逆境條件下小麥種子活力與主要相關(guān)酶活性及其基因表達的關(guān)系.pdf

1、種子在貯藏過程中活力下降，在田間萌發(fā)出苗過程中常遇干旱、濕冷等多種逆境，進而導(dǎo)致出苗率低、苗弱的現(xiàn)象時有發(fā)生。高活力種子具有較強的抗逆性，明顯的生長優(yōu)勢和生產(chǎn)潛力，選用高活力種子播種在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上具有重要意義。因此，研究逆境條件下小麥種子活力與主要相關(guān)酶活性及其基因表達差異，對進一步認識種子活力的生化和分子基礎(chǔ)具有一定的參考價值。
　　本研究通過標(biāo)準發(fā)芽法、田間出苗試驗和加速老化、冷浸、干旱脅迫逆境試驗，測定16種不同基因型小麥品種

2、的種子活力，利用主成分分析、聚類分析對種子活力進行綜合評價，篩選出高活力和低活力的小麥品種，對兩種不同活力水平的種子進行標(biāo)準發(fā)芽試驗和逆境發(fā)芽試驗，測定萌發(fā)過程中可溶性糖及可溶性蛋白含量的變化、α-淀粉酶活性、半胱氨酸蛋白酶活性及相關(guān)基因表達量，探討分析不同基因型小麥種子逆境萌發(fā)過程中主要相關(guān)酶活性及基因表達差異，明確在逆境脅迫條件下，主要相關(guān)酶活性與種子活力、基因表達量的關(guān)系。主要研究結(jié)果如下：
　　1.不同小麥品種種子發(fā)芽逆境

3、脅迫抗性評價
　　通過標(biāo)準發(fā)芽法和逆境試驗，測定16種不同基因型小麥種子活力，以各種條件下測定的活力指數(shù)的抗逆指數(shù)和田間出苗率作為衡量抗逆性的指標(biāo)，通過主成分分析和聚類分析，將16個小麥品種劃分為3類，豫農(nóng)949、豫麥49-198、魯原502、鄭育麥9987、石麥21、山農(nóng)23號、石新828屬高活力品種；許農(nóng)5號、豫農(nóng)982、唐麥8號、濟麥20、濟麥22、濟南17號、山農(nóng)20屬中活力品種；長4738和輪選061屬低活力品種。用不同

4、小麥品種抗逆性的綜合評價值（D值）可以對其種子活力進行綜合評價。
　　2.小麥種子萌發(fā)過程中α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性及其基因表達量、貯藏物質(zhì)含量的變化
　　在標(biāo)準發(fā)芽、人工老化、干旱和冷浸脅迫條件下，隨著萌發(fā)時間的延長，α-淀粉酶活性整體呈現(xiàn)逐漸升高的趨勢；半胱氨酸蛋白酶活性整體呈現(xiàn)先降低后升高的趨勢；可溶性糖含量呈現(xiàn)先小幅度升高后小幅度降低再迅速升高的趨勢；可溶性蛋白含量呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢；α-淀粉酶基因表達量整體呈

5、先上升后下降的趨勢；半胱氨酸蛋白酶基因表達量整體呈現(xiàn)上升的趨勢，但不同處理不同品種其表達又各有特征。
　　3.小麥種子萌發(fā)過程中α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性與種子活力的相關(guān)性
　　在標(biāo)準發(fā)芽條件下，種子萌發(fā)過程中α-淀粉酶活性與活力指數(shù)呈極顯著正相關(guān)，而在逆境萌發(fā)過程中，其相關(guān)性不顯著。冷浸脅迫處理后，種子萌發(fā)過程中半胱氨酸蛋白酶活性與活力指數(shù)呈顯著正相關(guān)，但在標(biāo)準發(fā)芽、干旱脅迫、人工老化處理后，其相關(guān)性不顯著。