温度对解除休眠的紫椴种子萌发过程中内源激素的影响

李岩，李娟，勾天兵，林士杰

(吉林省林业科学研究院，吉林 长春 130033)

紫椴(Tilia amurensis Rupr.)，国家Ⅱ级保护植物［1］。近年来，其资源大量减少，主要是因为其种子具有休眠特性［2，3］。解除休眠的种子需要适宜的萌发环境条件，特别是温度条件对种子顺利萌发至关重要［4，5］。我们已经研究了解除休眠的紫椴种子萌发的适宜温度及内含物的变化［6］，本文旨在探索已经解除休眠的紫椴种子不同温度下其萌发过程中内源激素的变化，揭示紫椴种子萌发的生理机制。

1 材料与方法

1.1 材料

试验材料来源于吉林省临江市。种子从植株上采下后，自然风干，置于4 ℃冰箱中备用。种子平均千粒质量(40.4 ± 2.88)g，平均含水量(10.82 ±1.66)%。

1.2 不同温度下紫椴种子萌发过程中内源激素的变化

经层积处理解除休眠的种子用0.5%的KMnO4消毒30 min 并用自来水冲净，然后置于铺有双层滤纸的发芽盒中，保持发芽床湿润，发芽盒留有空隙，以保持通气。将装有种子的发芽盒置于不同温度的培养箱中，在黑暗条件下进行萌发。萌发温度设15℃/10 ℃(种子萌发最适温度)和25 ℃(种子萌发最差温度)2 种处理，分别于种子萌发的第0、4、8、12、16、20 天取样，委托中国农业大学采用酶联免疫法测定激素含量。

2 结果与分析

2.1 不同温度下紫椴种子内源激素含量的变化

2.1.1 GA 含量的变化 从图 1 可知，0 ～ 12 d 25℃和15 ℃/10 ℃下种子中GA 含量变化较为一致，是持续降低的，12 ～20 d 25 ℃下种子中GA 含量仍是持续降低的，而15 ℃/10 ℃下种子中GA 含量则出现了一个上升的过程。说明高温下GA 含量降低，使种子萌发速度减慢，以缓解高温造成的对种子完成正常生理活动的压力。

图1 不同温度下GA 含量的变化

2.1.2 ABA 含量的变化

图2 不同温度下ABA 含量的变化

从图2 可知，不同萌发温度下，ABA 的变化趋势基本一致，都是持续降低的。但是15 ℃/10 ℃下种子中ABA 含量始终低于25 ℃下种子中ABA 含量。萌发至16 d 时15 ℃/10 ℃和25 ℃下种子中ABA 含量分别比 0 d 降低了 24.52%和 17.44%。在整个种子萌发过程中，25 ℃下种子中ABA 含量始终高于15 ℃/10 ℃，表明种子发芽难易与内源ABA 含量有很大关系。

2.1.3 IAA 含量的变化

图3 不同温度下IAA 含量的变化

从图3 可知，不同温度下种子中IAA 含量变化趋势基本一致，均呈先上升，再下降的趋势。二者在12 d 时达到一个小高峰，且高峰值分别是0 d 时含量的 1.11 倍和 1.02 倍，而25 ℃下种子中 IAA 含量一直低于15 ℃/10 ℃，12 d 后二者都呈下降趋势。高温下IAA 含量降低，这可能是高温下种子中ABA含量较高，ABA 与IAA 相拮抗有关。

2.2 不同温度下激素比值的变化

图4 不同温度下GA/ABA 比值的变化

图5 不同温度下IAA/ABA 比值的变化

从图4 可知，25 ℃下种子中GA/ABA 的相对比值基本不变，而15 ℃/10 ℃下种子中GA/ABA 的相对比值则以12 d 为转折点，呈上升趋势，20 d 时是0 d 的1.43 倍。说明 GA/ABA 比值的升高，能够解除种子休眠，启动种子萌发。从图5 可知，25 ℃和15℃/10 ℃下种子中IAA/ABA 的比值变化趋势非常一致，都是经历了先上升后下降的过程。并以12 d为转折点，15 ℃/10 ℃和25 ℃下种子中IAA/ABA的比值是 0 d 时的 1.36 倍和 1.20 倍。

3 结论与讨论

许多植物种子中，休眠与萌发就是一个激素平衡的调节过程［7］。当种子在不适宜条件萌发时，内源ABA 含量保持较高水平，有ABA 的生物合成，萌发受到抑制［8，9］。本试验结果表明，相对于适宜萌发温度，25 ℃时ABA 含量增加，说明高温胁迫对种子产生影响，会产生逆境胁迫信号物质ABA，其含量是萌发的关键因素。

IAA、GA 是种子体内重要的促进种子萌发的激素，因此高温下，这类激素含量会发生变化，以协调种子的生理活动，适应环境的变化。高温下，种子中GA、IAA 含量下降，造成种子萌发过程中，生长素类促进细胞建成和细胞的延伸，赤霉素类促进淀粉的分解及细胞的生长等一系列种子内部生理活动受到不同程度的抑制。植物内源激素在发挥其生理作用时并不是孤立的，而是相互联系，相互制约的。虽然GA 含量比是解除种子休眠的启动性因素，然而IAA与ABA 之间的关系对种子休眠解除和种子萌发也有重要的影响。本试验表明，高温下，使得种子中GA/ABA、IAA/ABA 的比值都显著低于适温(15 ℃/10 ℃)，也说明当抑制型激素ABA 的含量占优势时，种子的发芽便会受到抑制，处于休眠状态。

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