脱落酸调控种子休眠和萌发的分子机制

脱落酸(ABA)是调控种子休眠和萌发过程的主要植物激素。种子内源ABA含量和种胚对ABA敏感性共同调控种子休眠和萌发过程, 确保植物种子以休眠状态在逆境中保持其自身繁衍能力, 并在适宜的环境下启动萌发程序。种子ABA合成代谢和ABA信号转导途径涉及许多重要基因家族, 它们通过复杂的调控网络精确地控制着种胚发生、种子成熟、休眠及萌发进程。该文对ABA调控种子休眠和萌发的分子机制最新研究进展进行综述, 并展望了今后的研究方向。     

生长素调控种子的休眠与萌发

植物种子的休眠与萌发,是植物生长发育过程中的关键阶段,也是生命科学领域的研究热点。种子从休眠向萌发的转换是极为复杂的生物学过程,由外界环境因子、体内激素含量及信号传导和若干关键基因协同调控。大量研究表明,植物激素脱落酸(Abscisic acid, ABA)和赤霉素(Gibberellin acid, GA)是调控种子休眠水平,决定种子从休眠转向萌发的主要内源因子。ABA与GA在含量和信号传导两个层次上的精确平衡,确保了植物种子能以休眠状态在逆境中存活,并在适宜的时间启动萌发程序。生长素(Auxin)是经典植物激素之一,其对向性生长和组织分化等生物学过程的调控已有大量研究。但最近有研究证实,生长素对种子休眠有正向调控作用,这表明生长素是继ABA之后的第二个促进种子休眠的植物激素。本文在回顾生长素的发现历程、阐释生长素体内合成途径及信号传导通路的基础上,重点综述了生长素通过与ABA的协同作用调控种子休眠的分子机制,并对未来的研究热点进行了讨论和展望。     

光信号与激素调控种子休眠和萌发研究进展

休眠是种子植物在长期进化过程中产生的适应性性状, 通过抑制种子在不适宜的环境中萌发进而保证植物能够在逆境中生存。此外, 休眠有助于种子的长距离运输和扩散, 因此休眠对种子延续和物种保存具有重要意义。种子由休眠向萌发的发育转变不仅关系到物种的繁衍, 而且对保证农业生产中作物的产量和品质也具有重要作用。种子的休眠和萌发受到内源激素和外源光信号的共同调控。其中, 外源光信号主要通过调控内源ABA和GA的生物合成及信号转导进而调控种子休眠和萌发。该文系统综述了外源光信号和内源激素调控种子休眠和萌发的作用通路以及两类信号通路之间的交互作用, 旨在为农业生产中利用光和激素调控种子休眠与萌发提供参考。     

光信号与激素调控种子休眠和萌发研究进展

休眠是种子植物在长期进化过程中产生的适应性性状, 通过抑制种子在不适宜的环境中萌发进而保证植物能够在逆境中生存。此外, 休眠有助于种子的长距离运输和扩散, 因此休眠对种子延续和物种保存具有重要意义。种子由休眠向萌发的发育转变不仅关系到物种的繁衍, 而且对保证农业生产中作物的产量和品质也具有重要作用。种子的休眠和萌发受到内源激素和外源光信号的共同调控。其中, 外源光信号主要通过调控内源ABA和GA的生物合成及信号转导进而调控种子休眠和萌发。该文系统综述了外源光信号和内源激素调控种子休眠和萌发的作用通路以及两类信号通路之间的交互作用, 旨在为农业生产中利用光和激素调控种子休眠与萌发提供参考。     

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。     

细胞分裂素调控种子发育、休眠与萌发的研究进展

种子萌发是子代植株建立、生长和繁育的重要阶段,在种子植物生命周期中起重要作用。种子休眠是在发育过程中形成的,在生理成熟期达到峰值。种子休眠与萌发的植物激素调控可能是种子植物中一种高度保守的机制。细胞分裂素(CK)是植物体内的一种重要信号分子,调控植物生长发育的许多方面。生物活性CK的水平由其生物合成、活化、失活、再活化...     

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。     

濒危植物巴东木莲种子休眠与萌发特性的研究

巴东木莲(Manglietia patungensis)为我国特有种, 属国家重点保护植物。为找出其生殖环节中的致危因素, 作者对巴东木莲种子休眠与后熟过程中的形态和萌发特性进行了研究。结果表明, 巴东木莲种胚发育不完全可能是种子休眠的主要原因, 在其后熟过程中胚不断分化、发育成熟; 种皮具有较好的透性, 与休眠的关系不大; 种子不同部位均存在萌发抑制物, 胚乳中高含量的萌发抑制物是影响胚萌发的重要因素。内源激素ABA和IAA在巴东木莲种子休眠与萌发过程中起着重要作用, ABA是引起休眠的关键因素, IAA有助于种子的萌发, IAA/ABA相对含量的变化对种子的休眠和萌发产生重要影响。巴东木莲种子的休眠是由种子本身的形态和生理特点引起的综合休眠, 在4℃低温保湿条件下才能完成其形态和生理后熟过程, 而自然条件下, 巴东木莲种子成熟时正值秋季少雨, 很容易失水而不能完成其后熟过程而失去生活力, 这可能是导致该物种自然更新困难的重要原因。     

油菜素内酯与脱落酸互作调控植物生长与抗逆的分子机制研究进展

植物需要同时协调多种不同信号来调节整个生长发育过程。植物激素油菜素内酯(BR)和脱落酸(ABA)是其中发挥重要作用的两类主要内源信号,并且在种子萌发、植物抗逆等过程中存在着密切的交叉互作。随着BR和ABA信号通路中关键元件的不断解析,两者互作调控气孔运动、逆境响应、种子休眠与萌发、植物发育等过程的分子机制研究取得显著进展。本文综述了近年来有关BR和ABA的功能、信号转导通路以及两者互作分子机制的最新进展。     

脱落酸和赤霉素调控种子休眠与萌发研究进展

种子的休眠与萌发是高等植物生长发育进程中非常重要的环节,是维系物种繁衍的重要过程。而激素在这一过程中扮演着非常重要的角色。而在这个过程中脱落酸(abscisic acid,ABA)和赤霉素(gibberellin GA)发挥着尤其重要的作用。本文综述了当前对复杂分子网络的理解,这些分子网络涉及脱落酸和赤霉素在调节种子休眠和萌发中的关键作用,其中含AP2结构域的转录因子起着关键作用。     

珍稀濒危植物金丝李种子的休眠机理

珍稀濒危植物金丝李(Garcinia paucinervis)种子的萌发十分缓慢,探讨其休眠机理,可为该物种的种质资源保育与可持续利用提供理论依据。本文对金丝李种子种皮结构及其透水性,剔除部分种皮和胚乳后种子的萌发情况,胚乳和胚等粗提物的活性,储藏、层积和不同温度下种子萌发情况,萌发过程中内源激素含量等进行了研究。结果表明:金丝李种皮无栅栏细胞层,下表面的角质层较薄;种皮对种子的吸胀阻碍小;随着种孔端剔除种皮和胚乳程度的加深,金丝李种子的萌发进程逐渐延长,甚至降低其萌发率,种脐端削除处理对种子萌发影响不大;内果皮、种皮、胚乳和胚中可能存在抑制金丝李种子萌发和生长的内源抑制物;新鲜种子胚率达86.12%,低温层积后胚率无显著变化;低温层积处理延缓其萌发进程,对萌发率无显著影响,4℃低温层积是储藏金丝李种子的较好方法;种子萌发对温度敏感,在32℃培养下可打破种子休眠,萌发速度显著加快。种子萌发过程中ABA含量降低,GA与ABA、IAA与ABA的比值随种子萌发显著升高,萌发促进与抑制物比例逐渐趋于提高。因此,金丝李种子存在内源抑制物,同时缺乏萌发促进物质,导致生理休眠。该种子休眠特性使其幼苗生长能应对生境的季节变化,种群在风险环境中得以延续,避免大量幼苗竞争。植被破坏导致种子萌发阶段受阻是造成金丝李濒危的原因之一。     

植物激素ABA调控植物根系生长的研究进展北大核心CSCD

脱落酸(abscisic acid,ABA)是一种重要的植物激素,在调控种子发育、种子休眠与萌发、抑制生长、促进落花落果、参与植物应对外界环境胁迫等过程中发挥着重要的生理功能。ABA还能与其他植物激素(如生长素、乙烯等)互作进而精细调控植物根系的生长。本文以模式植物拟南芥( Arabidopsis thaliana (L.) Heynh)为主要对象,对近年来国内外在ABA调控植物根系生长方面的研究成果、ABA与其他植物激素(如GA等)互作调控根系生长及调控非生物逆境下根系发育的机理等进行综述,并对其未来的研究方向进行了展望。     

植物激素ABA调控植物根系生长的研究进展

脱落酸(abscisic acid,ABA)是一种重要的植物激素,在调控种子发育、种子休眠与萌发、抑制生长、促进落花落果、参与植物应对外界环境胁迫等过程中发挥着重要的生理功能。ABA还能与其他植物激素(如生长素、乙烯等)互作进而精细调控植物根系的生长。本文以模式植物拟南芥(Arabidopsis thaliana (L.) Heynh)为主要对象,对近年来国内外在ABA调控植物根系生长方面的研究成果、ABA与其他植物激素(如GA等)互作调控根系生长及调控非生物逆境下根系发育的机理等进行综述,并对其未来的研究方向进行了展望。     

拟南芥突变体种子休眠与萌发的研究进展

种子的休眠和萌发是一个复杂的过程, 至今尚未能清楚阐明其调控机制。目前已从拟南芥突变体中鉴定了一些与种子萌发和休眠相关的基因, 有助于阐明种子休眠和萌发的分子机制。本文综述了拟南芥突变体种子休眠与萌发方面的研究进展。赤霉素是促进种子萌发的主要因素之一, RGL、SPY、GCR、SLY和GAR等基因的表达参与赤霉素对种子萌发的调控。脱落酸与种子休眠有关, ABI1、ABI2、ABI3、ABI4、ABI5、FUS3、LEC、MARD和CIPK等基因参与了脱落酸的调控过程。对3类乙烯反应的突变体 (ein、etr和ctr) 以及油菜素内酯突变体 (det和bri) 的研究表明乙烯和油菜素内酯是通过拮抗脱落酸而促进种子萌发的。光对种子萌发的调节, 是通过具有Ser/Thr蛋白激酶活性的光敏色素PhyA、PhyB、 PhyC、PhyD和PhyE, 以磷酸化/去磷酸化方式调节其它与萌发相关基因的表达。含氮化合物对种子萌发的促进, 可能是以一种依赖一氧化氮的方式解除种子休眠。     

植物激素ABA调控植物根系生长的研究进展

脱落酸（abscisic acid,ABA）是一种重要的植物激素,在调控种子发育、种子休眠与萌发、抑制生长、促进落花落果、参与植物应对外界环境胁迫等过程中发挥着重要的生理功能。ABA还能与其他植物激素（如生长素、乙烯等）互作进而精细调控植物根系的生长。本文以模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana（L.）Heynh）为主要对象,对近年来国内外在ABA调控植物根系生长方面的研究成果、ABA与其他植物激素（如GA等）互作调控根系生长及调控非生物逆境下根系发育的机理等进行综述,并对其未来的研究方向进行了展望。     

拟南芥突变体种子休眠与萌发的研究进展

种子的休眠和萌发是一个复杂的过程,至今尚未能清楚阐明其调控机制。目前已从拟南芥突变体中鉴定了一些与种子萌发和休眠相关的基因,有助于阐明种子休眠和萌发的分子机制。本文综述了拟南芥突变体种子休眠与萌发方面的研究进展。赤霉素是促进种子萌发的主要因素之一,RGL、SPY、GCR、SLY和GAR等基因的表达参与赤霉素对种子萌发的调控。脱落酸与种子休眠有关,ABI1、ABI2、ABI3、ABI4、ABI5、FUS3、LEC、MARD和CIPK等基因参与了脱落酸的调控过程。对3类乙烯反应的突变体（ein、etr和ctr）以及油菜素内酯突变体（det和bri）的研究表明乙烯和油菜素内酯是通过拮抗脱落酸而促进种子萌发的。光对种子萌发的调节,是通过具有Ser／Thr蛋白激酶活性的光敏色素PhyA、PhyB、PhyC、PhyD和PhyE,以磷酸化／去磷酸化方式调节其它与萌发相关基因的表达。含氮化合物对种子萌发的促进,可能是以一种依赖一氧化氮的方式解除种子休眠。     

受脱落酸调节的拟南芥F-box基因的差异表达分析

脱落酸(Abscisic acid,ABA)是一种重要的植物激素,在种子休眠的建立、种子萌发、根发育和非生物胁迫反应过程中发挥作用。F-box蛋白是E3泛素连接酶SCF复合体的组成部分,通过特异识别和调节底物蛋白水平而调控植物生长发育过程。通过分析GEO基因芯片,筛选到38个受ABA调节的拟南芥候选F-box基因。选择其中6个F-box基因,进行实时荧光定量PCR分析。研究结果与基因芯片结果基本一致。分析启动子,发现候选基因含有大量ABA、干旱和胁迫相关的顺式作用元件。分析基因表达谱,发现部分基因在保卫细胞、种皮、花粉和衰老叶片中呈现高表达;大部分基因在ABA处理、胁迫和种子吸胀过程中表达量改变显著。这些分析结果为深入研究ABA调节植物生长发育和抗逆的分子机制提供了线索。     

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。     

珍稀濒危植物珙桐种子休眠萌发过程中内源激素的变化

珙桐是我国特有珍稀濒危植物,休眠期长且具二次休眠现象。将处于休眠萌发过程中的珙桐种子依据胚根长度划分为4个阶段,利用高效液相色谱(HPLC)测定各阶段种子及其内果皮中ABA(脱落酸)、GA(赤霉素)、KT(细胞分裂素)、IAA(3-吲哚乙酸)4种内源激素含量,分析其比值动态变化,并与幼苗阶段进行比较。结果显示:未破壳种子的内果皮中内源激素含量以ABA最高,其次是GA、IAA、KT,随着种子破壳后四种激素含量显著降低。除ABA外,种子中GA、IAA和KT含量随着胚根的伸长逐渐升高,但仍低于幼苗阶段。此外,随着胚根伸长,种子中GA/ABA、IAA/ABA、KT/ABA比值逐渐增大,其中以GA/ABA的变化最显著。因此,珙桐种子的休眠和萌发可能主要受ABA和GA的平衡和拮抗来调控。     

种子生态学: 种子在群落中的作用

种子是指由胚珠发育而成的繁殖器官。在生态学研究中,其涵义要比植物学上种子的概念宽泛有时也指果实。作为种子植物生活史的一个重要阶段,种子从其发生、发育到成熟、传播、萌发以至成苗都与周围的环境紧密联系着。因而种子生态学是研究种子与其环境相互关系的科学。种子生态学的研究内容主要包括:种子发育与成熟的环境调节(生殖分配和结实格局)、种子性状、种子捕食、种子传播(包括种子雨)、种子库、种子休眠、种子萌发、幼苗建成和种群更新等,其中种子传播、土壤种子库、种子休眠与萌发是研究的核心内容。