种子休眠是一个非常复杂的生理过程,涉及到多种植物激素相互作用,并受到严格的信号调控。抗坏血酸(ascorbic acid,AsA)自从被发现以来,一直被认为是抗氧化剂,近年来发现,它在打破种子休眠及萌发过程中也发挥着重要的作用。AsA作为抗氧化剂可以清除植物体内过多的过氧化氢(H2O2),并且AsA还可以作为1-氨基环丙烷1-羧酸氧化酶(ACO)的辅酶参与乙烯的生物合成,但它们在新疆野苹果种胚休眠过程中的作用,及它们之间的相互关系目前尚未完全阐明。为了更清楚的了解AsA、H2O2、乙烯在种胚休眠中的作用及相互关系,本研究以休眠的新疆野苹果种胚为实验材料,采用不同浓度的外源AsA、H2O2、乙烯及其合成抑制剂或作用抑制剂复合处理,在培养过程中对其萌发率进行统计;并检测处理后种胚内源AsA、H2O2的含量和乙烯的释放速率;同时检测了低温层积过程中AsA、H2O2、乙烯、ACC等含量变化以及ACS、ACO酶活性的变化来研究AsA、H2O2、乙烯在新疆野苹果种胚休眠中的作用及相互关系。研究结果如下:1.在低温层积过程中,新疆野苹果种胚内源的AsA、H2O2和乙烯均随着层积时间的延长而升高,H2O2在AsA的上游,且两者均位于乙烯的上游起作用。ACO活性明显增加。2.外源AsA可以打破新疆野苹果种子胚的休眠,显著提高萌发率,其最适浓度为6mM;AsA处理可以显著增加种胚内源AsA水平,石蒜碱(Lyc)可以显著抑制种子L-半乳糖-1,4-内酯脱氢酶(GLDH)活性,降低内源AsA的含量,延长种子休眠,表明了 AsA参与了新疆野苹果种胚休眠解除过程。3.外源H2O2处理可以打破新疆野苹果种子胚的休眠,显著提高萌发率,其最适浓度为1 mM;H2O2的合成抑制剂DPI处理延长休眠,表明种胚内源H2O2参与打破新疆野苹果种胚休眠的过程。4.ACC、乙烯利处理均可以打破新疆野苹果种子胚的休眠,其最适浓度分别为0.5 mM和2mM;乙烯合成抑制剂AOA、Aib,乙烯作用抑制剂1-MCP、STS处理均可以抑制种胚的萌发,表明内源乙烯参与种胚休眠的解除过程。5.在打破新疆野苹果种胚休眠过程中,H2O2在AsA的上游起作用。AsA合成抑制剂Lyc可以显著降低H2O2的作用,外源H2O2处理可以显著提高种胚内源AsA含量。6.在打破新疆野苹果种胚休眠过程中,AsA在乙烯的上游起作用。AsA可以通过提高乙烯合成过程中ACC氧化酶(ACO)的活性从而促进乙烯的生物合成,从而参与休眠的打破。但是乙烯作用抑制剂1-MCP、STS不能完全抑制AsA的作用,表明AsA不仅仅是通过乙烯来打破种胚休眠,它还有可能通过其他途径打破种胚的休眠。7.在打破新疆野苹果种胚休眠过程中,H2O2在乙烯的上游起作用。外源H2O2可以显著提高种胚内源乙烯的含量,从而解除种胚的休眠。H2O2与AsA在促进乙烯合成上的关系既是相联系的也是独立的,H2O2不仅仅是通过提高AsA的含量来促进乙烯的合成,也就是说H2O2还可以单独促进乙烯的合成,AsA是通过提高ACC氧化酶的活性来促进乙烯的合成,两者共同提高种胚内乙烯的含量,最终达到打破种胚休眠促进萌发的作用。8.根据本实验结果,我们提出了 AsA、H2O2、乙烯在打破新疆野苹果种胚休眠过程中的信号关系:H2O2作为上游信号分子影响种胚内源乙烯的生物合成;AsA在H2O2的下游、乙烯的上游起作用,即H2O2引起种胚中AsA的积累,AsA通过提高ACO的活性从而促进乙烯的生成,最终达到解除种胚休眠并促进萌发的作用;AsA和H2O2参与乙烯打破种胚的休眠过程,但是AsA还可能通过其他途径参与新疆野苹果种胚休眠的解除。