玉米种子人工老化及其修复的研究

论文摘要

作物种质资源是人类繁衍、生存和发展最根本的物质基础。种质资源的妥善保存,为作物育种、生物工程及21世纪实现我国农业可持续发展提供了重要的物质保障.但随着贮存时间的延长,种子仍会发生老化,由此影响到种质资源的安全贮存和适时更新。一定程度的老化种子,其活力是可以通过若干处理而获得恢复或提高的。本试验以玉米种子(478和Mo17)为材料,研究了玉米种子在正常萌发过程中和人工老化处理后一些相关酶活性的变化及几种修复处理对老化种子生理生化的影响,以探讨种子老化及其修复的机制,为种质资源的安全贮存、适时更新提供理论依据。试验结果如下:1、研究了玉米种子萌发初期(0～48h)胚中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸专一性过氧化物酶(APX)的活性变化和SOD、POD、APX、淀粉酶(AMY)、酯酶(EST)同工酶及蛋白质电泳谱带的变化。结果表明:玉米种子萌发初期,胚中SOD活性随着萌发的进程而缓慢下降:POD、CAT和APX活性呈升高趋势,其中POD和CAT活性升高较快,APX活性在萌发24h后才迅速上升。各种同工酶谱带变化的趋势与其酶活性的变化趋势相一致,SOD同工酶相对活性随萌发时间延长而降低;POD、APX和AMY同工酶的相对活性都呈现升高的趋势;EST同工酶的相对活性变化不大。蛋白质谱带颜色的深浅也有变化,除少数谱带着色随萌发时间延长逐渐加深外,大多数谱带的着色都减弱。2、研究了58±1℃人工热水老化处理对玉米种子胚中SOD、POD、CAT、APX活性和SOD、POD、APX、AMY、EST同工酶以及蛋白质电泳谱带的影响。结果显示:人工老化的玉米种子胚中SOD活性随老化时间的延长呈现缓慢升高的趋势;CAT、POD和APX活性随着老化程度的加深而下降;两种玉米种胚中的SOD和POD活性大小相近,但478种胚中的CAT活性高于Mo17而APX活性却低于Mo17。老化处理后的同工酶相对活性的变化趋势与相应酶活性变化的趋势也一致。SOD和APX同工酶酶带数没有变化,POD、AMY和EST同工酶酶带数有增有减。蛋白质电泳谱带的变化与正常种子萌发过程中的蛋白谱带变化相反。3、比较了聚乙二醇、氯化钙、抗坏血酸、青霉素、赤霉素和磁场处理对人工老化的两个玉米品种的修复作用。试验结果表明:用0.015 mg/L氯化钙、100 mg/L抗坏血酸和100 mg/L青霉素处理老化的玉米种子,能明显提高中等老化程度种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数,方差分析达到极显著水平。种子活力提高的效应在种子老化程度和基因型之间有显著差异。对中活力种子的修复效果明显高于高活力和低活力种子,两个玉米材料中对Mo17的修复效果更明显。而20%聚乙二醇、500 mg/L赤霉素和1000GS磁场对老化玉米种子基本没有修复作用,这可能与各处理试剂的作用机制及种子的自身修复能力有关。各修复处理对SOD活性的影响较小或使其降低,对POD活性的影响与对活力的影响一致,活力的变化可能与POD活性的变化有关。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 引言
• 1 种子活力
• 1.1 种子活力的定义
• 1.2 影响种子活力的主要因素
• 2 种子萌发过程中的生理生化变化
• 2.1 细胞的活化和修复
• 2.2 种胚的生长和合成代谢
• 2.3 贮藏物质的分解和利用
• 2.4 呼吸作用和能量代谢
• 3 种子老化过程中的相关变化及研究进展
• 3.1 种子老化的生理生化变化
• 3.2 种子老化遗传物质的变异
• 4 种子老化的修复
• 4.1 物理方法处理
• 4.2 化学方法处理
• 5 本试验的研究目的和意义
• 第二章 玉米种子萌发初期抗氧化酶及其同工酶和蛋白质谱带的变化
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 2 结果与分析
• 2.1 玉米种子在萌发初期胚的抗氧化酶活性的变化
• 2.2 玉米种子在萌发初期胚的同工酶和蛋白质电泳谱带的变化
• 3 讨论
• 第三章 人工老化对玉米种子抗氧化酶及其同工酶和蛋白质谱带的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 2 结果与分析
• 2.1 老化处理对玉米种子胚抗氧化酶活性的影响
• 2.2 老化处理对玉米种子胚同工酶和蛋白质电泳谱带的影响
• 3 讨论
• 第四章 不同修复处理对老化玉米种子活力的影响
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 试验方法
• 2 结果与分析
• 2.1 不同修复处理对老化玉米种子活力的影响
• 2.2 不同修复处理对老化玉米种子胚中SOD和POD活性的影响
• 3 讨论
• 总结
• 参考文献
• 致谢
• 附录