洋葱（Allium cepa）是我国主要的出口创汇蔬菜。但我国所种植的洋葱品种及所使用的种子主要来源于进口。一个批次的进口洋葱种子在国内要经历多个季节的销售,通常需要储藏4-5年。然而,洋葱种子的寿命相对较短,即使在理想的储藏条件下其也会较其他蔬菜种子更快地失去活力,导致种子出芽缓慢,成苗率降低。技术上可以通过种子引发的方式恢复洋葱种子丢失的活力。在众多的引发形式中,水（湿热）引发因其无任何化学试剂的清洁引发流程与较长的有效期而被广泛应用。但传统水引发通常需要5天以上的引发舱湿度、温度及通气量的精确控制,工艺流程的控制难度较大。高压静电场照射可瞬间提升种子活力,加快萌发并提高出芽率,但有效期较短,一般在20天左右即出现明显消退。本研究将水引发与纯电场引发相结合形成水-电场混合引发（Hydro-Electro Hybrid Priming）技术,并使混合引发后的洋葱种子上出现两种单一引发形式效果及优势的叠加,达到进一步提高种子活力恢复效果,缩短引发时间,延长引发效果有效期,降低技术操作难度的目的。同时对这种效果叠加现象的机理进行了研究,主要过程与结果如下:1电场引发剂量与洋葱种子活力恢复的模型构建。通过前期预实验获得了能使洋葱种子活力出现最大正向提升效果的高压静电场引发参数（10 kv/cm照射40 s）,以此为零点采用二次通用旋转组合设计试验,形成了14个处理。对所有处理的2 d芽势、4 d芽势、6 d芽率、胚根长、全株鲜重、平均出芽时间、种子萌发指数及活力指数进行了记录,并通过PCA将这8个萌发指标降维形成1个萌发综合指标,从而构建了电场剂量参数（电场电压与照射时间）与萌发综合指标之间的数学模型,并通过此模型对纯电场引发的最佳处理参数进行了进一步的优化。经过验证,优化后的电场引发参数（8.7 kv/cm照射43 s）使洋葱种子的4 d芽势提升14.0%、6 d芽率提升10.4%、胚根长增加8.9 mm、胚根鲜重增加0.123 mg、平均出芽时间缩短0.7 d、萌发指数升高4.76,活力指数升高184.06,综合萌发指标显著提升,但引发效果在最佳条件下贮藏21天后即完全消散。2水-电场混合引发对洋葱种子活力的恢复。采用优化后的电场引发参数对洋葱种子进行水-电场混合引发。引发时长设置为24 h、48 h与96 h,引发过程采取对环境温度、通气量及种子含水量的粗放管理,比较了不同引发形式及参数对洋葱种子活力的恢复效果,并使用人工老化的方式检验了不同形式的效果有效期。结果显示,混合引发24小时的种子综合萌发指标接近水引发96小时;混合引发48与96小时的种子综合萌发指标与种子抗老化能力超过了水引发96小时,达到了在引发环境参数非精确控制前提下提升种子活力恢复效果,缩短引发时间,延长引发效果有效期,降低工艺流程操作难度的技术目的。3引发形式对改变几种萌发关键酶活性与结构的作用机理。通过对不同形式引发后的种子萌发关键酶活性以及酶纯化后圆二色光谱的测定发现,8.7kv/cm、43s这一剂量的电场照射减少了洋葱种子萌发关键酶中SOD二级结构中的无规则卷曲,增加了β-折叠,从而使其单位活力得到迅速、显著的提升导致单位活性的提升,但并没有改变CAT及α-淀粉酶的活性。在该剂量的电场效果的辅助下,混合引发24小时即使SOD活性提升到与水引发96小时相同的水平。该剂量电场照射没有引起SOD合成相关基因上调表达导致的酶数量的增加。SDS-PAGE同工酶类别的鉴定结果显示,洋葱种子SOD为Cu/Zn-SOD。4引发形式对洋葱种胚胞膜修复进程的影响。通过对不同形式引发后的种子EPR信号、浸提液EC及播种后MDA增量的测定发现,由于混合引发较相同时间的水引发拥有更高的SOD活力,因此在引发过程中能够更快、更充分地清除种胚细胞内的超氧自由基,从而进一步降低细胞内的环境氧化性,促进胚细胞组织更快更完整的修复进程。生理指标上表现为使用混合引发后的洋葱种子具有更低的EPR信号值、种子浸提液EC值及播种后MDA增量。混合引发48小时即可使上述参数达到与水引发96小时无显著差异的水平。对引发后种胚萌发过程的电镜观察更直观的反映出混合引发能够进一步减少种胚表面的损伤,提高种胚细胞组织修复的速度与程度,使更多比例的种胚细胞修复到能够萌发的状态,从而提高发芽势与发芽率,而纯电场引发在其引发过程中则未产生任何实质性自由基清除或种胚细胞组织的修复。5引发形式对GA、SOD合成及ABA降解相关基因表达的影响。对三种形式引发后的洋葱种子进行了转录组测序,结果显示,8.7 kv/cm、43 s的电场照射剂量直接使洋葱种子143个RNA在数量上出现显著差异,但其中没有涉及GA、SOD合成与ABA降解通路上的相关物质。水引发过程激活了GA合成与ABA降解通路上的相关基因,使他们以正常的速度表达,从而提高了GA含量并降低了ABA含量。混合引发在水引发的基础上进一步上调一种GA₂₀氧化酶与两种ABA-8’-羟化酶基因的表达,从而进一步提高了GA含量,进一步降低了ABA含量,但这种基因上调表达不是由电场改变相关DNA或RNA的结构或数量造成的。相关性分析的结果显示,洋葱种子的萌发与活力指数与GA含量呈极显著正相关,与ABA含量、ABA/GA含量的比值呈极显著负相关。水引发与混合引发均使SOD的合成基因出现显著下调表达。因此进一步证实了混合引发使SOD单位活性进一步提升的原因仅为酶二级结构的改变。6引发形式的作用机理的解释与对比。综合上述研究结果,本文对混合引发提升种子活力恢复效果,缩短引发时间及延长引发效果有效期的作用机理做如下解释,解释的逻辑与证据链包括两个方面:（1）、SOD活性的改变强化组织修复进程。种子在播种吸涨后即进入“预萌发”阶段,在这个阶段中,各种与萌发相关的酶被激活,其中SOD等抗氧化酶开始清除能够破坏种胚细胞膜的各种自由基,从而使细胞膜组织开始修复,最终实现萌发;水引发为种子在播种前提供了一个额外的“预萌发”过程,使种子预先完成一部分的自由基清除与细胞膜修复工作;混合引发通过电场照射提升了SOD酶活性,从而加速了引发的过程,提升了引发的效果。与水引发、混合引发不同的是,纯电场引发并未在引发阶段产生任何实质性的自由基清除或胞膜的修复;（2）、激素水平调控。水引发过程激活了种子GA合成与ABA代谢的生理活动;混合引发依靠电场的生物学效应,进一步将这两种激素向促进萌发的水平调控,使混合引发后的种子拥有更高的GA含量、更低的ABA含量及ABA/GA比例,纯电场引发并未在引发阶段进行任何实质性的激素水平调控。本文首创地将水引发与电场引发两种形式结合形成水-电场混合引发,在洋葱种子上实现了两种单一引发形式效果及优势的叠加。经过混合引发的种子具有更高的细胞膜与组织完整性,及更优的激素水平。混合引发技术最终实现了在引发环境参数非精确控制的前提下,进一步提升种子活力恢复效果,缩短引发时间,延长了引发效果有效期,降低工艺控制难度的技术目的。文章构建了从电场导致SOD酶结构的改变,从而导致SOD活性、胞内环境氧化性、细胞膜修复速度与关键激素水平的改变的逻辑解释链,从两个角度科学合理的解释了混合引发的作用机理。