發(fā)生相應(yīng)的增強(qiáng)。

2.3.2 脫落酸對(duì)種子萌發(fā)狀態(tài)的作用

種子的有效萌發(fā)建立在完成3個(gè)吸水階段的基礎(chǔ)上。脫落酸對(duì)種子的作用主要集中在第二吸水階段。與其他兩個(gè)階段相比，種子在該階段的吸水量相對(duì)較少。脫落酸的代謝過(guò)程會(huì)受到種皮、胚乳等具有屏障作用組織的影響，但這些組織還具有提升種子對(duì)脫落酸敏感性的作用。在種子的吸水過(guò)程中，當(dāng)吸水量達(dá)到一定程度后，種子中的脫落酸含量會(huì)發(fā)生顯著降低。

就番茄等胚乳較為特殊的植物種子而言，其萌發(fā)過(guò)程建立在胚乳軟化的基礎(chǔ)上，脫落酸具有抑制細(xì)胞壁合成降解酶的作用，這種作用會(huì)阻礙這類種子的胚乳軟化，因此，脫落酸會(huì)對(duì)這類種子的萌發(fā)產(chǎn)生抑制作用[4]。

3 結(jié)論

能夠?qū)ΨN子休眠和萌發(fā)產(chǎn)生調(diào)控作用的植物激素主要包含乙烯、赤霉素以及脫落酸等。其中，乙烯具有促進(jìn)種子休眠和萌發(fā)的作用；赤霉素具有促進(jìn)種子萌發(fā)、增強(qiáng)種子休眠釋放的作用；脫落酸具有誘導(dǎo)種子轉(zhuǎn)變?yōu)樾菝郀顟B(tài)以及維持種子休眠狀態(tài)的作用。

[1]楊榮超,張海軍,王倩,等.植物激素對(duì)種子休眠和萌發(fā)調(diào)控機(jī)理的研究進(jìn)展[N].草地學(xué)報(bào),2012,01:1-9.

[2]江玲,萬(wàn)建民.植物激素ABA和GA調(diào)控種子休眠和萌發(fā)的研究進(jìn)展[N].江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2007,04:360-365.

[3]烏鳳章,劉桂豐,姜靜,等.種子萌發(fā)調(diào)控的分子機(jī)理研究進(jìn)展[J].北方園藝,2008,02:54-58.

[4]于敏,徐恒,張華,等.植物激素在種子休眠與萌發(fā)中的調(diào)控機(jī)制[N].植物生理學(xué)報(bào),2016,05:599-606.

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