外源GA对刺五加种子后熟过程中内源激素含量变化的影响

高成华

（抚顺师范高等专科学校， 辽宁 抚顺113122）

刺五加（Acanthopanax senticosus Harms）为五加科五加属，别名五加参、刺拐棒等，主要分布在我国东北地区，是国家三级保护植物［1－2］，也是一种重要的中药材，具有抗疲劳、抗肿瘤作用和免疫调节等作用［3］。刺五加种子具有深休眠特性，对种子休眠机理已有探讨，可通过变温层积完成生理后熟［4］，有关后熟过程中的物质代谢和酶活性的变化也有相关报道［4－5］，但有关刺五加种子后熟过程中内源激素含量变化的研究较少。本试验研究了刺五加种子后熟过程中激素含量的变化，以期为深入探寻刺五加种子休眠机理及种子生产提供参考。

1 材料与方法

刺五加种子2012年10月采收于吉林省白山市。称取饱满刺五加干种子100g，用浓度为200mg／L的GA溶液浸种24h，24h后进行高温（16～22℃）层积12周后，低温（2～6℃）层积12周的变温层积处理。以无菌蒸馏水浸种为对照，试验重复3次。将上述各处理种子每隔2周取样进行萌发试验，按《国际种子检验规程》规定的发芽标准计算发芽率。取各个时期（0、4、8、12、16、20、24周）处理以及对照种子各10g作为各项指标的测定，待测样品保存于－40℃超低温冰箱中。ABA、GA和ZR含量用酶联免疫固相吸附法（ELISA）测定，试剂盒购自中国农业大学。

2 结果与分析

2.1 刺五加种子萌发率的变化

由图1可见，层积处理12周后，种子开始萌发，随着层积时间的延长，种子的萌发率一直呈增加的趋势；与对照相比，200mg／L的GA溶液浸种处理对种子的萌发有明显的促进作用，当层积24周时，GA处理种子的萌发率达到55%，而同期对照的萌发率只有35%。

图1 各个时期种子的发芽率

2.2 内源游离GA含量的变化

图2 表明，在后熟过程中，经处理种子与对照种子内源游离GA含量整体上呈现上升趋势，处理种子内源GA含量在0～4周迅速升高，4～20周缓慢升高，20～24周再迅速升高，对照种子升高缓慢，24周时处理种子内源 GA含量均达到最大，为2.589μg／g（FW），同一时期的变化使处理种子内源游离GA含量在整个过程中始终高于对照种子。

图2 种子后熟过程中内源游离GA含量的变化

2.3 内源游离ABA含量的变化

图3 表明，在后熟过程中，处理种子与对照种子内源游离ABA含量整体上都呈下降的趋势，前12周下降趋势缓慢，12周后呈现明显下降趋势，24周时处理种子内源ABA含量最低为0.047μg／g（FW），同一时期处理种子内源游离ABA含量始终低于对照种子内源游离ABA含量。

2.4 内源游离ZR含量的变化

图4表明，在后熟过程中，处理种子与对照种子内源游离ZR含量整体上呈现升高的变化趋势；处理种子内源游离ZR含量0～4周迅速升高，4～12周缓慢升高，12～20周再迅速升高，对照种子0～12周呈现缓慢升高，12～20周再迅速升高，24周时处理种子内源ZR含量最高，为0.06μg／g（FW），内源游离ZR含量对照种子始终低于处理种子。

图3 种子后熟过程中内源游离ABA含量的变化

图4 种子后熟过程中内源游离ZR含量的变化

2.5 内源游离GA／ABA、ZR／ABA比值的变化

如表1所示，在后熟过程中，处理的种子与对照种子GA／ABA比值均呈现上升趋势，同一时期，处理种子的GA／ABA比值的增加幅度较大，且比值较高。在后熟过程中，处理的种子和对照种子ZR／ABA比值均呈现上升趋势，同一时期，处理种子的ZR／ABA比值始终大于对照种子。ZR／ABA比值的增加可能调控膜的渗透性水平和促进GA的释放，同一时期GA含量表现为增加。

表1 种子后熟过程中内源游离GA／ABA、ZR／ABA比值的变化

3 讨 论

GA含量过低或生物合成受抑制会使某些种子休眠［6］，GA处理通常使GA含量过低或生物合成受抑制的种子GA含量增加，控制糊粉层中淀粉酶分泌和表达［7］。本试验结果表明，经200mg／L GA 浸种后，种子内源GA水平明显升高，致使其内源游离GA含量在以后的过程中始终维持着高于对照的水平，对种子的成熟及成熟后的萌发起到了重要的作用。ABA广泛存在于休眠的种子中，一般认为高浓度ABA是造成植物种子生理休眠的原因，其主要抑制核酸的正常代谢，干扰核糖核酸（RNA）的合成，使种子不能进行正常的代谢活动［8］。刺五加种子内含有大量的ABA，处理种子和对照种子在12周后，内源ABA含量开始出现明显的下降，认为刺五加种子的休眠习性与内源ABA的含量仍有密切关系。细胞分裂素能够打破休眠，其作用方式是以调控膜的渗透性水平和促进GA的释放而实现的。本试验研究分析认为，ZR／ABA的比值上升的同时内源GA含量也表现出明显增加，这很可能就是ZR促进GA的释放。

在引起种子休眠的原因中，种子内源激素的含量，特别是GA、ZR和ABA的相对含量很可能是主要原因［9］。本研究中，处理种子GA／ABA比值在前12周内表现出缓慢上升趋势，12周后GA／ABA比值呈明显上升趋势；对照种子GA／ABA比值在后熟过程中始终表现出缓慢上升趋势，二者变化幅度不一致，这很可能与施加外源GA有关，种子在完成形态后熟和生理后熟之后GA使种子内各种生理代谢增强，促使种子提前萌发。

刺五加种子后熟过程中GA和ZR呈上升趋势，ABA呈下降趋势，GA／ABA的比值 、ZR／ABA的比值呈上升趋势。GA和ZR对解除种子休眠起促进作用，ABA对解除种子休眠起抑制作用。刺五加种子休眠和萌发不仅与植物内源激素的绝对含量有关，还与各类激素之间的平衡，特别是促进生长的激素与抑制生长的激素之间的比例及平衡有关。

［1］黑龙江省祖国医药研究所.中国刺五加研究［M］.哈尔滨：黑龙江科学技术出版社，1981.

［2］傅克冶.中国刺五加［M］.哈尔滨：黑龙江人民出版社，1987：1－6.

［3］刘启华，朱礼，李文兰.刺五加主要活性成分化学与药理研究［J］.时珍国医国药，1999，10（4）：305－306.

［4］马淑兰.刺五加种子休眠机理研究［D］.吉林农业大学硕士学位论文，2006.

［5］葛超，赵成昊，胡凯，等.刺五加种子休眠解除过程中过氧化物酶和酯酶同工酶的变化［J］.种子，2010，29（1）：50－52.

［6］汤青林，宋明.蔬菜种子休眠原因及调控研究进展［J］.种子科技，2002（3）：155－156.

［7］王伟，朱平，程克棣.植物赤霉素生物合成和信号转导的分子生物学［J］.植物学通报，2002，19（2）：137－149.

［8］郑光华.种子生理研究［M］.科学出版社，2004.

［9］李秉真，乌云，田瑞华.山楂种子休眠与后熟期间内源激素的变化［J］.植物生理学通讯，1998，34（4）：254－256.