ABA调控种子发育的研究进展

种子发育是一个复杂的生物学过程，受各种遗传和外界因素的调节，显著影响农作物特别是禾谷类作物的种子活力和产量与质量。脱落酸(ABA)是调控种子发育和萌发最重要的植物激素之一，其活性水平、信号转导及其LAFL网络在种子发育包括胚胎发生和成熟过程的调控中起关键作用。该文主要综述了近年来ABA调控种子发育的研究取得的重要进展，包括ABA代谢和信号转导对种子发育的调控，ABA与种子成熟转录因子(AFL-B3、FUS3、ABI3、LEC2等)的作用，以及ABA在种子发育中的作用机制，并提出了需要进一步研究的科学问题，为深入理解种子发育的分子机制提供参考，从而提高种子的活力、产量和质量。     

外源脱落酸抑制花生种子发芽的生理机制

花生品种'汕油523'种子用10-3mol·L-1脱落酸(ABA)浸泡12 h后,种子发芽显著受抑制,胚α-淀粉酶活性降低,内源ABA水平提高.5 mmol.L-1ABA合成抑制剂钨酸钠处理的种子发芽率和活力指数提高,胚根增长,α-淀粉酶活性提高,内源ABA含量降低.据此认为ABA对种子萌发的抑制作用可能与α-淀粉酶活性和ABA含量有关.     

脱落酸引发对夜香紫罗兰种子萌发的效应

研究脱落酸引发及其与植物生长调节剂的复合处理对夜香紫罗兰(Matthiola bicornis)种子萌发的效应.结果表明,将夜香紫罗兰种子于20℃下在2.5×10-5 mol/L脱落酸(ABA)溶液中引发7 d,能显著缩短种子平均萌发时间,增加种子萌发指数.在ABA溶液中加入吲哚乙酸(NAA)未能进一步改善夜香紫罗兰种子萌发,但其他复合处理均显著提高正常幼苗百分率.ABA和细胞分裂素(KT)及NAA复合处理进一步增加种子萌发指数,不仅比单独用ABA引发的效果好,而且也比用聚乙二醇(PEG)引发的效果好.ABA引发和PEG引发的夜香紫罗兰种子相对吸水量显著不同.对ABA引发机理和应用潜力进行了讨论.     

脱落酸调控种子萌发和休眠的研究进展

脱落酸(abscisic acid,ABA)是重要的植物激素之一。在促进种子休眠、抑制种子萌发的过程中,ABA发挥着举足轻重的调节作用。种子的萌发始于种子的吸水膨胀,止于胚轴的伸长,是高等植物生命周期中最为关键的阶段。在新生个体萌动的阶段,ABA与其他激素协同互作调控着这一重要的发育过程。现围绕ABA在种子休眠、萌发以及萌发后幼苗生长过程中的信号转导机制,着重从ABA与细胞分裂素和赤霉素等相互作用调控种子萌发的角度,概述相关的最新研究进展,并对今后的研究方向作出展望。     

小花草玉梅种子萌发过程中常见内源激素含量的变化及萌发机制

植物内源激素在调节种子休眠和萌发过程中具有极其重要的作用。本研究运用反式高效液相色谱(RP-HPLC)与紫外检测器联用的方法对小花草玉梅干种子、吸胀种子和露白种子中的赤霉素GAs、脱落酸ABA、玉米素ZT和生长素IAA含量进行了检测,旨在研究植物内源激素水平在种子萌发过程中的变化是否直接关系着小花草玉梅种子在光照或黑暗条件下的萌发能力。结果显示,种子吸胀过程中,光照促进了ZT同时抑制了ABA的积累,并且ZT对ABA萌发抑制作用的解除也受光的促进,露白种子中的ABA/ZT,ABA/GAs和(ABA+IAA)/(GAs+ZT)水平在黑暗条件下高于光照条件,上述均是导致光照条件下种子萌发率较高的重要原因;相对于干种子,IAA含量在种子吸胀初期急速下降,(ABA+IAA)/(GAs+ZT)在种子萌发过程中有所降低,而ABA/GAs却表现出明显的上升趋势;各激素水平所受光照的影响均在种子开始露白时显著减弱,另外,吸胀第9天是小花草玉梅种子萌发过程中激素变化的一个关键的时间节点。总之,种子萌发并非直接关系着GA含量的升高和ABA含量的降低。因光照直接促进了小花草玉梅种子的萌发,本研究认为高寒草甸充足的光照和较强的太阳辐射通过调节种子内源激素水平在一定程度上对种子萌发过程中的休眠解除具有重要作用。     

种子发育与萌发过程中的程序性细胞死亡

禾谷类种子胚乳发育过程中的程序性细胞死亡(PCD)主要发生在种子成熟期的后期,并伴随着生物合成的停止和自然脱水;乙烯和活性氧促进胚乳发育中的PCD,而ABA起负调节作用。种子萌发过程中糊粉层降解的PCD被GA、Ca^2 和活性氧促进,被ABA和抗氧化剂抑制。种子人工老化和劣变种子萌发过程中可能存在PCD事件,其研究对延长种子的贮藏寿命和提高播种品质具有重要的意义。     

大果白刺种子内源激素含量研究

目的：探究大果白刺种子萌发过程中内源激素的变化。方法：通过HPLC测定低温层积后大果白刺种子内源激素含量的变化。结果：大果白刺种子GA₃含量显著提高，而ABA、IAA、ZR和ETH含量均显著下降。GA₃/ABA值显著提升，IAA/ABA和ZR/ABA值呈现下降趋势。结论：GA₃含量和GA₃/ABA值较高，ABA、IAA、ZR、ETH含量和IAA/ABA、ZR/ABA值较低，证明各种内源激素含量及其比值是制约其种子休眠的重要因素。     

外源激素ABA影响新疆荒漠盐生植物异子蓬异型种子萌发机制

以新疆荒漠盐生植物异子蓬(Suaeda aralocaspica)异型种子为材料,通过外源ABA直播(长时间)与浸种(短时间)处理分别研究不同浓度(0、0.5、1.0、5.0、10.0μmol/L)ABA对异型种子萌发、幼苗生长的影响,并通过定量PCR技术分析与萌发相关的ABC转运蛋白基因、丝裂原活化蛋白激酶激酶基因和DNA修复和转录因子基因在5.0μmol/L ABA处理下的表达规律,探讨外源ABA影响异子蓬异型种子萌发差异的机制。结果显示:(1)外源ABA直播处理下,褐色种子萌发及幼苗生长均受到明显抑制,黑色种子的萌发和幼苗生长在低浓度被促进,较高浓度被显著抑制;短时间浸种处理,能够同时促进异型种子的萌发及幼苗生长,且随ABA浓度增加促进效应增强。(2)直播萌发后,褐色种子中3个基因的表达量与对照相比均不变或降低表达(除了DNA修复和转录因子基因在8 h显著升高),黑色种子与对照相比均上调表达(除了ABC转运蛋白基因在8h显著下调);短时间浸种萌发后,褐色种子中3个基因的表达量均比对照显著升高,黑色种子中升高不明显。基因表达规律与种子萌发结果趋势一致,暗示ABA浸种可能触发了异子蓬种子萌发内在机制并对随后的萌发过程产生促进作用。而黑色种子对ABA处理表现出较好的萌发响应,可能是其幼苗能抵御荒漠地区逆境环境的重要原因。     

乙酰胆碱对管花肉苁蓉种子萌发及其内源IAA和ABA含量的影响

检测不同浓度乙酰胆碱对管花肉苁蓉种子发芽率和内源吲哚乙酸(IAA)和脱落酸(ABA)含量影响的结果表明:适宜浓度(1.0~3.0mmol·L~(-1))的乙酰胆碱可促进肉苁蓉种子萌发,并改变内源IAA和ABA含量。1.0mmol·L~(-1)乙酰胆碱是促进肉苁蓉种子萌发的临界点。     

ABA对黑黄檀种子萌发的抑制作用以及其他植物激素对ABA的拮抗作用

以云南特有濒危树种黑黄檀(Dalbergia fusca)的种子为材料,研究了脱落酸(ABA)对种子萌发的抑制作用,以及种子萌发过程中吲哚乙酸(IAA)、赤霉酸(GA_3)、6-苄基腺嘌呤(6-BA)和乙烯利对ABA的拮抗作用.黑黄檀种子萌发的适宜温度为30℃.交替光照(14 h光照和10 h黑暗)以及黑暗对种子萌发没有明显的影响.0.001～0.1 mmol/L ABA不影响种子的萌发率,但降低种子的萌发进程;1 mmol/L和2.5mmol/L ABA显著地抑制种子的萌发率和萌发进程.种子的萌发率不被0.0001～1 mmol/L IAA和GA3、0.0001～0.1 mmol/L 6-BA、以及0.001～10 mmol/L 乙烯利(乙烯供体)的影响,但被1 mmol/L 6-BA抑制.1mmol/L ABA对种子萌发的抑制作用能被0.01～1 mmol/L IAA、0.01～1 mmol/L GA3、0.001～0.1 mmol/L 6-BA和0.1～10 mmol/L乙烯利所拮抗,而且这种拈扰作用与植物激素的类型和浓度有关.0.01 mmol/L 6-BA和0.1 mmol/L乙烯利对l mmol/L ABA抑制作用的拈抗不能被添加0.001 mmol/L IAA或者O.001 mmol/L GA3加成.但0.1 mmol/L 乙烯利对1 mmol/L ABA抑制作用的拮抗能够被添加O.01 mmol/L 6-BA或者0.1 mmol/L 6-BA加成,导致更高的萌发率和幼苗生长.     

南方红豆杉种子综合处理过程中内源激素的动态变化

为揭示南方红豆杉种子内源激素与休眠的关系,采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定了经过层积处理的种皮和胚乳的脱落酸(ABA)、赤霉素(GA3 )、吲哚乙酸(IAA)、玉米素核苷(ZR)4种内源激素含量的变化情况.结果表明:种子胚乳中内源ABA的含量随着层积时间的延长而逐渐下降,GA含量增加,IAA和ZR的含量先增加后降低...     

梾木种子低温层积过程中内源激素含量的动态变化特征

应用酶联免疫吸附测定法(ELISA)研究了梾木种子低温层积过程中内源激素含量的动态变化,分析了内源激素与种子休眠与发芽的关系。结果表明:(1)梾木种子中IAA含量在层积处理初期剧烈降低,持续一段时间后又显著升高,但后期下降,且IAA/ABA也出现同样的变化;种子中ABA含量在层积处理前期较高,但随着处理时间的延长趋于下降;种子内GA1/3含量以及GA1/3/ABA均随层积处理时间的延长逐渐增大;种子内ZRs和iPAs含量的变化相对较为平稳,尽管有一定的波动,但整体呈渐趋增高趋势。(2)梾木种子发芽率及发芽势在未经层积处理以及处理时间少于90d的条件下均为0,但随着层积处理时间的延长二者明显上升,层积处理的时间长短对梾木种子萌发有显著影响。(3)相关分析表明,梾木种子内GA1/3含量与种子的发芽率、发芽势均呈显著正相关关系,相关系数分别为0.688、0.662;种子内GA1/3/ABA增大有利于种子休眠解除和萌发。     

GA3和变温层积对天女木兰种子萌发及内源激素的影响

用不同质量浓度GA3浸泡天女木兰种子并结合变温层积处理,应用高效液相色谱法对不同时期种子中4种激素GA3、IAA、ABA、ZR含量进行测定,并测量种胚长和萌发率,以探讨天女木兰种胚发育,内源激素含量变化与种子休眠萌发之间的调控关系,为进一步研究种子休眠机理提供理论基础。结果表明:(1)天女木兰成熟种子胚发育不完全,胚乳内高浓度ABA和低浓度GA3是其休眠的主要原因。(2)GA3处理能促使天女木兰种子提前30d完成形态后熟,并以1 500mg·L-1 GA3处理效果最佳。(3)在变温层积过程,天女木兰种胚发育可分三个阶段:阶段Ⅰ(0~70d)完成种胚进一步分化;阶段Ⅱ(70~120d)种胚快速生长时期;阶段Ⅲ(120~150d)休眠完全解除,种子具备发芽能力。种子能否打破休眠主要取决于阶段Ⅰ和Ⅱ的状况。(4)GA3/ABA、IAA/ABA和ZR/ABA在种子后熟期间的变化同胚生长发育存在一致性,认为内源激素的相对水平对种子休眠具有重要的调控作用。     

椭圆叶花锚种子内源激素对储藏的响应及其与种子萌发的关系

内源激素作为调控种子萌发与休眠的主要内因一直备受关注,但其随环境条件改变的变化规律及其对种子萌发的调节机制一直缺乏普遍接受的理论或假说。本研究以广泛分布于青藏高原东北缘高寒草甸的椭圆叶花锚种子为研究材料,分析不同储藏条件和时间对椭圆叶花锚种子内源激素含量的影响,及其与种子萌发的关系。结果表明:不同储藏条件下,椭圆叶花锚种子中内源激素含量随储藏时间变化差异显著;常温条件下,储藏时间对内源激素的绝对含量及各生长促进物与抑制物的比值(IAA/ABA除外)均有较显著的影响,而在冷藏条件下,储藏时间仅对GAs、IAA、ABA和促进物总量有较显著的影响;储藏条件和时间对椭圆叶花锚种子的萌发率均有极显著影响;常温储藏条件下种子萌发率大约是冷藏条件下的4倍,且种子存在休眠循环;椭圆叶花锚种子萌发并不是促进类激素或抑制类激素绝对含量的升降调节的;种子萌发与GAs含量显著正相关、与IAA含量显著负相关,CTK的含量达到一定高度的时候,萌发率才能达到最高。因此,本研究中各内源激素的作用关系,与Khan提出的三因子学说相一致,即CTK与ABA相拮抗,减轻或消除ABA的萌发抑制作用,从而使GAs的作用表现出来。     

不同处理对黄精种子萌发和幼苗生长的影响

目的：探究不同处理对黄精种子萌发和幼苗生长的影响，完善黄精种子有性繁育技术体系。方法：采用不同pH值的缓冲溶液、不同外源激素溶液和不同种子包衣剂，分别处理黄精种子，综合测定分析各处理对黄精种子萌发和幼苗生长影响。结果：酸性环境pH(4～6)中黄精种子的发芽势、发芽率、初生小球茎直径、须根数均高于碱性环境pH(8～10)。不同外源激素对黄精种子萌发和幼苗生长均有显著的促进作用。其中，6-BA处理组黄精种子的发芽势最高为20.00%,ABA处理组黄精种子的发芽率最高为44.00%，幼苗初生小球茎直径和须根数由高至低依次均为：ABA> 6-BA> GA₃> 2,4-D。不同包衣剂对黄精种子萌发和幼苗生长均有一定的抑制作用，其中SLS处理组对黄精种子萌发和幼苗生长的抑制作用最弱，且与CK组无显著差异(P <0.05)。综合评分表明，对黄精种子萌发和幼苗生长促进作用较强的处理组分别为：pH4处理组、ABA处理组和SLS处理组。结论：酸性土壤环境有利于黄精种子萌发和幼苗生长，100 mg/L ABA溶液可以显著促进黄精种子萌发和幼苗生长，SLS包衣剂可...     

七叶一枝花种子萌发过程中内源激素含量及酶活性变化研究

为探究七叶一枝花的种子萌发生理机制,该文从种胚形态上对七叶一枝花种子萌发过程的时期进行了划分,并分析了不同时期种子内源激素含量及相关酶活性的变化规律。结果表明:(1)根据种胚形态可将种子萌发过程细分为8个时期,即种胚未萌动时期(S1期)、心形胚时期(S2期)、种胚膨大时期(S3期)、胚根未突破种皮时期(S4期)、子叶柄伸长和胚根突破种皮时期(S5期)、下胚轴突破种皮时期(S6期)、上胚轴伸长时期(S7期)、胚根伸长时期(S8期)。(2)不同萌发时期种子的α-淀粉酶活性均明显高于β-淀粉酶。(3)超氧化物歧化酶(SOD)活性在S5期最高,S1期最低; 过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性随种子萌发进程总体呈上升趋势,可溶性蛋白含量随种子萌发进程先下降后升高。(4)吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA₃)、脱落酸(ABA)和水杨酸(SA)含量随种子萌发进程整体呈下降趋势; 1-氨基环丙烷羧酸(ACC)、茉莉酸(JA)、油菜素内酯(BRs)随种子萌发进程整体呈上升趋势; 细胞分裂素类(CTKs)含量无显著变化; IAA/ABA和GA₃/ABA随种子萌发进程呈先下降后上升趋势,而CTKs/ABA则不断升高。(5)ABA、IAA、GA₃含量与胚率呈负相关,而ACC、JA、BRs、POD、CAT、β-淀粉酶活性与胚率呈正相关。综上认为,七叶一枝花在不同时期种子内源激素含量及相关酶活性各不相同,其中α-淀粉酶活性、POD活性可能与种胚胚根伸长有关,GA₃可能影响种胚形成,而ABA则可能抑制种胚的生长发育。     

拟南芥ABA生物合成基因NCED6对葡萄糖诱导其种子萌发延迟的作用

抑制ABA的生物合成可以缓解葡萄糖抑制拟南芥种子萌发作用,说明ABA的生物合成参与葡萄糖诱导种子萌发的延迟。ABA生物合成基因9-顺式环氧类胡萝卜素双加氧酶6（NCED6）可以被不同浓度的葡萄糖上调表达,而nced6突变体的种子对葡萄糖不敏感。     

桃儿七种子低温层积过程中胚形态及生理生化物质变化

为探究低温层积过程中桃儿七种子胚形态及生理生化变化与休眠解除的内在联系,该研究通过低温层积处理(90 d)解除桃儿七种子休眠,观测不同层积时间种子胚形态、胚率、发芽率、营养物质(淀粉、可溶性蛋白质、可溶性糖)含量、内源激素［赤霉素(GA)、吲哚乙酸(IAA)、脱落酸(ABA)］水平及呼吸途径关键限速酶［丙酮酸激酶(PK)、琥珀酸脱氢酶(SDH)、6 磷酸 葡萄糖脱氢酶(G 6 PDH)］的活性变化。结果显示：(1)在低温层积过程中,桃儿七种子胚形态为鱼雷或子叶型胚;种子发芽率在层积后期(60~75 d)显著提高(P＜0.05)。(2)层积后,种子内淀粉含量及PK活性、SDH活性显著降低(P＜0.05),其可溶性蛋白含量和IAA含量显著升高(P＜0.05),萌发促进物和抑制物比例(GA/ABA、IAA/ABA、GA+IAA/ABA)也呈升高趋势。(3)种子胚率与其可溶性糖含量呈显著负相关关系,种子发芽率与其可溶性蛋白呈显著正相关关系(P＜0.05)。研究发现,桃儿七种子无形态休眠;种子内营养物质的分解转化为种子休眠解除过程中各种代谢活动提供能量,且淀粉可能是此过程中最主要的供能物质;磷酸戊糖途径(PPP)的活化、萌发促进物和抑制物比例的升高及IAA含量的显著上升是桃儿七解除休眠的关键。     

ABA 对黑黄檀种子萌发的抑制作用以及其他植物激素对ABA 的拮抗作用

以云南特有濒危树种黑黄檀( Dalbergia fusca) 的种子为材料, 研究了脱落酸(ABA) 对种子萌发的抑制作用, 以及种子萌发过程中吲哚乙酸( IAA) 、赤霉酸(GA3 )、6-苄基腺嘌呤(6-BA) 和乙烯利对ABA的拮抗作用。黑黄檀种子萌发的适宜温度为30℃。交替光照(14 h 光照和10 h 黑暗) 以及黑暗对种子萌发没有明显的影响。0 . 001～0 . 1 mmol/L ABA 不影响种子的萌发率, 但降低种子的萌发进程; 1 mmol&#1089839;L 和2 . 5mmo&#1089839;l L ABA 显著地抑制种子的萌发率和萌发进程。种子的萌发率不被0 . 0001 ～ 1 mmo&#1089839;l L IAA 和GA3 、0 . 0001～0 . 1 mmol/L 6-BA、以及0 . 001～10 mmol/L 乙烯利( 乙烯供体) 的影响,但被1 mmol&#1089839;L 6-BA 抑制。1mmol/L ABA 对种子萌发的抑制作用能被0 . 01～1 mmol/L IAA、0 . 01～1 mmol/L GA3 、0 . 001～0 .1 mmol/L 6-BA 和0 . 1～10 mmol&#1089839;L 乙烯利所拮抗, 而且这种拮抗作用与植物激素的类型和浓度有关。0. 01 mmol/L 6-BA 和0 . 1 mmol/L 乙烯利对1mmol/L ABA 抑制作用的拮抗不能被添加0 . 001 mmol/L IAA 或者0 .001 mmol/L GA3 加成。但0 . 1mmol/L 乙烯利对1 mmol/L ABA 抑制作用的拮抗能够被添加0 . 01 mmol/L 6-BA 或者0 .1 mmol/L 6-BA 加成, 导致更高的萌发率和幼苗生长。     

转CkLEA4基因拟南芥种子萌发期的抗逆性分析

该研究在实验室前期研究的基础上,将受脱水、盐胁迫和ABA诱导的柠条锦鸡儿CkLEA4基因转入野生型拟南芥,并利用实时荧光定量PCR从8株纯合体中筛选出3个表达量不同的株系,比较野生型和转CkLEA4基因过表达拟南芥种子在不同胁迫处理下的萌发率,以探讨CkLEA4基因在植物抵抗逆境胁迫中的功能。结果发现:(1)在不同浓度NaCl、甘露醇及ABA处理下,转CkLEA4基因过表达拟南芥种子的萌发率均高于野生型,随着NaCl、甘露醇及ABA浓度增加,各株系萌发率均降低,但野生型的萌发率下降幅度均高于3个过表达株系,并且在200mmol/L NaCl和400mmol/L甘露醇处理下,过表达株系子叶绿化率均显著高于野生型。(2)在低浓度ABA处理下,CkLEA4过表达植株子叶的绿化率也高于野生型。研究表明,柠条锦鸡儿CkLEA4基因提高了拟南芥种子萌发阶段对盐、ABA及渗透胁迫的耐受性。