层积过程中华重楼种子的后熟生理研究

发布时间：2017-10-08 22:00

  本文关键词：层积过程中华重楼种子的后熟生理研究

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【摘要】：华重楼是我国非常重要的珍稀濒危名贵中药材。由于药用价值突出,每年的需求量远远超过其自然生长量,导致野生资源面临枯竭。加快华重楼的人工繁殖是解决华重楼资源危机的必需途径。相对于目前普遍采用的根茎繁殖方式,利用华重楼种子生产实生苗,具有繁殖系数高,扩繁速度快,不伤害药用部位的特点,是生产上快速解决华重楼种苗供应困难的上佳途径。但遗憾的是,由于对华重楼种子的休眠特性研究认识不足,利用种子繁殖仍然存在休眠期长,发芽率低,出苗不稳定等技术瓶颈。变温层积是生产上促进休眠种子顺利解除,进而促进种子及早萌发的一种安全有效的方法。鉴于此,本研究通过观察和测定变温层积处理过程中华重楼种子胚形态发育进程、Z、GA、IAA、ABA四种内源激素的含量变化,内源抑制物的活性变化,以及SOD、POD、CAT、MDH、G-6-PDH5种酶活性的变化,从四个方面探究华重楼种子的休眠机制,得到以下结果：(1)华重楼种胚在经过40 d左右的暖温层积(18±1)℃之后,进入快速发育阶段,同期种子内在代谢活动显著加强,开始进入生理后熟阶段。在层积第60-80 d左右种子基本完成形态后熟,尔后转入低温层积(4±1)℃后进一步促进了种子生理后熟。(2)在整个层积过程中,IAA和ABA的含量极低,甚至于无。而GA的含量始终维持在0.010%-0.021%之间,一直未出现较大波动。Z的含量随层积处理的时间推进,表现出先升高后下降的趋势。在层积处理第0d含量最低为0.115%,在层积60 d后达到最大值0.230%,随后层积处理第120 d时降到0.130%。结果显示,Z最有可能参与了华重楼种子的胚后熟生理调控,而ABA、IAA、GA的参与华重楼休眠调控的可能性较小。(3)华重楼去皮种子中含有种子萌发抑制物,且主要抑制种子胚根的生长。不同层积时期华重楼种子提取液的抑制作用呈现明显先加强后减弱的变化趋势,表明层积过程中华重楼种子中的萌发抑制物质存在先合成后降解的规律。于层积第60 d前后,抑制物的积累量达到最高,抑制活性达到最强。(4)在层积第40-60 d,三羧酸代谢途径关键酶MDH活性显著下降,而磷酸戊糖途径关键酶G-6-PDH的活性显著上升,表明华重楼种子的呼吸代谢途径由三羧酸途径为主转为磷酸戊糖途径为主,从而促进种子解除休眠。SOD、CAT活性在整个层积过程中没有明显波动,但始终维持一定水平,以保证种子活力。POD活性在进入低温层积阶段后显著上升,可能参与调控了种子休眠解除的过程。(5)多方面的证据均显示,层积40-60 d是华重楼种子休眠到休眠解除的一个关键期。在关键期内华重楼种子胚完成胚形态后熟,激素Z的含量达到最高,种子萌发抑制物积累量达到最大,呼吸代谢途径发生转变。
【关键词】：华重楼 种子休眠 内源激素 萌发抑制物 呼吸代谢 胚后熟
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S567.239
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 符号说明8-12
• 引言12
• 1 文献综述12-21
• 1.1 重楼的资源困境12-14
• 1.1.1 濒危形势12-13
• 1.1.2 供需矛盾13-14
• 1.2 重楼濒危的原因14
• 1.2.1 利用过度14
• 1.2.2 再生困难14
• 1.3 重楼的繁殖途径14-16
• 1.3.1 组织培养15
• 1.3.2 根茎繁殖15
• 1.3.3 种子繁殖15-16
• 1.4 重楼种子休眠研究进展16-20
• 1.4.1 重楼种子休眠的原因16
• 1.4.2 重楼种子休眠的机制16-19
• 1.4.3 重楼种子休眠破除的方法19-20
• 1.5 本研究的意义20-21
• 1.6 本研究的技术路线21
• 2 材料与方法21-27
• 2.1 实验材料21-23
• 2.1.1 华重楼种子21-22
• 2.1.2 化学试剂22
• 2.1.3 仪器设备22-23
• 2.2 实验方法23-27
• 2.2.1 华重楼种子的层积处理23
• 2.2.2 重楼种子取样与保存23
• 2.2.3 华重楼种胚形态发育观测23
• 2.2.4 华重楼种子内源激素测定23-25
• 2.2.5 华重楼种子Qg源抑制物活性测试25
• 2.2.6 华重楼种子关键酶活性测定25-26
• 2.2.7 关键酶活性的测定26-27
• 3 结果与分析27-44
• 3.1 层积过程中华重楼种子种胚形态发育变化27-29
• 3.1.1 种胚长度的变化27-28
• 3.1.2 种胚轮廓的变化28-29
• 3.2 层积过程中华重楼种子内源激素的变化29-33
• 3.2.1 四种激素标准曲线的制作29-31
• 3.2.2 层积过程中内源激素的变化31-33
• 3.3 层积过程中华重楼种子萌发抑制物活性变化33-40
• 3.3.1 华重楼种子不同浓度提取液对白菜种子的萌发抑制影响33-36
• 3.3.2 不同层积时期的华重楼种子提取液对白菜种子抑制活性的变化36-40
• 3.4 层积过程中华重楼种子关键酶活性变化40-44
• 3.4.1 层积过程中超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化40-41
• 3.4.2 层积过程中过氧化氢酶(CAT)活性的变化41
• 3.4.3 层积过程中过氧化物酶(POD)活性的变化41-42
• 3.4.4 层积过程中苹果酸脱氢酶(MDH)活性的变化42-43
• 3.4.5 层积过程中六磷酸葡萄糖脱氢酶(G-6-PDH)活性的变化43-44
• 4 结论与讨论44-49
• 4.1 华重楼种子的胚后熟机制与种胚形态后熟发育、萌发抑制物消长、呼吸代谢途径转换三个因素密切相关44-46
• 4.1.1 种胚形态后熟对华重楼种子休眠的影响44
• 4.1.2 萌发抑制物对华重楼种子休眠的影响44-45
• 4.1.3 呼吸代谢途径转换对华重楼种子休眠的影响45-46
• 4.2 华重楼种子胚后熟过程中体内生理代谢活跃,并且存在一个明显的关键期(层积第40-60天左右),使这种活跃程度达到最强烈46-47
• 4.2.1 多证据显示华重楼种子后熟期间存在代谢关键期46-47
• 4.2.2 识别代谢关键期对实际生产具有指导作用47
• 4.2.3 代谢关键期有助于华重楼休眠机制研究47
• 4.3 华重楼种子胚后熟与内源激素的消长变化关系不明确47-48
• 4.3.1 ABA、GA、IAA对华重楼种子后熟的调控作用不明显47-48
• 4.3.2 Z可能参与了华重楼种子的后熟生理调控48
• 4.4 层积处理是促进华重楼种子休眠解除安全有效的方法48-49
• 5 参考文献49-56
• 致谢56-58
• 攻读学位期间发表的学术论文58

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本文编号：996461