關(guān)鍵詞:桑寄生(Taxilluschinensis);種子;果膠;萌發(fā)過(guò)程;生理生化指標(biāo)
中圖分類號(hào):S567.19;Q945.34 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):0439-8114(2025)05-0083-07
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2025.05.013 開放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識(shí)碼(OSID):
Physiological and biochemical studies on germination dynamics of Taxillus chinensis seeds
FENGChang-cun1,LIANG Lu2 ,LIANGWen-jing3,GUILing-jian3,SONGLi-sha3, PAN Li-mei,F(xiàn)U Jin- e3 ,WANLing-yun3,WEI Shu-gen1.3
(1.SchoolofPaacyuagieicalUvesityainoina;GradateClgangiUiersityfseii
Naning53O2O,China;GuangxiBotanicalGardenofMedicinalPlants/GuangxiKeyLaboratoryofHigqualityFomatioandUtilaif Dao-di Herbs,Nanning 530023,China)
Abstract:UsingTaxiluschinensisseeds withpectinasthecontrolgroupandde-pectinatedseedsas thetreated group,samples were collected at 0 ,5,10,15,2O,and25daysofcultivation.Thenrelevantphysiologicalandbiochemical indicators were determinedand comparativelyanalyed.Theresultsshowedthatthepolysaccaridecontentinthecontrolexhibitedaniitialincreaseandtefollowedbyadecrease,whilethede-pectinated treatmentshowedacontinuousdecliningtrend.Thesolublesugarcontentinbothgroups displayedadecreaseincrease-deceasepater,withsignificantlyowerlevelsobseredinthd-pectiatedtreatmentcoparedto thecontrolthroughout thegerminationpross.TheMDAcontentinthecontrolgroupshowedanupwardtrend,hileinthedepectinatedgroup,adownward-upward-downwardtrend was exhibitedand itwas mostlylowerthanthatinthecontrolduring germination. Thecontent of H2O2 and 02- showed similar trends in both groups,but thecontent inthede-pectinated group was mostly higher than thatinthecontrolduringgermination.TheactivitiesofSOD,ODandPALexhibitedsimilartrendsinbothgroups.TheSODactivity inthede-pectinatedgroupwasconsistentlyhigherthanthatinthecontrol,whilePODandPALactivities,lthoughlowerhanthose in the control,showed a continuous upward trend. The endogenous hormone content (IAA,ABA, GA3 ,ZR)exhibited fluctuating changesinbothgroups,withthecontrolgroupshowingageneraldowwardtrend,whilethede-pectinatedgroupshowedasignificant increaseandageneralupwardtrend.Itwaspreliminarilyconfirmedthatpectinremovalcouldpromotetherapidmobilizationoftored substances,enzymesandendogenous hormones intheseedsofTaxiluschinensis,promoting thesmooth germinationofseeds.
KeyWords:Taxillus chinensis;seed;pectin;germinationprocess;physiological and biochemical indicators
桑寄生(Taxilluschinensis)屬于桑寄生科鈍果寄生屬植物,主要分布于廣西、廣東、云南、四川以及貴州等地,是傳統(tǒng)的常用大宗中藥材。其藥用部位為干燥莖葉,具有祛風(fēng)濕、補(bǔ)肝腎、強(qiáng)筋骨、安胎元的功效2,為1977年版后的歷版《中華人民共和國(guó)藥典》(簡(jiǎn)稱《中國(guó)藥典》)收載品種,也是廣西極具特色的道地寄生類藥材。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國(guó)與桑寄生有關(guān)的中成藥有幾十種,其中《中國(guó)藥典》收載有22種,如平肝舒絡(luò)丸、壯骨關(guān)節(jié)丸、參茸保胎丸等,涉及生產(chǎn)企業(yè)100多家,年需求量巨大[3]。目前桑寄生藥材以野生資源為主,但由于其寄生于林木、果樹等經(jīng)濟(jì)林上而影響寄主的生長(zhǎng),人們不得不將其清除。此外,桑寄生種子擴(kuò)散與繁殖條件苛刻,自然繁育效率很低,致使野生資源大幅減少。因此,為滿足市場(chǎng)需求,規(guī)范化栽培成為必然選擇。
桑寄生的種子被包裹在富含果膠的果實(shí)中,在自然狀態(tài)下必須通過(guò)一些鳥攝食其果實(shí)消化果膠,然后將種子排出至寄主植物枝條上才能實(shí)現(xiàn)擴(kuò)散與繁殖。由此可見,鳥攝食對(duì)桑寄生種子萌發(fā)具有重要的影響。而去除種子果肉包裹是鳥攝食促進(jìn)種子萌發(fā)的重要原因之一。果肉去除后能減少高滲透壓、化學(xué)抑制劑對(duì)種子萌發(fā)的抑制作用[4]。Yagi-hashi等5的研究表明在自然條件下不被鳥類攝食的花楸種子不能萌發(fā),而鳥類攝食或人工除去果肉后的種子能夠萌發(fā)。但以往的研究主要關(guān)注鳥攝食對(duì)種子萌發(fā)率的影響[6-8],而對(duì)種子萌發(fā)過(guò)程中生理生化動(dòng)態(tài)變化的研究鮮有報(bào)道。
本研究測(cè)定并比較分析了去果膠和帶果膠的桑寄生種子在萌發(fā)過(guò)程中多個(gè)生理生化指標(biāo)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律,涵蓋糖類(多糖、可溶性糖)氧化相關(guān)物質(zhì)[丙二醛(MDA)、超氧陰離子 (O2- )、過(guò)氧化氫(H202) ]、抗氧化酶[超氧化物歧化酶(SOD)過(guò)氧化物酶(POD)苯丙氨酸解氨酶(PAL)]以及內(nèi)源激素[赤霉素( GA3 )、生長(zhǎng)素(IAA)脫落酸(ABA)、玉米素核苷(ZR)等方面。本研究從生理生化角度深入闡明了去除果膠對(duì)桑寄生種子萌發(fā)的作用機(jī)制,可為提高人工接種桑寄生的寄生率、實(shí)現(xiàn)桑寄生人工栽培提供重要理論參考。
1 材料與方法
1.1材料
采集廣西壯族自治區(qū)藥用植物園科研基地寄生于桑樹(MorusalbaL.)上的成熟度一致、大小均勻、無(wú)病蟲害和機(jī)械損傷的桑寄生種子作為試驗(yàn)材料,經(jīng)廣西壯族自治區(qū)藥用植物園韋樹根研究員鑒定為桑寄生植物的種子。
1.2 材料處理
采集一批桑寄生新鮮果實(shí),分成兩部分,將果實(shí)一部分處理為去果膠的桑寄生種子作為處理組;另一部分保持帶果膠的狀態(tài),其桑寄生種子作為對(duì)照組。將處理好的種子放置在鋪有濾紙的發(fā)芽盤中,在 25°C 相對(duì)濕度 80% 的人工氣候培養(yǎng)箱中培養(yǎng),定期噴灑適量清水,保持種子濕潤(rùn)。分別在0、5、10,15,20,25d 取樣,每個(gè)時(shí)間點(diǎn)取樣300粒種子,分成3次生物學(xué)重復(fù),用錫箔紙包裹后投入液氮速凍,置于 -80°C 超低溫冰箱,測(cè)定各個(gè)時(shí)期的糖類(多糖、可溶性糖),MDA、 O2- / H2O2 和抗氧化酶(SOD、POD、PAL)以及內(nèi)源激素(IAA、ABA、 GA3 、ZR)。
1.3 生理指標(biāo)測(cè)定
1.3.1營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量測(cè)定采用苯酚-硫酸法測(cè)定多糖含量9,采用蒽酮比色法測(cè)定桑寄生種子中可溶性糖含量[10]。
1.3.2抗氧化相關(guān)物質(zhì)含量測(cè)定采用硫代巴比妥酸(TBA)法測(cè)定MDA含量],采用羥胺法測(cè)定 02- 含量[2],采用 TiCl4 法測(cè)定 H2O2 含量[13],采用氮藍(lán)四唑法測(cè)定SOD活性[14],采用愈創(chuàng)木酚法測(cè)定POD活性[15],采用紫外分光光度法測(cè)定PAL活性[16]
1.3.3內(nèi)源激素含量測(cè)定采用酶聯(lián)免疫法(En-zyme-LinkedImmunosorbentAssay,ELISA)測(cè)定內(nèi)源激素 GA3,IAA 、ABA以及ZR含量。
1.4 統(tǒng)計(jì)分析
運(yùn)用SPSS23.0軟件以及MicrosoftExcel2021軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)整理分析,采用鄧肯法比較不同處理在0.05水平上的差異顯著性,運(yùn)用 0rigin2018 軟件作圖。
2 結(jié)果與分析
2.1桑寄生種子萌發(fā)過(guò)程中多糖和可溶性糖含量的變化
在種子萌發(fā)過(guò)程中,對(duì)照的多糖含量呈先升后降的趨勢(shì)。在5d時(shí)多糖含量達(dá)到最大值,為101.64mg/g ,隨后逐漸降低,在25d時(shí)達(dá)到最低值,為 78.126mg/g ;去果膠處理的多糖含量呈不斷下降的趨勢(shì),在25d時(shí)含量達(dá)到最低值,為 42.933mg/g 。去果膠處理的多糖含量均顯著低于對(duì)照(圖1A)。
對(duì)照和去果膠處理可溶性糖含量均呈下降-上升-下降的變化趨勢(shì)。10d時(shí)達(dá)最低值,分別為65.42,53.83mg/g ,之后兩組可溶性糖含量均開始上升,但去果膠處理可溶性糖含量上升的持續(xù)時(shí)間比對(duì)照短,對(duì)照在20d才有所下降,而去果膠處理在15d就開始下降,且下降幅度遠(yuǎn)超對(duì)照(圖1B)。
2.2桑寄生種子萌發(fā)過(guò)程中 H2O2 O2- -及MDA含量的變化
如圖2A所示,對(duì)照與去果膠處理的 H2O2 含量變化均呈下降-上升-下降的趨勢(shì)。5d時(shí)對(duì)照與去果膠處理的 H2O2 含量均達(dá)到最小值,分別為777.206.780.223μg/g ;而后分別在20d和15d達(dá)到最高值,分別為 1074.02,1159.98μg/g 。在整個(gè)種子萌發(fā)過(guò)程中,去果膠處理的 H2O2 含量在大部分時(shí)期高于對(duì)照。
如圖2B所示,對(duì)照 O2- 含量隨種子萌發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)呈先升后降再升的變化趨勢(shì),在25d時(shí)達(dá)到最大值,為 64.063nmol/g ,比0d提高了 107.28% ,而去果膠處理 O2- 含量隨種子萌發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)呈M形變化趨勢(shì),在20d時(shí)達(dá)到最大值,為 65.426nmol/g ,隨后開始下降, 25d 時(shí)為 61.183nmol/g ,比 0d 提高了97.96% 。
如圖2C所示,對(duì)照MDA含量呈上升趨勢(shì),0\~15d呈緩慢上升的趨勢(shì), 15d 之后上升幅度變大,至 25d 時(shí)達(dá)到最大值,為 。而去果膠處理MDA含量隨種子萌發(fā)時(shí)間的推移呈波動(dòng)變化,先顯著下降,在5d時(shí)達(dá)到最低值,為 16.81nmol/g ,而后經(jīng)歷一段時(shí)間的逐漸上升,至 20d 時(shí)達(dá)到最大值,為24.75nmol/g ,之后略有下降。
2.3桑寄生種子萌發(fā)過(guò)程中SOD、POD、PAL活性的變化
兩組桑寄生種子萌發(fā)過(guò)程中SOD活性變化如圖3A所示。從整個(gè)萌發(fā)進(jìn)程來(lái)看,對(duì)照和去果膠處理SOD活性變化趨勢(shì)基本一致,均呈下降-上升-下降的變化趨勢(shì),SOD活性在10d時(shí)達(dá)到最低值,分別為 200.85,215.95U/g ,在15d時(shí)達(dá)到最大值,分別為289.92、341.27U/g 。在整個(gè)種子萌發(fā)過(guò)程中,去果膠處理的SOD活性始終略高于對(duì)照。
從圖3B可以看出,對(duì)照與去果膠處理POD活性基本呈上升趨勢(shì)。但對(duì)照POD活性上升較為迅速,在20d時(shí)達(dá)到最大值,為 6460.367U/g ,是同一時(shí)期去果膠處理的2.08倍,而去果膠處理POD活性在5d之前迅速上升,POD活性高于對(duì)照,5d后POD活性上升開始減緩,去果膠處理POD活性開始低于對(duì)照。
兩組桑寄生種子不同萌發(fā)階段PAL活性變化如圖3C所示。對(duì)照呈M形的變化趨勢(shì),在0d時(shí)達(dá)到最小值,在20d時(shí)達(dá)到最大值,而去果膠處理PAL活性呈下降-上升的變化趨勢(shì),在10d時(shí)達(dá)到最小值,在25d時(shí)達(dá)到最大值。處理期間,去果膠處理PAL活性在 25d 時(shí)高于對(duì)照,其他測(cè)試時(shí)間均顯著低于對(duì)照。
2.4桑寄生種子萌發(fā)過(guò)程中內(nèi)源激素含量的變化
桑寄生種子在2種處理方式下萌發(fā)過(guò)程中內(nèi)源激素 (IAA,GA3,ABA,ZR) 的含量變化如圖4所示。從整個(gè)萌發(fā)進(jìn)程來(lái)看,IAA、 GA3 、ABA、ZR的含量變化較為復(fù)雜,均呈波動(dòng)性變化,但去果膠處理的IAA、 GA3 、ABA以及ZR含量均顯著高于對(duì)照。其中,IAA與 GA3 的含量隨種子萌發(fā)時(shí)間的變化趨勢(shì)相似,對(duì)照皆呈類似于W形的變化趨勢(shì),而去果膠處理均呈類似M形的變化趨勢(shì),不同的是對(duì)照IAA含量的峰值出現(xiàn)在10d時(shí),為 0.769μg/g ,而去果膠處理IAA含量的峰值出現(xiàn)時(shí)間較對(duì)照略有推遲,出現(xiàn)在20d時(shí),為 0.897μg/g 。對(duì)照IAA含量和 GA3 含量的谷值分別出現(xiàn)在5d和 15d ,而去果膠處理IAA含量和 GA3 含量的谷值均出現(xiàn)在 15d (圖4A、圖4B)。對(duì)照ABA含量呈下降趨勢(shì), 20d 時(shí)達(dá)到最低值,為 2.985μg/g ,而去果膠處理ABA含量整體呈上升趨勢(shì)(圖4C),峰值出現(xiàn)在10d時(shí),為 3.788μg/g 。對(duì)照Z(yǔ)R含量隨萌發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)呈先降后升再降的趨勢(shì),5d時(shí)達(dá)到最低值,為 0.062 3μg/g,1 5d時(shí)上升到最大值,為 0.069μg/g ;而去果膠處理ZR含量隨種子萌發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng)呈上升-平緩或略有降低的變化趨勢(shì)(圖4D)。
3討論與小結(jié)
種子萌發(fā)是需能的過(guò)程,充足的能量是代謝順利進(jìn)行的保障[17],種子在萌發(fā)期間所需要的養(yǎng)料和能量主要來(lái)源于其儲(chǔ)藏物質(zhì)的轉(zhuǎn)化利用[18]。頑拗性種子的主要貯藏物質(zhì)為可溶性糖,淀粉是其碳水化合物貯藏物的惟一復(fù)雜形式[19]。而桑寄生種子作為典型的頑拗性種子[20],推測(cè)其主要貯藏物質(zhì)是多糖中的淀粉及可溶性糖。隨著萌發(fā)時(shí)間的推移,對(duì)照多糖含量呈先升高后降低的變化趨勢(shì)。在萌發(fā)初期,對(duì)照多糖含量顯著上升,表明種子內(nèi)部生命活動(dòng)代謝增強(qiáng),其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)分解后合成為多糖,為種子后續(xù)萌發(fā)儲(chǔ)存能量。隨著種子胚軸伸長(zhǎng),多糖含量開始下降,說(shuō)明多糖代謝水平持續(xù)增強(qiáng),儲(chǔ)存的多糖被消耗,用于胚軸、胚芽等組織器官的生長(zhǎng)發(fā)育。與對(duì)照相比,去果膠處理后的多糖含量呈持續(xù)降低趨勢(shì),且沒(méi)有出現(xiàn)前期儲(chǔ)存能量的過(guò)程。此外,去果膠處理多糖含量顯著低于對(duì)照,表明去果膠能夠促進(jìn)桑寄生種子多糖分解,為種子萌發(fā)提供更多能量。
可溶性糖是植物新陳代謝的基礎(chǔ),是植物生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中重要的能量來(lái)源,能為植物生長(zhǎng)發(fā)育提供能量和代謝中間產(chǎn)物,促進(jìn)植物種子萌發(fā)及早期幼苗的發(fā)育[21]。本研究中,對(duì)照與去果膠處理的可溶性糖均呈下降-上升-下降的變化趨勢(shì),這與刺槐和華重樓種子萌發(fā)過(guò)程中可溶性糖含量的變化規(guī)律一致[22.23]。剛萌發(fā)的種子因其自身生理機(jī)能不健全,無(wú)法進(jìn)行光合作用,同時(shí)又要滿足自身代謝以及新生組織器官生長(zhǎng)的消耗需要,所以種子前期貯藏的可溶性糖被大量消耗,為種子萌發(fā)提供營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和能量[24],致使可溶性糖含量下降。在種子萌發(fā)末期,其多糖含量持續(xù)下降,這可能是可溶性糖含量短暫上升的原因。隨著萌發(fā)時(shí)間的推移,種子呼吸作用逐漸增強(qiáng),可溶性糖消耗增多,故而可溶性糖含量再次下降。與對(duì)照相比,去果膠處理消耗和產(chǎn)生可溶性糖的速率更快,表明去果膠能夠加快種子萌發(fā)供能的進(jìn)程。
種子在萌發(fā)過(guò)程中代謝活動(dòng)旺盛,利用自身營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供能時(shí)會(huì)產(chǎn)生較多活性氧(ROS),如超氧陰離子 (O2-) 和過(guò)氧化氫( H202 )等。如果ROS超過(guò)閥值,就會(huì)直接引發(fā)或加劇膜脂的過(guò)氧化,導(dǎo)致種子活力下降,阻礙種子萌發(fā)[25,26]。膜脂過(guò)氧化程度可以通過(guò)MDA的含量判斷,MDA含量高,意味著膜所受的破壞程度就大[27]。本研究中,對(duì)照MDA含量在種子萌發(fā)過(guò)程中持續(xù)緩慢上升,至 25d 達(dá)到最大值;而經(jīng)過(guò)去果膠處理的種子,其MDA含量在種子萌發(fā)前5d顯著下降,之后才開始上升。這表明去除種子表面的果膠包裹,在種子萌發(fā)前期能夠有效減輕膜脂過(guò)氧化作用,降低活性氧對(duì)種子活力和萌發(fā)啟動(dòng)的負(fù)面影響。無(wú)論是對(duì)照還是去果膠處理,桑寄生種子在萌發(fā)過(guò)程中MDA含量均不斷積累,這表明種子萌發(fā)過(guò)程中發(fā)生的膜脂過(guò)氧化作用持續(xù)產(chǎn)生活性氧。
POD、SOD作為細(xì)胞抵御活性氧傷害的保護(hù)酶系統(tǒng)的主要組成部分,在清除自由基和阻止自由基形成方面發(fā)揮著重要作用[28],SOD將 O2- 轉(zhuǎn)為過(guò)氧化氫和氧氣,隨后POD等酶會(huì)將過(guò)氧化氫轉(zhuǎn)化為水29。本研究發(fā)現(xiàn),對(duì)照與去果膠處理SOD活性隨種子萌發(fā)時(shí)間的變化規(guī)律相似,均呈現(xiàn)下降一上升一下降的波動(dòng)變化,這與桑寄生種子萌發(fā)過(guò)程中 O2- 含量的變化趨勢(shì)恰好相反。而對(duì)照與去果膠處理POD活性隨種子萌發(fā)時(shí)間的變化規(guī)律略有不同。對(duì)照POD活性在種子萌發(fā)過(guò)程中呈現(xiàn)上升一下降的變化,同樣與桑寄生種子萌發(fā)過(guò)程中 H2O2 含量的變化趨勢(shì)相反。去果膠處理POD活性在種子萌發(fā)過(guò)程中雖不斷上升,但在大部分時(shí)期低于對(duì)照,這使得去果膠處理 H2O2 的含量在萌發(fā)過(guò)程中的大部分時(shí)期高于對(duì)照。此外,類黃酮作為植物體內(nèi)重要的次生代謝產(chǎn)物,介導(dǎo)著植物與環(huán)境之間的相互作用,具有清除過(guò)量ROS的功能。而PAL作為生物合成類黃酮的關(guān)鍵酶,也參與ROS的代謝[30]。由于去果膠處理后種子在萌發(fā)過(guò)程中的代謝活動(dòng)更加旺盛,會(huì)積累更多的ROS,致使PAL的活性低于對(duì)照,不過(guò)其活性均會(huì)隨著胚的萌動(dòng)與生長(zhǎng)而增強(qiáng)。這些酶能夠與POD、SOD相互協(xié)調(diào)、共同作用,及時(shí)有效地清除細(xì)胞代謝中產(chǎn)生的有害物質(zhì)和自由基。綜上所述,去果膠處理對(duì)桑寄生種子萌發(fā)過(guò)程中POD、SOD和PAL的活性產(chǎn)生了顯著影響,表明去果膠處理能夠調(diào)節(jié)這些抗氧化酶的活性,將種子在萌發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的ROS維持在一定的范圍內(nèi),在一定時(shí)期內(nèi)降低MDA的含量,從而阻止或減輕膜脂過(guò)氧化,保障種子的正常發(fā)育。
植物激素在種子萌發(fā)過(guò)程中發(fā)揮著重要的調(diào)控作用[31]。隨著桑寄生種子萌發(fā)時(shí)間的延長(zhǎng),種子內(nèi)貯藏的物質(zhì)也被代謝和轉(zhuǎn)化,同時(shí)種子內(nèi)的內(nèi)源激素IAA、 GA3 、ABA、ZR的含量呈不同的變化趨勢(shì),協(xié)同調(diào)控著種子的萌發(fā)與生長(zhǎng)。在種子萌發(fā)過(guò)程中,IAA能夠促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)生長(zhǎng),并且對(duì)細(xì)胞分裂分化也有一定作用[32]。本研究中,對(duì)照IAA含量呈現(xiàn)出較為復(fù)雜的波動(dòng)性變化,去果膠處理IAA含量雖然也呈波動(dòng)性變化,但總體呈上升趨勢(shì)。有研究證明低濃度的IAA能促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育,高濃度的IAA則對(duì)種子萌發(fā)有抑制作用。雖然去果膠處理IAA含量有所增加,但因其整體含量處于較低水平,所以對(duì)種子的萌發(fā)起到促進(jìn)作用。
在種子萌發(fā)過(guò)程中, GA3 發(fā)揮著重要促進(jìn)作用。GA3 可弱化種胚覆蓋層的機(jī)械阻力,誘導(dǎo)種子萌發(fā)[33],還能促進(jìn)分生組織細(xì)胞分裂,助力植物莖的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)[34]。本研究中,對(duì)照 GA3 含量呈類似于W形的變化趨勢(shì)。前期較高的 GA3 含量可以弱化種胚覆蓋層的機(jī)械阻力,促進(jìn)種子萌發(fā)。與對(duì)照IAA含量類似,對(duì)照 GA3 含量也是在種子萌發(fā)10、20d達(dá)到峰值,其中, 10~15d.20~25d 為桑寄生種子萌發(fā)關(guān)鍵時(shí)期,分別對(duì)應(yīng)種子吸器端膨大、胚芽生長(zhǎng)階段。在這兩個(gè)階段, IAA,GA3 含量均先升高后下降,表明二者協(xié)同調(diào)控種子吸器端與胚芽生長(zhǎng)。經(jīng)過(guò)去果膠處理后, IAA,GA3 含量均顯著升高,更利于降低種胚生長(zhǎng)的機(jī)械阻力,進(jìn)而促進(jìn)種子萌發(fā)。
ABA作為一種內(nèi)源激素,具備促進(jìn)種子休眠、抑制種子萌發(fā)的作用,同時(shí)它也具有促進(jìn)某些貯藏物質(zhì)積累、促進(jìn)胚正常發(fā)育成熟的作用[35]。本研究中,對(duì)照ABA含量在種子萌發(fā)前最高,隨著種子萌發(fā)時(shí)間的推移,ABA含量逐漸降低,這與胡蘿卜種子萌發(fā)過(guò)程中ABA含量的變化規(guī)律一致[36]。一般而言,ABA含量降低與種子休眠解除相關(guān),利于種子萌發(fā),但桑寄生種子作為典型的頑拗性種子,無(wú)休眠特性。因此,推斷桑寄生種子內(nèi)ABA含量可能與貯藏蛋白等貯藏物質(zhì)的積累相關(guān)。經(jīng)去果膠處理的桑寄生種子在萌發(fā)過(guò)程中ABA含量顯著升高,這可能有助于貯藏物質(zhì)的積累,促進(jìn)胚的正常發(fā)育,進(jìn)而有利于種子快速萌發(fā),不過(guò)此推斷尚待深入研究驗(yàn)證。
ZR是一類能夠促進(jìn)細(xì)胞分裂、誘導(dǎo)芽的形成并促進(jìn)其生長(zhǎng)的植物激素[37]。本研究發(fā)現(xiàn),對(duì)照Z(yǔ)R含量呈先下降再上升后下降的變化趨勢(shì),與紫花苜蓿種子萌發(fā)過(guò)程中ZR含量的變化規(guī)律相似[38]。其中在 10~15d,ZR 含量逐步上升,這可能與ZR促使胚軸細(xì)胞分化、誘導(dǎo)桑寄生種子吸器端膨大有關(guān)。隨后ZR含量降低,此時(shí)桑寄生種子吸器端膨大階段結(jié)束,開始向胚芽形成階段過(guò)渡。經(jīng)去果膠處理的種子,在萌發(fā)過(guò)程中ZR含量顯著增加,更有助于種子萌發(fā)。
綜上所述,種子的萌發(fā)過(guò)程是一個(gè)極其復(fù)雜的生理生化及生物學(xué)過(guò)程,涉及多種化學(xué)物質(zhì)的參與。本研究結(jié)果表明,去果膠處理顯著加速了桑寄生種子萌發(fā)過(guò)程中內(nèi)含物的快速代謝,這使得細(xì)胞中MDA ?H2O2 和 O2- 含量不同程度升高,進(jìn)而引發(fā)細(xì)胞抗氧化系統(tǒng)中SOD、POD、PAL活性做出積極響應(yīng),減輕膜脂過(guò)氧化程度,保障種子正常發(fā)育。此外,去果膠處理還致使內(nèi)源激素含量上升,從而有效促進(jìn)桑寄生種子快速萌發(fā)。因此,在接種桑寄生時(shí),建議先進(jìn)行去果膠處理,該處理方式有利于種子內(nèi)貯藏物質(zhì)、酶及內(nèi)源激素等迅速被動(dòng)員,進(jìn)而推動(dòng)種子順利萌發(fā)。
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(責(zé)任編輯 丁艷紅)