花后DA-6处理调控小麦种子活力的机理

2021-05-12许晨王文静曹珊李如雪张贝贝孙爱清张春庆

中国农业科学 2021年9期

许晨，王文静，曹珊，李如雪，张贝贝，孙爱清，张春庆

花后DA-6处理调控小麦种子活力的机理

许晨，王文静，曹珊，李如雪，张贝贝，孙爱清，张春庆

山东农业大学农学院/作物生物学国家重点实验室/山东省作物生物学重点实验室，山东泰安 271018

高活力的种子萌发迅速整齐，抗逆性强，具有很大的生产优势。己酸二乙氨基乙醇酯（DA-6）作为叔胺类植物生长调节剂，可以提高植物的光合速率，调节碳氮代谢，提高作物品质和产量。【】分析花后喷施DA-6对小麦籽粒物质积累、物质代谢和抗逆关键基因表达、种子千粒重、化学成分与种子活力的影响，明确DA-6调控小麦种子活力的机理，为DA-6在小麦高活力种子生产调控中的应用提供理论依据和技术支持。以小麦品种良星77和山农23号为材料，于花后2和6 d进行DA-6田间喷施。试验于2017—2018年、2018—2019年在山东农业大学马庄试验基地（117°E；36°N）进行，设置2个处理浓度（0和6 g·L-1DA-6）和2个处理时期（花后2和6 d），设置3个区组，每个小区面积6 m×3 m。于籽粒灌浆前期和中期（花后12和22 d）取籽粒、穗下节和旗叶鲜样，用于物质代谢关键酶基因表达的检测。于籽粒发育的不同天数取样（花后25、30、35和40 d），自然晒干后脱粒测定千粒重和蛋白质含量、淀粉含量等；对于成熟期收获的小麦穗，取小麦整穗、不同穗位（上部、中部和下部）、不同粒位（下位粒和上位粒）的种子测定发芽活力指标。花后6 d喷施6 g·L-1DA-6可大幅度提高千粒重及种子蛋白质含量，使2个小麦品种的穗上部和上位粒种子的单株干重显著增加，显著提高种子的活力指数。花后6 d喷施DA-6有效降低了不同穗粒位之间的种子活力差异，使小麦不同穗位、粒位种子的活力得到整体提高，尤其以穗上中部籽粒及上位粒的种子活力提高更为明显。而花后2 d喷施DA-6则使种子活力显著降低，千粒重及种子蛋白质含量也有降低。良星77和山农23号的千粒重均表现为随着籽粒灌浆期的延长，千粒重先升高后降低；但相对蛋白及绝对蛋白含量则表现为随着时间的延长而渐升。同时，两品种均表现为花后6 d喷施6 g·L-1的DA-6时千粒重及蛋白质含量最高。此处理下，良星77花后40 d收获时，千粒重与对照相比无显著差异，但相对蛋白质含量、绝对蛋白质含量分别较对照显著提高；山农23号花后6 d喷施6 g·L-1DA-6后千粒重、绝对蛋白含量均显著提高。两品种花后2 d喷施DA-6对千粒重、相对蛋白质含量、绝对蛋白含量及淀粉含量无显著影响。实时荧光定量PCR表明，花后6 d喷施DA-6可诱导叶片蛋白磷酸酶和蔗糖磷酸合成酶基因表达水平显著上调，茎秆中Ⅰ类和表达量显著提高，籽粒中蛋白质二硫键异构酶和的表达也显著上调。花后6 d喷施DA-6处理的小麦种子萌发期α-淀粉酶活性检测表明，山农23号的对照和处理组均表现为其α-淀粉酶活性随着萌发时间的延长逐渐增强，喷施DA-6可显著提高2个品种的种子萌发72 h的α-淀粉酶活性。花后6 d喷施DA-6促进小麦中蛋白和蔗糖代谢关键酶基因及热激蛋白基因的表达，有利于促进种子贮藏物质合成，使种子蛋白质含量升高，最终导致千粒重提高；同时还显著增加2个小麦品种穗上中部及上位粒种子萌发过程中的单株干重，提高种子的活力指数，降低不同穗粒位之间种子活力的差异，提高种子萌发过程中的α-淀粉酶活性和物质转化能力，促进幼苗干物质积累，最终提高种子活力。小麦种子花后6 d喷施6 g·L-1DA-6是提高小麦种子活力的有效途径。

小麦；己酸二乙氨基乙醇酯；种子活力；实时荧光定量PCR

0 引言

【研究意义】种子是农业生产的重要基础，种子的品种品质和播种品质的高低则是农业健康稳定发展的关键，而种子活力更是重中之重。高活力种子不仅快速突破种皮，使出苗整齐，而且还具有较强的抗逆性，产生明显的生长优势和生产潜力[1-4]。己酸二乙氨基乙醇酯（N,N-diethyl aminoethyl hexanoate，DA-6）是一种具有较高生物活性、人工合成的植物生长调节剂，俗称胺鲜酯[5-6]，目前，DA-6已被广泛应用于农作物、果蔬、花卉等领域[7-11]，具有增产、抗逆、抗病、改善品质等功效。因此，研究不同浓度DA-6对种子活力及产量的调控机理，对利用植物生长调节剂处理提高小麦种子活力及产量具有重要的理论意义和实践价值。【前人研究进展】关于DA-6对种子活力及产量的影响，前人用不同方法做了大量研究。Xie等[12]研究发现外源喷施DA-6可以提高玉米根系导水率、促进幼苗的生长，增加植株叶面积，增加根和叶干重。而在其他作物上如番茄[13]、辣椒[14]、艾纳香[15]、生菜[16]等喷施DA-6可促进生长，增加干重。聂乐兴等[17-18]研究发现拔节期喷施DA-6增产效果明显，处理后玉米的叶面积指数、光合速率、RuBP羧化酶和PEP羧化酶活性均显著上升。Zhou等[19]研究发现200mmol·L-1的DA-6可通过提高脂肪酸和甘油向糖类的转化而促进老化大豆种子幼苗的形态建成，提高种子活力。研究还发现DA-6浸种可提高番茄[20]、水稻[21-22]、玉米[23-25]等作物的发芽率及活力指数。Wen等[26]对小麦和玉米种子活力的研究表明种子内的蛋白质含量与种子活力显著相关。多项研究表明在小麦、大麦、燕麦等作物中种子活力与种子大小和蛋白质含量显著相关[27-30]。【本研究切入点】前人研究主要采用外源喷施DA-6提高作物产量、改善作物品质，采用DA-6溶液浸种的方式提高种子活力，且多集中于玉米、水稻等作物，而外源喷施DA-6提高小麦种子活力的研究较少。【拟解决的关键问题】本研究通过测定DA-6喷施处理后小麦生长进程中粒重、化学成分、籽粒物质代谢关键酶基因表达的变化，收获后不同穗位、粒位种子发芽活力的差异，以期明确DA-6调控小麦种子活力和产量形成的机理，为DA-6在小麦高活力种子生产调控中的应用提供理论依据和技术支持。

1 材料与方法

1.1 材料

小麦品种良星77购自山东良星种业有限公司，半冬性，多穗型；山农23号购自济南鑫瑞种业科技有限公司，半冬性，大穗型。己酸二乙氨基乙醇酯粉剂（DA-6），有效含量为98.5%，由常州金坛茂盛精细化工厂生产。DA-6溶液配制时添加0.1%有机硅助剂（液体，河北农迅生物科技有限公司生产）。

1.2 试验设计

试验于2017—2018年、2018—2019年在山东农业大学马庄试验基地（117°E；36°N）进行，常规栽培管理。田间试验采用随机区组设计，每个处理3个区组，花后喷施DA-6。

2017—2018年，选择1个小麦品种（良星77），设置2个处理浓度（0和6 g·L-1DA-6）、2个处理时期（花后2 d、花后6 d）和3个区组，小区面积为6 m×3 m。将良星77的盛花期记为开花0 d，分别于花后2 d（2018年4月26日）、花后6 d（4月30日）进行DA-6喷施处理，喷施量为750 L·hm-2。于籽粒发育的不同天数取样（开花后25、30、35和40 d），每次取样1 m2，自然晒干后测定粒重和蛋白质含量、淀粉含量等；对成熟期收获的小麦穗，取小麦整穗、不同穗位（上部、中部和下部）、不同粒位（下位粒和上位粒）的种子测定发芽活力指标。

2018—2019年，选择2个小麦品种（良星77和山农23号），设置2个处理浓度（0和6 g·L-1DA-6）、2个处理时期（花后2和6 d）和3个区组，小区面积为6 m×3 m。两品种各自盛花期记为开花0 d，分别于花后2 d（良星77为2019年5月2日，山农23号为5月3日）、花后6 d（良星77为5月6日，山农23号为5月7日）进行DA-6喷施处理，喷施量为1 800 L·hm-2。于籽粒发育的不同天数取样（花后25、30、35和40 d），每次取样1 m2，自然晒干后脱粒测定粒重和蛋白质含量、淀粉含量等；对成熟期收获的小麦穗，取小麦整穗、不同穗位（上部、中部和下部）、不同粒位（下位粒和上位粒）的种子，测定发芽活力指标。于籽粒灌浆前期和中期（花后12和22 d）取样，分别取籽粒、穗下节和旗叶的鲜样，迅速液氮冷冻，-80℃保存，用于物质代谢关键酶基因表达的检测。

1.3 千粒重测定

参照国家标准法（GB 5519-2008），测定小麦千粒重，据种子实际含水量换算至标准水分（13%）条件下的千粒重，3次重复，取平均值。

标准水分（13%）千粒重（g）=实测千粒重（g）×（1-实测含水量，%）/（1-13%）。

1.4 籽粒化学成分

采用Perten DA7200近红外谷物品质分析仪测定籽粒的含水量、蛋白质、淀粉百分数含量，换算为规定水分（13%）条件下的化学成分含量，3次重复，取平均值。

相对蛋白质含量（relative content of protein，RCP，%）=实测蛋白质%×（1-13%）/（1-实测含水量，%）；

绝对蛋白质含量（absolute content of protein，ACP，mg/seed）=实测千粒重（g）×实测蛋白质（%）/100；

相对淀粉含量（relative content of starch，RCS，%）=实测淀粉（%）×（1-13%）/（1-实测含水量，%）；

绝对淀粉含量（absolute content of starch，ACS，mg/seed）=实测千粒重（g）×实测淀粉（%）/100。

1.5 种子发芽活力指标的测定

参照国家标准农作物种子检验规程（GB/T 3543.4-1995），进行标准发芽试验，测定种子发芽势（germination energy，GE）、发芽率（germination percentage，GP）、发芽指数（germination index，GI）和活力指数（vigor index，VI）。其中，VI=GI×S，S为一定时期内正常幼苗单株干重。

1.6 α-淀粉酶活性的测定

采用3,5-二硝基水杨酸（3,5-Dinitrosalicylic acid，DNS）法测定α-淀粉酶活性[31-32]，略作改进。

1.7 RNA提取及qRT-PCR

采用天根公司DP441试剂盒（天根，中国北京）提取总RNA，用TaKaRa试剂盒（PrimeScript RT reagent Kit With gDNA Eraser）合成cDNA，ABI Stepone plus荧光定量PCR仪进行荧光定量PCR，参考Wen等[33]方法设计引物（表1）。

1.8 数据分析

采用Microsoft Excel 2013计算试验数据平均值并作图，用SPSS 21.0进行数据统计分析，LSD法比较处理之间的差异显著程度。

表1 qRT-PCR引物

2 结果

2.1 喷施DA-6对不同穗位、粒位种子发芽活力的影响

标准发芽试验结果表明，2018年花后6 d喷施DA-6显著提高了良星77穗上部种子的单株干重及活力指数，分别为3.92%和5.22%。良星77花后2 d喷施DA-6，显著降低了穗上部和穗中部种子的单株干重及活力指数，其中，穗上部种子的单株干重与活力指数与对照相比分别显著降低4.49%和2.87%，穗中部种子的单株干重与活力指数与对照相比分别显著降低7.11%和8.37%。对不同粒位的小麦来说，花后6 d喷施DA-6使上位粒的单株干重及活力指数显著提高，分别提高8.54%和10.61%；对下位粒的单株干重无显著影响，但可使其活力指数显著提高3.37%。花后2 d喷施DA-6使下位粒的种子活力显著降低，与对照相比，单株干重和活力指数分别显著降低3.05%和2.45%（图1）。

2019年，对良星77不同穗位种子来说，花后6 d喷施DA-6可显著提高穗上部、穗中部种子的单株干重及活力指数，其中，对穗上部种子的单株干重及活力指数分别提高6.53%和4.40%，对穗中部种子的单株干重及活力指数分别提高6.18%和5.33%。花后2 d喷施DA-6使穗上部种子的单株干重和活力指数显著降低，与对照相比，分别显著降低4.90%和2.51%。对不同粒位的小麦种子来说，花后6 d喷施DA-6显著提高了下位粒、上位粒的单株干重及活力指数，其中，下位粒种子的单株干重及活力指数分别提高2.84%和2.38%，下位粒种子的单株干重及活力指数分别提高7.30%和4.06%；花后2 d喷施DA-6未见显著影响（图2）。

同年，对山农23号来说，花后6 d喷施DA-6则使3个穗部位种子的单株干重与活力指数均显著提高。对穗上部种子的单株干重和活力指数分别显著提高8.44%和13.50%，对穗中部种子的单株干重和活力指数分别显著提高13.85%和11.55%，对穗下部种子的单株干重及活力指数则分别提高5.62%和5.24%。花后2 d喷施DA-6使穗上部、中部种子的活力显著降低，其中，穗上部种子的单株干重和活力指数分别极显著降低8.55%和10.52%，穗中部种子的单株干重和活力指数分别极显著降低5.78%和6.52%。对山农23号不同粒位的小麦种子来说，与良星77一样，花后6 d喷施DA-6显著提高了上位粒的单株干重与活力指数，分别提高5.75%和5.50%；花后2 d喷施DA-6未见显著影响（图3）。

综上所述，花后6 d喷施DA-6可显著提高种子活力，并且种子活力的提高主要表现在穗上部、穗中部及上位粒的种子上，DA-6喷施有效降低了不同穗粒位种子之间的活力差异，使小麦不同穗位、粒位种子的活力整体均匀提高。

A：单株干重；B：活力指数。D2：花后2 d；D6：花后6 d；*表示差异达5%显著水平；**表示差异达1%显著水平。下同

A：单株干重；B：活力指数 A: Plant dry weight; B: Vigor index

2.2 DA-6喷施对小麦籽粒发育进程千粒重和化学成分的影响

2018年良星77各处理组与对照组的千粒重及蛋白质含量均表现为随时间延长而上升（图4-A和图5），结果表明，花后6 d喷施6 g·L-1DA-6的效果最好，与对照相比，千粒重、相对蛋白含量及绝对蛋白含量在花后40 d时分别提高了4.53%、4.79%和10.57%，同时在相对淀粉含量无显著变化的情况下绝对淀粉含量提高4.52%。而花后2 d喷施6 g·L-1DA-6则使千粒重、相对蛋白及绝对蛋白含量分别降低2.37%、6.15%和8.41%。

A：2018年良星77千粒重；B：2019年良星77千粒重；C：2019年山农23号千粒重。D2：花后2 d；D6：花后6 d；D25：花后25 d；D30：花后30 d；D35：花后35 d；D40：花后40 d。下同

A：相对蛋白质含量；B：绝对蛋白质含量；C：相对淀粉含量；D：绝对淀粉含量

2019年良星77和山农23号的千粒重均表现为随着籽粒灌浆期的延长，千粒重先升高后降低；但相对蛋白及绝对蛋白含量则表现为随着时间的延长而渐升。同时，两品种均表现为花后6 d喷施6 g·L-1的DA-6时千粒重及蛋白质含量最高。此处理下良星77花后40 d收获时，与对照相比，千粒重无显著差异，但相对蛋白质含量、绝对蛋白质含量分别显著提高2.42%和2.46%；淀粉含量略有下降但未达显著水平；而良星77花后2 d喷施DA-6的千粒重、相对蛋白、绝对蛋白含量、相对淀粉、绝对淀粉含量无显著差异（图4-A、图4-B、图5—图6）。山农23号花后6 d喷施6 g·L-1DA-6后千粒重、绝对蛋白含量均显著提高，提高幅度分别为2.28%和3.23%，淀粉含量无显著变化；花后2 d喷施DA-6对千粒重、相对蛋白质含量、绝对蛋白含量及淀粉含量无显著影响（图4-C、图7）。因此，两品种花后6 d喷施DA-6的小麦种子，最终收获时蛋白质含量显著高于对照。

2.3 DA-6喷施对种子发育过程中物质代谢酶基因表达的影响

为了验证DA-6喷施对种子发育过程中物质代谢酶基因表达的影响，选取前期转录组分析中喷施DA-6后显著上调的6个差异表达基因（茎秆、叶片和籽粒中各有2个），这些基因分别与蛋白质、蔗糖代谢及抗逆性相关，对2019年花后6 d喷施6 g·L-1DA-6的处理组和对照组所取样品进行荧光定量PCR分析。

由图8可知，花后6 d喷施DA-6使得良星77和山农23号叶片中蛋白磷酸酶和蔗糖磷酸合成酶基因的表达量均极显著提高，其中良星77花后12 d所取叶片蛋白磷酸酶和蔗糖磷酸合成酶基因表达量提高幅度更大，而山农23号则表现为花后22 d所取叶片2个基因表达量大幅度提高。

由图9可知，对茎秆中Ⅰ类和表达量测定表明，在良星77中2个基因均表现为花后12 d表达量极显著提高，而花后22 d DA-6喷施处理与对照无显著差异；山农23号表现为花后22 d 2个基因表达量大幅度提高，而花后12 dⅠ类表达量与对照相比也显著提高。

A：相对蛋白质含量；B：绝对蛋白质含量；C：相对淀粉含量；D：绝对淀粉含量

A：良星77叶片中蛋白磷酸酶基因；B：山农23号叶片中蛋白磷酸酶基因；C：良星77叶片中蔗糖磷酸合成酶基因；D：山农23号叶片中蔗糖磷酸合成酶基因

A：良星77茎秆中Ⅰ类hsp；B：山农23号茎秆中Ⅰ类hsp；C：良星77茎秆中hsp70；D：山农23号茎秆中hsp70

籽粒中蛋白质二硫键异构酶和表达量测定表明，2个小麦品种在2个DA-6喷施后的取样期中均表现为显著提高，其中，以山农23号花后22 d蛋白质二硫键异构酶基因的提高幅度为最大；而对于，两品种均表现为花后22 d提高幅度最大（图10）。

因此，良星77和山农23号DA-6喷施后叶片蛋白磷酸酶和蔗糖磷酸合成酶基因表达水平显著上调，茎秆中Ⅰ类和表达量显著提高，籽粒中蛋白质二硫键异构酶和也显著上调，表明花后6 d喷施6 g·L-1DA-6可以显著促进蛋白、蔗糖代谢关键酶基因和热激蛋白基因的表达，有利于种子贮藏物质的合成，使其具有更强的适应性。

2.4 DA-6喷施对小麦种子萌发期代谢酶的影响

以良星77和山农23号2019年花后6 d喷施DA-6的样品（CK，6 g·L-1）为材料，检测种子萌发期α-淀粉酶活性差异。

对山农23号萌发过程中8个时间点α-淀粉酶活性的检测表明，山农23号对照和处理组均表现为随着萌发时间的延长其α-淀粉酶活性会逐渐增强（图11-A），大部分时间点的α-淀粉酶活性表现为喷施DA-6后的小麦种子酶活性高。由图可以看出，萌发72 h后，山农23号喷施DA-6的种子α-淀粉酶活性显著高于对照，与对照相比酶活性提高了15.67%。

2个品种种子萌发72 h后的α-淀粉酶活性比较结果表明，花后6 d喷施可显著提高α-淀粉酶活性，其中良星77比对照的α-淀粉酶活性提高了27.02%，山农23号只提高15.67%（图11-B、图11-C）。综上所述，对种子萌发期酶活性测定表明，喷施DA-6后的种子α-淀粉酶的活性显著提高，说明幼苗物质转化能力较强。

3 讨论

3.1 DA-6喷施对小麦不同穗粒位种子活力的影响

李孟良等[34]、刘旭欢等[35]研究表明小麦中穗下部种子活力高于穗上部的种子活力，且下位粒的活力要大于上位粒活力。本研究前期对小麦DA-6喷施的适宜时期和适宜浓度开展了连续2年的研究，表明DA-6适宜喷施浓度为6 g·L-1，适宜喷施时期为花后6 d。本研究证明，花后适时喷施合适浓度的DA-6确实可通过提高单株干重来提高种子活力，即提高了幼苗的干物质积累。进一步通过不同穗位种子的发芽试验证明，DA-6对本来活力最高的穗下部种子其提高幅度不明显，但对活力相对较低的穗中部和穗上部种子提高幅度明显；而对不同粒位种子的发芽试验也说明，DA-6更能提高上位粒的种子活力。2年的试验结果略有差异，2018年度花后2 d喷施DA-6后使下位粒的种子活力降低，而2019年花后2 d喷施DA-6则未出现下位粒种子活力降低的现象；花后6 d喷施DA-6则均表现为提高上位粒种子活力，2年结果的差异究其原因可能为2年气候不同使结果出现波动，但对整体结果影响不大。另外2019年度加大喷施量，喷施更均匀，喷施效果更好。本研究表明，花后6 d喷施DA-6通过调节不同穗粒位种子活力，最终使收获的不同部位的种子间活力差异更小，使小麦不同穗位、粒位种子的活力整体均匀提高。

A：良星77籽粒中蛋白质二硫键异构酶基因；B：山农23号籽粒中蛋白质二硫键异构酶基因；C：良星77籽粒中hsp82；D：山农23号籽粒中hsp82

A：山农23号；B：良星77；C：山农23号 A: Shannong 23; B: Liangxing 77; C: Shannong 23

此外，有研究指出，萌发72 h的α-淀粉酶活性可以用来快速评价小麦种子活力的高低[36]。本研究对2个小麦品种的种子萌发72 h后的α-淀粉酶活性比较表明，花后6 d DA-6喷施可显著提高种子萌发过程中的α-淀粉酶活性，表明DA-6促进了淀粉的分解利用和种胚萌动，为种子萌发提供物质与能量来源，从而促进种子的萌发，达到苗强苗壮的目的。

3.2 DA-6喷施对小麦生育过程中千粒重及化学成分的影响

任红等[37]在玉米第8—10叶全展期2次喷施DA-6使玉米产量提高。杨学举[38]研究发现对小麦增施氮肥可提高其蛋白质含量，降低直链淀粉含量，可改良小麦的淀粉特性。本研究中，花后6 d喷施DA-6使小麦从花后30 d开始千粒重及绝对蛋白含量、绝对淀粉含量比对照高，生长到花后35 d时提高幅度最大，而相对淀粉含量则成相反趋势，表明花后适宜时期喷施DA-6可提高千粒重，同时使蛋白质所占比例升高，使其营养价值提高，这与前人研究结果相符。

3.3 DA-6喷施提高小麦种子活力的机理

Wen等[33]研究表明，山农23号在花后一周喷施4和6 g·L-1DA-6处理，籽粒千粒重和籽粒蛋白质含量均显著高于对照。花后24 d取样进行RNA-seq分析表明，6 g·L-1DA-6处理的样品中参与旗叶蔗糖合成、茎中内质网蛋白加工、种子中淀粉合成和内质网蛋白加工的差异表达基因均比对照有显著上调。本研究通过qRT-PCR分析，表明花后喷施DA-6调节了茎中内质网蛋白质合成、旗叶中蔗糖合成，籽粒中淀粉和蔗糖代谢，符合前人研究结果，DA-6使小麦在生育过程中籽粒的蛋白质含量升高，千粒重提高，最终使喷施DA-6后的小麦种子千粒重、蛋白质含量和种子活力提高。

4 结论

花后6 d喷施6 g·L-1DA-6可以促进蛋白、蔗糖代谢关键酶基因和热激蛋白基因的表达，有利于种子贮藏物质合成，使种子蛋白质含量升高，千粒重提高；显著提高收获种子穗上部、穗中部及上位粒的活力，降低了不同穗位粒位之间的种子活力差异，并使种子萌发过程中α-淀粉酶活性提高，物质转化能力提高，促进幼苗干物质积累，最终提高了种子活力。

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Mechanism of DA-6 treatment regulating wheat seed vigor after anthesis

XU Chen, WANG WenJing, CAO Shan, LI RuXue, ZHANG BeiBei, SUN AiQing, ZHANG ChunQing

College of Agriculture, Shandong Agricultural University/State Key Laboratory of Crop Biology/Shandong Key Laboratory of Crop Biology, Tai’an 271018, Shandong

【】High-vigor seeds germinate quickly and efficiently, and they are highly stress resistant and advantageous during crop production. Diethyl aminoethyl hexanoate (DA-6), as a tertiary amine plant growth regulator, increases plant photosynthetic rates, regulates carbon and nitrogen metabolism and improves crop quality and yield. However, there are limited studies on its effects on seed vigor. 【】This study analyzed the effects of spraying DA-6 post-flowering on the compounds accumulated in grains, expression levels of key genes associated with metabolism and stress-resistance, 1000-grain weights, chemical compositions and seed vigor to determine DA-6’s mechanism for regulating wheat seed vigor, which has important theoretical and practical significance in the production of high-vigor wheat seeds.【】Wheat varieties, Liangxing 77 and Shannong 23, grown in fields of the Mazhuang Experimental Base of Shandong Agricultural University in 2017-2018 and 2018-2019 (117°E, 36°N) were sprayed with DA-6. Two treatment concentrations (0 and 6 g·L-1DA-6), two treatment periods (2 and 6 days after anthesis) and three zone groups, each having an area of 6 m × 3 m, were used. Fresh samples of grains, stems below spikes and flag leaves were collected at the early and middle stages of grain filling (12 and 22 days after anthesis, respectively), and the expression levels of key metabolism-related enzymes were analyzed. Samples were taken on different days of grain development (25, 30, 35 and 40 days after anthesis), and the 1000-grain weights, protein contents and starch contents were determined after natural drying and threshing. For wheat spikes harvested at the maturity stage, the germination and vigor indices of the whole ear, different spike positions (upper, middle and lower) and different grain positions (lower and upper grain) were measured.【】Spraying 6 g·L-1DA-6 at 6 days after anthesis significantly increased the 1000-grain weights, seed protein contents, and plant dry weights of the upper spikes and upper grains in both wheat varieties, and it significantly improved the seed vigor indices. DA-6 spraying at 6 days after anthesis effectively reduced the seed vigor difference between different spike and grain positions, and it improved the seed vigor of different spike and grain positions in wheat as a whole, especially those of upper and middle spikes, as well as the upper grain. However, DA-6 spraying at 2 days after anthesis significantly reduced seed vigor, 1000-grain weights and seed protein contents. The 1000-grain weights of Liangxing 77 and Shannong 23 increased first and then decreased as the grain-filling period was extended. However, relative and absolute protein contents increased with time. Additionally, both varieties showed the highest 1000-grain weights and protein contents after spraying 6 g·L-1DA-6 at 6 days after anthesis. While the 1000-grain weight of Liangxing 77 was not significantly different from that of the control group, the relative and absolute protein contents were significantly greater. The 1000-grain weight and absolute protein content of Shannong 23 significantly increased after spraying 6 g·L-1DA-6 at 6 days after anthesis. DA-6 spraying at 2 days after anthesis had no significant effects on 1000-grain weights, relative and absolute protein contents or starch contents. Real fluorescence quantitative PCR showed that DA-6 spraying at 6 days after anthesis significantly increased the expression levels of protein phosphatase and sucrose phosphate synthase in flag leaves. The expression levels of class I heat shock protein()and【】Spraying DA-6 at 6 days after anthesis promoted the expression levels of proteins, key enzyme-encoding genes of sucrose metabolism ands. It also facilitated the synthesis of seed storage substances, increased the protein contents of seeds and significantly increased the 1000-grain weights.The dry weight of individual plants during germination and seed vigor of upper, middle spikes and the upper grain of harvested seeds in two varieties significantly improved after spraying DA-6. The seed vigor difference between different spike positions decreased, and the α-amylase activity increased during seed germination. Thus, spraying DA-6 after anthesis promoted the accumulation of seedling dry matter and improved material transformation capacities during seed germination. Additionally, seed vigor improved. Our studies suggest that spraying 6 g·L-1DA-6 on wheat at 6 days after anthesis is an effective way to improve seed vigor.

wheat; DA-6; seed vigor; real-time PCR