成熟脱水对种子发育和萌发的作用

成熟脱水是正常性种子发育的末端事件。种子在成熟时胚的脱水耐性增加；当种子萌发时胚变得不耐脱水。当种子获得脱水耐性时，糖、蛋白质和抗氧化防御系统等保护性物质积累；当脱水耐性丧失时，这些物质被降解。成熟脱水是种子从发育过程向萌发过程转变的“开关”，它降低发育的蛋白质和ｍＲＮＡ的合成，终止发育事件和促进萌发事件。顽拗性种子不经历成熟脱水的发育阶段，对脱水高度敏感。

第七讲 种子成熟脱水干燥的生理生化作用

成熟干燥是大多数种子发育过程中不可缺少的过程。一般来说,种子成熟干燥,表明种子本身完成了发育阶段。此时静止的种子(非休眠的)遇到了适宜环境时,可以萌发。因此,成熟干燥被认为有着关闭发育过程,开启萌发过程的作用。

不同脱水剂对杂交水稻制种种子质量及基因表达的影响

种子脱水干燥是杂交水稻制种过程的一个重要环节,种子自然脱水速率慢,遇雨天还易引起成熟期推后和穗发芽等问题。利用脱水剂快速降低种子水分对种子安全生产有重要意义。本研究以Y两优689杂交水稻品种为材料,比较不同脱水剂对其制种种子脱水及种子质量的影响。11种脱水剂均能加快种子成熟后期脱水,7号和9号脱水剂喷施后5 d,种子水分分别下降4.6%和3.6%,且对种子千粒重、发芽和幼苗生长无不良影响,种子可溶性蛋白、可溶性糖、ABA和GA3含量则显著高于对照。种子室温贮藏6个月后,与对照相比,7号、8号和9号脱水剂处理对种子发芽和幼苗生长无显著影响,7号和9号脱水剂处理的种子可溶性蛋白含量、α-淀粉酶活性、ABA含量与对照无显著差异。7号比9号的脱水效果好,可作为Y两优689的脱水剂。种子贮藏前,7号、8号和9号脱水剂处理能提高种子中OsNECD1和OsNCED2基因的表达,降低OsGA2ox1的表达;而种子贮藏6个月后,OsNECD1和OsNCED2表达量下降,OsCYP707A5和OsGA2ox1表达量上升。这表明经过6个月贮藏,脱水剂处理对种子ABA合成相关基因和GA3分解相关基因表达的影响减弱,同时OsCYP707A5的高表达导致种子ABA含量减少,可能是种子贮藏后萌发力提高的主要原因。

莲种胚发育过程中胚胎晚期丰度蛋白基因表达量与种子含水量相关性分析

通过莲胚形态观察、生理指标测定、蛋白质谱鉴定与基因表达量分析,筛选出莲胚脱水成熟过程中显著富集的LEA蛋白(late embriogenesis abundant protein),并分析其基因表达量与含水量的相关性。结果表明,莲胚发育成熟共需约30 d,形态发育15~18 d,随后进入脱水成熟阶段。在种胚脱水阶段种胚含水量由80%下降到6.7%,细胞内蛋白含量上升2.75倍。对不同脱水阶段莲胚进行蛋白单向电泳,筛选出7条显著富集的蛋白条带,其中包含7种LEA家族蛋白:EMB564-like、Dehydrin Rab18、Lea14-A与4种D-34类蛋白。Dehydrin Rab18、D-34、D-34-like-1表达量随莲胚脱水而递增,与种子含水量呈负相关;EMB564-like、Lea14-A、D-34-like-2、D-34-like-3基因表达水平呈单峰曲线,在莲胚发育20 d时达到峰值。其中Dehydrin Rab18、EMB564-like与D-34-like-2在莲胚脱水阶段上调表达幅度最大,表达量分别是莲胚脱水前的38.7、11.5、19.0倍,可能与莲胚的逆境保护与耐储存机制相关。