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        橄欖種子休眠生理與層積效應(yīng)

        2021-08-04 17:53:17葉清華王威謝倩陳清西
        熱帶作物學(xué)報(bào) 2021年6期
        關(guān)鍵詞:內(nèi)源激素發(fā)芽層積

        葉清華 王威 謝倩 陳清西

        摘? 要:探究橄欖種子休眠生理與層積對(duì)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響效應(yīng),為橄欖及其他核果類果樹(shù)種子休眠生理研究和種苗繁育提供參考。以未層積種子(層積0 d)為對(duì)照,對(duì)橄欖種子進(jìn)行不同時(shí)間(每10 d一處理,共10個(gè)處理)的層積處理,研究橄欖種子在層積過(guò)程中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、激素水平等生理生化變化,以及不同層積時(shí)間種子的萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)情況。結(jié)果表明:層積處理縮短了橄欖種子發(fā)芽啟動(dòng)時(shí)間,對(duì)橄欖種子萌發(fā)均有促進(jìn)作用。層積90 d和100 d的橄欖種子發(fā)芽率最高,均為82.22%,比CK種子(53.33%)高54.17%,發(fā)芽指數(shù)也顯著高于其他處理時(shí)間,層積100 d的橄欖種子發(fā)芽指數(shù)是CK的8.5倍(P<0.05)。層積能提高橄欖幼苗地上部生物量,以90、100 d處理的橄欖幼苗生長(zhǎng)最好。橄欖種子的主要營(yíng)養(yǎng)貯藏物質(zhì)是粗脂肪(70.85%~81.67%),在層積過(guò)程中呈先升后降的趨勢(shì)。新鮮橄欖種子(CK)中ABA含量較高(16.64 ng/g),而GA3未檢測(cè)到。隨層積時(shí)間延長(zhǎng),ABA與SA含量快速下降,GA3含量增加,IAA/ABA升高,利于種子休眠解除。層積處理橄欖種子有利于其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)達(dá)到萌發(fā)所需水平,加快內(nèi)源激素變化,促進(jìn)種子發(fā)芽和幼苗地上部生長(zhǎng),以層積90~100 d最佳。

        關(guān)鍵詞:橄欖;層積;內(nèi)源激素;營(yíng)養(yǎng)物質(zhì);休眠;發(fā)芽

        中圖分類號(hào):Q945.35;S667.5????? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

        Dormancy Physiology and Stratification Effects of Chinese Olive [Canarium album (Lour.) Raeusch.] Seeds

        YE Qinghua, WANG Wei, XIE Qian, CHEN Qingxi

        College of Horticulture, Fujian Agriculture and Forestry University, Fuzhou, Fujian 350002, China

        Abstract: The objective of the work was to explore the dormancy physiological of Chinese olive [Canarium album (Lour.) Raeusch.] seeds and the effects of stratification on seed germination and seedling growth, and to provide references for seed physiology research and seedling breeding of Chinese olive and other stone fruit trees. Unstratified seeds (stratified for 0 d) were used as the control (CK), and the relevant indicators of the seeds with different stratification treatments (every 10 days as a treatment, a total of 10 treatments) were determined to study the physiological and biochemical changes of nutrients, hormone levels, the germination, and seedling growth. Results showed that the stratification treatment could shorten the initiation time of germination, different stratification treatments promoted the germination of Chinese olive seed. The germination rate of the stratified seeds was significantly higher than that of the unstratified (CK) seeds. The germination rate of the Chinese olive seeds with 90 d and 100 d stratification was the highest (82.22%), which was 54.17% higher than that of CK (53.33%). The germination index of 90 d and 100 d stratification was also significantly higher than that of other treatments. The germination index of stratified for 100 d was 8.5 times that of the CK seeds (P<0.05). By considering the growth of the Chinese olive seedlings, the stratification treatment could improve the biomass of the aboveground part. The Chinese olive seedlings with 90 d and 100 d stratification treatment grew best. The main nutrient storage substance of Chinese olive seed was crude fat (70.85%~81.67%), which tended to rise first and then fall during the stratification process. ABA content in the fresh Chinese olive seed was the highest (16.64 ng/g), while GA3 was not detected. With the prolongation of the stratification time, the content of ABA and SA decreased rapidly, while the GA3 content and IAA/ABA increased, which was beneficial to the release from seed dormancy. As a result, stratification is advantageous for Chinese olive seeds to reach the required nutritional level for germination, accelerate endogenous hormone changes, promote seed germination and aboveground part growth of seedlings, and 90~100 days stratification treatment for C.album is the best solution for practical seedling breeding.

        Keywords: Chinese olive [Canarium album (Lour.) Raeusch.]; stratification; endogenous hormone; nutrient substance; dormancy; germination

        DOI: 10.3969/j.issn.1000-2561.2021.06.020

        橄欖[Canarium album (Lour.) Raeusch.]為分布于熱帶、亞熱帶地區(qū)的常綠果樹(shù)[1-2],果實(shí)富含酚類化合物和萜類物質(zhì),在抗氧化、清除自由基、抑菌、抗病毒方面作用顯著[3-5]。目前,橄欖砧木培育多為實(shí)生繁育,種子存在明顯的休眠期,生產(chǎn)上通常采用橄欖果實(shí)自然腐爛或?qū)ΨN子進(jìn)行層積處理,破除休眠。研究表明,未層積或置于自然通風(fēng)處的橄欖種子出苗率僅為36.3%和4.5%,自然腐爛或?qū)臃e后的橄欖種子發(fā)芽率可達(dá)76.7%和69.3%[6-7]。橄欖種子存在發(fā)芽率低,對(duì)脫水敏感,幼苗出苗時(shí)間不一致、長(zhǎng)勢(shì)參差不齊等問(wèn)題[7],極大地限制了橄欖的種苗繁育和品種選育進(jìn)程。

        種子休眠是植物在長(zhǎng)期進(jìn)化中形成的一種生態(tài)適應(yīng)性,但在生產(chǎn)上卻降低了種子的利用價(jià)值,播種時(shí)休眠會(huì)降低種子發(fā)芽率、影響出苗整齊度,并嚴(yán)重制約大規(guī)模常規(guī)育種和種苗生產(chǎn)[8-9],尤其是核果類果樹(shù)等的種子,如何解除果樹(shù)種子休眠是當(dāng)今生物學(xué)和農(nóng)學(xué)研究的熱點(diǎn)之一,而種子休眠的生理機(jī)制更是被眾多研究者關(guān)注。層積處理是解除休眠最常用的方法,使種子在此期間內(nèi)完成一系列生理變化和后熟過(guò)程,縮短發(fā)芽時(shí)間,提高發(fā)芽整齊度和發(fā)芽率,如桃[10]、核桃[11]、開(kāi)心果[12]、蘋(píng)果[13]、黃櫨[14]、茶樹(shù)[15]等的種子利用低溫層積處理催芽較為有效。

        目前,橄欖種子在實(shí)際生產(chǎn)中采用冬季層積處理,翌春播種。然而,其休眠期間的生理生化變化尚不明確,且不同層積時(shí)間對(duì)種子萌發(fā)及種苗生長(zhǎng)是否有影響亦不得而知。故本研究對(duì)橄欖種子進(jìn)行濕沙層積,研究橄欖種子在層積過(guò)程中的休眠生理及層積對(duì)種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的效應(yīng),旨在了解橄欖種子休眠解除的生理代謝及萌發(fā)特性,對(duì)橄欖實(shí)生繁育及種苗生產(chǎn)具有重要意義,亦能為其他果樹(shù)種子的休眠生理研究等提供一定參考。

        1? 材料與方法

        1.1? 材料

        以福建省橄欖主栽品種‘長(zhǎng)營(yíng)為試材,采集11月份成熟果實(shí),剔除病蟲(chóng)果、畸形果,取出種子洗凈備用。

        1.2? 方法

        1.2.1? 層積處理? 于2015年11月至2016年4月在設(shè)施大棚內(nèi)進(jìn)行模擬冬季層積處理試驗(yàn),當(dāng)?shù)厝諝鉁厝鐖D1所示。在長(zhǎng)寬高=1.2 m1.2 m 1.0 m的木箱內(nèi),以含水60%的河沙(用手緊握河沙,可成團(tuán)而不滴水為度)進(jìn)行種子層積。木箱底部有透水孔,底層沙厚20~30 cm;頂層沙厚20~30 cm,覆蓋薄膜;中部為蒸餾水吸脹(24 h)后的橄欖種子1層、河沙1層,如此相間堆放5~7層。層積期間,及時(shí)噴水保濕。于層積0 d(對(duì)照,CK)、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100 d取出種子,洗凈。其中敲取至少200顆果核內(nèi)的種胚,液氮處理后,保存于?80 ℃冰箱,用于相關(guān)指標(biāo)測(cè)定,重復(fù)3次;另取90顆平播于苗床河沙中,覆沙2 cm,萌發(fā)期間,保證種子的光照、澆水等管理措施一致,田間持水量為70%~ 80%。觀測(cè)記錄不同層積時(shí)間橄欖種子萌發(fā)情況,計(jì)算發(fā)芽啟動(dòng)時(shí)間、發(fā)芽持續(xù)時(shí)間、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)。發(fā)芽結(jié)束20 d后,取正常生長(zhǎng)的幼苗10株,測(cè)定幼苗生長(zhǎng)量。每處理3次重復(fù)。

        1.2.2? 橄欖種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)測(cè)定? 發(fā)芽啟動(dòng)時(shí)間為種子播種到第一顆種子開(kāi)始萌發(fā)所需時(shí)間,發(fā)芽持續(xù)時(shí)間為第一顆種子開(kāi)始萌發(fā)至發(fā)芽結(jié)束時(shí)的總天數(shù)[15]。由于橄欖種子具有0~4個(gè)胚[17],能萌發(fā)0~4株幼苗不等,故只要種子有一胚軸伸出土?xí)r,即認(rèn)定該種子為發(fā)芽種子。當(dāng)連續(xù)3 d每天的發(fā)芽率不超過(guò)重復(fù)粒數(shù)1%時(shí)即認(rèn)為發(fā)芽結(jié)束。發(fā)芽率是衡量種子發(fā)芽能力的指標(biāo),發(fā)芽指數(shù)是種子活力指標(biāo),分別按以下公式計(jì)算[18]:

        發(fā)芽率(GR,germination rate)=n/N100%

        發(fā)芽指數(shù)(GI,germination index)=(Gt/Dt)

        其中,n為發(fā)芽種子數(shù),N為供試種子數(shù),Gt為t日內(nèi)的發(fā)芽數(shù),Dt為相對(duì)應(yīng)的種子發(fā)芽天數(shù)。

        橄欖幼苗株高、莖粗分別用尺子、游標(biāo)卡尺進(jìn)行測(cè)量;葉面積采用掃描法測(cè)量;用電子天平測(cè)定地上部和地下部根系鮮重。

        1.2.3? 橄欖種子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量的測(cè)定? 種子可溶性總糖(蒽酮比色法)、可溶性蛋白質(zhì)(考馬斯亮藍(lán)法)、粗脂肪(索氏提取法)含量測(cè)定參照王學(xué)奎[19]的方法。

        1.2.4? 橄欖種子內(nèi)源激素含量的測(cè)定? 內(nèi)源激素赤霉素(GA3)、脫落酸(ABA)、生長(zhǎng)素(IAA)、水楊酸(SA)含量采用超高效液相色譜質(zhì)譜法(UPLC-MS)測(cè)定。

        (1)激素提取:將種子樣品用液氮研磨,加入70%甲醇和同位素內(nèi)標(biāo)激素,4 ℃超聲提取30 min,上清液離心濃縮后,用Oasis MCX柱進(jìn)行固相萃取,萃取樣品進(jìn)行上機(jī)測(cè)定。

        (2)測(cè)定:采用Waters XEVO-TQS高效液相色譜儀進(jìn)行測(cè)定,色譜柱為Waters BEH C18(100 mm×2.1 mm 1.7 μm);柱溫:40 ℃;流動(dòng)相A:5 mmol/L甲酸銨水溶液,流動(dòng)相B:甲醇;洗脫程序:0~13 min,5%~100%B;13~17 min,100%B;17~20 min,100%~5%B;進(jìn)樣體積:5 μL;流速:0.3 mL/min。條件如下:正離子模式參數(shù):毛細(xì)管電壓1.00 kV;錐孔電壓30 V;離子源溫度150 ℃;錐孔氣流量150 L/Hr;脫溶劑氣流量800 L/Hr;脫溶劑氣溫度400 ℃。負(fù)離子模式參數(shù):毛細(xì)管電壓1.00 kV;錐孔電壓30 V;離子源溫度150 ℃;錐孔氣流量150 L/Hr;脫溶劑氣流量800 L/Hr;脫溶劑氣溫度400 ℃。

        1.3? 數(shù)據(jù)處理

        數(shù)據(jù)采用Excel 2016軟件處理,Graph prism 7.0軟件制圖,利用SPSS 19.0軟件進(jìn)行單因素方差(ANOVA)分析,用LSD檢驗(yàn)法對(duì)顯著性差異(P<0.05)進(jìn)行多重比較,數(shù)據(jù)表示為平均值標(biāo)準(zhǔn)誤差。

        2? 結(jié)果與分析

        2.1? 層積處理對(duì)橄欖種子萌發(fā)的影響

        由不同層積處理的橄欖種子萌發(fā)時(shí)間(表1)可知,發(fā)芽啟動(dòng)時(shí)間隨層積時(shí)間增加而縮短。層積時(shí)間越長(zhǎng),則發(fā)芽啟動(dòng)所需時(shí)間越短,層積100 d種子,播種后15 d開(kāi)始萌發(fā),比0 d種子縮短了105 d。而各處理發(fā)芽持續(xù)時(shí)間差異不大(25~30 d)。將層積時(shí)間與萌發(fā)啟動(dòng)時(shí)間相加,即萌發(fā)啟動(dòng)所需總天數(shù),以層積至發(fā)芽結(jié)束的時(shí)間為橫坐標(biāo),觀察不同處理的種子萌發(fā)過(guò)程(圖2),可知,橄欖種子從層積處理需經(jīng)過(guò)115~125 d開(kāi)始萌發(fā),145~150 d萌發(fā)結(jié)束。其中,層積60、80、90、100 d處理的種子在145 d即可提早結(jié)束發(fā)芽,且具有較大出苗數(shù)(>80株)。從萌發(fā)過(guò)程看,層積90、100 d出苗時(shí)間短而集中,具有較好效果。

        由圖3可知,層積處理10~100 d對(duì)橄欖種子萌發(fā)均有促進(jìn)作用,萌發(fā)率顯著高于CK種子。其中,層積90 d和100 d的發(fā)芽率最高,均為82.22%,比CK(53.33%)高出54.17%。由于橄欖種子發(fā)芽啟動(dòng)天數(shù)較長(zhǎng),故發(fā)芽指數(shù)較一般種子低,僅為0.15~1.29,但隨著層積時(shí)間增加,發(fā)

        芽指數(shù)逐漸上升。層積90、100 d時(shí),發(fā)芽指數(shù)迅速升高,顯著高于其他時(shí)期(P<0.05),100 d時(shí)達(dá)最高,為CK的8.5倍,表明該時(shí)期的種子活力高。

        2.2? 層積處理對(duì)橄欖種苗生長(zhǎng)的影響

        不同層積時(shí)間橄欖種苗生長(zhǎng)情況如表2,幼苗株高在10.96~12.78 cm范圍內(nèi),以層積70、90、100 d最高,顯著高于CK(P<0.05);不同處理幼苗莖粗在1.69~2.11 mm范圍內(nèi),總體差異不大;而幼苗葉面積、地上部鮮重均以層積100 d最大,分別比CK高出45.13%、31.57%(P<0.05);而層積時(shí)間長(zhǎng)短對(duì)地下部生長(zhǎng)影響不大。表明,層積處理能提高橄欖幼苗地上部生物量水平,以100 d處理的橄欖幼苗生物量最多,植株生長(zhǎng)最好,而90 d與100 d處理的幼苗總體差異不顯著。

        2.3? 層積過(guò)程中橄欖種子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)變化

        糖類、蛋白質(zhì)和脂肪是種子休眠解除和萌發(fā)的重要營(yíng)養(yǎng)來(lái)源,由圖4可知,橄欖種子主要貯藏營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為粗脂肪,含量達(dá)70.85%~81.67%。層積過(guò)程中,其可溶性糖含量相對(duì)穩(wěn)定;而蛋白質(zhì)含量整體處于升-降-升-降趨勢(shì),層積50 d時(shí)最高,顯著高于50 d之前(P<0.05),比新鮮種子(0 d)的蛋白含量高出21.36%,而后下降。粗脂肪隨層積時(shí)間延長(zhǎng)呈先升后降趨勢(shì),層積50 d時(shí),含量最高,比新鮮種子(0 d)顯著高出15.27%,隨后呈現(xiàn)逐步降低趨勢(shì)。

        2.4? 層積過(guò)程中橄欖種子內(nèi)源激素的變化

        植物激素在種子的休眠與萌發(fā)中起到重要作

        用,由圖5可知,新鮮橄欖種子中ABA含量較高(16.64 ng/g),分別是IAA、SA的43.29、3.74倍。隨層積時(shí)間延長(zhǎng),ABA與SA趨勢(shì)相同,含量快速下降后趨于平緩。ABA與SA含量降低,解除了其對(duì)橄欖種子休眠的抑制作用。而IAA含量總體較低,首先下降,后期波動(dòng)變化。新鮮種子未檢測(cè)到GA3,而層積過(guò)程中GA3含量變化為雙峰趨勢(shì),層積30 d、90 d時(shí)具有極大值。

        種子休眠解除與否除了與激素的絕對(duì)含量有關(guān)外,也與激素間的平衡有關(guān)[20]。由圖6可知,層積過(guò)程中,SA/ABA表現(xiàn)為先升后降再升趨勢(shì),而IAA/ABA整體呈上升趨勢(shì),有利于種子休眠解除;GA3/ABA與GA3趨勢(shì)相近,在層積30 d及90 d時(shí)有極大值。

        3? 討論

        層積處理是一種廣泛使用且有效的打破種子休眠的方法,層積處理期間,種子抑制物含量下降,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)達(dá)到一定水平,種胚發(fā)育后熟,有助于打破桃[10]、蘋(píng)果[13]、歐洲李[21]等核果類果樹(shù)種子的生理休眠,為發(fā)芽提供了有利條件。本研究表明,層積處理能在不同程度上提高橄欖種子發(fā)芽率,但不同層積時(shí)間對(duì)發(fā)芽率影響各有不同,以層積90 d、100 d處理最高(82.22%),比未層積(53.33%)的種子高出54.17%。對(duì)發(fā)芽指數(shù)影響更為明顯,表明層積時(shí)間越長(zhǎng),種子活力越高。雖然層積10 d與層積100 d的種子發(fā)芽率差異不顯著,但層積100 d種子發(fā)芽指數(shù)顯著高于層積10 d的種子,且發(fā)芽啟動(dòng)天數(shù)縮短了96 d,表明層積100 d的橄欖種子發(fā)芽集中、迅速而整齊。層積處理對(duì)幼苗株高和葉面積有一定促進(jìn)作用,從而增大了地上部鮮重,層積90 d、100 d處理效果較好。層積時(shí)間越長(zhǎng),發(fā)芽啟動(dòng)所需時(shí)間越短,表明層積處理能加快橄欖種子發(fā)芽啟動(dòng)。本試驗(yàn)是模擬冬季層積,與實(shí)際貼合,可為生產(chǎn)實(shí)踐提供一定參考。對(duì)于休眠機(jī)理方面,雖控制所有種子的溫濕及管理?xiàng)l件一致,但可能涉及的生物鐘和溫周期效應(yīng)應(yīng)在未來(lái)研究中加以深入。

        層積的濕沙環(huán)境給橄欖種子提供了一個(gè)繼續(xù)完成生理后熟的環(huán)境條件,有利于大分子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行水解與轉(zhuǎn)化。碳水化合物、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等主要貯藏物質(zhì)是大多數(shù)種子休眠解除,促進(jìn)萌發(fā)生長(zhǎng)必需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和幼苗早期生長(zhǎng)的能量來(lái)源[22]。當(dāng)種子從休眠狀態(tài)進(jìn)入吸脹萌動(dòng)階段,細(xì)胞內(nèi)部發(fā)生一系列生理生化變化,生長(zhǎng)首先動(dòng)用胚或胚軸中的可溶性糖和蛋白質(zhì),而后貯藏組織中的大分子物質(zhì)(貯藏蛋白、脂肪等),在其相關(guān)代謝酶(蛋白酶、脂肪酶等)的催化作用下被分解成可溶性小分子,然后輸送到胚的生長(zhǎng)部位被繼續(xù)分解和利用。而種子貯藏物質(zhì)對(duì)休眠解除和萌發(fā)的影響取決于儲(chǔ)備量和植物種類,如藜、苜蓿種子的發(fā)芽與可溶性糖含量正相關(guān)[23],蛋白質(zhì)在豆科植物種子萌發(fā)期間起動(dòng)員作用[24],向日葵種子萌發(fā)期間,油酸和蛋白質(zhì)含量均顯著降低[25]。層積對(duì)種子內(nèi)部營(yíng)養(yǎng)代謝環(huán)節(jié)方面有很好的促進(jìn)作用[26, 27]。成熟和休眠的種子中存在貯藏油脂分解代謝所需的多種酶,在擬南芥和油菜種子發(fā)育過(guò)程中,脂質(zhì)顯著分解,在種子成熟最后階段,油含量下降,控制種子休眠進(jìn)程[28]。而脂肪水解釋放出脂肪酸和甘油,并經(jīng)歷進(jìn)一步的分解代謝以提供能量和碳骨架用作呼吸的底物,促進(jìn)種子發(fā)芽生長(zhǎng)。橄欖種子生理代謝物質(zhì)以脂肪為主,其他物質(zhì)含量較低。被子植物種子的主要貯藏脂類是三?;视停═riacylglycerols,TAGs),是碳源和能量的高效儲(chǔ)備來(lái)源,為種子發(fā)芽提供能量。種子TAGs合成于質(zhì)體外,可能與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和油體有關(guān),而脂肪酸則在質(zhì)體中合成,質(zhì)體中產(chǎn)生的脂肪酸并不總能立即用于TAG的生物合成。而且,對(duì)于不同物種,油體在種子不同組織中的豐度和位置也有很大差異[29, 30]。本研究層積處理早期,橄欖種子粗脂肪含量首先上升,可能與油體位置和脂質(zhì)在種子不同部位間的轉(zhuǎn)移有關(guān),或新鮮種子中的游離脂肪酸含量較高,層積處理前期先將脂肪酸轉(zhuǎn)化為T(mén)AGs進(jìn)行貯藏,完成生理后熟作用。后續(xù)可測(cè)定游離脂肪酸、脂肪合成酶、?;D(zhuǎn)移酶等相關(guān)酶活性進(jìn)一步深入研究。

        植物激素參與種子休眠與萌發(fā)的調(diào)控,如萌發(fā)促進(jìn)物質(zhì)赤霉素、細(xì)胞分裂素和萌發(fā)抑制物質(zhì)脫落酸之間的相互作用決定種子的休眠與萌發(fā),愈來(lái)愈多研究表明種子休眠不僅由多種激素調(diào)節(jié),也與激素間的平衡關(guān)系以及細(xì)胞對(duì)激素的敏感性有關(guān)[31-34]。其中,ABA和GA是主要激素,ABA/GA平衡決定了種子命運(yùn),高內(nèi)源ABA和低水平GA導(dǎo)致種子休眠和出苗率低,ABA參與GA生物合成的抑制作用,而GA也負(fù)反饋調(diào)節(jié)ABA生物合成[35]。種子不同組織部位在決定發(fā)芽方面具有不同作用,ABA主要在胚乳中產(chǎn)生,然后由特定轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白輸出到胚中,而休眠解除期間GA由胚產(chǎn)生,引發(fā)儲(chǔ)存在種子中的碳水化合物分解代謝[32]。因此,種子中的激素水平不僅取決于激素的生物合成和分解代謝,也與激素及其前體在種子中不同組織部位的轉(zhuǎn)運(yùn)有關(guān)。在橄欖種子中,高濃度ABA及低濃度GA是導(dǎo)致其休眠的主要因素,新鮮種子含有豐富的ABA,而未檢測(cè)到GA3。層積處理促進(jìn)了萌發(fā)促進(jìn)性激素(GA3)水平的提高,降低了萌發(fā)抑制性激素(ABA、SA)含量,增大GA3/ABA、IAA/ABA,提高了種子激素代謝活動(dòng)。隨層積時(shí)間延長(zhǎng),ABA降低,為其他內(nèi)源激素發(fā)揮作用提供環(huán)境條件。而GA濃度在整個(gè)層積過(guò)程中呈現(xiàn)雙峰趨勢(shì),可能與其生物合成基因GA3ox及信號(hào)傳導(dǎo)的DELLA蛋白等有關(guān)[36]。研究表明,生長(zhǎng)素IAA與ABA信號(hào)通路發(fā)生串?dāng)_[37],橄欖種子層積后期,IAA含量波動(dòng)變化,而IAA/ABA隨著層積時(shí)間的延長(zhǎng)呈上升趨勢(shì),對(duì)萌發(fā)具有促進(jìn)作用,與紅豆杉種子相類似[27]。SA是一種與各種防御途徑相關(guān)的植物激素,能夠抑制種子發(fā)芽[38]。層積后的橄欖種子SA與ABA變化趨勢(shì)相同,SA的降低使種子休眠得到解除。除了植物激素外,其他內(nèi)源信號(hào)因子如活性氧(ROS)[39-40]、一氧化氮(NO)[13]和光[41]、溫度[42]等環(huán)境因子也會(huì)影響ABA和GA之間的平衡,進(jìn)而影響種子的休眠和萌發(fā)。

        4? 結(jié)論

        橄欖種子主要貯藏的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)為粗脂肪,高濃度ABA和低濃度的GA3導(dǎo)致了種子休眠。層積處理有利于橄欖種子營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)提高達(dá)到萌發(fā)所需水平,促進(jìn)內(nèi)源激素轉(zhuǎn)化,利于種子萌發(fā);同時(shí),對(duì)橄欖幼苗地上部生長(zhǎng)具有一定促進(jìn)作用。與未層積相比,層積處理90、100 d能加快橄欖種子發(fā)芽啟動(dòng),提高發(fā)芽指數(shù),使種子發(fā)芽迅速而整齊,幼苗生長(zhǎng)效果最佳。從實(shí)際生產(chǎn)的角度考慮,對(duì)橄欖種子先進(jìn)行層積處理90~100 d后再播種,與直接播種相比,能夠節(jié)約管理成本與勞動(dòng)強(qiáng)度,是橄欖實(shí)生苗繁育及種苗生產(chǎn)較為便捷有效的措施。

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        責(zé)任編輯:白? 凈

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