(肇慶學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院， 廣東 肇慶 526061)

植物種子萌發(fā)是一個(gè)復(fù)雜而有序的生理和形態(tài)發(fā)生過(guò)程，涉及多條重要代謝途徑。影響種子萌發(fā)的因素有很多，包括光照、溫度、CO2、營(yíng)養(yǎng)條件以及土壤里的重金屬等[1]。種子活力是種子在發(fā)芽和出苗期間活性強(qiáng)度及特性的綜合體現(xiàn)，高活力種子發(fā)芽早、出苗迅速整齊，對(duì)不良環(huán)境的抵抗力強(qiáng)，具有明顯的生長(zhǎng)優(yōu)勢(shì)和生產(chǎn)潛力，如何提高種子活力和萌發(fā)率是水稻農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上面臨的重要問(wèn)題[2]。

作為信號(hào)分子，活性氧(reactive oxygen species， ROS)在種子萌發(fā)過(guò)程中扮演“兩面”角色，種子處于干燥狀態(tài)時(shí)，其中的活性氧ROS并不活躍，種子在吸脹后開(kāi)始產(chǎn)生ROS，一方面ROS參與激素調(diào)控打破種子休眠，另一方面ROS的過(guò)量積累又會(huì)抑制萌發(fā)，而此時(shí)種子中的抗氧化系統(tǒng)將被激活用于清除ROS[3]。在種子萌發(fā)和幼苗形態(tài)建成時(shí)，ROS與脫落酸(abscisic acid，ABA)和赤霉素(gibberellin，GA)存在交互作用[4-5]，ROS可能抑制ABA 由子葉向胚中的運(yùn)輸從而促進(jìn)萌發(fā)[6]。有研究認(rèn)為，ROS可以激發(fā)GA的信號(hào)和(或)合成，改變 ABA/GA 的閾值從而促進(jìn)種子萌發(fā)[7]。在植物中，ROS清除系統(tǒng)(包括酶促反應(yīng)系統(tǒng)和非酶促反應(yīng)系統(tǒng))的抗氧化能力是植物延緩衰老的重要機(jī)制，抗氧化的酶促反應(yīng)系統(tǒng)主要包括超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)、過(guò)氧化物酶(peroxidase，POD)過(guò)氧化氫酶(catalase，CAT)和抗壞血酸過(guò)氧化物酶(ascorbic acid peroxidase，APX)等，非酶促反應(yīng)系統(tǒng)主要包括抗壞血酸(ascorbic acid，AsA)、α-生育酚、谷胱甘肽和β-胡蘿卜素等[8]。種子在吸脹萌發(fā)時(shí)，細(xì)胞膜恢復(fù)其正常功能，阻止溶質(zhì)外滲。內(nèi)部保護(hù)機(jī)制，如SOD、 POD 和 CAT等保護(hù)性酶系統(tǒng)得以激活，及時(shí)清除種子在貯藏過(guò)程中產(chǎn)生的劣變產(chǎn)物[9]。另一方面，AsA作為植物組織內(nèi)廣泛存在的高豐度小分子抗氧化劑，在誘導(dǎo)種子萌發(fā)、調(diào)節(jié)植株生長(zhǎng)發(fā)育、調(diào)控植物衰老進(jìn)程、植物病原體防御以及誘導(dǎo)開(kāi)花中起重要作用[10]。已有研究表明，AsA可通過(guò)清除ROS減輕種子在自然失水和萌發(fā)條件下所產(chǎn)生的氧化脅迫[11]。目前對(duì)植物AsA的生物合成途徑已有較深入的了解，L-半乳糖途徑是公認(rèn)的植物中AsA的主要合成途徑，在此途徑中L-半乳糖內(nèi)酯脫氫酶(L-galactono-1,4-lactone dehydrogenase,GalLDH)直接氧化L-半乳糖內(nèi)酯生成AsA，是植物AsA生物合成途徑中最后一步的關(guān)鍵酶[12]。多種植物體內(nèi)AsA的含量與GalLDH的活性密切相關(guān)[13-14]，利用分子生物學(xué)手段對(duì)GalLDH進(jìn)行調(diào)控是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)。此外，有研究表明，外源AsA處理會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)和結(jié)實(shí)產(chǎn)生影響，如小麥種子經(jīng)AsA溶液預(yù)處理后，植株的分蘗數(shù)、每穗成粒率、千粒重、結(jié)實(shí)率和收獲指數(shù)均有提高，植株的耐鹽能力也得到提高[15]。

最新研究結(jié)果顯示，水稻內(nèi)源AsA缺失與籽粒灌漿速率以及籽粒堊白的形成密切相關(guān)，GalLDH干涉使水稻籽粒的灌漿速度明顯下降、堊白度明顯增加，胚乳淀粉粒結(jié)構(gòu)松散。AsA缺失導(dǎo)致水稻籽粒H2O2的積累、羥自由基清除能力以及總抗氧化能力的下降，進(jìn)而影響籽粒灌漿過(guò)程中淀粉合成途徑關(guān)鍵酶的活性和相關(guān)基因的表達(dá)，最終導(dǎo)致籽粒灌漿速率、淀粉特性以及堊白度的改變[16]。近年來(lái)，隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來(lái)越多研究借助分子生物學(xué)手段探究種子萌發(fā)機(jī)理和調(diào)控種子萌發(fā)過(guò)程[1]。本試驗(yàn)研究了外源ABA處理對(duì)GalLDH超表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻種子萌發(fā)過(guò)程中各項(xiàng)生理指標(biāo)的影響，以期為探究?jī)?nèi)源AsA對(duì)水稻種子萌發(fā)的影響及作用機(jī)理提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試材料為水稻(OryzasativaL.)粳稻野生型品種中花 11(WT)和GalLDH超表達(dá)株系第5代純合子GO-2，均由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院彭新湘教授實(shí)驗(yàn)室提供。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1種子萌發(fā)與處理

選取飽滿的GO-2和WT水稻種子，剝?nèi)シN皮，用0.1%氯化汞溶液消毒10 min后，用無(wú)菌水清洗8～10次，無(wú)菌水中浸泡24 h后置于鋪有無(wú)菌濾紙的培養(yǎng)皿中，每個(gè)培養(yǎng)皿50粒種子，加入5μmol·L-1的ABA溶液至濾紙濕潤(rùn)(對(duì)照加無(wú)菌水)，每組設(shè)置4個(gè)重復(fù)，將培養(yǎng)皿放入(28±1)℃的恒溫培養(yǎng)箱中，進(jìn)行為期9 d的萌發(fā)培養(yǎng)，培養(yǎng)24 h后(記為0 d )開(kāi)始記錄萌發(fā)情況，同時(shí)取樣進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測(cè)定，隨后每3 d觀察1次，記錄萌發(fā)率和種子的生長(zhǎng)情況并取樣進(jìn)行相關(guān)指標(biāo)測(cè)定。

萌發(fā)率(%)=(發(fā)芽種子數(shù)/供試種子總數(shù))×100%。

1.2.2測(cè)定指標(biāo)及方法

1) AsA含量的測(cè)定。

AsA和脫氫抗壞血酸(dehydroascorbic acid，DHA)含量的測(cè)定參考 Kampfenkel等[17]的方法，稍作改進(jìn)。稱取0.1 g不同萌發(fā)時(shí)期的水稻種子(含已長(zhǎng)出的芽和根)，加入 1 mL預(yù)冷的 6%(W/V)三氯乙酸和少量石英砂，在冰浴中研磨成勻漿，勻漿液在12 000 r·min-1、4 ℃下離心15 min，收集上清液。AsA含量測(cè)定：取25μL上清液加入到0.5 mL反應(yīng)體系中，混勻后放入42 ℃恒溫金屬浴中保溫40 min，于波長(zhǎng)525 nm處測(cè)定OD值?？偪箟难岷繙y(cè)定：取25μL上清液加入到0.5 mL反應(yīng)體系中，混勻后于42 ℃恒溫金屬浴中保溫15 min，再加入25μL 0.5%(W/V)N-乙基順丁烯二酰亞胺終止反應(yīng)，其余步驟與測(cè)定AsA含量的反應(yīng)步驟相同。空白對(duì)照用6% 三氯乙酸代替上清液。同樣方法制作標(biāo)準(zhǔn)曲線后，分別計(jì)算AsA和總抗壞血酸含量，DHA含量為二者之差。

圖1 GalLDH超表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻種子的萌發(fā)過(guò)程

2) SOD 活性測(cè)定。

SOD活性測(cè)定參照Prochazkova[18]的方法。稱取0.1 g不同萌發(fā)時(shí)期的水稻種子(含已長(zhǎng)出的芽和根)，分別加入1 mL預(yù)冷的0.05 mg·L-1磷酸緩沖液(pH=7.8)和少量石英砂，冰浴勻漿后，勻漿液在10 000 r·min-1、4 ℃離心15 min，取上清液加入反應(yīng)體系，15 min后于波長(zhǎng)560 nm處測(cè)定OD值。定義吸收值每分鐘變化 1.0 為1個(gè)酶活性單位(U)。

3) POD 活性測(cè)定。

POD活性測(cè)定采用愈創(chuàng)木酚比色法[19]。稱取0.1 g不同萌發(fā)時(shí)期的水稻種子(含已長(zhǎng)出的芽和根)，加入1 mL預(yù)冷的 0.05 mol·L-1磷酸緩沖液(pH=7.8)和少量石英砂，在冰浴中研磨成勻漿，勻漿液在10 000 r·min-1、4 ℃離心10 min，取上清液加入反應(yīng)體系，測(cè)定2 min內(nèi)470 nm處的OD值變化，定義光吸收值每分鐘變化1.0為1個(gè)酶活性單位(U)。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用 Excel 2010 軟件和SPSS 19.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)為3 次測(cè)定平均值 ± SE 表示。平均值間的比較采用單因素方差分析方法 (One-way ANOVA) 。用 SigmaPlot 12.5軟件繪圖。

2 結(jié)果與分析

2.1 種子萌發(fā)率和萌發(fā)表型變化

圖1和表1的結(jié)果顯示，2種培養(yǎng)條件下，GalLDH超表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻(GO-2) 和WT 的種子均在24 h后(0 d)開(kāi)始萌發(fā)，對(duì)照條件下，在0 d、3 d、6 d和9 d時(shí)GO-2種子的萌發(fā)率均顯著高于WT，尤其是在0 d，GO-2種子的萌發(fā)率為34.33%，為WT的1.43倍。此外，對(duì)照條件下的GO-2和WT種子均在3 d時(shí)開(kāi)始大量萌發(fā)，到6 d時(shí)達(dá)到最高峰，分別為98.46%和95.49%。5μmol·L-1的ABA處理后，GO-2和WT種子0 d的萌發(fā)率分別比對(duì)照下降了11.31%和26.22%，差異顯著。此外，ABA處理?xiàng)l件下GO-2和WT種子的萌發(fā)和根芽的生長(zhǎng)在0 d、3 d、6 d和9 d時(shí)均明顯比對(duì)照緩慢(圖1)，而且ABA處理?xiàng)l件下，在0 d和3 d時(shí)，GO-2種子的萌發(fā)率顯著低于WT，兩者的萌發(fā)率均在9 d時(shí)才達(dá)到最高峰，分別為93.02%和92.55%(表1)。

表1 ABA處理對(duì)GalLDH超表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻種子萌發(fā)率的影響

萌發(fā)時(shí)間/dWTWT+ABAGO-2 GO-2+ABA023.90±0.46l21.20±0.66m34.33±0.48j25.33±0.42k378.71±0.54g38.81±0.22 i83.99±0.36f58.52±0.80h695.49±0.51b89.02±0.51d98.46±0.56a87.14±0.44e995.56±0.44b92.55±0.35c98.48±0.36a93.02±0.14c

注:不同字母代表差異顯著(p<0.05)。下同。

2.2 種子萌發(fā)過(guò)程中AsA含量和氧化還原勢(shì)AsA/DHA變化

圖2結(jié)果顯示，0 d時(shí)，對(duì)照條件下的GO-2種子的AsA含量最高，約為0.03 mg·g-1，為WT的1.16倍，而ABA處理?xiàng)l件下GO-2和WT種子的AsA含量均顯著下降至同一水平，分別為對(duì)照的56.63%和67.14%。此外，對(duì)照條件下GO-2和WT種子的AsA含量在0 d至9 d期間呈現(xiàn)相同的變化趨勢(shì)，即均在3 d 時(shí)達(dá)到最高峰，隨之下降，在6 d和9 d時(shí)GO-2的AsA含量分別為WT的1.37倍和1.35倍，差異顯著。而ABA處理?xiàng)l件下GO-2和WT種子的AsA含量也在3 d達(dá)到最高峰后，在6 d回落到對(duì)照的水平，而在9 d時(shí)均顯著高于對(duì)照，分別為對(duì)照的1.12倍和1.29倍。

注: 圖中數(shù)據(jù)均為3次樣品重復(fù)的平均值 ± SE。圖2 GalLDH超表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻種子萌發(fā)過(guò)程中AsA的含量變化

另一方面，對(duì)照條件下，GO-2種子的AsA/DHA在3 d和6 d時(shí)均顯著低于WT，但在9 d時(shí)顯著高于WT。ABA處理?xiàng)l件下的GO-2種子的AsA/DHA則在0 d和9 d時(shí)均顯著高于WT，在3 d和6 d時(shí)均顯著低于WT。另外，0 d時(shí)，ABA處理?xiàng)l件下，GO-2種子的AsA/DHA顯著低于對(duì)照，3 d時(shí)兩者均顯著減低至同一水平，分別為0.25和0.28，無(wú)顯著差異。而在萌發(fā)后期(6 d和9 d)，ABA處理?xiàng)l件下的GO-2種子的AsA/DHA呈現(xiàn)明顯的上升變化，在9 d時(shí)AsA/DHA達(dá)1.05，明顯高于對(duì)照。此外，2種培養(yǎng)條件下，WT種子的AsA/DHA 在0 d至9 d期間呈現(xiàn)相同的變化趨勢(shì)，而且在0 d至3 d時(shí)，ABA處理?xiàng)l件下的WT種子AsA/DHA均顯著低于對(duì)照，但在9 d時(shí)顯著高于對(duì)照(圖3)。

圖3 GalLDH超表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻種子萌發(fā)過(guò)程中氧化還原勢(shì)AsA/DHA的變化

2.3 種子萌發(fā)過(guò)程中SOD和POD活性的變化

在0 d 的GO-2和WT種子內(nèi)均未檢測(cè)到SOD和POD的活性(數(shù)據(jù)未顯示)。從圖4可以看出，3 d至9 d時(shí)，對(duì)照條件下，GO-2種子的SOD活性均顯著低于WT。 ABA處理?xiàng)l件下，GO-2種子的SOD活性在3 d和9 d時(shí)均顯著低于WT，尤其是在3 d時(shí)，僅為WT的66.44%，而在6 d時(shí)，GO-2種子的SOD活性顯著高于WT，為WT的1.44倍。此外，ABA處理?xiàng)l件下，GO-2和WT種子在3 d時(shí)的SOD活性與對(duì)照相比均有提高，其中處理后的WT種子SOD活性為對(duì)照的1.73倍。此外，ABA處理后的WT種子的SOD活性在6 d和9 d時(shí)與對(duì)照相比顯著下降，尤其是在6 d時(shí)，僅為對(duì)照的68.55%，而ABA處理后的GO-2種子在6 d時(shí)SOD活性與對(duì)照無(wú)顯著差異，在9 d時(shí)則高于對(duì)照。

圖5結(jié)果顯示，3 d時(shí)，對(duì)照條件下，WT種子的POD活性顯著低于GO-2，為GO-2的78.40%，ABA處理后，WT種子的POD活性與對(duì)照無(wú)顯著差異，而GO-2種子的POD活性顯著上升，為對(duì)照的1.24倍。此外，對(duì)照條件下，WT種子的POD活性在6 d和9 d時(shí)都保持在較高的水平，6 d時(shí)為GO-2的1.21倍，9 d時(shí)與GO-2無(wú)顯著差異。ABA處理后，在6 d時(shí)WT和GO-2種子的POD活性與對(duì)照相比均顯著降低，分別降低至對(duì)照的82.50%和74.55%，而在9 d時(shí)只有GO-2下降至對(duì)照的62.94%，差異顯著。

圖4 GalLDH超表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻種子萌發(fā)過(guò)程中SOD活性的變化

圖5 GalLDH超表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻種子萌發(fā)過(guò)程中POD活性的變化

3 討 論

AsA在種子萌發(fā)過(guò)程中起著非常重要的作用，作為小分子抗氧化劑，AsA不但能夠有效清除細(xì)胞中的活性氧，還能提高植物的抗逆性，促進(jìn)植物的生長(zhǎng)[10]。已有實(shí)驗(yàn)證實(shí)，GalLDH是AsA生物合成途徑最后一步的關(guān)鍵酶，在調(diào)控高等植物內(nèi)源AsA含量中起重要作用[12]。前期的研究結(jié)果顯示，抑制水稻GalLDH的表達(dá)后，AsA缺失轉(zhuǎn)基因植株GI-1和GI-2葉片的CO2同化率與野生型相比下降了50%～60%，葉片的Rubisco蛋白含量明顯降低，僅分別為野生型的20%和70%，結(jié)實(shí)率也明顯下降，空癟粒增多[20]，而GalLDH超表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻植株GO-2(植株葉片AsA含量上升約20%)葉片的CO2同化率與野生型相近, 但分蘗期和灌漿期葉片的Rubisco蛋白含量顯著高于野生型, 成熟籽粒的堊白度下降明顯，僅為野生型的66%[16]。

研究發(fā)現(xiàn)，外源AsA處理能夠提高植物種子的萌發(fā)率，但對(duì)于不同植物，外源AsA對(duì)種子萌發(fā)的促進(jìn)存在不同最佳濃度，如0.5 mmol·L-1AsA處理對(duì)黃芩(Scutellariabaicalensis)種子萌發(fā)的促進(jìn)作用最明顯，濃度過(guò)高反而起抑制作用[21]。尚瑞廣等研究表明，在瑪咖(LepidummeyeniiWalp.)陳種子萌發(fā)過(guò)程中，添加外源AsA的最佳濃度為300 mg·L-1，濃度過(guò)高會(huì)使種子的呼吸作用增強(qiáng)，種子的活力受到抑制[22]。本研究中GalLDH超表達(dá)轉(zhuǎn)基因水稻(GO-2)種子的內(nèi)源AsA含量比WT提高約20%(圖2)，萌發(fā)率也顯著高于WT(表1)，這與前人報(bào)道通過(guò)外源施加AsA的結(jié)果一致，充分說(shuō)明內(nèi)源AsA含量的增加確實(shí)有助于提高水稻種子的萌發(fā)率。近年來(lái)的相關(guān)研究表明，在生理成熟期后的脫水階段，ABA參與了種子活力的形成，增加了種子對(duì)逆境的適應(yīng)能力[23-24]。研究發(fā)現(xiàn)，ABA溶液浸種對(duì)白粒小麥種子萌發(fā)具有明顯的抑制作用，濃度為80～100 mg·L-1的ABA處理能延緩白粒小麥萌發(fā)2 d以上，ABA處理后白粒小麥幼苗的AsA含量明顯高于對(duì)照[25]。另有研究結(jié)果顯示，用5μmol·L-1的ABA處理去殼水稻種子48 h后，種子的AsA含量顯著低于對(duì)照水平[26]；5～50μmol·L-1ABA處理對(duì)水稻種子萌發(fā)過(guò)程中根和芽的生長(zhǎng)速率具有顯著的抑制作用[27]；濃度>5 mg·L-1的ABA對(duì)水稻種子和根、芽的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)具有明顯的抑制作用[28]；10 mg·L-1ABA 處理則嚴(yán)重抑制種子萌發(fā)和地上部伸長(zhǎng)生長(zhǎng)[29]。ABA和GA是調(diào)節(jié)植物生長(zhǎng)發(fā)育的重要激素，分別具有抑制和促進(jìn)植物生長(zhǎng)的作用，AsA作為GA生物合成途徑中酶的底物，參與調(diào)控水稻種子的萌發(fā)[30]。王熹等研究發(fā)現(xiàn)，用ABA 處理后水稻種子呼吸峰滯后并有所下降，種子發(fā)芽受到抑制，芽谷中內(nèi)源GA1無(wú)顯著變化[31]。本研究中，5μmol·L-1的ABA處理后，GO-2和WT水稻種子的萌發(fā)率顯著低于對(duì)照，在萌發(fā)前期(0 d和3 d)，ABA處理對(duì)WT種子萌發(fā)的抑制作用更為顯著(圖1，表1)。ABA處理后WT和GO-2種子的AsA含量在0 d(ABA處理24 h)時(shí)顯著低于對(duì)照水平，而在萌發(fā)后期(9 d)明顯高于對(duì)照(圖2)，分別與前人以水稻種子[26]和白粒小麥[25]為研究材料的研究結(jié)果相近。林程等研究發(fā)現(xiàn)，ABA和GA比值越高，水稻種子發(fā)芽能力越弱[32]。本研究結(jié)果表明，5μmol·L-1的ABA能有效抑制水稻去殼種子的萌發(fā)，而內(nèi)源AsA含量的提高可能打破了萌發(fā)相關(guān)的激素(ABA和GA)之間的平衡，提高了種子的萌發(fā)率。

AsA可通過(guò)清除ROS來(lái)減輕種子在自然失水和萌發(fā)條件下所產(chǎn)生的氧化脅迫[11]。研究發(fā)現(xiàn)，正常種子在干燥失水之前合成小分子抗氧化劑AsA，用于抵抗種子內(nèi)部由于干燥所觸發(fā)的氧化脅迫。當(dāng)種子吸水后，種胚中含有的DHA和大量DHA還原蛋白快速生成AsA， AsA便開(kāi)始積累[33]。隨著種子的萌發(fā)和根芽的伸長(zhǎng)，當(dāng)植物細(xì)胞中AsA生物合成途徑的酶被激活合成AsA后，還原蛋白活性開(kāi)始下降[34]。在本研究中，ABA處理和對(duì)照條件下GO-2種子的AsA含量在3 d時(shí)與0 d時(shí)相比大幅提高(圖2)，但其氧化還原勢(shì)AsA/DHA卻在3 d時(shí)急劇下降(圖3)，說(shuō)明2種培養(yǎng)條件下的GO-2種子均在3 d時(shí)合成了較多的DHA，總AsA含量明顯高于WT，造成氧化還原勢(shì)AsA/DHA顯著降低。

另一方面，SOD和POD是植物體內(nèi)酶促活性氧自由基清除系統(tǒng)的重要成員，它們的活性大小與作物的抗逆性密切相關(guān)[35]。SOD可以催化超氧自由基的歧化反應(yīng)，其活性與高等植物的抗逆性和植株的衰老有密切關(guān)系[36]。正常情況下，生物體總是不斷地產(chǎn)生少量超氧陰離子，而SOD在不斷地將其清除，外界因子誘導(dǎo)SOD合成量增加的現(xiàn)象已有較多報(bào)道。黃益洪等認(rèn)為，ABA浸種處理后白粒小麥幼苗葉片的SOD 酶活性增強(qiáng)[25]。本研究結(jié)果顯示，對(duì)照條件下的WT種子在萌發(fā)期3 d至9 d的SOD活性均比GO-2高，這可能與GO-2種子AsA含量的上調(diào)有關(guān)(圖4，圖2)。另外，不同萌發(fā)時(shí)期ABA處理和對(duì)照條件下的GO-2種子的SOD活性比較接近，但在6 d時(shí)與3 d時(shí)相比均有較大幅度的提高(圖4)，這有可能與6 d時(shí)GO-2種子中AsA含量的回落(圖2)以及氧化還原勢(shì)AsA/DHA的提高(圖3)有關(guān)系。另外，對(duì)照條件下的GO-2和WT種子的POD活性變化與SOD活性的變化相同，均為萌發(fā)初期低于后期，而ABA處理后GO-2種子和WT種子的POD活性呈現(xiàn)出萌發(fā)初期高于后期的變化，與SOD活性的變化相反；同樣，ABA處理后WT種子的POD活性變化也與SOD活性的變化相反，但為萌發(fā)初期低于后期(圖4，圖5)。以上研究結(jié)果說(shuō)明，不同內(nèi)源AsA含量水稻種子的SOD和POD對(duì)ABA處理存在不同的響應(yīng)機(jī)制。已有研究報(bào)道，不同含水量的水稻種子經(jīng)5 ℃貯藏12個(gè)月后，SOD和POD活性變化與種子活力變化整體一致，種子活力越低，POD和SOD活性也相對(duì)較低。POD是種子萌發(fā)期間的重要酶，主要作用是清除 H2O2，降低氧化作用對(duì)生物膜造成損傷，維持種子活力[2]。朱世楊和洪德林的研究結(jié)果表明： SOD、POD和CAT與種子活力極顯著正相關(guān)[37]。而鐘希瓊等對(duì)7個(gè)自然老化的水稻品種的研究認(rèn)為，種子活力指標(biāo)與POD和CAT 活性的差異不呈線性相關(guān)[38]。

綜上所述，正常培養(yǎng)條件下，GO-2種子的內(nèi)源AsA含量顯著高于WT，萌發(fā)率也顯著高于WT，說(shuō)明在一定范圍內(nèi)提高水稻種子內(nèi)源AsA的含量有利于增強(qiáng)種子活力，提高種子萌發(fā)率。此外，ABA處理對(duì)萌發(fā)前期WT種子萌發(fā)的抑制作用更為明顯，說(shuō)明內(nèi)源AsA含量與水稻種子萌發(fā)過(guò)程密切相關(guān)，內(nèi)源AsA含量的提高可能打破了萌發(fā)相關(guān)的激素之間的平衡，提高了種子的萌發(fā)率。在種子的萌發(fā)過(guò)程中GO-2和WT中的SOD和POD活性大小、變化以及對(duì)外源ABA的響應(yīng)存在差異，說(shuō)明內(nèi)源AsA與抗氧化酶系統(tǒng)共同參與調(diào)控水稻種子的萌發(fā)，進(jìn)一步證實(shí)了內(nèi)源AsA在水稻種子活力保持以及種子萌發(fā)中的重要作用，但AsA含量上調(diào)的GO-2種子中SOD和POD活性對(duì)外源ABA如何響應(yīng)，這些酶的活性又是受什么基因的控制或影響等，有待進(jìn)一步的深入探討。