种子顽拗性的形成机理及其保存技术

根据种子的脱水行为将种子分为正常性种子、顽拗性种子和中间性种子。顽拗性种子在发育的末期不经历成熟脱水．脱落时有相对高的含水量,并且对低温和脱水干燥非常敏感。在自然界,顽拗性种子存在一个连续群,即低度、中度和高度顽拗性种子,其差异在于对脱水伤害的敏感程度。影响种子顽拗性的因素,既有种子本身的生理生化物质基础,也有种子在母株上发育过程中所经受的外界环境的影响。目前,对种子脱水耐性的分子机制及其保存技术研究得较多。本文综述了有关顽拗性种子研究的近期进展。     

沙芥种子发育过程中的脱水耐性

以发育过程中经脱水和未脱水处理的沙芥种子为试验材料,测定了其含水量、萌发率和抗氧化酶系统,探讨了沙芥种子脱水耐性与抗氧化系统之间的关系。结果表明：在20～60DAF,沙芥种子含水量逐渐下降,干重逐渐增加;60DAF种子具有萌发能力,萌发率为24％;且脱水可促进沙芥种子的萌发,人工脱水至含水量为12％和5％时,萌发率分别为56％和44％,自然脱水至含水量为12％和5％时,萌发率分别为52％和60％;发育过程中沙芥种子SOD活性逐渐降低,而CAT、POD、LOX活性以及MDA含量均呈上升趋势;在脱水过程中,随着种子含水量的下降SOD活性逐渐降低,CAT和LOX活性逐渐升高,而POD活性呈先降低后升高的变化趋势。脱水后,种子中MDA含量均高于CK。60DAF的沙芥种子已获得脱水耐性。     

种子的成熟脱水与耐脱水性

成熟脱水是大多数植物种子从发育走向成熟必须经历的过程,它使种子的生理代谢从发育转向萌发,耐脱水性是种子在发育过程中获得的一种综合特性。大多数种子在成熟脱水前即已经历从不耐脱水至耐脱水的转变过程。种子耐脱水性与种子类型、耐脱水蛋白、ＡＢＡ的调控及某些非还原性寡糖和抗氧化系统的存在有关。     

荔枝种子成熟前10天的生理变化（简报）

荔枝成熟前10天和成熟时的种子千粒重基本上一致,发芽率均达到100％,含水量缓慢下降,种子活力指数有提高,电导率与紫外吸收值减少,而酸性磷酸酶活性则有所增加。在自然条件下脱水干燥,成熟前10天的种子耐脱水能力略高于成熟种子,活力指数较高。     

成熟脱水对种子发育和萌发的作用

成熟脱水是正常性种子发育的末端事件。种子在成熟时胚的脱水耐性增加;当种子萌发时胚变得不耐脱水。当种子获得脱水耐性时,糖、蛋白质和抗氧化防御系统等保护性物质积累;当脱水耐性丧失时,这些物质被降解。成熟脱水是种子从发育过程向萌发过程转变的“开关”,它降低发育的蛋白质和ｍＲＮＡ的合成,终止发育事件和促进萌发事件。顽拗性种子不经历成熟脱水的发育阶段,对脱水高度敏感。     

成熟脱水对种子发育和萌发的作用

成熟脱水是正常性种子发育的末端事件。种子在成熟时胚的脱水耐性增加;当种子萌发时胚变得不耐脱水。当种子获得脱水耐性时,糖、蛋白质和抗氧化防御系统等保护性物质积累;当脱水耐性丧失时,这些物质被降解。成熟脱水是种子从发育过程向萌发过程转变的“开关”,它降低发育的蛋白质和mRNA的合成,终止发育事件和促进萌发事件。顽拗性种子不经历成熟脱水的发育阶段,对脱水高度敏感。     

豌豆种子吸胀过程中脱水耐性变化的时间模式

研究了豌豆种子吸胀过程中脱水耐性的变化模式。种子在吸胀初期迅速吸收水分,然后缓慢吸收直到平台期。电解质渗漏速率在吸胀初期增加直到11h,然后随着吸胀下降。在吸胀过程中,种子的萌发率逐渐增加,种子和胚轴的脱水耐性逐渐丧失,10％和50％的种子和胚轴被脱水致死的含水量明显增加。赤霉素和脱落酸处理改变豌豆种子的萌发特性,提高胚轴的脱水耐性。研究结果表明,吸胀的豌豆种子脱水耐性的丧失是一种数量性状,正常性种子吸胀后脱水耐性的变化能够作为种子顽拗性研究的模式系统。     

顽拗性竹柏种子的贮藏特性?

文章对竹柏( Podocarpus nagi)种子的脱水耐性和贮藏特性进行了研究,结果表明：竹柏种子成熟时初始含水量约为(35±0?7)％,种子对脱水敏感,其最低安全含水量约为(16?86±0?73)％,具有顽拗性种子的典型特征;湿藏和半干藏都可以作为短期保存竹柏种子的方法,且以4℃保存优于15℃保存,但不管种子含水量如何,零下低温保存对竹柏种子都是致命的;半干藏法保存实验中,未进行脱水处理的种子(对照)在4℃贮藏6个月,种子萌发率没有发生明显下降,但贮藏期延长到9个月时,临界含水量的种子萌发力保存最高;不管贮藏介质的含水量高低,也无论贮藏在4℃还是15℃,湿藏种子在9个月的贮藏期内萌发率均没有明显的降低,但当贮藏到12个月时,15℃湿藏种子的萌发率显著高于4℃贮藏的种子,但15℃湿藏的种子在贮藏到3个月时即发现种子在贮藏期间萌发,且随着贮藏介质含水量的升高和贮藏期的延长,萌发的种子增多;竹柏的离体胚经过2h硅胶快速脱水至含水量7％后再冷冻即可获得90％以上的融后存活率,且超低温保存1年的离体胚解冻后,与只保存1周的存活率没有明显差异,表明超低温长期保存竹柏种子是可行的。本研究可以为进一步探究顽拗性种子的短期贮藏和长期保存提供理论基础和基础资料。     

白木香种子脱水耐性的发育变化及贮藏特性

研究白木香种子发育进程中种子性状、萌发能力和脱水耐性的变化,以及不同光温条件对种子萌发的影响和种子的贮藏特性。结果表明：白木香种子在花后78d获得最大干重,进入生理成熟期,此时萌发率接近最大值;胚在花后57～85d,脱水耐性逐渐增强,并在花后85d获得最大脱水耐性。种子萌发的适宜温度范围为25℃-35℃,光照对种子萌发有一定的抑制作用。新鲜自木香种子（含水量27．45％）在4℃低温条件下贮藏1个月后萌发率仅为30％左右,而含水量7．38％的干燥种子在4℃低温条件下贮藏120d,萌发率仍有53．33％,因此,4℃低温和适度脱水有利于种子短期贮藏。白木香种子能忍耐一定程度的脱水,但干燥至含水量7．50％以下时种子会发生损伤,因此推测白木香种子是一种中间性种子。     

滇南红厚壳种子的脱水敏感性及其影响萌发的因子

滇南红厚壳(Colophyllum polyanthum Wall.ex Choisy)种子的千粒重约为4700g,脱落时种子的含水量为45％(鲜重),其存活率对脱水高度敏感;当种子含水量降至30％以下时,存活率迅速下降;种子存活率的半致死含水量约为23％;可以认为它是一种典型的顽拗性种子。含水量为45％的种子,在20--30℃的范围内,随着温度的升高种子萌发50％所需要的时间缩短;高于和低于这个温度范围(如15℃,30℃),种子的萌发率均下降;变温处理有利于提高种子的萌发率和萌发速率。除去种皮和切除部分子叶能提高种子的萌发率、萌发速率,以及种子萌发后的早期幼苗生长量。光照明显地促进整粒种子的萌发,但对除去种皮的种子、具有1／2子叶的种子、以及胚轴的萌发没有影响。     

中国特有植物凹叶木兰种子的休眠与贮藏行为

凹叶木（Magnoliasargentiana）是中国特有的观赏树木,种群的自然更新很差,须阐明其原因。研究发现,凹叶木兰种子的胚很小,无论是否被植物生长调节剂预处理,在冷层积（4℃）和暖层积（15℃）过程中,胚在种子内逐渐生长发育成熟,并能在多个温度下萌发,以变温30℃／20℃为最适宜。由此可见,凹叶木兰种子不能萌发的直接原因是形态休眠。此外,凹叶木兰种子较耐脱水,但干燥脱水至含水量为7．1％和5．3％时,种子的存活率分别是78．3％和40％。保存6个月后,含水量为9．4％或7．1％的种子在-20℃下全部失活,而在0和4℃下的种子,存活率无显著变化,充分证实凹叶木兰种子是中间性的。     

辽东栎种子的顽拗性——脱水和低温敏感性

该文采用硅胶(快速脱水)和35℃电子恒温干燥箱中脱水(缓慢脱水)、冷藏(4℃)和冻藏(-4℃)的方法,研究了辽东栎种子的脱水和低温敏感性及其对种子萌发的影响。结果表明:辽东栎种子成熟散落时具有较高的含水量(96.0%)和萌发率(78.9%),无论是快速脱水还是缓慢脱水,萌发率、萌发速率、萌发指数和活力指数均随着脱水时间的延长和含水量的降低呈现减小的趋势,至脱水96 h后(快速和缓慢脱水种子含水量分别为66.0%和69.8%),种子全部失去活力。辽东栎种子活力与含水量呈显著的正相关关系,但轻度脱水可促进种子萌发,快速脱水种子比缓慢脱水种子具有更高的脱水耐性。辽东栎种子不能耐受低温贮藏,萌发率、萌发速率、萌发指数和活力指数在4℃下冷藏30 d或-4℃下冻藏6 h后均显著降低,冷藏90 d或冻藏48 h后种子全部丧失活力。     

黄皮种子脱水敏感性与萌发事件的研究

黄皮种子对脱水非常敏感,含水量从51％下降至22.4％,种子的发芽率和发芽指数为零,是典型的顽拗性种子。自然脱水时,种子中可溶性糖的含量增加,淀粉的含量下降;磷酸化酶,异柠檬酸裂解酶以及旺轴中α—和β—淀粉酶的活性先增加然后下降;子叶中α—和β—淀粉酶的活性呈下降趋势。这些变化类似于吸水萌发的黄皮和豌豆种子。可以认为黄皮种子脱水敏感性的原因是在脱落时萌发。随着萌发过程的进行,水分成为限制因子,使种子生活力丧失。     

橡胶树种子对脱水的敏感性

橡胶树种子散落后能立即萌发,萌发率高（62．7％）。其在缓慢脱水的第一阶段和快速脱水的前2个阶段的萌发率均提高,此后,种子活力随着含水量的减少而下降。快速和缓慢脱水条件下的种子致死含水量分别为40．3％和48．9％。     

杧果果实及种子的发育和成熟特性(简报)

杧果花后70～110天,种子及子叶鲜重持续增加。种子及其各组分的含水量在花后70～90天基本不变(81％～86％),90天时种子有70％的发芽率。90～110天后种子、子叶及种皮含水量降至64％左右,胚轴含水量只降至75％,110天时种子发芽率达97％。杧果种子发育中缺乏成熟干燥过程。     

毛决明种子不同发育时期发芽力和脱水耐性的初步研究

毛决明种子发芽力在花后39d后逐渐上升,发芽率和发芽指数在花后53d,活力指数在花的67d最大值,而后有所降低,花后39-74d,含水量逐渐下降,但下降速度不等,花后67d种子干重达到最大值,花后67-74d含水量显著下降,花后39-74d,含水量逐渐下降,但下降速度不等,花后67d种子干重达到最大值,花后67-74d含水量显著下降。种子存在明显的成熟脱水阶段。种子的脱水耐性在花后46-60d逐渐增强,60d达到最大值,后有所下降,轻微脱水可显著提高花后46d和67d的种子的发芽率,花后60-67d的种子能忍耐10%含水量,毛决明种子极可能是正常性种子。     

不同发育时期黄皮种子脱水敏感性的研究

自花后４６ｄ到８８ｄ果实成熟．黄皮种子的发芽率由０升至１００％．而活力指数逐渐上升,到花后７４ｄ达到最大值,之后略有下降．每粒种子的呼吸强度在花后４６－６７ｄ持续增加,此后则渐渐减弱,但湿藏２ｄ后又回升．黄皮种子的发育明显超前于果实．花后７４ｄ时．每粒种子的干重已接近最大值,这时种子活力最大．而果实的鲜重虽然已接近最大值．但其干重却只有成熟时的７３％。花后４６－５３ｄ的种子,其发芽率小于１００％,轻微脱水能提高种子的发芽率及活力指数,花后６０ｄ至果实成熟．种子发芽率均为１００％．这时任何程度的脱水都会引起活力指数的下降,但不同发育时期的黄皮种子耐脱水力有差别．其中以花后６７ｄ的耐脱水力最强．花后８８ｄ果实成熟时种子的耐脱水力最弱。     

顽拗性竹柏种子的贮藏特性

文章对竹柏(Podocarpus nagi)种子的脱水耐性和贮藏特性进行了研究,结果表明:竹柏种子成熟时初始含水量约为(35±0.7)%,种子对脱水敏感,其最低安全含水量约为(16.86±0.73)%,具有顽拗性种子的典型特征;湿藏和半干藏都可以作为短期保存竹柏种子的方法,且以4℃保存优于15℃保存,但不管种子含水量如何,零下低温保存对竹柏种子都是致命的;半干藏法保存实验中,未进行脱水处理的种子(对照)在4℃贮藏6个月,种子萌发率没有发生明显下降,但贮藏期延长到9个月时,临界含水量的种子萌发力保存最高;不管贮藏介质的含水量高低,也无论贮藏在4℃还是15℃,湿藏种子在9个月的贮藏期内萌发率均没有明显的降低,但当贮藏到12个月时,15℃湿藏种子的萌发率显著高于4℃贮藏的种子,但15℃湿藏的种子在贮藏到3个月时即发现种子在贮藏期间萌发,且随着贮藏介质含水量的升高和贮藏期的延长,萌发的种子增多;竹柏的离体胚经过2 h硅胶快速脱水至含水量7%后再冷冻即可获得90%以上的融后存活率,且超低温保存1年的离体胚解冻后,与只保存1周的存活率没有明显差异,表明超低温长期保存竹柏种子是可行的。本研究可以为进一步探究顽拗性种子的短期贮藏和长期保存提供理论基础和基础资料。     

珍稀濒危植物金丝李种子脱水耐性和贮藏特性

为测定不同脱水程度金丝李(Garcinia paucinervis)种子的萌发情况及其复水后的吸水率、脱水过程中抗性生理指标的变化以及不同贮藏方式下种子的萌发情况,该文研究了金丝李种子的脱水敏感性和储藏特性。结果表明:(1)金丝李种子初始含水量为45.29%,室内通风处放置35 d失水率即达45%。(2)种子失水率低于18%时,萌发率和复水后的吸水率变化不显著;失水率超过18%时,萌发率和复水后吸水率均显著下降,失水率为42%时萌发率为0。其种子的临界含水量为27.29%,半致死含水量为12.72%。(3)随着种子脱水程度的加深,相对电导率、可溶性糖及脯氨酸含量逐步上升;丙二醛含量在失水率低于24%时变化不大,高于24%时显著提高; SOD和POD的活性均呈波动性变化,失水率为18%时活性均最高。(4)室温干藏1个月和-1、-20℃下湿藏1个月的种子均不能萌发;水浸贮藏1个月的种子萌发率显著降低; 4℃湿藏1、3和6个月均显著延缓种子萌发,但对萌发率无显著影响。表明金丝李种子在失水率低于18%时,种子可通过抗性调节维持细胞的正常代谢,能忍受一定程度的脱水和低温;当失水率超过18%时,种子代谢失衡发生劣变直至死亡,属于低度的顽拗性种子。4℃湿沙藏(含水量7.5%)是短期贮藏其种子的较好方法。     

木波罗种子脱水敏感性与膜脂过氧化的研究

刚采收的木波罗种子含水量为５８．６％。随着含水量下降,种子的发芽率和发芽指数迅速下降,种子对脱水非常敏感,是典型的顽拗性种。自然脱水时,种子胚轴和子叶中超氧物歧化酶的活性先上升,然后下降,丙二醛和脂质氢过氧化物的含量显著增加。其脱水敏感性的原因可能是当种子脱水时,植物酶ＳＯＤ的活性下降,膜脂过氧化作用加强,从而使膜的结构和功能受到破坏,种子生活力丧失。