黃瓜種子胎萌生理特性及相關(guān)基因表達(dá)分析

莫雨杏 王磊 周祎 孫倩楠 賀為毅 陳惠明 蕭浪濤 王若仲

摘要：【目的】探明黃瓜種子胎萌發(fā)生的生理生化特性及相關(guān)基因的表達(dá)模式，為揭示雙子葉蔬菜類作物的胎萌發(fā)生機(jī)制提供理論依據(jù)?！痉椒ā恳渣S瓜高代自交系Cs10A（易胎萌）和M-1（不胎萌）為試驗(yàn)材料，分別在授粉后30、35、40、45和50 d進(jìn)行取樣，統(tǒng)計(jì)黃瓜種子胎萌率，測(cè)定并分析種子中可溶性糖、脂肪酸、主要植物激素[脫落酸（ABA）和赤霉素（GA3）]含量及胎萌相關(guān)基因的表達(dá)模式。【結(jié)果】Cs10A種子在授粉后40 d發(fā)生胎萌，胎萌率為4.2%;在授粉后45和50 d Cs10A種子胎萌率極顯著高于M-1（P<0.01，下同），分別為28.4%和71.1%。M-1授粉后30～50 d均未出現(xiàn)胎萌現(xiàn)象。授粉后30～50 d，Cs10A種子內(nèi)可溶性糖含量呈先增加后降低的變化趨勢(shì)，尤其在授粉后35～45 d顯著（P<0.05，下同）或極顯著高于M-1種子，而M-1種子可溶性糖含量呈增加─降低─增加的變化趨勢(shì)。授粉后30～50 d，Cs10A種子脂肪酸含量呈先降低后增加的變化趨勢(shì)，而M-1種子脂肪酸含量變化不明顯，僅后期稍有增加，且在授粉后40 d時(shí)二者的脂肪酸含量非常接近，其他時(shí)間均存在極顯著差異。授粉后50 d，Cs10A種子和囊衣中的ABA含量均極顯著低于M-1;Cs10A種子和囊衣中的GA3含量均低于M-1，其中Cs10A囊衣中的GA3含量極顯著低于M-1，但其種子中的GA3含量與M-1無顯著差異（P>0.05）;Cs10A種子中的GA3含量高于囊衣。Cs10A種子中ABA/GA3比值低于M-1種子。授粉后30～50 d，Cs10A種子中CsVp1、CsVp5和CsVp10基因的表達(dá)量均極顯著低于M-1，其中，對(duì)于CsVp1和CsVp5基因表達(dá)模式而言，Cs10A與M-1恰好相反，但CsVp10基因在二者中的表達(dá)模式相同?！窘Y(jié)論】種子發(fā)育成熟至發(fā)生胎萌前，種子中可溶性糖含量較高、ABA含量和ABA/GA3比值較低易導(dǎo)致種子發(fā)生胎萌，且種子中脂肪酸可轉(zhuǎn)化成可溶性糖為種子胎萌的發(fā)生提供能源物質(zhì);囊衣中高含量ABA可有效抑制黃瓜種子胎萌的發(fā)生。此外，易胎萌黃瓜品種通過抑制與ABA合成及其敏感性相關(guān)的胎萌基因表達(dá)，從而降低ABA含量及對(duì)ABA的敏感性，最終導(dǎo)致胎萌發(fā)生。

關(guān)鍵詞： 黃瓜;種子胎萌;可溶性糖;脂肪酸;ABA;生理特性;胎萌相關(guān)基因

中圖分類號(hào)： S642.203.8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：2095-1191（2020）09-2090-07

Physiological characteristics and related gene expression of vivipary in cucumber seeds

MO Yu-xing1， WANG Lei1， ZHOU Yi1， SUN Qian-nan1， HE Wei-yi1，

CHEN Hui-ming2， XIAO Lang-tao1， WANG Ruo-zhong1*

（1Hunan Provincial Key Laboratory of Phytohormones and Growth Development，Hunan Agricultural University，Changsha? 410128， China; 2Hunan Vegetable Research Institute， Hunan Academy of Agricultural Sciences，

Changsha? 410125， China）

Abstract：【Objective】This paper found out the physiological and biochemical characteristics and related gene expression patterns of vivipary in cucumber（Cucumis sativus L.），with a view to provide reference for revealing the mechanism of the occurrence of vivipary of dicotyledonous vegetable crops. 【Method】Taking cucumber high generation inbred lines Cs10A（easy vivipary） and M-1（uneasy vivipary） as materials，samples were taken at 30，35，40，45 and 50 d after pollination，and the viviparous germination rate of cucumber seeds was counted. This paper compared and analyzed the content of soluble sugar，fatty acid，main plant hormones[abscisic acid （ABA） and gibberellin（GA3）] and related gene expressions of cucumber after different pollination days. 【Result】Vivipary of Cs10A seeds occurred around 40 d after pollination，with a viviparous germination rate of 4.2%. The viviparous germination rates of Cs10A seeds were extremely higher than those of M-1 seeds at 45 and 50 d after pollination（P<0.01， the same below）， which were 28.4% and 71.1%， respectively. M-1 had no vivipary phenomenonat 30 and 50 d after pollination. The soluble sugars content of Cs10A seeds genera-lly showed a trend of rising first and then decreasing in 30-50 d after pollination. The soluble sugars of Cs10A seeds in 35-45 d after pollination were significantly（P<0.05， the same below） or extremely higher than seeds of M-1. The soluble sugar content in M-1 seeds showed an increasing-decreasing-increasing trend. The fatty acid content of Cs10A seeds showed a trend of falling first and then rising in 30-50 dafter pollination，while M-1 did not change much in the whole process，and showed a slow upward trend in the later period. At 40 d after pollination， the fatty acid content of seeds in both species were very close，and there were extremely significant differences at other times. At 50 d after pollination，the content of ABA of seeds and capsules in Cs10A were extremely lower than M-1. The GA3 content in seeds and capsules of Cs10A were lower than M-1， and the GA3 content in capsules of Cs10A was extremely lower than M-1， but the GA3 content in its seeds was not significantly different from M-1（P>0.05）. The GA3 content in seeds of Cs10A was higher than that in the capsule. The ratio of ABA/GA3 in seeds of Cs10A was lower than M-1. The expression levels of the vivipary-related genes CsVp1，CsVp5 and CsVp10 of seeds in Cs10A were extremely lower than those in M-1 in 30-50 d after pollination. Among them，the gene expression patterns of CsVp1 and CsVp5 in Cs10A and M-1 were exactly the opposite， but the gene expression patterns of CsVp10 in both were the same. 【Conclusion】This study shows that the higher content of soluble sugar，lower content of ABA and lower ABA/GA3 value in seeds during seed mature and before viviparyare closely related to the occurrence of seed vivipary. And the fatty acids in seeds can be converted into soluble sugars to provide energy for the occurrence of vivipary. The high content of ABA in the capsule can effectively suppress the occurrence of vivipary. Moreover，the cucumber with easy vivipary can reduce the content and sensitivity of ABA by inhibiting the expression of viviparous germination genes related to the synthesis and sensitivity of ABA，which leads to the occurrence of vivipary eventually.

Key words： cucumber; seed vivipary; soluble sugars; fatty acids; ABA; physiological characteristics; vivipary related gene

Foundation item： National Natural Science Foundation of China（31871714，31671777）; Key Scientific Research Project of Hunan Provincial Department of Education（19A221）; Changsha Science and Technology Planning Project（kq1907041）

0 引言

【研究意義】黃瓜（Cucumis sativus L.）為葫蘆科一年生蔓生或攀援草本植物，其優(yōu)質(zhì)種子是高效生產(chǎn)栽培的重要保證。但在黃瓜制種過程中，種子發(fā)育成熟后不經(jīng)脫水干燥直接在母體植株上萌發(fā)（采前發(fā)芽或胎萌）而導(dǎo)致制種產(chǎn)量及質(zhì)量降低，極大影響黃瓜優(yōu)質(zhì)品種的推廣（曹明明等，2016）。因此，研究影響黃瓜胎萌發(fā)生的生理生化特性及相關(guān)基因的表達(dá)變化，對(duì)揭示雙子葉蔬菜類作物胎萌的發(fā)生機(jī)制具有重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】禾本科谷類作物如玉米（Zea mays L.）（Maluf et al.，1997）、小麥（Triticum aestivum L.）（楊燕等，2007）和水稻（Oryza sativa L.）（高永峰等，2010）等存在采前發(fā)芽現(xiàn)象，又稱為穗萌;葫蘆科、茄科等瓜果類作物如黃瓜（曹明明等，2016）、番茄（Solanum lycopersicum）（王旭，2016）和甜瓜（C. melo L.）（劉文君等，2017）等則存在胎萌現(xiàn)象。高溫、高濕及化學(xué)物質(zhì)是導(dǎo)致胎萌或穗萌發(fā)生的主要因素，發(fā)生期間遺傳物質(zhì)和植物激素發(fā)揮著重要作用（張會(huì)杰等，2018）。大量研究表明，大部分作物胎萌或穗萌突變體均與脫落酸（ABA）敏感性或生物合成有關(guān)（Fang and Chu，2008），如玉米Viviparous（Vp）基因的突變體vp1（Mccarty et al.，1991）、vp14（Schwartz et al.，1997b）、vp5（Hable et al.，1998）、vp7（Singh et al.，2003）、vp10/vp13（Porch et al.，2006）和vp15（Suzuki et al.，2006），擬南芥（Arabidopsis thaliana）的aba1、aba2和aba3突變體（Schwartz et al.，1997a），水稻的phs1～phs4突變體（Fang et al.，2008;Fang and Chu，2008）。胎萌現(xiàn)象在黃瓜制種過程中普遍存在，且不同品種的胎萌性狀差異明顯，如授粉后34 d，品種S6腔內(nèi)種子發(fā)生胎萌，但品種P1未出現(xiàn)胎萌;授粉45 d后，品種S6胎萌率僅為30%，而品種P1胎萌率高達(dá)80%以上（龐金安等，2002;曹明明等，2016）。經(jīng)研究證實(shí)，黃瓜胎萌發(fā)生受環(huán)境因素影響較小，主要受遺傳基因的影響，且其遺傳模式符合D-1模型（龐金安等，2002;曹明明等，2018）。【本研究切入點(diǎn)】目前，關(guān)于黃瓜胎萌發(fā)生機(jī)制的相關(guān)研究主要是簡(jiǎn)單分析影響黃瓜胎萌發(fā)生的因素及其遺傳模式，而針對(duì)胎萌生理生化特性、分子機(jī)制等方面研究鮮有報(bào)道?！緮M解決的關(guān)鍵問題】以易胎萌黃瓜品種Cs10A和不胎萌品種M-1為研究對(duì)象，比較種子中可溶性糖和脂肪酸含量的動(dòng)態(tài)變化及種子和囊衣（包裹種子的膠原物質(zhì)）中ABA、赤霉素（GA）等主要植物激素水平，并結(jié)合同源胎萌相關(guān)基因Vp1、Vp5和Vp10的差異表達(dá)分析，揭示黃瓜胎萌發(fā)生的生理生化及分子機(jī)制，為深入探究雙子葉蔬菜類作物的胎萌發(fā)生機(jī)制提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

供試黃瓜品種包括高代自交系Cs10A（易胎萌）和M-1（不胎萌），由湖南省蔬菜研究所陳惠明老師惠贈(zèng)提供。主要試劑：正己烷和甲醇均為高效液相色譜（HPLC）級(jí)，購自德國默克公司;DNA Marker、2×Easy Taq? PCR SuperMix、TransZol Up Plus RNA試劑盒和反轉(zhuǎn)錄試劑盒購自北京全式金生物技術(shù)有限公司;2×SYBR Green qPCR Master Mix試劑盒購自南京諾唯贊生物科技有限公司;其他生化試劑均購自生工生物工程（上海）股份有限公司。主要設(shè)備儀器：G6400系列超高效液相色譜串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜儀（Agilent，美國）、GCMS-TQ8040氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀（Shimadzu，日本）、凝膠成像系統(tǒng)（ProteinSimple，美國）、CFX96/CFX Connect/384定量PCR儀（Bio-Rad，美國）和多功能酶標(biāo)儀（Tecan，瑞士）。

1. 2 試驗(yàn)方法

1. 2. 1 種植及樣品采集 黃瓜種植于湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)溫室大棚，按常規(guī)栽培進(jìn)行田間管理。每個(gè)品種均在授粉后第30 d開始取樣，每隔5 d采集9個(gè)大小一致的種瓜，共5次。每次采集的樣品隨機(jī)分成3份，將種子和囊衣用液氮處理后，-80 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1. 2. 2 胎萌率測(cè)定 待種子成熟后（約開花授粉后30 d）連續(xù)進(jìn)行剖瓜觀察，每隔5 d統(tǒng)計(jì)1次胎萌率，計(jì)算公式：

胎萌率（%）=胎萌種子數(shù)/種子總數(shù)×100

1. 2. 3 可溶性糖和脂肪酸含量測(cè)定 取開花授粉后30、35、40、45和50 d的種子，每組重復(fù)3次，其可溶性糖含量通過蒽酮比色法進(jìn)行測(cè)定;采用植物激素與生長(zhǎng)發(fā)育湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建立的氣相色譜法檢測(cè)脂肪酸含量：將研磨的種子用浸提液（甲醇∶濃硫酸=95∶1，v/v）進(jìn)行63 ℃過夜處理，加入正己烷溶液，充分搖勻，離心后取上清液備用，利用GCMS-TQ8040氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用儀進(jìn)行測(cè)定，進(jìn)樣量為1 μL，分流進(jìn)樣，進(jìn)樣口溫度為240 ℃。

1. 2. 4 ABA和GA3含量測(cè)定 采用植物激素與生長(zhǎng)發(fā)育湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建立的液相色譜—質(zhì)譜聯(lián)用法（LC-MS/MS）測(cè)定ABA和GA3含量：取開花授粉后50 d的種子和囊衣，每組重復(fù)3次，加入液氮迅速研磨至粉末狀，用80%甲醇于4 ℃下浸提過夜，重復(fù)浸提1次后合并上清液，真空濃縮干燥后備用，利用G6400系列超高效液相色譜串聯(lián)三重四極桿質(zhì)譜儀進(jìn)行測(cè)定，流動(dòng)相成分為甲酸和乙腈溶液，進(jìn)樣量為10 μL，柱溫40 ℃，走樣時(shí)間26 min。

1. 2. 5 實(shí)時(shí)熒光定量PCR 從NCBI數(shù)據(jù)庫下載玉米胎萌基因Vp1、Vp5和Vp10序列，并進(jìn)行同源搜索，最終獲得黃瓜同源基因CsVp1（LOC101214226）、CsVp5（LOC101210522）和CsVp10（LOC101214811），利用Primer 5.0設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)熒光定量PCR擴(kuò)增引物，如表1所示。取開花授粉后30、35、40、45和50 d的種子，利用RNA提取試劑盒提取其總RNA。經(jīng)多功能酶標(biāo)儀檢測(cè)RNA濃度后，使用反轉(zhuǎn)錄試劑盒反轉(zhuǎn)錄合成cDNA，以其為模板，采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR檢測(cè)CsVp1、CsVp5和CsVp10基因的表達(dá)情況，以黃瓜Actin為內(nèi)參基因（AB010922.1）。反應(yīng)體系10.0 ?L：2×ChamQ Universal SYBR qPCR Master Mix 5.0 ?L，10 ?mol/L上、下游引物各0.2 ?L，cDNA模板0.4 ?L，用ddH2O補(bǔ)足至10.0 ?L。每個(gè)基因重復(fù)3次。擴(kuò)增程序：95 ℃預(yù)變性30 s;95 ℃ 5 s，60 ℃ 30 s，進(jìn)行45個(gè)循環(huán)。采用2-ΔΔCt方法計(jì)算各目的基因的相對(duì)表達(dá)量。

1. 3 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2010進(jìn)行整理統(tǒng)計(jì)，以GraphPad Prism 6制圖，采用SPSS 18.0進(jìn)行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2. 1 不同黃瓜種子胎萌表型的差異比較結(jié)果

由圖1可知，授粉后30～50 d，Cs10A種子在果實(shí)內(nèi)明顯萌發(fā)，M-1種子在果實(shí)內(nèi)則未萌發(fā)。由圖2可知，Cs10A種子在授粉后40 d發(fā)生胎萌，胎萌率為4.2%;隨著授粉后天數(shù)的增加，Cs10A種子胎萌現(xiàn)象逐漸明顯，在授粉后45和50 d其胎萌率極顯著高于M-1（P<0.01，下同），在授粉后45 d發(fā)生胎萌的種子胚根明顯伸長(zhǎng)，胎萌率達(dá)28.4%;授粉后50 d胎萌率急劇升高，達(dá)71.1%，此時(shí)大部分種子長(zhǎng)出須根，且子葉轉(zhuǎn)綠。M-1授粉后30～50 d均未出現(xiàn)胎萌現(xiàn)象。

2. 2 黃瓜種子可溶性糖和脂肪酸含量的動(dòng)態(tài)變化

由圖3-A可知，授粉后30～50 d，Cs10A種子可溶性糖含量呈先增加后降低的變化趨勢(shì)，尤其在授粉后35～45 d其顯著（P<0.05，下同）或極顯著高于M-1種子，分別是M-1種子的1.07、1.14和1.19倍，但授粉后50 d低于M-1種子，未達(dá)顯著水平（P>0.05，下同）。M-1種子可溶性糖含量呈增加─降低─增加的變化趨勢(shì)，授粉后50 d明顯增加。由圖3-B可知，授粉后30～50 d，Cs10A種子脂肪酸含量呈先降低后增加的變化趨勢(shì)，而M-1種子脂肪酸含量變化不明顯，僅后期稍有增加，且在授粉后40 d時(shí)Cs10A與M-1的種子脂肪酸含量非常接近，其他時(shí)間均存在極顯著差異。由此可見，易胎萌種子脂肪酸含量與可溶性糖含量的變化趨勢(shì)相反;易胎萌種子可溶性糖含量較不胎萌種子高，且種子發(fā)育成熟至發(fā)生胎萌前易胎萌種子的脂肪酸含量較不胎萌種子高，但發(fā)生胎萌后易胎萌種子中的脂肪酸轉(zhuǎn)化為可溶性糖從而導(dǎo)致其含量下降。

2. 3 黃瓜種子和囊衣中ABA及GA3含量的動(dòng)態(tài)變化

由圖4-A可知，授粉后50 d，Cs10A種子和囊衣中的ABA含量均極顯著低于M-1，Cs10A和M-1囊衣中的ABA含量分別是其種子的1.46和3.17倍。由圖4-B可知，Cs10A種子和囊衣中的GA3含量均低于M-1，其中Cs10A囊衣中的GA3含量極顯著低于M-1，但其種子中的GA3含量與M-1無顯著差異;Cs10A種子中的GA3含量是囊衣中GA3含量的1.44倍。對(duì)授粉后50 d黃瓜種子中的ABA/GA3比值進(jìn)行比較，結(jié)果（圖4-C）發(fā)現(xiàn)Cs10A種子中的ABA/GA3比值明顯低于M-1。由此推測(cè)，黃瓜種子和囊衣中ABA含量及種子中ABA/GA3比值越低則越易發(fā)生胎萌。

2. 4 黃瓜種子胎萌相關(guān)基因表達(dá)分析結(jié)果

為了從分子層面解析黃瓜種子胎萌的生理特性，對(duì)Cs10A和M-1種子胎萌相關(guān)基因CsVp1、CsVp5和CsVp10進(jìn)行表達(dá)分析，結(jié)果如圖5所示。在授粉后種子發(fā)育成熟至發(fā)生胎萌的整個(gè)過程（授粉后30～50 d）中，Cs10A種子中CsVp1、CsVp5和CsVp10基因的相對(duì)表達(dá)量均極顯著低于M-1。不同的是，Cs10A種子CsVp1基因相對(duì)表達(dá)量隨授粉后天數(shù)的增加呈逐漸降低趨勢(shì)，而M-1種子CsVp1基因相對(duì)表達(dá)量整體上呈升高趨勢(shì)（除授粉后30 d外）。隨著授粉后天數(shù)的增加，Cs10A種子中CsVp5基因相對(duì)表達(dá)量呈先升高后降低的變化趨勢(shì)，而M-1種子中CsVp5基因相對(duì)表達(dá)量呈先降低后升高的變化趨勢(shì)。CsVp10基因作為Cs10A和M-1種子的同源胎萌基因，在二者中的相對(duì)表達(dá)量均隨授粉后天數(shù)的增加而升高。由此推測(cè)，易胎萌黃瓜種子通過抑制與ABA合成及其敏感性有關(guān)的胎萌基因表達(dá)，從而降低ABA含量及對(duì)ABA的敏感性，最終導(dǎo)致胎萌發(fā)生。

3 討論

3. 1 黃瓜內(nèi)源生理生化指標(biāo)變化與胎萌發(fā)生的關(guān)系

可溶性糖是參與種子萌發(fā)代謝的主要物質(zhì)，為種子萌發(fā)和胚生長(zhǎng)提供能量（孫建等，2020）。楊浚等（1991）研究發(fā)現(xiàn)，在水稻種子發(fā)育過程中可溶性糖含量越高，且維持時(shí)間越長(zhǎng)，越易出現(xiàn)穗萌現(xiàn)象。倪萬潮等（2020）研究表明，籽粒內(nèi)可溶性糖含量較高時(shí)可促進(jìn)種子萌發(fā)。本研究以黃瓜易胎萌品種Cs10A和不胎萌品種M-1為試驗(yàn)材料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)授粉后30～45 d易胎萌品種Cs10A種子的可溶性糖含量較不胎萌品種M-1高，說明可溶性糖作為能源物質(zhì)，其含量越高越易發(fā)生胎萌，而在授粉后50 d，Cs10A種子中的可溶性糖含量明顯下降，其原因可能是胎萌消耗大量可溶性糖，種子的子葉舒展，葉片轉(zhuǎn)綠，腔內(nèi)種子已由種子萌發(fā)階段進(jìn)入到營養(yǎng)生長(zhǎng)階段。脂肪在植物種子中具有儲(chǔ)存能量、提高抗逆性及增加膜流動(dòng)性等功能。在種子萌發(fā)過程，脂肪先轉(zhuǎn)化形成脂肪酸，再轉(zhuǎn)化成可溶性糖為種子萌發(fā)提供能量（趙明等，2018）。本研究發(fā)現(xiàn)，易胎萌品種Cs10A種子在發(fā)生胎萌前，其脂肪酸含量維持在較高水平，且含量變化趨勢(shì)與可溶性糖相反，說明胎萌黃瓜種子脂肪酸被轉(zhuǎn)化為可溶性糖，進(jìn)而為胎萌提供充足的營養(yǎng)物質(zhì)和能量。因此，種子內(nèi)高含量的可溶性糖和脂肪酸是導(dǎo)致黃瓜種子胎萌的生理原因之一，說明在篩選抗胎萌黃瓜品種過程中，種子內(nèi)可溶性糖和脂肪酸含量可作為選育指標(biāo)之一。

3. 2 黃瓜種子、囊衣中ABA和GA3含量與胎萌發(fā)生的關(guān)系

植物激素對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育起著重要調(diào)節(jié)作用。在眾多植物激素中，ABA和GA3被認(rèn)為是調(diào)節(jié)種子休眠和萌發(fā)的主要植物激素（徐恒恒等，2014）。本研究發(fā)現(xiàn)，易胎萌品種Cs10A種子中的ABA含量及ABA/GA3比值均低于不胎萌品種M-1種子，與李聰聰（2017）研究發(fā)現(xiàn)西葫蘆出現(xiàn)胎萌現(xiàn)象與種子內(nèi)較低的ABA含量及ABA/GA3比值等密切相關(guān)的結(jié)果相符。與單子葉谷類作物相比，雙子葉瓠果、漿果類作物果實(shí)肥厚多汁，種子處于濕潤環(huán)境，如黃瓜和番茄等種子被一層膠質(zhì)黏膜（囊衣）所包裹，由于囊衣中含有內(nèi)源的發(fā)芽抑制物質(zhì)，不易導(dǎo)致胎萌的發(fā)生。王旭（2016）研究發(fā)現(xiàn)，番茄種子表面膠原物質(zhì)含有的ABA能抑制種子萌發(fā)。本研究中易胎萌品種Cs10A囊衣中的ABA含量顯著低于M-1，不胎萌品種M-1囊衣中的ABA含量較高，從而抑制種子胎萌的發(fā)生，與在番茄中的研究結(jié)果（王旭，2016）相似。本研究還發(fā)現(xiàn)，Cs10A囊衣中的GA3含量低于M-1，推測(cè)GA3含量不能促進(jìn)種子胎萌，或低含量的GA3不能抵消ABA的抑制作用而導(dǎo)致種子胎萌，具體原因有待進(jìn)一步探究。

3. 3 黃瓜種子胎萌相關(guān)基因表達(dá)與胎萌發(fā)生的關(guān)系

玉米vp1突變體是典型的ABA不敏感型突變體，由于ABA信號(hào)不能往下游傳遞，因此該突變體幾乎不會(huì)發(fā)生休眠，而在脫離母體前就發(fā)生胎萌（Mccarty et al.，1991）。韋飛嚴(yán)等（2015）研究發(fā)現(xiàn)，易穗萌水稻品種的OsVp1基因表達(dá)量較不穗萌水稻品種高。在本研究中，隨授粉后天數(shù)的增加，易胎萌品種Cs10A種子中CsVp1基因相對(duì)表達(dá)量不斷下調(diào)，但不胎萌品種M-1種子中CsVp1基因相對(duì)表達(dá)量不斷上調(diào)，與韋飛嚴(yán)等（2015）的研究結(jié)果相似。玉米vp5突變體則通過抑制八氫番茄紅素脫氫酶合成來抑制ABA合成，從而導(dǎo)致種子在母體植株上提前萌發(fā)（Hable et al.，1998）;在玉米vp10突變體中ABA醛無法氧化成ABA，而出現(xiàn)明顯的胎萌現(xiàn)象（Porch et al.，2006）。本研究還發(fā)現(xiàn)，隨著授粉后天數(shù)的增加，Cs10A種子中CsVp5和CsVp10基因相對(duì)表達(dá)量顯著低于M-1，說明易胎萌黃瓜通過抑制與ABA合成及其敏感性有關(guān)的胎萌基因表達(dá)量，從而降低ABA含量及對(duì)ABA的敏感性，最終導(dǎo)致胎萌發(fā)生。

目前，關(guān)于瓜果蔬菜類作物的胎萌現(xiàn)象研究較少，開展黃瓜胎萌研究可為揭示雙子葉蔬菜類作物的胎萌發(fā)生機(jī)制提供理論依據(jù)。但本研究?jī)H從生理生化及相關(guān)基因的表達(dá)模式等方面對(duì)黃瓜胎萌進(jìn)行分析，今后應(yīng)利用測(cè)序技術(shù)定位黃瓜胎萌基因，從而分析黃瓜胎萌的分子遺傳機(jī)制。此外，囊衣中是否含有其他內(nèi)源抑制胎萌物質(zhì)尚待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

種子發(fā)育成熟至發(fā)生胎萌前，種子中可溶性糖含量較高、ABA含量和ABA/GA3比值較低易導(dǎo)致種子發(fā)生胎萌，且種子中脂肪酸可轉(zhuǎn)化成可溶性糖為種子胎萌的發(fā)生提供能源物質(zhì);囊衣中高含量的ABA可有效抑制黃瓜種子胎萌的發(fā)生。此外，易胎萌黃瓜品種通過抑制與ABA合成及其敏感性相關(guān)的胎萌基因表達(dá)，從而降低ABA含量及對(duì)ABA的敏感性，最終導(dǎo)致胎萌發(fā)生。

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（責(zé)任編輯 陳 燕）