植物激素对种子休眠和萌发调控机理的分析研究

2016-01-24康云清

种子科技 2016年9期

关键词：休眠状态脱落酸种子休眠

康云清

（阜阳市颍东区种子管理站，安徽阜阳 236000）

植物激素对种子休眠和萌发调控机理的分析研究

康云清

（阜阳市颍东区种子管理站，安徽阜阳 236000）

种子适应环境过程主要有两种状态，分别是休眠和萌发。植物激素是影响种子状态的重要因素之一。从能够对种子休眠和萌发产生调控作用的植物激素入手，就植物激素对种子休眠和萌发的调控机理进行分析和研究。

植物激素；种子休眠；萌发；调控机理

就农作物种植过程而言，种子萌芽率是影响农业生产成本以及农作物产量的主要因素之一。由于种子的萌发过程较为复杂，为了促进农作物产量的提升，应该通过植物激素的合理应用，提升植物种子的萌发率，进而实现帮助农民增收的目的。

1 具有调控种子休眠和萌发作用的植物激素

就种子的休眠和萌发而言，能够对其产生调控作用的植物激素主要包括以下3种：

1.1 乙烯

乙烯的英文缩写为ETH，这种植物激素在植物中的存在普遍性相对较低。乙烯属于一种植物的代谢产物，具有促进植物果实成熟、减缓生长等作用。

1.2 赤霉素

赤霉素的英文缩写为GA，这种植物激素的化学结构属于二萜类酸。目前已知的赤霉素种类超过38种。这种植物激素的主要作用是打破植物种子休眠。就晚稻而言，当其抽穗期受到低温阴雨天气影响时，可以通过外源赤霉素向水稻植株的施加，促进抽穗期的到来[1]。

1.3 脱落酸

脱落酸的英文缩写为ABA，其结构为倍半萜结构，这种激素在植物中的存在具有普遍性。脱落酸的作用主要包含3种：①提升抗逆性。通常情况下，当生长环境较为恶劣时，植物中脱落酸的含量会发生显著增加，这种变化会引发植物抗逆性的有效增强，进而保证植物的顺利生长。②促进脱落作用。对于植物而言，脱落酸具有促进植物器官脱落的作用。③促进休眠。实验表明，在秋季将外源脱落酸施加在相关木本植物的小枝上，能够促进芽进入休眠状态。

2 植物激素对种子休眠和萌发的调控机理

从几种较为常见且会对种子萌发和休眠产生调控作用的植物激素入手，对其调控机理进行研究。

2.1 乙烯对种子休眠和萌发的调控机理

就种子的休眠释放过程而言，乙烯能够起到一定的促进作用，但这种作用的产生通常建立在与其他物质联合作用的基础上。就种子的萌发而言，乙烯的作用主要是通过水势以及呼吸作用的增加和促进，对胚根细胞的增长产生积极的促进作用。同时，这种植物激素还会对根毛和胚轴的分化与伸长产生积极的促进作用。

2.1.1 乙烯与脱落酸和赤霉素之间的协同作用

就乙烯与赤霉素而言，二者之间存在良好的功能互补作用。通过外源赤霉素的增加，拟南芥ga1-3的萌发会得到良好的恢复，当乙烯浓度超过标准时，会对拟南芥突变体ga1种子产生诱导作用，使其在正常光照条件中能够顺利萌发。当种子处于黑暗条件中时，乙烯不具备促进种子萌发恢复的功能。就乙烯与脱落酸而言，乙烯会促进种子的萌发，且具有良好的破除种子休眠状态的功能。就不敏感型突变体ein2和etr1而言，乙烯的作用是促进种子休眠程度的增强，这种变化会对脱落酸的合成以及种子萌发过程中脱落酸敏感性的提升产生积极的促进作用[2]。

2.2 赤霉素对种子休眠和萌发的调控机理

对于植物种子而言，赤霉素具有促进种子萌发和种子休眠释放增强的作用。就种子休眠而言，赤霉素是必要的前提条件，同时，这种植物激素的生物合成是破除种子休眠状态的必要条件之一。就种子的萌发而言，种子在初期的任务主要包含扩张胚以及储存物质，赤霉素可以促进种子这两项任务的快速完成。除此之外，赤霉素还会促进种子从胚向植物生长变化过程的实现。当种子处于萌发后期时，赤霉素对胚乳等屏障组织的软化作用促进水解酶的表达，这种变化可以从一定程度上降低种子胚根尖的机械阻力，进而促进胚根对种皮的突破[3]。

2.3 脱落酸对种子休眠和萌发的调控机理

2.3.1 脱落酸对种子休眠状态的作用

就种子的休眠过程而言，脱落酸的作用是维持和诱导。当种子处于吸胀状态时，脱落酸是维持种子休眠状态的主要因素。在种子的后熟过程中，发芽移植性好的敏感性会发生降低，这种变化会引发种子对外源脱落酸敏感性的降低。除此之外，种子后熟过程中积累的活性氧化物会对过氧化氢的浓度产生一定的影响。过氧化氢是脱落酸代谢的主要影响因素之一，当种子中所含过氧化氢的浓度增加时，脱落酸的代谢作用会发生相应的增强。

2.3.2 脱落酸对种子萌发状态的作用

种子的有效萌发建立在完成3个吸水阶段的基础上。脱落酸对种子的作用主要集中在第二吸水阶段。与其他两个阶段相比，种子在该阶段的吸水量相对较少。脱落酸的代谢过程会受到种皮、胚乳等具有屏障作用组织的影响，但这些组织还具有提升种子对脱落酸敏感性的作用。在种子的吸水过程中，当吸水量达到一定程度后，种子中的脱落酸含量会发生显著降低。

就番茄等胚乳较为特殊的植物种子而言，其萌发过程建立在胚乳软化的基础上，脱落酸具有抑制细胞壁合成降解酶的作用，这种作用会阻碍这类种子的胚乳软化，因此，脱落酸会对这类种子的萌发产生抑制作用[4]。