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一氧化氮、乙烯和赤霉素在打破杜梨种子休眠中的相互作用

作　者: 宋要强
导　师: 惠伟
学　校: 陕西师范大学
专　业: 植物学
关键词: 杜梨种子 NO 乙烯 GA 休眠
分类号: Q945
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近十年的研究表明一氧化氮(NO)作为一种新的信号分子在植物体内广泛存在,并在植物各种生理活动中起着重要的调控作用,研究发现NO在打破种子休眠中也起着重要作用。种子休眠原因多种多样,许多生物因素和非生物因素都可以调控植物种子休眠。许多科学家已经证明在一些植物种子的休眠中乙烯(ET)和赤霉素(GA)起着重要的调控作用。杜梨是蔷薇科植物,广泛用于梨的砧木,其种子存在着较深度的休眠,需要长期的低温层积才能萌发,费时费力而且损失严重。本研究以处于休眠状态的杜梨种子为实验材料,经NO、ET和GA以及它们的抑制剂处理,在培养过程中对它们的发芽率和芽长度进行统计,并用气相色谱对乙烯释放量进行测定,研究NO、ET和GA在杜梨休眠中的相互关系。研究结果如下：1.外源NO可以打破杜梨种子休眠,显著提高萌发率。1、5、10、20 mM的一氧化氮供体硝普钠(SNP)处理都能促进杜梨种子萌发,提高萌发率。但是过高浓度的SNP处理会抑制芽的生长,甚至引起芽的死亡,其中10mM的SNP处理在促进萌发中效果较好,而且对芽的生长没有造成伤害。NO清除剂PTIO可以逆转SNP的作用维持种子休眠。在打破杜梨种子休眠中,NO合成有一氧化氮合酶(NOS)途径而没有硝酸还原酶(NR)途径参与。2.外源乙烯可以打破杜梨种子休眠,显著提高萌发率。0.5、1、2、5 mM的乙烯利(ETH)处理都可以提高杜梨种子的萌发率,以2 mM和5 mM两个浓度效果比较好,但过高浓度的乙烯利强烈抑制杜梨芽的生长,结果表明：2mM是打破杜梨休眠促进萌发的最佳浓度。乙烯作用抑制剂1-甲基环丙烯(1-MCP)可以逆转外源乙烯的作用,降低萌发率。3.GA参与打破杜梨种子休眠过程。外源GA处理对带皮杜梨种子没有显著的影响,但是对去皮种子打破休眠效果显著。GA合成抑制剂多效唑可以强烈延长杜梨种子休眠、抑制萌发。4.NO通过促进内源乙烯的积累打破杜梨种子休眠,在打破杜梨种子休眠中乙烯处于NO信号通路的下游。1-MCP处理可以逆转SNP的作用,而PTIO对乙烯的效果作用不大。乙烯可以诱导自身的合成,乙烯的积累可以打破杜梨种子的休眠,经10 mM SNP处理后杜梨种子内源乙烯的释放量有了显著提高,而且PTIO和1-MCP都可逆转这种作用。5.在打破杜梨种子休眠中乙烯和GA是协同关系,协同打破杜梨休眠,而且GA是乙烯打破休眠必需的。GA抑制剂可以阻止乙烯的作用,乙烯抑制剂可以部分抑制GA的作用。6.根据本实验结果,我们提出在打破杜梨种子休眠中NO、乙烯和GA三者之间的信号关系：NO处于乙烯信号通路的上游,能够促进乙烯的积累；乙烯和GA是协同关系,协同打破杜梨种子休眠,而且GA在乙烯打破休眠中是必需的。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章文献综述  9-23
  1.1 一氧化氮(NO)在植物体内生理作用研究进展  9-14
    1.1.1 NO的生物学特性  9
    1.1.2 植物体内NO生物学活性的发现  9-10
    1.1.3 NO在植物体内的合成途径  10-12
    1.1.4 NO调控植物生长发育  12
    1.1.5 NO和植物激素的相互作用  12-14
  1.2 种子和种子休眠  14-15
    1.2.1 种子的结构  14-15
    1.2.2 种子的休眠  15
  1.3 植物激素对种子休眠的调节  15-19
    1.3.1 ABA是种子休眠诱导的正调节因子  16
    1.3.2 赤霉素打破休眠、促进萌发  16-17
    1.3.3 乙烯打破种子休眠促进萌发并拮抗ABA的作用  17-18
    1.3.4 细胞分裂素与种子休眠  18
    1.3.5 在打破种子休眠中各激素的相互关系  18-19
  1.4 NO与种子休眠和萌发关系的研究进展  19-21
    1.4.1 NO在植物种子休眠和萌发中的作用  19-20
    1.4.2 在打破种子休眠促进萌发中NO与植物激素的关系  20-21
  1.5 杜梨种子休眠的研究现状  21
  1.6 选题意义  21-23
第2章材料和方法  23-27
  2.1 实验材料  23
  2.2 试剂和仪器  23
  2.3 试剂配制  23
  2.4 材料处理  23-25
    2.4.1 处理浓度  23
    2.4.2 NO、乙烯、GA效果实验  23-24
    2.4.3 打破杜梨种子休眠的内源一氧化氮来源  24
    2.4.4 NO、乙烯、GA的相互作用  24
    2.4.5 种子的培养  24-25
  2.5 测定方法  25-27
    2.5.1 发芽率和芽长的测定  25
    2.5.2 乙烯测定  25-27
第3章结果与分析  27-39
  3.1 NO在打破杜梨种子休眠中的作用  27-30
    3.1.1 不同浓度SNP对杜梨种子休眠的影响  27-28
    3.1.2 NO清除剂对杜梨种子休眠的影响  28-29
    3.1.3 参与打破杜梨种子休眠的NO合成途径  29-30
  3.2 乙烯(ET)在打破杜梨种子休眠中的作用  30-32
    3.2.1 不同浓度乙烯利对杜梨种子休眠的影响  30-31
    3.2.2 乙烯作用抑制剂对杜梨种子休眠的影响  31-32
  3.3 赤霉素(GA)在打破杜梨种子休眠中的作用  32-34
    3.3.1 不同浓度GA对杜梨种子休眠的影响  32-33
    3.3.2 多效唑(PCB)对打破杜梨种子休眠的影响  33-34
  3.4 NO和乙烯在打破休眠中的关系  34-37
    3.4.1 乙烯抑制剂和NO清除剂对NO和ET作用的影响  34-35
    3.4.2 NO和ET在种子萌发中对乙烯释放量的影响  35-37
  3.5 GA和ET在打破杜梨休眠中的相互作用  37-39
第4章讨论  39-45
  4.1 NO、ET和GA在杜梨种子休眠中的作用  39-41
    4.1.1 NO参与打破杜梨种子的休眠  39-40
    4.1.2 乙烯参与打破杜梨种子休眠的作用  40-41
    4.1.3 GA参与打破杜梨种子的休眠作用  41
  4.2 打破杜梨种子休眠的内源一氧化氮来源  41-42
  4.3 NO、乙烯和GA在打破杜梨种子休眠中的相互作用  42-45
    4.3.1 NO和ET打破杜梨种子休眠中的相互作用  42-43
    4.3.2 ET和GA打破杜梨种子休眠中的相互作用  43-45
第5章研究结论  45-47
参考文献  47-57
致谢  57-59
攻读硕士学位期间研究成果  59-60

一氧化氮、乙烯和赤霉素在打破杜梨种子休眠中的相互作用

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