几种顽拗型种子脱水和低温敏感性研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:maohhmaohh
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来随着生物多样性流失的加剧,种质的长期有效保存越来越重要。种子是植物种质资源保存的主体。按照贮藏习性可将之分为正常型、中间型和顽拗型三种类型。其中正常型种子的长期保存很容易实现。而中间型和顽拗型种子,尤其是后者,由于它们对脱水和低温敏感,目前还没有建立有效的长期保存方法。因此顽拗型种子保存成为种质资源保存研究中的一个热点和难点问题。   本实验针对这一热点问题,选择栎属种子作为主要研究对象,对其进行脱水处理,通过生理生化指标分析,为探讨种子顽拗性产生的原因提供理论依据;并首次尝试通过梯度降温处理调节其低温敏感性,开辟顽拗型种子贮藏的新思路,为其长期保存奠定基础。   在判定了栓皮栎和麻栎种子属于低度顽拗型种子的基础上,围绕其脱水敏感性,通过对离体胚轴进行脱水处理,分别从电解质渗漏率、热稳定蛋白(HSP)、脱水蛋白、过氧化伤害和抗氧化保护方面开展了对脱水敏感性机理的探讨,主要得到以下结果:   快速脱水可降低栓皮栎离体胚轴的脱水敏感性。通过电解质渗漏率测定发现,快速脱水有助于保持细胞膜的完整性,显著降低脱水过程中的电解质渗漏;   栓皮栎离体胚轴中存在具有脱水保护功能的蛋白质,20.3 KDa HSP和36.9KDa脱水蛋白。①其中20.3 KDa的HSP与欧洲栓皮栎的一个小分子量热激蛋白17a.11的保守序列具有同源性。该20.3 KDa蛋白受脱水诱导表达,但严重脱水则迅速降解。慢速脱水处理诱导表达量更高,并且在比快速脱水更高的含水量开始迅速降解。17a.11蛋白受内源氧化胁迫诱导表达。说明快速脱水可以降低栓皮栎离体胚轴的氧化胁迫水平,并且增强其对抗氧化胁迫的能力。②36.9 KDa的脱水蛋白在胚轴中特异表达,并受脱水诱导;快速脱水时其表达量高于慢速脱水,且保持稳定表达的含水量低于慢速脱水。说明快速脱水可以增强栓皮栎离体胚轴对脱水伤害的抵抗能力。③另外发现一个分子量约为16.1 KDa的热稳定蛋白,在栓皮栎离体胚轴受到脱水伤害时显著积累,因而能够反映受脱水伤害的程度。在半致死含水量范围内,快速脱水可显著抑制该蛋白的过量表达。因此,快速脱水即可以抑制脱水伤害,也可以加强离体胚轴对脱水伤害的抵抗能力,从而达到降低胚轴脱水敏感性的作用。另外也说明,栓皮栎胚轴因存在上述保护机制,而具备一定的脱水耐性;   通过分析脱水过程中离体胚轴活力的变化和过氧化伤害与抗氧化保护的关系发现,不同脱水阶段导致离体胚轴活力下降的主要因素不同:在高含水量,脱水引起的机械伤害可能起主要作用;而在低含水量,则主要是自由基积累导致的过氧化伤害增强和抗氧化酶活性降低综合作用的结果。   围绕种子的低温敏感性特性,以麻栎和栓皮栎种子为研究对象,主要通过低温和室外贮藏实验,分析了低温伤害的类型、低温敏感性的可调节性和低温贮藏的效果,得到以下重要结果:   麻栎和栓皮栎种子的低温敏感性可以被调节,梯度降温处理可以显著降低其低温敏感性,并延长种子在-10℃低温的贮藏寿命;   梯度降温可显著抑制低温下电解质渗漏率的增加幅度,说明该处理有助于增强细胞膜对低温伤害的抵抗能力;   低温敏感性受低温处理时间、种子/胚轴成熟程度及种子质量的影响。其中麻栎种子14 D降温处理效果最好。完成后熟的种子的低温敏感性比未完成后熟的种子低,且其低温耐性更容易被诱导。种子脱水后,即使发芽率没有显著降低,其低温敏感性却显著提高;萌动的种子对低温更加敏感。   综合上述,认为种子的脱水和低温敏感性在一定程度上是可以被调节的;快速脱水可以降低栓皮栎离体胚轴的脱水敏感性,主要原因可能是可以抑制过氧化伤害,诱导具有保护功能的蛋白质的表达,并且能够维持这些蛋白在低含水量的稳定表达;梯度降温可显著降低种子的低温敏感性。因此,结合脱水和低温敏感性的调节,对顽拗型种子,尤其是低度顽拗型种子,进行零度以下低温贮藏,将是一种值得尝试且具有重要价值的新方法。
其他文献
青年卢卡奇认为历史唯物主义不仅仅是一种人们用来认识历史的科学真理,更重要的是它可以成为无产阶级可以用来批判资本主义,进行阶级斗争的“武器”.在这个意义上,他在《历史
香根草(Vetiveriazizanioides(L.) Nash)是一种产于热带亚热带地区的多年生禾本科植物,也是迄今为止所发现的最为理想的水土保持植物之一。在治理水土流失、退化生态系统的恢
戴震作为清代著名的思想家,其学术著作和主要思想对之后很长一段时间的思想史都产生了重要的影响.梁启超在其著作《清代学术概论》中对戴震的思想大为褒奖,戴震抨击宋明理学
电压是电能质量的重要指标之一,在电力系统运行中电压偏移会对用电设备造成损失。在电力系统中有载调压的方法普遍采用的是利用有载调压分接开关进行有载调压。这种方法的装置成本低、制造工艺简单,但是随着电力系统电网规模扩大、网络结构越来越复杂,这种利用机械开关有载调压所存在的问题使其无法达到电力系统进步的要求。在变压器的有载分接开关切换时会产生电弧,容易导致机械触头烧损,而且机械开关由于存在机械传动部分,会
近几十年人类活动向大气中排放的含氮化合物激增,并引起大气氮沉降也成比例增加。目前,氮沉降的增加使一些森林生态系统结构和功能(包括营养元素循环)发生改变,甚至衰退。森林土
希瓦氏菌属细菌的一个显著特点是具有代谢方式的多样性和灵活性,能够利用多种有机物和金属作为末端电子受体进行呼吸产能,支持菌体的代谢和生长。本论文从细菌厌氧呼吸的生物能
《关于费尔巴哈的提纲》对于马克思主义全新方法论和世界观的提出,奠定了坚实的基础,其中他首次提出了以实践的观点看待世界,肯定了实践检验真理的方法论地位,提出“全部社会
全面实施素质教育是教育发展的根本导向,深入推进课程改革,优化课堂教学,实现“减负增效”,已成为当前教学研究工作的一个重点内容。改进课堂教学方式,实施有效教学、高效教学,实现
大学生素质教育与知识教育相辅相成,正所谓“有才有德”方能成为社会栋梁之才.当前,大学生思想政治教育承载着引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观的重要职责.传统诚信
市政排水工程是城镇公共基础设施建设的核心之一,市政排水工程的稳定运行是保证城市居民生活质量的基本条件.目前,随着城市化进程的加快,城镇居住人口的增多,作为服务工程的