蛋白质磷酸化修饰与种子休眠及萌发调控

种子休眠与萌发是截然不同而又紧密联系的两个生理过程,也是植物生命周期中的关键阶段,对自然状态下的植物物种繁殖与地理分布以及农业生产均具有重要意义,且两个过程受不同内源激素和环境信号之间的精确互作调控。大量研究表明,蛋白质磷酸化修饰作为一种重要的翻译后修饰方式,参与调控种子休眠与萌发以及植物逆境胁迫响应等过程并发挥重要作...     

No contribution of the pentose phosphate pathway in dormancy-breaking of cocklebur seeds

The role of the oxidative pentose phosphate (PP) pathway in the dormancy-breaking of cocklebur (Xanthium pennsylvanicum Wallr.) seeds was investigated. D-[1-¹⁴C]-glucose or D-[6-¹⁴C]-glucose was fed to dormant and non-dormant lower seeds or to their axial or cotyledonary segments which were imbibed for different durations, and C₆/C₁ ratios of respired ¹⁴CO₂ as an index of the PP pathway activity were calculated. Contrary to expectation, there was no significant difference in the C₆/C₁ ratios between the dormant and non-dormant seeds or segments during a water imbition period of 24 h, although the PP pathway actually operated already in an early stage of water imbibition. Also concerning the activities of G6PDH and 6PGDH, the key enzymes of this pathway, no difference between the dormant and non-dormant seeds was found. It was thus concluded that, unlike other seeds, there is no contribution of the PP pathway to the regulation of dormancy of the cocklebur seed.     

种子休眠与破眠机理研究进展

种子休眠机理主要围绕透性、抑制剂作用和光敏素转化等方面的研究而建立。种皮的阻碍作用可能是由于种皮的物理或化学特性引起．可导致对水、光、气体或溶质的透性改变。抑制剂作用机理是抑制物质可抵消促进细胞分裂和生长发育的激素的作用。光敏素转化机理来源于与休眠有关的生物活性化学物质的合成、活化或破坏受光诱导的观点,由于发现了光敏素蓝色蛋白的活化型（Pfr）和钝化型（Pr）而得到强有力的支持,种子光休眠取决于光敏素蓝色蛋白的活化型（Pfr）含量和Pfr／（Pr＋Pfr）比值。目前,打破休眠的方法一般有机械破皮法、激素处理法、分子生物学技术法、物理处理法（如激光、烟、热等处理技术）、CO2处理法等。激素的平衡由抑制剂占优势向促进物占优势的变化是打破休眠的决定因素。研究破眠机理的分子生物学技术有多种,包括ABA突变体的利用、分子标记、转基因技术、用反义RAN阻止基因的表达、cDNA克隆技术等。用激光照射种子,把适宜的光射入细胞,可增加细胞生物能,促进种子发育,从而可能打破休眠。热处理的机理是由于加热可以增加种皮的透气性。CO2之所以能提高某些物种的萌发率,在于其影响了种子内部乙烯的敏感性。     

种子休眠机理研究概述

种子休眠是植物本身适应环境和延续生存的一种特性,是种子植物进化的一种稳定对策。野生植物特别是原产温带的植物,其种子大多有深而长的休眠期。关于种子休眠的概念有多种,这些概念引出了许多学说、假说和模型。种壳障碍、胚形态发育不完全和生理后熟以及种子中含有化学抑制剂等,都可导致种子休眠。根据不同的分类标准可将种子分成不同类型,一般将种子分为强迫休眠和机体休眠;机体休眠又可分为外部休眠、内部休眠和综合休眠。植物种类不同休眠特性也不同;同种植物的种子来源于不同的居群和植株时,若采集时期不同,其休眠也可能不同;甚至在同一果实中的不同种子,休眠特性亦可能有差异。影响休眠性状表达的基因既有核基因,也有质基因,休眠通常表现为一种受多基因控制的数量性状。种子休眠具有重要的生态学意义,能有效地调节种子萌发的时空分布。研究种子的休眠特性和机理及其解除方法,有助于农业生产和植物多样性保护。     

Advances in Understanding Seed Dormancy at the Whole-seed Level:An Ecological, Biogeographical and Phylogenetic Perspective

Following a brief account of the early foundations of seed germination ecology sensu lato, some historical and recent developments pertaining to the ecology, biogeography and phylogeny of seed dormancy are discussed.     

菜用大豆种子活力与DNA,RNA及蛋白质合成的关系

菜用大豆种子随着其活力的下降,对DNA,RNA和蛋白质前体的吸收,以及合成这些大分子的能力都明显下降,已丧失合成DNA和蛋白质能力的失活种子,仍能进行微弱的RNA合成。高活力种子在吸胀初期DNA合成速率较低,然后增加,至16h达高峰;RNA的合成速率在吸胀一开始就很高,在整个吸胀过程中均保持较高水平;蛋白质的合成速率则在开始较高,并随着吸胀过程呈增强趋势。     

药用植物种子休眠类型及休眠解除研究进展

种子休眠是植物在长期发育过程中形成的对不良环境条件主动适应的现象。介绍了常见药用植物种子休眠的原因,根据休眠原因对种子休眠与萌发的影响将种子休眠划分的几种类型,总结了对不同休眠类型的种子应分别采用的休眠解除方法,并评述了目前的研究进展。     

羊草种子休眠机制及破除方法研究

羊草种子休眠程度深、发芽率低是限制栽培利用的重要因子.采用不同破除羊草种子休眠的方法,测定各处理对种子萌发的影响,以探索破除羊草种子休眠的有效途径.结果显示:(1)刺破种皮的裸种子较完整种子的萌发率、吸水速率、生活力分别由对照的6%、63%、0%显著增加到60%、86%、94%.(2)完整羊草种子分别用清水浸种1 d、30% NaOH浸种80 min、清水浸种1 d后用30% NaOH浸种60min其萌发率由6%分别显著提高到36%、60%、84%,而各浓度赤霉素处理完整种子其萌发率较对照均无显著变化. (3)采用清水浸种1 d后用30% NaOH处理60 min,再施加200 μg/g GA3综合处理,可使羊草完整种子的发芽率由6%提高到91%,接近其种子生活力94%.研究表明,羊草种子的稃与种皮不影响种子水分的吸收,但影响种子对GA3的吸收、不同程度地阻碍大分子物质的渗入、限制羊草种子内部萌发抑制物的渗出,从而引起种子休眠;分析认为稃和种皮以及种子内部萌发抑制物质是引起羊草种子休眠的主要原因.     

沙葱种皮特性、种胚及种子浸提液与种子休眠的关系

本文以沙葱休眠种子为试材,检测其种皮透水性、透气性、超微结构、种胚休眠及种子浸提液。结果表明,酸蚀种子吸水12h达饱和,吸水率是完整种子的2倍;其呼吸强度最大值是完整种子的1.36倍。酸蚀处理使种子表面结构破损,角质层脱落,种孔露出。沙葱种子离体胚接种培养后2～3d,种胚开始萌发,萌发率达85％。沙葱完整种子与粉碎种子的浸提液对白菜种子发芽率、苗高、根长均有抑制作用,且随着浓度的提高而增强。     

药用植物黄精种子休眠特性研究

从黄精(Polygonatum sibiricum Red.)种子的形态、解剖结构、果实及种子部分抑制物质的生物测定和种子成熟过程中内源激素ABA含量的变化等方面研究种子的休眠特性。结果表明:黄精种子休眠属于综合休眠,首先黄精种子秋季采收后其种胚存在生理后熟,是导致黄精种子深休眠的主要原因;其次黄精种子的胚乳细胞小、细胞质浓厚、排列致密,胞间隙小,影响物质的共质体运输;果实及种子中含有不同程度的发芽抑制物质;种子成熟时ABA含量升高是导致种子休眠的又一原因。     

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。     

Ethylene Production, 1-Aminocyclopropane-l-Carboxylic Acid Content and Its Conversion to Ethylene in Axial Segments of Dormant and Nondormant Cocklebur Seeds

During the imbibition of water, the change in the ethylene productionof axial segments of nondormant (ND) cocklebur (Xanthium pennsylvanicumWallr.) seeds paralleled the change in the content of free 1-aminocyclopropane-l-carboxylicacid (ACC), but not the change in conjugated hydrolysable ACCin the axes. Aminoethoxyvinylglycine, anoxia and a-aminoisobutyricacid inhibited ethylene production, the lattertwo compoundscausing the accumulation of free ACC. Administration of ACCgreatly enhanced ethylene production in the axes. Thus, freeACC seems to be a direct precursor of ethylene production inthe axial tissue of cocklebur seeds. Imbibed dormant (D) axes characterized by inferior ethyleneproduction had less ability to convert exogenously applied ACCto ethylene as compared to ND axes. But, there was little differencebetween the D and ND axes in the endogenous contents of freeand conjugated ACC. This suggests that the inferior ethyleneproduction found in detached D axes is associated with the lowactivity of an ACC-ethylene converting system. (Received December 17, 1982; Accepted April 30, 1983)     

Advances in Understanding Seed Dormancy at the Whole-seed Level: An Ecological,Biogeographical and Phylogenetic Perspective

Following a brief account of the early foundations of seed germination ecology sensu lato , some historical and recent developments pertaining to the ecology, biogeography and phylogeny of seed dormancy are discussed .     

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。     

Devitalization of Transgenic Seed That Preserves DNA and Protein Integrity

Agricultural biotechnology companies have been asked to provide intact transgenic seed to regulatory agencies as reference materials for evaluating transgene and protein detection methods (PCR and immunoassay). Due to intellectual-property and product-stewardship considerations, submission of devitalized seed prior to regulatory approval is preferable in any given country. Commonly used devitalization procedures, such as heating or autoclaving, degrade the protein and/or DNA rendering the seed unfit as a reference material for these tests. A novel method for devitalizing seed was developed that involves hydration, freezing in liquid nitrogen, and lyophilization. The devitalization method described here was found to preserve the transgenic DNA and protein in cotton (Gossypium hirsutum) and maize (Zea mays) seed allowing its use as a reference material for evaluating detection methods.     

肥皂草种子的休眠和萌发特性初探

用刀片切破肥皂草种子的种皮,可以有效地破除肥皂草种子休眠,第2天就达到完全萌发。变温0℃/25℃(12 h黑暗/12 h光照)处理可以有效地促进肥皂草种子的萌发,达到完全萌发需要20 d。     

风箱果种子催芽技术研究

以风箱果自然种群成熟的种子为研究对象,对种子的生活力和催芽方法进行了研究,结果表明：TTC染色法测得风箱果种子的生活力达到94.44%;清水浸种处理的发芽势和发芽率均较低,以浸种48 h的效果较好,发芽率为28.33%;不同化学药剂处理均能不同程度的提高发芽率,其中50 mg·L^-1 GA₃+4%KNO₃的混合药剂处理72 h的萌发效果最好,发芽率达到90%;100和200 mg·L^-1 GA₃能极显著提高发芽势（P<0.01）;低温处理28 d能显著提高发芽势和发芽率（P<0.05）。     

水曲柳种子次生休眠的预防和解除

以解除休眠和经高温诱导产生次生休眠的水曲柳种子为材料,探讨预防和解除水曲柳种子次生休眠的方法。结果表明：GA3和乙烯利不能阻止已解除休眠水曲柳种子在25℃下萌发时诱导的次生休眠。干燥和短时间低温解除水曲柳种子次生休眠的效果不明显,较长时间（大于2周）的低温对解除水曲柳种子的次生休眠有一定的效果。综合来看,10^-3mol&#183;L^-1的乙烯利或GA4＋7解除水曲柳种子次生休眠的效果较好。