東北地理所揭示野生植物種子儲藏物質(zhì)與種子萌發(fā)的關(guān)系
種子萌發(fā)是植物生活史的起始和關(guān)鍵階段，受多種環(huán)境因素影響，同時環(huán)境因素也通過調(diào)控母體轉(zhuǎn)移到種子中的儲藏物質(zhì)種類和量間接影響種子萌發(fā)。以往有關(guān)貯藏物質(zhì)如淀粉、蛋白質(zhì)或脂肪含量及種子活力與萌發(fā)關(guān)系的研究主要見于作物種子，在野生種中鮮有報道。不同物種種子貯藏物類型、比例及作用不同，分析主要儲藏物質(zhì)含量與野生物種種子萌發(fā)的相關(guān)性及種子萌發(fā)過程中支持胚根突出的關(guān)鍵儲藏物質(zhì)將有助于深入認(rèn)識種子萌發(fā)的代謝生理以及作物馴化過程。
針對這一問題，東北地理所草地農(nóng)牧業(yè)學(xué)科組研究了6種不同儲藏物質(zhì)類型的野生草地植物虎尾草、堿地膚、細(xì)葉胡枝子、沙打旺、益母草、香青蘭（表1）干種子及不同萌發(fā)階段（吸脹期、1%萌發(fā)、50%萌發(fā)、最高萌發(fā)、早期幼苗）淀粉、脂肪、可溶蛋白和可溶糖的含量變化。研究發(fā)現(xiàn)，萌發(fā)率和萌發(fā)速率與干種子中三大物質(zhì)儲藏含量不相關(guān)，但萌發(fā)速率與萌發(fā)過程中可溶糖和可溶蛋白含量顯著相關(guān)。無論哪種儲藏物質(zhì)類型，淀粉主要在吸脹階段作為能量物質(zhì)，從吸脹階段到早期幼苗階段可溶蛋白作為主要能量物質(zhì)，而脂肪含量在整個萌發(fā)過程中無顯著變化（圖1）。脂肪利用的結(jié)果與禾本科和豆科作物種明顯不同，這一結(jié)果為野生種萌發(fā)過程中儲藏物質(zhì)作為能量來源的作用提供了新視角。
本研究成果于2018年2月在Frontiers in Plant Science在線發(fā)表，聯(lián)合培養(yǎng)碩士生趙明為第一作者，東北地理所張紅香副研究員為通訊作者，相關(guān)工作得到國家自然科學(xué)基金和國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）的資助。
論文信息：
Ming Zhao, Hongxiang Zhang*, Hong Yan, Lu Qiu and Carol C. Baskin (2018) Mobilization and role of starch, protein, and fat reserves during seed germination of six wild grassland species. Frontiers in Plant Science, 9: 234.
表1 六個物種所屬的科、生活型、光合途徑（P）、三大儲藏物質(zhì)所占的比例及種子千粒重
圖1 六個物種淀粉、脂肪、可溶蛋白、可溶糖含量在萌發(fā)過程中的回歸分析。0表示干種子，1表示吸脹，2表示1%萌發(fā)，3表示50%萌發(fā)，4表示最高萌發(fā)，5表示早期幼苗階段。
附件下載：
吉公網(wǎng)安備22017302000214號
