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天女木兰种子层积过程中物质变化及其与种子萌发的关系

作　者: 刘月洋
导　师: 陆秀君
学　校: 沈阳农业大学
专　业: 森林培育
关键词: 天女木兰层积催芽贮藏物质蔗糖代谢相关酶内源激素
分类号: S685.15
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文以天女木兰(Magnolia sieboldii K.Koch)种子为研究对象,将天女木兰种子分别用500,1000,1500mg·L-1 GA3溶液以及清水(CK)浸种处理48h,进行低温(0-5℃,30d)→-+昼夜变温(日8-10℃,夜-5-0℃C,60d)→交替变温(高12-14℃,低0-5℃,每隔5d变温一次,60d)变温层积催芽处理,通过对层积过程中种胚发育状况、贮藏物质含量、糖代谢酶活性以及激素含量等进行测定,了解种胚发育、物质代谢转化与种子发芽之间的关系,激素含量的消长变化与种子休眠萌发的调控,进一步揭示种子休眠机理。本研究主要结果如下：1.天女木兰种子采收后种胚发育不完全是造成种子休眠的原因之一,在整个层积过程中天女木兰种胚不断分化伸长,GA3处理胚发育优于清水(CK)处理,并且能促使种子提前30d左右完成形态后熟。2.用GA3浸种后进行控制变温层积催芽的天女木兰种子催芽效果较好,并随着GA3质量浓度的提高和层积时间的延长,种子发芽率逐渐增加,以层积时间120-150d, GA3 1000-1500 mg.L-1浓度范围内发芽效果较好,其中GA31500mg-L-1处理种子萌发率可达70%以上。不同浓度GA3均抑制天女木兰小苗生长,综合天女木兰种子发育和苗木生长情况来看,以GA31000 mg-L-1处理对于打破天女木兰种子休眠、促进种子萌发、苗木生长效果最佳。3.在GA3变温层积过程中贮藏物质含量变化剧烈,其中淀粉作为一种暂时储存的物质不断地减少,可溶性糖含量也持续下降,可溶性蛋白质在层积初期积累,之后含量也明显的降低,贮藏物质总体表现出降低的趋势。4.层积前天女木兰种子蔗糖含量最多,并且在层积过程中蔗糖较葡萄糖、果糖含量变化剧烈。在GA3诱导下,层积前期(40d)与层积后期(120d),天女木兰种子以积累蔗糖为主,同期AI和NI活性降低,SS和SPS活性升高；层积中期(90d)以积累果糖和葡糖为主,其含量随GA3浓度的增加有增强的趋势,1500 mg·L-1 GA3处理种子内果糖和葡萄糖含量分别为0.33 mg·g-1和0.38 mg·g-1,此时AI和NI活性达到最大值,SS和SPS活性降低。糖含量的变化由各种酶共同作用,其中AI和NI控制蔗糖水解,SPS控制蔗糖合成,SS对蔗糖累积作用较小。天女木兰种子在整个层积过程中各处理酶的净活性均为正值,且维持在较高水平,而蔗糖代谢酶活性变化主要取决于分解酶类活性的变化。5.层积过程中天女木兰种子种皮中内源激素激素的变化：变温层积90d内,各处理GA3含量呈波动变化,均在100ng.g-1FW上下波动,随后逐渐增加；随着层积时间的不断延长,种皮内IAA、ABA含量急剧下降；在层积70d内ZR含量变化较小,之后含量逐渐增加,层积120d时GA31500 mg·L-1处理达最大值。6.层积过程中天女木兰种子胚乳中内源激素激素的变化：胚乳内内源激素含量变化明显高于种皮,天女木兰胚乳内GA3含量保持上升趋势,以GA31000、1500mg·L-1处理GA3含量维持在较高水平；ABA含量呈持续下降的变化趋势,CK处理ABA含量下降最少；变温层积前40d IAA含量明显增加,之后含量不断减少：ZR含量在层积40d内急剧减少,之后逐渐增加,以GA31500mg·L-1处理含量最大。7.层积过程中内源激素比值之间的变化：GA3/ABA、ZR/ABA、IAA/ABA比值与种子解除休眠的解除密切相关,均在层积前90d内变化平稳,之后逐渐增加,其中胚乳内GA3/ABA和ZR/ABA比值变化与休眠进程直接对应,IAA/ABA比值与种胚发育密切相关,种皮内主要是GA3/ABA比值变化与种子休眠进程对应。变温层积解除天女木兰种子休眠是由内源激素变化以及调节它们之间平衡来实现的。

全文目录

摘要  9-11
Abstract  11-13
第一章前言  13-20
  1.1 种子休眠原因的研究  13-16
    1.1.1 环境因子与种子的休眠  13-14
    1.1.2 种皮与种子的休眠  14-15
    1.1.3 种胚的发育与种子的休眠  15
    1.1.4 抑制物质与种子的休眠  15-16
  1.2 种子解除休眠与萌发过程贮藏物质的变化  16-18
    1.2.1 种子解除休眠和萌发过程中贮藏物质含量的变化  16-17
    1.2.2 种子解除休眠和萌发过程与糖代谢之间的关系  17
    1.2.3 激素与种子的休眠和萌发的关系  17-18
  1.3 天女木兰生物学特性以及研究概况  18-20
第二章天女木兰种子层积过程中贮藏物质及糖代谢特性的研究  20-32
  2.1 材料和方法  20-21
    2.1.1 试验材料  20
    2.1.2 试验方法  20-21
  2.2 结果与分析  21-32
    2.2.1 层积过程中种子可溶性糖含量的变化  21-22
    2.2.2 层积过程中种子淀粉含量的变化  22-23
    2.2.3 层积过程中种子可溶性蛋白质含量的变化  23-24
    2.2.4 层积过程中种子内糖含量的变化  24-26
    2.2.5 层积过程中种子糖代谢关键酶活性的变化  26-29
    2.2.6 层积过程中蔗糖代谢酶活性的变化及相关分析  29-32
第三章天女木兰种子层积过程中内源激素含量的变化  32-43
  3.1 试验材料与方法  32-33
    3.1.1 试验材料  32
    3.1.2 试验方法  32-33
  3.2 结果与分析  33-43
    3.2.1 层积过程中天女木兰胚乳内源激素含量的变化  33-36
    3.2.2 层积过程中天女木兰种皮内源激素含量的变化  36-38
    3.2.3 层积过程中天女木兰胚乳中内源激素比值之间的变化  38-40
    3.2.4 层积过程中天女木兰种皮中内源激素类物质含量比值的变化  40-43
第四章天女木兰种胚发育以及幼苗生长情况  43-50
  4.1 试验材料与方法  43
    4.1.1 试验材料  43
    4.1.2 试验方法  43
  4.2 结果与分析  43-50
    4.2.1 GA_3处理对天女木兰种胚生长的影响  43-47
    4.2.2 GA_3处理对天女木兰种子发芽率的影响  47-49
    4.2.3 外源GA_3对天女木兰幼苗的影响  49-50
第五章结论与讨论  50-56
  5.1 结论  50-51
  5.2 讨论  51-56
    5.2.1 天女木兰种子解除休眠过程中贮藏物质的变化  51
    5.2.2 天女木兰种子解除休眠过程中糖代谢的变化  51-53
    5.2.3 天女木兰种子解除休眠过程中内源激素的变化  53-55
    5.2.4 GA_3对天女木兰种胚发育以及苗木生长的影响  55-56
参考文献  56-62
附录  62-65
致谢  65-66
攻读硕士学位期间发表文章  66

天女木兰种子层积过程中物质变化及其与种子萌发的关系

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