玉米种子活力形成及休眠机理研究

玉米种子活力形成及休眠机理研究

姓名：邢妍妍申请学位级别：硕士专业：作物遗传育种学指导教师：高荣岐

20070601

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病虫杂草竞争能力，抗寒力强，适于早播，节约播种费用，增加作物产量，提高种子耐藏性（Ｋｒｉｓｈｎａ等，１９９７；Ｒｏｄｏ等，２００３）。种子活力包括活力形成和活力表达这两个方面，要积极有效地控制种子活力，就必须从上述两个方面入手，全面系统地了解种子活力的生物学基础。１影响种子活力的因素种子活力水平的高低主要是由遗传因素和外界因素两方面决定，遗传因子决定种子活力实行的可能性，而外界条件决定活力程度表达的可能性。１．１遗传因素６山东农业大学硕士学位论文种子活力强度取决于亲本的遗传性，不同类型和品种的种子由于其种子大小、形态结构和萌芽特性等不同，其活力水平有较大差异。高活力品种在杂交后代表现突出，而且可以遗传，杂种Ｆｌ的活力较其双亲高（ＴｃＩ∞ｎｙ等，１９９５）。牟致远等（１９８７）对小麦ｌＯ个品种的种子活力研究发现品种间的种子活力有明显差异；程春明等（２００３）测定了４０份春大豆、４０份秋大豆基因型的种子活力，试验结果表Ｂ也供试基因型的种子活力差异达到显著或极显著水平。小麦种子发芽率、发芽的一致性、出苗率、幼苗干重以及种子浸出液电导率等在基因型上均差异显著（Ｓｏｌｔａｎｉ等，２００１）。在玉米上的研究也均表明不同基因型种子活力有显著差异（Ｔｅ融ｏｎｙ等，１９９５；孙彩霞等，２００１）。玉米种子活力受遗传因素的影响，有研究表明，杂种ＦＩ与母本自交系种子萌发特性相关显著或极显著，而与父本自交系的相关均不显著，但对于活力表现与亲本的关系的研究目前鲜有报道。对玉米种子活力高低与种子本身基因之间的关系，前人做过许多研究。甜玉米种子活力不易保持，田间出茁率低，主要就是因为遗传方面的原因，甜玉米中胚乳的突变基因皱缩ＩＩ型取代了糖基因，该基因抑制了籽粒淀粉的合成，造成胚乳积累淀粉不足且皱缩增加，种皮在干燥及采收过程中易受损伤，且较高的含糖量侵种子在吸水时易造成吸胀损伤，不利于膜的修复，胚乳积累淀粉不足使幼苗生长所需要的能量有限。同时，在某种程度上对胚也起到了遗传性的干扰，这些都导致甜玉米种子活力的下降（李学渊等，１９９４：樊龙江等，１９９６）。Ａｎｄｒｅｗ研究表明，在不同的核背景中，即使是同一胚乳突变基因，可能通过修饰作用或微效多基因的效应，导致种子发芽率和苗期生长势都存在显著差异。高赖氨酸玉米种子活力较一般玉米低，也是由于其胚乳细小，种子皱缩所致，并己知该性状系由基因所控制（Ｗａｒｍ，１９８６）。１．２外界条件与种子活力种子是植物整个生活史的一个阶段，在其形成及萌发过程中无时无刻不与其所处的周围环境条件发生关系。外界影响活力因素是多方面的，包括种子形成及发育过程中所受的影响，种子成熟度与采种期的影响，采后处理过程的影响，微生物的侵染和害虫伤害以及储藏过程、播前处理等方７玉米种子活力形成及休眠机理研究面。感病的和生长瘦弱的母株产生的种子比健壮母株产生的种子活力低，感病的母株还可将病菌传给种子，带病种子在贮藏过程中更容易变质，同时，着生在母株不同部位的种子由于营养状况、成熟度不同，其活力也有差别。这些环境因素必以直妒或间接的方式反映活力组分上的变化，从而造成活力的差异度（汪晓峰等，１９９７；Ａｌｉ等，２００２）。２种子活力的变化历程一般种子活力经历先上升，后下降，再上升（经种子处理后）的变化趋势。伴随着种子发育，种子活力逐渐提高，在生理成熟期达到最大活力；种子成熟后，还要经历采收、脱荚、运输、贮藏等环节，在此过程种子发生劣变，最终影响种子活力；如能在播种前采取一些预处理，将对提高活力促进萌发和幼苗生长有一定作用。可见，种子发育时期是种子活力的形成期，认识这一环节的基本规律，对做好种子工作中具有重要的实践意义（傅家瑞，１９９０）。大量研究表明种子成熟度与种子活力相关，不同成熟度的种子，对发芽率、活力和寿命都有一定的影响。随着种子发育成熟，胚的发育与生长潜势在不断增强，一般来说除具有生理休眠特性的种子之外，当其达到形态上和生理上的充分成熟之时，种胚已处于旺盛活力的顶峰。充分成熟的种胚，其细胞学上的结构完整度也最好，质膜的渗漏性最小，导电性最低，不仅具有较高的播种品质，而且较耐贮藏。王宁（２０００）认为小麦种子随着成熟度提高，种子活力不断上升，在乳熟期、腊熟期、腊熟末期上升最快，到完熟期达到最高峰：Ｍｅｅｎａ等（２０００）发现花后３５．４０天采收的棉子开始有种子活力，到花后６０天种子活力达到最高；Ｊａｙａｒａｊ等（１９９２）研究认为花后６０天的花生种子活力最高，成熟度与种子活力呈正相关。对于玉米种子活力最大值，Ｈｕｎｔｅｒ（１９００，１９９５）认为杂交种子活力在生理成熟前达晟高，自交系种子在生理成熟或生理成熟后达最大。３种子活力形成的生理生化基础种子活力是在种子发育过程中形成的，探究种子活力形成的生物学基础，就要从种子发育角度进行剖析。被子植物的种子发育可以分为组８山东农业大学硕士学位论文织分化、成熟和脱水三个阶段。在组织分化过程中，单细胞合子经历广泛的细胞分裂和分化，形成由胚轴和子叶构成的幼胚：同时有三倍体的胚乳形成。成熟期的主要特征是细胞扩大和贮藏组织（子叶或者胚乳）中贮藏物（蛋白质、脂肪或者淀粉）的积累，成熟过程通常被一定程度的脱水终止。当水分丧失时，种子的代谢降低，胚进入代谢不活跃或静止状态。当成熟干燥（非休眠）种子吸胀时，预存的代谢系统重新活化以及合成新的细胞组分，导致细胞伸长（胚根的伸长）和细胞分裂的恢复。３．１种子形态构造与物理性状变化随着种子发育进程，种子逐渐形成完整的胚、胚乳、种皮等基本构造，同时种子外部性状发生相应变化，最后发育成具有活力的种子。胚是种子最主要部分，发育是从受精卵开始的，受精卵通过短期休眠，横裂成两个大小极为不相等的细胞，基细胞和顶细胞。基细胞、顶细胞经过几次分裂，分别形成胚柄、胚体，合称为原胚；原胚继续进行细胞分裂与分化，逐渐形成一个具有子叶、胚芽、胚轴和胚根的完整的胚。被子植物的胚乳是由一个精细胞与中央细胞的两个极核或次生核受精后形成的初生胚乳核发育而成的。种皮由胚珠的珠被发育而来，包围在胚和胚乳之外，起着保护作用。胚珠受精后发育成为种子，在这一个过程中，其大小发生明显的变化。一般说，种子是先增加长度，其次增加宽度，最后增加厚度。随着种子的成熟，种子的体积逐渐增加：至完熟期，种子体积下降，种子活力达到最大值（颜启传，２００１）。种子重量随着成熟过程中种子水分的增减和干物质的积累发生明显的变化。一般，谷类作物种子的鲜重，在乳熟后期达最高限度，到黄熟期鲜重逐渐降低，而到完熟期鲜重则更低。种子干重的变化恰恰相反，随着成熟度而增加，到完熟期为最高（颜启传，２００１）。一般种子重量与种子活力关系密切，但也有例外（Ｎｅｗｅｌ等，１９９３）。种皮色素随着种子活力的形成不断变化，种皮颜色往往作为种子成熟的一个指标。大豆种子成熟过程中，叶绿素含量逐渐下降（Ｒｏｓｅｎｂｅｒｇ，１９８６）；而甘蓝型油菜种子发育过程中种皮叶绿素、计黄素和花色素含量９玉米种子活力形成及休眠机理研究随着种子的发育逐渐增加，不同品系间及种子发育的不同时期间，叶绿素、叶黄素和花色素的含量均存在极显著的差异（陈玉萍等１９９４）。３．２种子营养物质的积累种子大小、成熟度与种子活力有密切关系，其中种子大小、成熟度造成活力差异的实质是种子贮藏物质含量上的差异。种子活力与贮藏物质有密切的关系，贮藏物质积累多的种子，往往表现活力高。随着种子活力形成的进程，种子贮藏物质含量及其成分不断发生变化。糖类在种子成熟期间不断进行累积和转变。禾谷类种子成熟过程中，可溶性糖含量随着成熟度提高而下降；而不溶性糖，主要是淀粉，其含量随着种子成熟过程而增加。淀粉的合成在胚或胚乳发育到一定时期才开始，并且淀粉在胚或胚乳内的合成也有先后之分。据现有的研究结果表明，淀粉的累积动态可分为两种类型。第一种为淀粉在种子发育的一定阶段开始累积后，一直持续到种子成熟，但累积的速度在种子发育的整个过程不一致，一般是前期和后期累积缓慢，中期累积迅速，如水稻、小麦、紫花豌豆等。第二种为淀粉在种子发育的早期累积缓慢，之后迅速，并在某一阶段达到高峰，高峰后的淀粉呈下降趋势；这种种子最终淀粉含量不高，而且这些淀粉被认为是种子中瞬间的贮藏物质，在种子发育的后期被降解，为种子中蛋白质和类脂的合成提供原料，如大豆和向日葵等（陈尚琼，１９９６）。成熟过程中脂肪的含量是随着可溶性糖分的减少而相应增加，表明脂肪是由糖分转化而来的。在种子成熟初期所形成的脂肪中含有多量的游离脂肪酸，随着种子的成熟，游离脂肪酸逐渐减少，而合成复杂的油脂（颜启传，２００１）。随着胚发育和成熟度增加，种子一方面贮藏物质不断积累，为种子萌发和幼苗生长奠定物质基础，另一方面降解这些贮藏物质的酶合成体系不断完善。黄上志（１９９３）、刘军（２００１）等在花生的研究中认为，造成花生种子活力差异的主要原因是种子中贮藏物质的量和种子萌发时这些贮藏物质降解和合成的速度和效率的差异。李黄金、黄上志等（１９９３）研究发现，花生种子吸胀２天后，高活力种子的蛋白质和花生球蛋白迅速降解，而中等活力种子的盐溶蛋白和花生球蛋白的降解速度较慢。ｌＯ山东农业大学硕士学位论文３．３种子激素变化在种子活力形成过程中起作用的主要激素有细胞分裂素（ｃＴＫ）、赤霉素（ＧＡ）、生长素（ＩＡＡ）、脱落酸（ＡＢＡ）。ＣＴＫ控制着胚乳细胞的分裂和分化，调节着籽粒的早期发育乃至决定籽粒的最终体积，ＧＡ对籽粒的伸长和重量的增加可能有促进作用，ＩＡＡ调节着同化物在籽粒内的积累，在小麦籽粒发育过程中，ＡＢＡ的含量达到最大值后不久，籽粒含水量急剧下降，接着籽粒干燥停止增加，因此认为ＡＢＡ的作用可能是控制籽粒的成熟，抑制籽粒穗上发芽（刘仲齐，１９９１）。另外，ＡＢＡ还可以促进贮藏物质的积累，特别是ＡＢＡ能诱导贮藏蛋白质的合成。３．４种子酶活性变化种子在发育过程中，各种酶的活性很强，种子内的生理生化作用旺盛进行。随着成熟度的提高和种子脱水，活性一般降低甚至因破坏而消失，有些酶（如Ｂ一淀粉酶等）则与蛋白质结合以酶原状态贮存于种子中，因此，成熟的具有活力的种子代谢很低，处于相对静止的状态。由于脂质的过氧化作用使细胞膜受到损伤，以致使种子失去萌发能力和田问出现畸形苗。因此，保护膜结构和功能的完整性以延缓种子的老化就显得十分重要。超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）的存在，能催化超氧物阴离子自由基的歧化作用，形成分子氧和过氧化氢，细胞中的过氧化氢又被ＰＯＤ（过氧化物酶）氧化分解，ＳＯＤ、ＰＯＤ的协同作用使细胞中自由基维持在一个低水平，保护质膜受自由基的侵袭和避免膜上不饱和脂肪酸遭受过氧化的危害。抗氧化系统酶类与种子活力水平密切相关，尤其是在种子劣变的研究中抗氧化系统酶类的研究一直是重要组成部分。３．５种子核酸变化核酸为生物体中极为重要的遗传物质。在种子发育及其他生命活动中占有极重要的地位。随着种子活力的形成进程，核酸的合成量不断变化。朱新产（１９９５）对豌豆种子发育过程包括受精卵（合子）成胚、细胞分裂、延伸、脱水干燥４个时期研究发现，受精卵分裂形成胚时期是核酸大量合成期，此时ＤＮＡ的复制和ＲＮＡ的合成最旺盛，代谢活动最强：随后是细胞体积扩大，ＲＮＡ／ＤＮＡ比值变化很小，此时种子蛋白质大量合成累积，细胞内含物增多；随着种子逐渐成熟，ＤＮＡ和ＲＮＡ的合玉米种子活力形成及体眠机理研究成速度逐渐降低。３．６呼吸作用与ＡＴＰ含量变化在种子形成期，胚和胚乳细胞进行旺盛的细胞分裂需要消耗大量的能量，而能量的产生则源于呼吸作用。一般随着种子活力的形成，种子内ＡＴＰ含量和ＡＴＰａｓｅ活性呈抛物线变化。３．７细胞超微结构变化高等植物种子贮存蛋白质和脂类物质的含量决定了种子的营养价值和生活力，而细胞质内的大量柱糖体、质体、线粒体、内质网片段和囊泡等在蛋白质、脂类积累过程中具有重要作用。王秀玲（２００２）发现西瓜种子子叶内贮存物质开始积累时，细胞质内有大量核糖体、质体、线粒体、内质网片段和囊泡；种子脱水期至成熟期，细胞器的数量减少：成熟种子子叶细胞的细胞壁不连续，几乎观察不到细胞器存在。４成熟脱水在种子活力形成中的调控作用被子植物的种子发育分组织分化、成熟和脱水三个阶段，成熟期的主要特征是细胞扩大和贮藏组织中贮藏物质的积累，成熟过程通常被一定程度的脱水终止。所谓成熟脱水是指种子生长达最大值后，逐渐脱水而趋于成熟的过程，结果种子水分减少，鲜重降低，干重则达到一个比较恒定的水平，同时种子内部的生理代谢由发育程序向萌发程序不可逆转化（姜孝成等，１９９５）。种子发育和萌发是植物生活周期中截然不同的生理阶段，在种子发育过程中的主要代谢是合成代谢，其特征是贮藏组织中贮藏物质的大量合成和沉积；在萌发后，贮藏物质的动员是猛发后生长的一种必须的过程，贮藏器官中分解代谢酶的性质和数量都发生变化，因此，通常将成熟脱水成为种子从发育状态向萌发状态转变的“开关”，成熟脱水将中止发育事件并促进萌发事件（宋松泉等，１９９８）。４．１种子脱水耐性的获得脱水耐性是种子适应环境长期进化的产物，是种子在逆境下避免或抵御脱水伤害的综合方式。一般种子耐脱水能力可分为两个阶段，开始是一个不耐干阶段，一经干燥，就会产生危害，其后一个是耐脱水阶段。种子脱水耐性的相对水平随发育过程而发生变化，当种子成熟时胚的脱水耐性增加。脱水耐性的获得通常比自然干燥事件本身要早得多，一些种类的种１２山东农业大学硕士学位论文子甚至在发育中期以前就能忍受脱水。种子的萌发能力和耐脱水能力是在种子发一育过程中形成的。关于它们形成的先后关系有两种观点，一些研究表明耐脱水能力是在种子发育的中期或生理成熟期获得的，与贮藏物质积累的时期或种子获得萌发能力的时期相一致（Ｋｅｒｍｏｄｅ，１９８５；Ｅｌｌｉｓ，１９８９：Ｂｅｗｌｅｙ．１９８７）；但另一些研究认为种子耐脱水能力的获得迟于种子萌发能力的获得，位于种子开始成熟脱水之前（Ｂａｒｒｅｌｓ，１９８８；Ｋｏｏｍｎｅｅｆ，１９８９；Ｌｅｐｒｉｎｃｅ，１９９３）。种子获得耐脱水能力的方式亦有两种观点，一种认为耐脱水能力的获得是一个突发事件，是在几天之内完成的（Ｌｏｎｇ，１９８１：Ｓｕｎ，１９８８）。另一种则认为是在整个发育阶段逐渐累积起来的，属于渐变（Ｆｉｓｃｈｅｒ，１９９３），造成这种差异的原因可能是由于所用材料的不同，或干燥方式的不同。发育的蓖麻籽，在授粉后２５．３０ｄ干燥后就能获得萌发能力；但在授粉后２０ｄ分离的种子不能萌发，也不能存活｛因为它们还没有达到发育的脱水耐性阶段。玉米种胚在２１ＤＡＰ萌发率达到１００％，但一经脱水活力就完全丧失，直到２８ＤＡＰ获得耐干燥能力（伍贤进，２０００），即玉米静子耐脱水能力的获得晚于萌发能力的获得。Ｂｒｅｎａｅ等发现玉米种胚在１４．１６ＤＡＰ获得萌发能力，２６．４５ＤＡＰ收获的种子离体胚经快速干燥可以萌发，１８．２２ＤＡＰ收获的种子离体胚经缓慢干燥可萌发，但１４．２２ＤＡＰ收获的完整种子在穗轴上缓慢干燥后便可萌发，即完整种子耐干燥能力的获得早于离体胚。种子耐脱水性的获得，需要种子自身发生一系列的生理生化变化，包括细胞内贮藏物质积累增多，液泡化程度减少，代谢发生改变；糖、蛋白质和抗氧化防御系统等保护性物质积累；ＡＢＡ激素调控等等（宋松泉等，１９９８；黄雪梅等，２０００），缺少一种或几种机制都可使不同种子具有不同的耐脱水性（ＰａｍｍｅｎｔｅｒａｎｄＢｅ巧ａｋ，１９９９）。４．２成熟脱水过程中的生理生化变化种子在成熟时期脱水干燥，产生许多重要的生理效应，主要包括以下几个方面：（１）酶类钝化。由于种子脱水干燥时，酶促反应底物减少，酶与底物隔离；种子体内氧化、酸度、离子浓度增加，共同作用使酶钝化。（２）ＲＮＡ水解酶类增加。随着种子逐渐干燥，砒～水解酶增加，使ｍＲＮＡ失去活性。（３）复合体的形成。在干燥种子中，由蛋白质将ｍＲ．ＮＡ包围起来形成复合体核糖核蛋白大量积累，以供种子发芽早期所用；由１３玉米种子活力形成及休眠机理研究酶与蛋白质结合形成的复合体酶原也有积累，具有保护本身的作用。（４）同时产生许多重要的细胞脱水伤害，包括细胞代谢胁迫、机械胁迫和脂质变相等（黄雪梅等，２０００）。４．３干燥与种子萌发发育过程中的自然成熟脱水使种子从发育状态转向萌发状态，对未熟种子进行人工干燥也可使种子从发育状态转向萌发状态。脱水对终止发育和克服由母体环境提供的强迫种子继续发育因素起关键作用，而且脱水速度也会影响发芽能力与种子活力。对未到成熟脱水期的种子进行干燥处理，是否会影响种子活力，取决于采收时种子所处的发育阶段和干燥处理的速度。在发育前半段时间内采收的蓖麻和菜豆种子，经干燥不能萌发，说明无耐干性；而后半段时间内采收的种子经干燥能萌发。同时，干燥速度也决定了种子的活力，未成熟脱水的玉米和蓖麻种子均具有耐干能力，若将种子在装硅胶的容器中干燥，则由于快速脱水而使发芽力丧失；如果将这些种子在饱和盐溶液调节温度的环境中慢速脱水，则可以使种子全部发芽（黄上志等，１９９２）。李卫（１９９８）等用６个大豆种质研究发现，在生理成熟期后期减缓水分损失速度，可显著减少产生皱缩型种子，提高种子活力；而加速水分散失速度则明显促进皱缩型种子的产生，降低种子活力。５种子的休眠休眠是具有生活力的种子在适宜的萌发条件下不能萌发（发芽）的现象，是植物本身适应环境和延续生存的一种特性，是种予植物进化的一种稳定对策，就植物本身而言，既是一个重要的生命活动过程，又是一种有益的生物学特性。休眠种子对不良环境的抵抗力强，虽长期贮藏却仍保持生活力，能在恶劣的季节里存活下来，这对人类也有所裨益，可某些作物的种子，在采收后需经过一段休眠期才能萌发，又往往给生产造成一定困难，既不能及时播种，也无法在收获后立即进行发芽试验，因而，研究种子的休眠原因及解除种子休眠的方法便成了种子生理学家和一些科技人员的重要任务。许多研究表明种子远在成熟前就已具备发芽能力，种子远在成熟之前就拥有了发芽能力，赵笃乐发现花后８、１２天的小麦种子，充分干燥１４山东农业大学硕士学位论文后发芽率可分别达到７２％和９８％，但此未熟鲜种子在离体后直接培养却不能萌发，显然干燥可促使种子萌发。赵笃乐将这一现象称为鲜种子的休眠，认为干燥能促进萌发是因为水分对鲜种子的休眠具有调控作用，水分降低使种子由发育状态转向可萌发状态，小麦、大豆、菜豆、蓖麻、木瓜等种子均存在类似现象。伍贤进等发现玉米授粉后不同时期的新鲜种子均不能萌发，但干燥后２５ＤＡＰ（授粉后天数）的种子就有少量萌发，到４５ＤＡＰ后萌发率接近１００％。江苏省农科院玉米室将授粉后２０ｄ收获的果穗，阴千２．３天脱粒，种子发芽率可达８０％左右。Ｉｂｒａｈｉｍ和Ｒｏｂｅｒｓｏｎ等发现小麦鲜种子的发芽率随成熟度的上升而提高，赵笃乐发现相同的趋势，认为鲜种子的休眠性随发育进程而变化。干燥可以显著促进鲜种子萌发，但并不能使未熟种子全部萌发，即干燥后仍有部分未熟种子处于休眠状态，基本趋势为发育程度越低休眠比例越高。５．１种子休眠现象的原因及相应研究方法关于引起休眠的原因，不同学者从不同角度进行了总结分类，虽说法不完全一致，但具体内容不尽相同，可归结为种皮障碍、胚的发育情况以及内源化学物质三方面。５．１．１种皮障碍种皮对于种子休眠的影响主要表现在种皮透性（透水性和透气性）差以及种壳的机械阻碍作用两方面，目前已发现许多植物种子的休眠与种皮有关。对于种皮透水性的研究目前多采用对种子吸水性能进行测定的方法，用称重法从种子的吸水曲线中获得其吸水速率（黄玉国，１９８６；徐本美，１９９５：朱念德等，１９９９：王成霖，１９８９；叶要妹等，１９９９），或将休眠种子与非休眠种子的吸水率进行比较（崔聪淑等，２００１；赵听等，２００２；张风娟，２００４）。至今暂无有效的测试种子透气性的直接方法，周元采用将滇青冈种子切伤和去除内外种皮观察发芽率的方法，对种皮是否影响休眠进行分析，发现发芽率明显提高，因此认为种皮的透气性是影响滇青冈种子萌发的原因之一，对于种皮透气性的研究便集中到对呼吸的测定上。目前一般采用微量检压仪测定种子的耗氧量（黄玉国，１９８６；郑彩霞等，１９９２），或利用玉米种子活力形成及休眠机理研究丹尼管和呼吸瓶等做成呼吸商测定仪来测定种子呼吸商（程广有等，２００４）的方法间接测定种皮的透气性。目前一些研究者研究种皮与种子休眠的关系时，并不是从种皮自身的解剖构造特点等方面直接加以说明，而是间接分析获得结果，这样往往得出一些截然相反的结论，对于红松种子的研究就曾出现过这种现象。张良诚（１９６３）、赖力（１９８９）等通过测定红松种子呼吸提出种皮的透气障碍可能是诱导休眠的主导因素。而王文章（１９８６）等通过采用去、留内外种皮的８种处理进行实验说明，红松休眠种子的萌发与种皮的机械阻力和透气性均无关系。因此只有对种皮构造进行解剖观察，才能更好地了解种皮对休眠的作用，为试验结论提供理论依据。如通过观察发现元宝枫种皮的厚角组织内含有大量的果胶质和石细胞，细胞壁上的微团在轴面上的方向是有规律的鱼鳞坑结构（陈彩霞等，１９９７），便使其种皮妨碍气体交换，降低氧的透过率的推测在结构上得以解释。种子解剖结构的观察可以通过显微镜观察、电镜观察、制作石蜡切片等方法进行，应根据需要选择合适的方法。５．１．２胚的形态未成熟或未完成生理后熟一个完整的胚有胚芽、胚轴、胚根、子叶。但有些植物种子虽在采收时已表现成熟，但它们的胚尚未分化完善，需在适宜的条件下继续完成器官分化，这些种子的休眠特性是长期系统发育的结果，许多研究表明胚发育不完全是受内源抑制物质的影响，湿层积利于胚的发育及后熟，主要是消除对生长发育有抑制作用的物质，增加促进生长的物质和可利用的营养物质，以利于萌发生长的进行。对于胚的发育情况常通过解剖制成切片进行观察，也可以对离体胚进行培养来观察胚是否已具有发芽能力。５．１．３发芽抑制物质与种子休眠１９２２年，ｍｏｌｉｓｃｈ便发现肉质果汁中存在发芽抑制物质能阻止种子萌发，而后人们先后从果皮。种皮及胚中分离出抑制物质。目前发现的抑制物质有ＡＢＡ、酚类氢氰酸、氨、芥子油、有机酸、醛类、香豆素类以及脂肪酸等。韩宝瑞（２０００）对西洋参果肉中的发芽抑制物质进行研究，发现在许多情况下，影响种子休眠的原因不单是由于抑制物质的存在决定的，而是取决于萌发促进物质和抑制物质的相对水平。在研究抑制物质和生长促进物质时，一般将种子分成种皮、胚、胚乳等各个部分分别进行抑１６山东农业大学硕士学位论文制物的提取和测定。抑制物的提取是利用抑制物能否溶于有机溶剂（甲醇、丙酮）的特性进行的，粗提物经过一系列的分离处理（诸如萃取、薄层层析、纸层析等），使各个成分相互分离，各个成分可以用白菜籽或油菜籽、小麦种子等来进行生物测定，观察其抑制作用的强弱（黄耀阁等，１９９４：王小平等，１９９８：朱念德等，１９９９：Ｐｈａｒｔｙａｌｅｔａｌ，２００３）。种子的内源影响发芽物质含量测定可用高效液相色谱法、气相色谱法和酶联免疫吸附检测法等（李合生，２０００）。５．２解除种子休眠的方法根据植物种子休眠的原因，可用相应的方法解除休眠。如果种子休眠由两种或两种以上的原因引起，应采用多种方法分别打破不同原因的休眠，种子才能解除休眠状态。５．２．１化学药剂处理浓硫酸、高锰酸钾、次氯酸盐和过氧化物等氧化剂能解除种子休眠（Ｔｈｏｍｐｓｏｎ，１９６９），目前普遍认为氧化剂对于解除因种皮障碍引起的休眠效果比较显著，其原理可能是氧化剂可软化或在～定程度上破坏种皮，增加种皮透性，破除种皮机械障碍。羟胺、硝酸盐、亚硝酸盐等含氮化合物能刺激许多禾本科植物和双子叶杂草种子的萌发（陈彩霞等，１９９７），用硝酸钾处理油松种子有促进萌发的作用。甲醇、乙醇、乙醚、丙酮、氯仿、甲醛、对苯二酚等有机溶剂和丙氨酸、谷氨酸、酒石酸、苹果酸、琥珀酸等有机酸，一旦用于处理休眠种子，也会诱导萌发。５．２．２激素处理一些休眠种子可经由乙烯、赤霉素、细胞分裂激素、萘乙酸和乙烯利等植物激素处理而发芽。ＧＡ能诱导产生水解酶，使种子中的贮藏物质从大分子水解为小分子，如淀粉水解为糖，蛋白质水解为氨基酸，从而为胚所利用，促进胚后熟，有利于萌发。已经证明，种子在ＧＡ中浸渍可以促进包括光敏种子在内的浅生理休眠种子的萌发，在去除种壳后，ＧＡ对打破中等强度的休眠也有效，用ＧＡ解除休眠在罂栗、萝卜、稻、大麦、小麦、黑麦等作物种子上均有报道（Ｗａｎｇ等，１９９８：Ｓｕｌａｉｍａｎ，１９９３；Ｎｅｇｉ等，１９８３；Ａｇｒａｗａｌ等，１９８１；Ｂｅｋｅｎｄａｍ等，１９７６）。ＣＫ不影响胚的后１７玉米种子活力形成及休眠机理研究熟，却促进胚的萌发。ＣＫ处理可促进深休眠的槭树种子萌发，使苹果种子层积时间缩短，也能促进杨梅种子发芽。但ＣＫ仅对少数林木种子有打破休眠的效果，对大部分种子作用不明显。乙烯或乙烯利能刺激初生休眠的植物种子如花生、苜蓿、苍耳和二次休眠的植物种子如莴苣和芹菜等种子的萌发，对木本植物和其它一些杂草的休眠种子也有显著的效果。用激素处理时，不同浓度和处理时间通常会改变处理的效果（尹黎燕，２００２）．５．２．３物理方法层积是人们常用的打破休眠的有效方法，尤其对因含萌发抑制物质而形成生理休眠的种子效果显著，常用的层积有变温层积和低温恒温层积。变温层积也称为湿温湿冷作用。有些植物种子需要较高的温度使胚后熟或胚根长出，然后需要低温打破胚芽生长，因此种子在湿冷处理前还需要先行一段高温吸湿的处理，才能解除休眠。低温层积能打破种子休眠，提高发芽率，促进种子发芽整齐度和苗木早期的生长发育，扩大种子萌发的温度范围，降低种子发芽时对光的需求，减少种子因处理、加工损伤或发芽环境不良等所造成发芽上的差异。低温层积有三个要件，即适宜的种子含水量、低温以及氧的存在。种子低温层积处理所需时间因植物种类而有很大的差异，即使是同种植物的种子，种源不同，通常对层积要求的温度和时间也有差异。温度处理包括低温处理、加温干燥处理以及变温处理。低温处理主要适用于因种被不透性而处于休眠的种子，低温条件下，水中氧的溶解度加大，水中的氧气可随水分进入种子内部，促进种子萌发。麦类种子在５－１０℃下处理３天即可打破休眠；加温干燥对于刚收获的休眠种子，可使种被疏松多孔，改善透气状况，促进种子萌发（高荣岐等，１９９７）。变温处理种子解除休眠，是因为变温有利于改变种皮的伸缩性而引起种皮破裂，并刺激种子代谢。许多作物、禾草、花卉，特别是野生植物种子在日夜变温时的萌发比在恒温下更好，但只有在一定温度范围内变动才会打破休眠，如苦酸模和欧洲笋种子必须分别在１５．２３℃和１７－２７℃变动才有效。高低温持续的时间也影响种子休眠的打破，欧洲笋种子在低温下持续１６ｈ比８ｈ效果要好。此外，在各种温度下所经历的时间明显影响温差的有效性，如果每天用高温处理苦酸模种子１６ｈ，要诱导９０％的种子萌发，温差至少要山东农业大学硕士学位论文１０℃，而当每天用高温处理仅８ｈ，温差则只需５＂Ｃ。增加交替温度的次数，也利于打破种子的休眠。烟熏法解除水稻种子的休眠效果显著，４０％以上的Ｃ０２浓度也能减弱莴苣等种子的休眠（Ｈｓｉａｏ，１９９６）。对有坚硬种皮而影响休眠的种子可采用摩擦、夹裂等机械处理方法，破坏种皮，以增加透气透水性。种皮障碍是红蓼种子休眠的主要原因之一，剪口处理是破除红蓼种子休眠的有效手段（许桂芳，２００５）；谭志一（１９８３）试验说明，夹破红松休眠种子的外种皮萌发率可达５８％．６２％。据报道，ｘ射线、超声波、电磁场等处理种子，也可打破休眠促进种子发芽（颜育民，１９９５）．热水浸泡可以软化种皮，去掉种皮表层的蜡质和油脂，增强种皮透性并能浸出发芽抑制物质，从而促进萌发；流水淋洗或漂洗、深井吊种均可去除部分种子特别是种皮中的抑制物质，可解除部分甚至全部种子的休眠。高温处理也可打破一些种子的休眠，将松树种子放在苗床上，下面烧以微火，能减轻种子的休眠，森林发生火灾之后，便往往能发现一些硬实种子得以萌发（孙秀芹，１９９８）。６鲜种子不萌发现象研究进展目前对于种子休眠已进行了大量研究，对许多作物种子休眠的机理已基本清楚，但对于鲜种子休眠这一说法很少见到，赵笃乐虽对小麦鲜种子的休眠现象进行了描述，但并没有深入研究休眠的原因，对于水分对休眠的调控作用也只是确定了不同成熟度种子的近似界点水分值（参照惯常将８０％的发芽率定义为种子休眠与萌发的分界值），对于同一采收期收获的小麦鲜种子随水分变化萌发能力提高的原因，即水分对鲜种子休眠调控的机理并未进行研究。从休眠的角度探讨鲜种子不能萌发的原因，小麦未熟鲜种子的休眠被认为与果种皮的透气性差有关，未熟种子的果种皮内尚有大量的内含物未转移至胚及胚乳中，使皮层较厚且细胞排列紧密，因而可能影响了种胚对氧气的正常摄取而致休眠，发育过程中伴随果种皮细胞内含物的逐渐外移，皮层的透气性逐步得到改善，从而使种子的休眠性逐渐变浅。伍贤进等研究发现玉米种子新鲜胚在授粉后２ｌ天萌发率达１００％，即胚已具有发芽能力，因此胚的发育情况不是玉米鲜种子的休眠原因。高荣岐（１９９７）１９玉米种子活力形成及休眠机理研究等认为玉米鲜种子的休眠是由于种子中存在发芽抑制物质，在干燥过程中随水分的蒸发抑制物质减少，从而打破休眠。从种子从发育状态向萌发状态转变的角度探讨鲜种子不萌发的原因，脱水也认为是种子从发育状态向萌发状态转变的“开关”。在脱水过程中种子内部发生一系列生理生化变化，其中包括发育蛋白的合成降低，与萌发有关的新蛋白的合成以及内源激素水平的变化等。因此，玉米鲜种子不萌发是一个复杂的现象，必须从休眠以及代谢两个方面考虑。７试验目的与意义以往对玉米种子活力的研究大都集中在收获后的种子劣变及其对种子质量的影响，播种前的种子处理对其质量的影响等方面，而对种子发育过程中种子活力形成机理的研究报道尚少；对于种子休眠的研究多集中在于种子上，对于鲜种子休眠性的研究开展得很少，鲜种子休眠机理的研究鲜有报道。本试验将对玉米鲜种子的休眠机理、水分对鲜种子萌发的调控作用、种子发育进程中休眠性的变化以及品种间休眠性的差异进行研究；并对玉米籽粒发育进程中活力形成的形态机理以及生理机理以及品种间、杂交种与亲本间的差异进行研究，尤其是对鲜种子干燥过程中种子内部发生的一系列生理生化变化进行研究，从休眠及代谢两个角度对种子从发育状态向萌发状态的转变作深入研究。研究玉米种子休眠与活力形成机理不仅对于丰富种子生理理论机制有重要意义，且对于农业生产也有实际意义，了解玉米鲜种子的休眠可在加代育种时更好地利用未熟种子，缩短育种周期；了解种子活力的形成可全面系统地了解种子活力的生物学基础从而有效地控制种子活力。本试验对种子发育进程、同一生育期收获种子干燥过程中水分、萌发率进行测定，明确玉米鲜种子萌发特性以及水分对玉米种子萌发的影响，以指导未熟种子利用，对加速育种进程具有重要意义。山东农业大学硕士学位论文第二章玉米种子活力形成规律及机理研究１．材料与方法Ｉ．１试验材料及田间种植选用农大１０８、郑单９５８、泰玉２号、鲁单５０的种子（杂交ＦＩ）及其自交系黄Ｃ、１７８、郑９５８、昌７．２、齐３１９、３８４１、鲁原９２为试验材料，７个自交系于２００５年６月１３日在山东农业大学玉米示范园播种母本，父本挫期一周后播种，在母株果穗抽丝前进行套袋，抽雄扬花后人工授粉，得到自交系及杂交Ｆ１种子，种植密度为４５００株／亩，生产期间田间管理一致。１．２试验方法在授粉后１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０ｄ取样，每次随机取１０株玉米，收获植株第一个果穗。取其中７个果穗剥取中部籽粒混匀，部分用于测定籽粒干鲜重、剩余籽粒于－４０＂Ｃ贮藏用于酶活性、激素含量、贮藏物质含量的测定：另三个果穗，籽粒带轴或去轴自然风干，剥取中部籽粒混匀，进行标准发芽试验。１．２．１籽粒鲜重、干重、水分含量的测定从混匀的鲜样籽粒中，取１００粒，用电子天平称其鲜重，然后在８０℃干燥２４ｈ后，称其干重，试验重复３次；计算水分含量（分别以ｇＨｚ０／ｇＦＷ，ｇＨ：０／ｓｅｅｄ为单位）。１．２．２发芽试验按国家标准农作物种子检验规程ＧＢ／Ｔ３５４３．１－３５４３．７－１９９５技术规定，采用砂床，２５＂Ｃ发芽，３次重复，每重复５０粒种子。发芽期间每天记录发芽数，第４ｄ计算发芽势，第７ｄ计算发芽率，根据每天发芽数计算发芽指数和活力指数。发芽势＝发芽试验初期规定时间内发芽种子数／发芽供试种子数Ｘ１００％发芽率＝发芽试验终期规定时间内正常幼苗数／发芽供试种子数Ｘ１００％发芽指数（ＧＩ）＝ＥＧｔ／Ｄｔ活力指数（ＶＩ）＝ＧＩＸＳＧｔ－－每天发芽数Ｓ—种苗单株干重Ｄｔ一与Ｇｔ相对应的天数２１玉米种子活力形成及休眠机理研究１．２．３发育期籽粒酶活性测定酶液提取参照刘开昌等（２００２）的方法，称取叶片０．５ｇ，加５提取液，冰浴研磨，１２，０００１．２．３．１ｇｍＬ４℃离心２０ｍｉｎ，上清液即为酶提取液。ＳＯＤ活性测定１／２采用氮蓝四唑法，ＳＯＤ总活性（ｕｎｉＶｇ）一【（ＡｃＫ·ＡＥ）×Ｖｔ】，（ＡｃＫＸＸＷＸＶ０ＡｃＫ：照光对照管的消光度值；ＡＥ：样品管的消光度值；Ｖｔ：样液总体积（ｍＬ）；ＶＩ：测定时样品用量（ｍＬ）；Ｗ：样重（ｇ）１．２．３．２ＣＡＴ活性测定采用紫外分光光度法，在２４０ｒｉｍ下比色，ＣＡＴ总活性（ｍｍｏＦｇ／ｍｉｎ）＝（ＡＡ２４０ｎｍＸＶｔ），（ＶｉＸＷ×３９．４）Ｖｔ：样液总体积（ｍＬ）；ＶＩ：测定时样品用量（ｍＬ）：Ｗ：样重（ｇ）１．２．３．３ＰＯＤ活性测定采用愈创木酚法，ＰＯＤ总活性（ｍｍｏＦｇ／ｍｉｎ）＝（△Ａ４７０ｍＸＶｔ）／（Ｖｌ×Ｗ×２６．８）Ｖｔ：样液总体积（ｍＬ）；Ｖｌ：测定时样品用量（ｍＬ）：Ｗ：样重（ｇ）１．２．４激素含量测定新鲜玉米种子立即投入液氮中速冻，再转移至一７０℃并向中保存备用。用中国农业大学化控研究室制备的ＡＢＡ、ＧＡ３、ＣＴＫ、ＺＲ试剂盒和ＥＬＩＳＡ方法对四种激素进行提取、纯化和测定。１．２．５种子可溶性蛋白含量的测定考马斯亮蓝法在５９５ｎｍ下比色，蛋白含量（ｍｇ／ｇＦＷ）＝（ＣＸＶ／ａ）／ｗ，Ｃ一由标准曲线所的蛋白质含量（ｒａｇ），ｖ．一提取液总体积（ｍＬ），ａ一测定所用提取液体积（ｍＬ），ｗ一样品重（ｇ）。２结果与分析２．１玉米种子活力形成规律玉米鲜种子不能萌发，２５ＤＡＰ之前收获的种子晒干后虽然可以萌发，但种子萌发后苗长势很弱，不能达到规定的正常幼苗标准，因此，本试验中２５ＤＡＰ之后收获的种子萌发后才可以成长为正常幼苗，表现一定的活力水平。各品种发育过程中活力指标变化见表ｌ，其中发芽势均在９０％以山东农业大学硕士学位论文上，各生育期间相差不大，发芽率、发芽指数、幼苗干重及活力指数除泰玉２号外均随生育期延长而增加。泰玉２号在４５ＤＡＰ时发芽指数及幼苗干重达最大值，而后下降，因此泰玉２号活力指数在４５ＤＡＰ达最大，而后下降，其他三品种活力指数一直处于上升趋势，未达到下降阶段。对授粉后不同时期种子活力指标进行多重比较（见表２），结果表明，４５、３５ＤＡＰ收获的种子发芽势极显著高于５０、４０、３０ＤＡＰ收获的种子发芽势，而后三者极显著高于２５ＤＡＰ收获的种子的发芽势：５０ＤＡＰ与４５ＤＡＰ收获的种子发芽率最高，两者之间差异不显著，其它生育期采收的种子发芽率随生育期延长而增加，各生育期采收的种子发芽率间差异均达到极显著水平。４０、４５ＤＡＰ收获的种子发芽指数极显著高于３５、５０ＤＡＰ收获的种子，３５、５０ＤＡＰ收获的种子发芽指数极显著高于３０ＤＡＰ收获的种子，２５ＤＡＰ收获的种子发芽指数最低；幼苗干重及活力指数变化趋势一致，在各生育期间差异达极显著水平，随生育进程逐渐升高。对不同品种种子活力指数进行多重比较（见表３），结果表明，其中泰玉２号发芽势显著高于郑单９５８与农大１０８，后两者极显著高于鲁单５０：郑单９５８和鲁单５０发芽率极显著高于泰玉２号，泰玉２号极显著高于农大１０８；农大１０８发芽指数极显著高于其他三品种；郑单９５８幼苗干重极显著高于泰玉２号和鲁单表ｌ玉米种子发育过程中活力指标变化（ｄ为授粉后天数）ＴａｂｌｅＩＴｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｖｉｇｏｒｃｈａｒａｃｔｅｒｓｄｕｒｉｎｇｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ（ｄｉｓｄａｙｓａｆｔｅｒｐｏｌｌｉｎａｔｉｏｎ）玉米种子活力形成及休眠机理研究续表１发芽，致呦Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｖｅｅｎｅｒｇｙｌ∞１００９９９４９９９８发芽率㈣Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｎｇｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ８５９ｌ９４９７粥１００郑单９５８Ｚｈｅｎｇｄａｎ９５８发芽指数６．８ｌ７．００６．８８７．１９７．１０７．２９Ｇｅｒｍｉｎａｔｌｖｃｉｎｄｅｘ幼苗干重０．０５８８ＤＩｙｗｅｉｇｈｔｏｆｓｅｅｄｌｉｎｇ０．０６９１０．０９０７０，０９５１０．１０３ｔ０．０８９７活力指数０．４００６Ｖｉｇｏｒｉｎｄｅｘ０．４９２６０．６６０８０．６９９９０．７４９９０．７８２发芽势（９回Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｖｅｅｎｅｒｇｙ９２９６９８９９１００９９发芽率（％）泰玉２号ＧｅｒｍｉｎａｔｉｎｇｐｅｒｃｅｎｔａｇｅＴａｉｙｕ２６４９１９４９７１００１００发芽指数Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｖｅｉｎｄｅｘ４．５７６．７１６．６９７．５０７．７９７．７１幼苗干重ＤｒｙＯ，０３９００．０６０２０．０７２６０．０７８２０．０８６４０．０８９０ｗｅｉｇｈｔｏｆｓｅｅｄｌｉｎｇ活力指数Ｖｉｇｏｒ０．１９１８０．３９３３０．５１０３０．５９５ｌ０．６９７９０．６７２７ｉｎｄｅｘ发芽势（铆Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｖｅｅｎｅｒｇｙ发芽率（％）Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｎｇｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ９５１００１００９８ｌｏｏ舛１００１００９８９９１００鲁单５０Ｌｕｄａｎ５０发芽指数５．８１６．５６７ｔ００８．１９Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｖｅｉｎｄ“７．７６７．１４幼苗干重Ｄｒｙｗｅｉｇｈｔｏｆｓｅｅｄｌｉｎｇ０．０４ｌＯ０．０６２３０．０６０００，０８１４０．０８３００．０９２８活力指数ＶｉｇｏｒｉｎｄｅｌＯ．２２９９０．４０８７０．５２７７Ｏ．６０６５Ｏ．“９３０．６６２９山东农业大学硕士学位论文５０，后两者极显著高于农大１０８；农大１０８、泰玉２号、鲁单５０三品种活力指数差异不显著，郑单９５８活力指数高于前三者，且差异达极显著水平，即生育期对种子活力指标影响显著，尤其是发芽率、发芽指数、幼苗干重在不同生育期间差异显著，最终使活力指数随生育进程增加，且各生育期间差异达到极显著水平，由此可见，玉米种子活力形成于种子发育进程：相同生育期不同品种活力指标也存在差异，其中发芽率、发芽指数、幼苗干重的差异最终造成品种间活力差异，大粒品种活力指数极显著高于小粒品种。表２不同生育期活力指标的显著性检验Ｔａｂｌｅ２Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｅｓｔｏｆｖｉｇｏｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｔａｇｅ注：大写字母表示０．０ｌ水平差异显著，小写字母表示０．０５水平差异显著，以下相同。Ｎｏｔｅ：Ｃａｐｉｔａｌｉｚａｔｉｏｎｓｈｏｗｖｅｒｙｎｏｔａｂｌｅ，ｌｏｗｅｒｃａｓｅｓｈｏｗｎｏｔａｂｌｅ．ｔｈｅｓａｍｅａｓｂｅｌｏｗ．表３不同品种活力指标的显著性检验Ｔａｂｌｅ３Ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｅｓｔｏｆｖｉｇｏｒｃｈａｒａｃｔｅｒｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｖａｒｉｅｔｉｅｓ玉米种子活力形成及休眠机理研究２．２玉米杂交种与亲本自交系活力的关系由图ｌ、２可以看出杂交种泰玉２号与鲁单５０活力指数均高于其父母本，具有明显的杂种优势，对玉米杂交种与亲本活力指数进行相关性分析可以看出，泰玉２号及鲁单５０杂交种活力指数与其父母本均呈正相关，Ｒ２都大于Ｏ．９５，达极显著水平（见表４）。授粉后天数（ｄ）ＤａｙｓＦｉｇ．１Ｖｉｇｏｕｒａｆｔｅｒｐｏｌｌｉｎａｔｉｏｎ图１泰玉２号与亲本活力指数ｉｎｄｅｘｏｆＴａｉｙｕ２ａｎｄｐａｒｅｎｔｓ授粉后天数（ｄ）ＤａｙｓＦｉ９２Ｙｉｇｏｕｒａｆｔｅｒｐｏｌｉｉｎａｔｉｏｎ图２鲁单５０与亲本活力指数ｉｎｄｅｘｏｆＬＵＤＡＮ５０ａｎｄｐａｒｅｎｔｓ山东农业大学硕士学位论文表４杂交种与父母本活力指数相关性分析Ｔａｂｌｅ４Ｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｉｎｖｉｇｏｒｉｎｄｅｘｂｅｔｗｅｅｎｈｙｂｄｄｓａｎｄｔｈｅｉｒｐａｒｅｎｔｓ２．３玉米种子活力形成机理２３．１玉米种子活力形成过程中籽粒鲜重、干重、水分含量的变化不同品种玉米籽粒发育过程中鲜重、干重、水分含量变化趋势一致（见图３．６），郑单９５８是大粒品种，同时期干重、鲜重、籽粒中水分绝对含量均高于另外三品种，农大１０８最低，但水分含量百分数在各品种间无显著差异。种子鲜重随生育进程而增加，由于播种时间较晚，本试验取样只进行到５０ＤＡＰ，除泰玉２号外其他三品种均未达到鲜重下降阶段，即只有泰玉２号进入了成熟脱水阶段。种子干重稳步上升，农大１０８、郑单９５８、鲁单５０干重到５０ＤＡＰ达最大值，泰玉２号成熟脱水以后鲜重下降，千重变化不大，即泰玉２号在４５ＤＡＰ左右达生理成熟。籽粒中水分百分含量一直处于下降状态，从ＩＯＤＡＰ时将近９０％到５０ＤＡＰ下降至近３０％，农授粉后天数（ｄ）Ｄａｙｓａｆｔｅｒｐｏｌｌｉｎａｔｉｏｎ图３不同生育期玉米种子鲜重Ｆｉｇ．３Ｆｒｅｓｈｗｅｉｇｈｔｏｆｍａｉｚｅｓｅｅｄｄｕｒｉｎｇｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ玉米种子活力形成及休眠机理研究授粉后天数（ｄ）ＤａｙｓａｆｔｅｒｐｏｌｌｉｎａｔｉｏｎＦｉｇ．４Ｄｒｙ图４不同生育期玉米种子干重ｗｅｉ曲ｔｏｆｍａｉｚｅｓｅｅｄｄｕｒｉｎｇｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ授粉后天数（ｄ）Ｄａｙｓａｆｔｅｒｐｏｌｌｉｎａｔｉｏｎ图５不同生育期种子水分含量Ｆｉｇ．５Ｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆｍａｉｚｅｓｅｅｄｄｕｒｉｎｇｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ授粉后天数（ｄ）Ｄａｙｓａｆｔｅｒｐｏｌｌｉｎａｔｉｏｎ图６不同生育期玉米种子水分百分含量Ｆｉｇ．６Ｐｅｒｃｅｎｔｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔｏｆｍａｉｚｅｓｅｅｄｄｕｒｉｎｇｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ山东农业大学硕士学位论文大１０８籽粒中水分绝对含量在３０ＤＡＰ达最大值，而郑单９５８、泰玉２号、鲁单５０三品种籽粒中水分绝对含量均在２５ｎＡＰ达最大值，而后下降呈抛物线变化，其中泰玉２号４５．５０ＤＡＰ处于成熟脱水期，籽粒水分急剧下降。２Ｊ．２玉米种子活力形成过程中酶活性变化四个供试品种玉米种子晒干后均在２５ＤＡＰ以后具有萌发能力，可以生长成正常幼苗，具有一定活力，自２５ＤＡＰ至５０ＤＡＰ种子活力逐渐升高过程中，种子内部酶活性不断变化，其中抗氧化系统ＣＡＴ、ＰＯＤ、ＳＯＤ三种酶变化趋势一致，均呈现先下降后上升的趋势，只是酶活性最低值出现的生育期不同（见图７、８、９）。郑单９５８和泰玉２号ＣＡＴ活性在３５ＤＡＰ最低，农大１０８和鲁单５０在４０ＤＡＰ最低，之后均在４５ＤＡＰ达最高值，授粉后天数（ｄ）Ｄａｙｓａｆｔｅｒｐｏｌｌｉｎａｔｉｏｎ图７不同生育期玉米种子ＣＡＴ活性变化Ｆｉｇ．７ＴｈｅｃｈａｎｇｅｏｆＣＡＴａｃｔｉｖｉｔｙｄｕｒｉｎｇｓｅｅｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ授粉后天数（ｄ）Ｄａｙｓａｆｔｅｒｐｏｌｌｉｎａｔｉｏｎ图８不同生育期玉米种子ＰＯＤ活性变化Ｆｉｇ．８ＴｈｅｃｈａｎｇｅｏｆＰＯＤａｃｔｉｖｉｔｙｄｕｒｉｎｇｓｅｅｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ玉米种手活力形成及休眠机理研究授粉后天数（ｄ）ＤａｙｓＦｉｇ．９Ｔｈｅｃｈａｎｇｅａｆｔｅｒｐｏｌｌｉｎａｔｉｏｎ图９不同生育期种子ＳＯＤ活性变化ｏｆＳＯＤａｃｔｉｖｉｔｙｄｎｒｉｎｇｓｅｅｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ之后有所下降。泰玉２号与鲁单５０ＰＯＤ活性在３５ＤＡＰ最低，农大１０８与郑单９５８ＰＯＤ活性在４０ＤＡＰ最低。郑单９５８与鲁单５０ＳＯＤ活性在３５ＤＡＰ最低，农大１０８与泰玉２号在４０ＤＡＰ最低，即抗氧化系统酶在３５－－４０ＤＡＰ活性最低。２．３．３玉米种子活力形成过程中激素含量变化在玉米种子发育进程中，郑单９５８、泰玉２号、鲁单５０三品种四种激素变化趋势基本一致（见图１０）。三品种籽粒ＩＡＡ含量伴随生育进程均呈现逐渐下降趋势，其中１０－４０ＤＡＰ含量急剧下降，４０一５０ＤＡＰ下降幅度较小。ＺＲ含量现上升后下降，呈单峰曲线，三者均在２０ＤＡＰ达最大值，之后急速下降，３０．４０ＤＡＰ下降幅度较小。ＧＡ３变化也表现为单峰曲线，从１０ＤＡＰ开始先上升，在３０ＤＡＰ达最高峰，之后下降，且降至１０ＤＡＰ含量以下。ＡＢＡ含量在１０ＤＡＰ以后下降，至３０ＤＡＰ达最小值，从１５０ｎｇ／ｇＦＷ下降到５０ｎｇ／ｇＦＷ左右，之后回升，其中泰玉２号含量上升至２５３ｎｇ／ｇＦＷ。２．３．４玉米种子活力与贮藏物质的关系由图１１可以看出玉米籽粒中可溶性蛋白含量随生育期的延长而增加，即贮藏物质逐渐积累。将种子收获以后采取带穗轴与去掉穗轴两种干燥方式造成活力指数的差异，相同生育期条件下，带轴干燥种子活力指数均显著高于去掉穗轴种子活力指数。种子发育早期郑单９５８与泰玉２号去轴以后干燥活力指数远低于带轴干燥种子，但在种子发育后期随玉米穗轴养分向籽粒运输减少，４５ＤＡＰ一５０ＤＡＰ两种干燥方式干燥后种子活力指数山东农业大学硕士学位论文相差不大，尤其在５０ＤＡＰ两者几乎没有差异。授粉后天数（ＤＡＰ）Ｄａｙｓａｆｔｅｒｐｏｌｌｉｎａｔｉｏｎ授粉后天数（ＤＡＰ）Ｄａｙｓａｆｔｅｒｐｏｌｌｉｎａｔｉｏｎ１０２０３０４０５０授粉后天数（ＤＡＰ）授粉后天数（ＤＡＰ）Ｄａｙｓａｆｔｅｒｐｏｌｌｉｎａｔｉｏｎ＋郑单９５８＋泰玉２号—驴一鲁单５０Ｄａｙｓａｆｔｅｒｐｏｌｌｉｎａｔｉｏｎ图ｌＯ玉米种子发育过程中激素含量变化Ｆｉ昏１０Ｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｈｏｒｍｏｎｅｓｃｏｎｔｅｎｔｄｕｒｉｎｇｍａｉｚｅｓｅｅｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ授粉后天数（ｄ）ＤａｙｓＦｉｇ．Ｉ１ｃｏｎｔｅｎｔａｆｔｅｒｐｏｌＩｉｎａｔｉｏｎ图１１玉米种子发育过程中可溶性蛋白含量变化Ｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｓｏｌｕｂｌｅｐｒｏｔｅｉｎｓｅｅｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｄｕｒｉｎｇｍａｉｚｅ玉米种子活力形成及休眠机理研究ｌ≈０．８整量ｏ．６盏ｌ¨；０．２Ｏ２５３０３５４０４５５０＋带轴干燥＋去轴干燥授粉后天数（ｄ）ＤａｙｓＦｉｇ．１２Ｖｉｇｏｕｒａｆｔｅｒｐｏｌｌｉｎａｔｉｏｎ图１２带轴与去轴干燥郑单９５８种子活力指数ｉｎｄｅｘｏｆＺｈｅｎｇｄａｎ９５８ｄｒｉｅｄｗｉｔｈＥａｒ—ａｘｉｓａｎｄｗｉｔｈｏｕｔＥａｒ—ａｘｉｓ瓤算群：０２５３０３５４０４５５０授粉后天数（ｄ）ＤａｙｓＦｉｇ．１３Ｖｉｇｏｕｒａｆｔｅｒｐｏｌｌｉｎａｔｉｏｎ图１３带轴与去轴干燥泰玉２号种子活力指数ｉｎｄｅｘｏｆＴａｉｙｕ２ｄｒｉｅｄｗｉｔｈＥａｒ－ａｘｉｓａｎｄｗｉｔｈｏｕｔＥａｒ－ａｘｉｓ第三章玉米鲜种子休眠特性及其调控１材料与方法农大１０８、郑单９５８、泰玉２号、鲁单５０的种子（杂交ＦＩ）及其自交系齐３１９、３８４１、鲁原９２分别于授粉后１０、１３、１５、１７、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０ｄ取样，取样后部分种子立即做发芽试验，部分处理后种子做发芽试验，其余种子晒干后做发芽试验。Ｉ．１鲜种子及干种子发芽试验各生育期四个杂交种及３个白交系鲜种子、千种子各取５０粒，置砂床，在２５℃下发芽，分别于７ｄ统计萌发率，将胚根、胚芽均突破种皮，山东农业大学硕士学位论文且胚根达种子（胚）长、胚芽达１／２种子（胚）长视为萌发；３０ＤＡＰ以后收获的种子鲜种子发芽天数延长至１４ｄ后再次统计萌发率。１．２离体胚与去除种皮种子发芽试验取样后将新鲜种子分别做剥取胚及去除种皮处理，离体胚、去除种皮种子各２５粒，置纸床，三次重复，在２５℃下发芽，分别于７ｄ统计萌发率，将胚根、胚芽均突破种皮，且胚根达种子（胚）长、胚芽达１／２种子（胚）长视为萌发。１．３赤霉素处理种子将４５ＤＡＰ收获的泰玉新鲜种子用去离子水冲洗干净，分别用１５、７５、１００、２００、２５０、５００ｍｇｆＬ的ＧＡ３浸泡８ｈ，然后将种子用去离子水冲洗后在２５＂（２做发芽试验，去离子水浸泡做对照，每盒５０粒种子，三次重复，观察发芽情况。１．４过氧化氢处理种子将３０ＤＡＰ收获的泰玉２号新鲜种子用去离子水冲洗干净，分别用Ｏ．０１％、０．１％、Ｏ．３％、０．６％、０．９％、１．２％、１．５％、３．０％的Ｈ２０２浸泡１６ｈ，然后将种子用去离子水冲洗后在２５＂（２做发芽试验，去离子水浸泡做对照，每盒５０粒种子，三次重复，观察发芽情况。１．５低温处理将２５、３５、４５ＤＡＰ收获的农大１０８鲜种子置砂床于４＂Ｃ处理３ｄ后，在２５＂（２做发芽试验；将新鲜种子在１５＂Ｃ下进行发芽试验，每盒５０粒种予，三次重复，在规定天数统计发芽率。２结果与分析２．１玉米种子耐脱水能力及发芽能力的获得各品种鲜种子、离体胚、去除种皮种子、干种子发芽情况见表５，玉米未熟新鲜种子发芽率几乎均为零，即玉米在各生育期均不能发芽，如将胚根达种子长、胚芽达种子１／２长视为萌发，萌发率也极低，发育进程中玉米杂交种及自交系均存在萌发率低的现象，但鲜种子发芽力变化因品种不同存在差异，农大１０８、郑单９５８、泰玉２号鲜种子休眠性强于鲁单５０，种子发育过程中前三者萌发率基本呈现逐渐升高趋势，最大值分别为４９％、２６％和３７％，鲁单５０萌发率相对较高，发育前期收获的新鲜种子萌Ｔａｉｙｕ２吧¨∞一。弦特斟¨雌尊Ｉ口咨警口ｕ∞。翟∞磬卜一０８口ｒ△∞ｏ厶叫霉叫∞ｎ，矗辩髓喜葶尊咄∞｝，≤疆寄离唧耳＊∞＆嚣掣咄口ｒ∞二Ｆ革咄∞ｏ坶海馨莩叫唧暑Ｆ疆喜离∞∞蒋菩叫口１ｉｃ乱８＆＋掣嘲∞ｎ厶，磊州ｊ寸班吝窝啦海馨掣咄∞∞馨尊－了ｏ怍ｏ¨一ｈ．埘ｕ∞怍Ｎｑ＾怍ｏｕ．１∞＿怍一．＿∞ｏ廿怍＿９９牛＿怍．∞＿８怍ｏｏ怍。ｏ怍。ｏ件ｏ口降ｏ譬陪¨ｏ卜ｏｏ怍ｏｏ廿ｏ∞ｕ廿．拥ｏ怍。一Ｓ怍ｏ＿降卜＿ｇ件ｏｕ怍１＿口Ａ卜．∞＂陪¨ｌｏｏ怍。口睁１＿＿ｏｏ怍。一ｇ件ｏ一峥一．１讲＿８降ｏ¨ｕ怍ｌ＿＿８阡ｏｕ¨降Ｎ『１８斗ｏ¨¨怍１．一∞一８怍ｏ＿ｏｏ＊ｏ¨＿怍Ｈｏ怍ｏ。廿ｏｏ降口ｏ怍ｏｏ降ｏｕ¨卜一＿怍一ｏ峥ｏｏ轴什ｏｏ降ｏ．怍，∞”∞降１．一ｏｏ降ｏｕｏ怍时—ｏｏ挣ｏ１００件ｏｌｏｏ怍ｏ＿Ｉｏｏ什ｏＩｏｏ什ｏ『Ｉｏｏ怍口Ｉｏｏｈｏ『ｌｏ口怍ｏ－ｏｏ降ｏ口。降ｏ１００阡ｏ∞∞怍¨怍．∞¨ｐｏｏＨｏ一８卜ｏ一ｏｏ件ｏｐｏ口什ｏｏ阡ｏｏ怍ｏｏ怍ｏｏ降ｏｏ阡ｏｏ怍ｏ＿７．１怍时．７¨忤”．＿¨畸∞怍ｐ．１００怍ｏ曲｜ｌ睁。冉阡Ｎ．∞Ｎ心西降＂崎田怍＿岭∞降＂ｏ降口ｏ卜ｏ。怍ｏ１０４。怍ｏ¨∞怍¨ｏ怍ｏ１３４ｏ降ｏ１５４－ｏｏ怍ｏｏ怍ｏｏ什ｏ１００怍ｏｏ怍ｏ一＿７ｎ１００件ｏｏ件ｏ¨ｏｄ¨”４１００降。ｏ怍ｏ一ｇ怍。ｗ０４‘ｌ睁时．∞¨ｕ¨△一ｏｏ件。怍¨．∞Ｎ‘ｌｏｄ一ｏｏ降。∞降时．∞¨．４¨厶一ｏｏ降ｏ口件一．４１００卜ｏｕ卜Ｎ．＿心ｏ降ｏｕｏ降¨ｏ睁。１００什。畸降Ｐ咕¨怍ｏ『Ｉ９２峥”¨ｏ降”９６卜Ｎ∞怍。崎夺阡Ｎ２６怍Ｎ一ｏｏ降。∞．Ｎ卅∞峪ｏ斟００ｌｏ刊００ｌ。科ｏｏ—ｏ刊ｏｏ—崎『Ｉ．『Ｉ州ｏ州ｏｏ—【．Ｎ卅—小ｏ刊００ｌ∞＇．『Ｉ卅一ｏ＊ｏｏＩｏ州ｏｏ—＿【刊２ｏ剞ｏｏ—。刊ｇ—Ｎ槲叶西ｏ州。ｏ卅ｏｏ—Ｎ悄∞小＿ｌ州器ｏ刊ｏｏ—Ｎ州一西。刊ｏｏ—ｏ刊００Ｉ．【书卜小＿【耕卜ｎｏ剞ｏｏ—．刊。西．州∞∞ｏ刊ｏｏ—。刊崎昏＿【刊西＇．ｏ刊ｏｏ—。州ｏＡｏ刊小小一卅’｜ｏ州ｏｏ—譬．Ｎ州∞∞Ｎ州母卜兮１．＿Ｉ州２ｏ州ｏｏ—一甘．＿刊西蚺＿．【水『Ｉｏ制００ｌ～＿．刊口卜ｏ制ｏｏ刊ｏｏ—ｏ刊ｏ一∞．Ｎ刊∞．Ｎ州∞口ｏ刊ｏｏ—Ｎ刊。崎ｏ科ｏＮ＊ｏ＊ｏ刊ｏｏ制ｏ譬Ｉ．．【刊ｎｏ卅ｏｏ一岍Ｉ一卅ｎｏ制ｏＮ剞荨ｏ斟ｏｏ刊ｏｏ制ｏ“粕ｔ．ｎｏ制ｏｏ剞。。卅ｏｏ刊ｏｏ州ｏｏ州ｏｏ剞ｏｏ刊ｏ降露嚣２鐾最２‰鹾肇斑口ｈ口暑∞晴亭口８∞卅纛巾件露酱型眯ｐ。冀葛＝ｏ卜毒盐哥嚣专２‰蟹挚艇口∞ｍ毒｝ｑ§哥ｔＱｏｎ番率；∞ｎｏｎ￡口ｎ１∞一．一州ｎｏ州ｏｏ—ｏ剞ｇ一ｏ州ｏｏ刊ｇ—一卅小ｎｏ＊ｏｏ刊００一ｏ州∞乱崎＿．一＊。刊ｇ—一州６６一州卜ｏ州ｇ—ｏ制ｃ６。甜ｎｏ刊ｏｏ—２，Ｈ州卜∞ｏ制ｏｏ科ｏｏ一登．Ｈ刊∞∞。刊ｏｏ刊葛ｏ刊∞∞ｏ科ｏ。制一ｎＨ刊∞一ｏ制ｏ’ｒｎｏ卅ｏｏ州ｏｏ刊ｏｏ刊ｏ暑％ｌ§‰匿挚避宝占Ｅ∞卅￡中罨∞鼋ｕⅡｇＮ昏睡率量；，ＩＮ州寸叶ｏＨｏｏＩ＿Ｉ州小西“＿．剞心Ｈｏ斟暑一ｏ槲啦ｎｏ书｜－。刊ｇ—Ｎ州∞西Ｎ抖一一ｏ刊８一。剞∞Ａ∞＿【．＿刊。刊ｏｏ—ｏ剞ｏｏＩＮ刊Ｈｏ制ｏｏ—．一剞ｎ∞ｏ州寸ｏ刊ｏｏ—一．Ｎ刊嚣。剞ｏｏ卅ｏｏ一呻州叶”ｏ制ｏ岍一．一剞ｎ卜ｏ制口一ｏ制ｏ一种ｎ∞．Ｎ书∞寸ｏ制ｏ。剞々ｏ剞ｏ∞§‰丝章’框口蕾五ｃ卤№嚣中口８∞哥ｌ凸６Ｉｎ帐西＝一口器ｍ露嚣即露盐玉米种子活力形成及休眠机理研究发率较低，３０ＤＡＰ收获的鲜种子萌发率达５７％，以后收获的新鲜种子萌发率下降，５０ＤＡＰ收获的鲜种子萌发率达最大值６８％，里“ｓ”型变。泰玉２号和鲁单５０的父母本也存在鲜种子几乎不发芽，萌发率很低的现象。干燥可以显著促进新鲜种子的萌发，１５ＤＡ＿Ｐ收获的泰玉２号、及自交系种子干燥后便可萌发，其中１５ＤＡＰ收获的泰玉２号种子干燥后萌发率便已达到５８％，１７ＤＡＰ收获的农大１０８、郑单９５８、鲁单５０种子干燥后萌发率也分别达７４％、７４％、６８％，但１５ＤＡＰ之前收获的种子干燥后也不能萌发，说明此时种子尚未获得耐干燥的能力，１５ＤＡＰ以后收获的种子经干燥才可萌发。２．２离体种胚，去种皮鲜种子发芽力离体种胚在１５ＤＡＰ就有大量萌发，萌发率最高达１００％（见表５），１７～２０ＤＡＰ便可完全萌发，说明种胚在１５～１７ＤＡＰ便获得萌发能力，可见玉米种子在获得耐干燥能力同时也获得萌发能力。去除鲜种子的种皮也可使种子萌发，由于本试验采用纸床，１７ＤＡＰ之前的种子含水量仍很高，去除种皮后做发芽试验均出现霉烂现象，不能萌发，之后收获的新鲜种子去除种皮萌发率多集中在９０％以上，后期达１００％。在进行去除种皮试验时只除去胚上部种皮即可达到萌发效果，玉米胚上部胚与种皮之间存在糊粉层，此处糊粉层比其他部位要厚，在去除种皮时若连同糊粉层一起去掉，如图版Ｉ右边四列种子（３０ＤＡＰ收获的泰玉２号鲜种子），在发芽第三天即可萌发，若保留糊粉层，如左边三列种子，第三天不能萌发，在规定发芽天数内亦只有部分萌发，即除种皮外糊粉层也限制种子萌发。２．３赤霉素对新鲜种子萌发的影响赤霉素可促进种子萌发，打破种子休眠，从表６可以看出４５ＤＡＰ收获的泰玉２号新鲜种子用不同浓度赤霉素处理，其中１００ｍｇ／Ｌ浓度效果最佳，将鲜种子萌发率从２３％提高到７０％，达到极显著水平，２５０ｍｇ／Ｌ浓度的赤霉素也可提高将萌发率提高到４１％，其余浓度对新鲜种子萌发率无影响。山东农业大学硕士学位论文表６赤霉素处理新鲜种子萌发率显著性分析Ｔａｂｌｅ６ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｅｓｔｏｆｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｐｅｒｃｅｎｔｏｆｓｅｅｄｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈＧＡ３２．４过氧化氢对新鲜种子萌发的影响３０ＤＡＰ收获的泰玉２号新鲜种子用不同浓度过氧化氢处理（结果见表７），０．３％以１－浓度处理均极显著高于对照，其中３，Ｏ％的过氧化氢效果最佳，将萌发率提高到６１％。表７过氧化氢处理新鲜种子萌发率显著性分析Ｔａｂｌｅ７ＳｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｅｓｔｏｆｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｐｅｒｃｅｎｔｏｆｓｅｅｄｔｒｅａｔｅｄｗｉｔｈＨ２０２２．５低温处理对鲜种子萌发对于种皮通透性引起的种子休眠，低温处理效果显著，但玉米新鲜种子在５℃放置３天后在２５℃下培养，萌发率与对照相差无几（见表８），仍处于极低水平，在１５℃下进行发芽试验，在规定天数内种子不能萌发，即低温对于玉米鲜种子萌发无促进作用。表８不同生育期种子５＂Ｃ处理后萌发率（％）Ｔａｂｌｅ８ＧｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｐｅｒｃｅｎｔｏｆｓｅｅｄｉｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｔａｇｅａＲｅｒｔｒｅａｔｅｄｉｎ５℃（％）３７玉米种子活力形成及休眠机理研究２．６延长发芽时间将发芽时间延长至１４ｄ，鲜种子萌发率大幅度提高，３０ＤＡＰ之后收获的鲜种子萌发率均在７０％以上，后期收获的鲜种子在１４ｄ内几乎完全萌发（表９）。萌发后种子即可迅速生长为幼苗，将鲜种子发芽时间延长，除霉烂种子外均可以萌发，即鲜种子在发芽环境中不经特殊处理可打破自身休眠而萌发。表９不同生育期收获的玉米鲜种子１４ｄ时的萌发率（％）Ｔａｂｌｅ９Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｆｏｒｆｒｅｓｈｍａｉｚｅｓｅｅｄｓｈａｒｖｅｓｔｅｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌｓｔａｇｅａｆｔｅｒ１４ｄａｙｓｆｒｏｍｐｌａｎｔｅｄｉｎｗｅｔｓａｎｄ２．７玉米鲜种子休眠与内源激素的关系ＧＡ３与ＡＢＡ与种子休眠有密切关系，在种子发育早期ＧＡ３含量，在较高水平，随种子成熟ＧＡ３含量逐渐增加，至种子发育中期（３０ＤＡＰ），ＧＡｓ含量达到峰值，此后开始逐渐下降。ＡＢＡ在种子发育初期含量较高，但随种子发育含量下降，在３０ＤＡＰ降至最小，而后开始回升，到种子发育后期含量超过发育初期水平。ＧＡ３／ＡＢＡ值在种子发育进程中均呈现先升高后降低的“抛物线，，．性变化。表ｌＯ种子发育进程激素变化Ｔａｂｔｅｌ０Ｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｈｏｒｍｏｎｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｅｅｄ山东农业大学硕士学位论文第四章干燥脱水对玉米种子萌发特性的影响１材料与方法１．１干燥对玉米种子萌发的影响将收获后新鲜种子自然晾晒，在晾晒过程中分次取样，部分用于测定水分含量并做发芽试验。１．２干燥过程中玉米种子生理生化变化将不同水分种子于－４０４Ｃ冰箱保存，用于酶活性、内源激素的测定，测定方法同第一章。１．３不同水分含量种子萌发过程中生理生化变化不同水分种子发芽过程中取样，去离子水冲洗后部分用于测定呼吸速率测定，剩余部分于－４０＂０冰箱保存，用于酶活性的测定，测定方法同第一、二章。１．４呼吸速率的测定将一定生育期采收的新鲜种子和干种子进行发芽试验，在种子发芽过程中取种子测定鲜重与体积，用红外线Ｃ０２分析仪测定种子在一定时间的Ｃ０２生成量，单位为ｕｌＣ０２／（ｇ·ｒａｉｎ）。１．５蛋白质电泳１．５．１药剂配制凝胶溶液：ｌＯｇ丙烯酰胺，ｌＯｇ尿素，Ｏ．２９甲叉－双丙烯酰胺，加蒸馏水溶解，加ｌｒａｌ冰醋酸，Ｏ．０２９硫酸亚铁，加蒸馏水至ｌＯＯｍｌ，摇匀。样品提取液：１２９尿素，１２ｍｌ冰醋酸，Ｏ．０５９甲基绿，加蒸馏水至ｌＯＯｍｌ，玉米种子活力形成及休眠机理研究摇匀。催化剂：３．５％过硫酸铵。电极液：１％冰醋酸。染色液：Ｏ．４９考马斯亮蓝，加２５ｍｌ无水乙醇溶解，加５０．６０ｍｌ三氯乙酸，加水至５００ｍｌ。１．５．２蛋白提取将种子研磨，转移至ｌｍｌ离心管，按ｌ：１加入样品提取液，提取半小时，离心，取上清。１．５．３制胶将玻璃板擦净，固定在电泳槽上，取１０ｍｌ左右凝胶溶液加一滴催化剂，摇匀迅速倒入电泳槽底部，５ｍｉｎ左右聚合，封底。取４０ｍｌ左右凝胶溶液，加２滴催化剂溶液，摇匀，迅速倒入玻璃板之间，插入样品梳，让其在２．３ｍｉｎ内聚合。１．５．４上样电泳抽出样品梳，以用注射器吸去样品槽内的水分，用微量进样器吸取３０．４０ｕｌ样品加入样品槽中。将电泳槽内注入电极液，接通电源，采用稳流８５ｍＡ，开始电泳。１．５．５染色将胶板取下，置染色液中染色，至谱带清晰，冲洗干净，观察。１．６种皮及糊粉层结构观察取玉米种子胚上部种皮及糊粉层，参照康莲娣编著的《生物电子显微技术》制作超薄切片，采用铅一铀双染色法染色，在ＪＥＯＬ－１２００ＥＸ型透射电镜下观察并照相。２结果与分析２．１干燥过程中发芽力的变化未熟种子收获后自然晾晒，随种子水分的降低萌发率逐渐升高，２０ＤＡＰ收获的郑单９５８种子干燥过程中萌发率与发芽率均与种子水分含量呈负相关。２５ＤＡＰ收获的种子水分降低到４２．８３％时萌发率已达７０％，但３５ＤＡＰ收获的鲜种子水分含量虽然只是略高４％，但萌发率只有１４％，而后期收获的鲜种子水分低于此值但萌发率最高只有２６％，远远低于７０％山东农业大学硕士学位论文（见表１１），因此种子萌发率不仅与水分有关也与生育期的长短有关。表１１２０、２５、３５ＤＡＰ收获的种子干燥过程中水分及发芽力变化ｃｈａｎｇｅｓｄｕｒｉｎｇｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎｆｏｒｍａｉｚｅｓｅｅｄｓｈａｒｖｅｓｔｅｄａｔ２０，２５，３０ＤＡＰＴａｂｌｅｌｌＰｅｒｃｅｎｔａｇｅｍｏｉｓｔｕｒｅａｎｄｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ２０ＤＡＰ２５ＤＡＰ３５ＤＡＰ水分含量ｐｅｒｃｅｎｔｍｏｉｓｔｕｒｅ萌发率Ｃ嘲ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ水分含量ｐｅｒｃｅｎｔｍｏｉｓｔｕｒｅ萌发率（＇砷ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ水分含量ｐｅｒｃｅｎｔｍｏｉｓｔｕｒｅ萌发率（蜘ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ２．２干燥过程中玉米种子酶活性的变化对３２ＤＡＰ收获的郑单９５８及２６ＤＡＰ收获的泰玉２号种子进行干燥，随着种子含水量的减少，ＣＡＴ、ＰＯＤ、ＳＯＤ三种酶的活性均呈现逐渐下降趋势（见表１２），由于种子在于燥过程中每粒种子鲜重变化很大，而干重几乎不变，因此干燥过程中酶的活性以每克干物质中酶的催化能力为单位。表１２种子干燥过程中酶活性变化Ｔａｂｌｅｌ２Ｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙｄｕｒｉｎｇｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎ０．２６７２０．１５０２０．０３９７０．２４３Ａａ１．３８２Ａａ１７９．９６１Ａａ１４２．１５６Ｂｂ０．２１４２０．１２７８ｏ．２９８Ａａ２３０８ＡａＩ．９４３Ｂｂ２２４．７３５Ａａ０．２３６Ａｂ０．１９１Ｂｅ０．９９０Ｂｂ０．７９８Ｃｅｏ．２４６Ｂｂ０．１７ｌＣｃ１７２．５３３Ｂｂ１３８．７３８Ｃ七１１３．４２２Ｄｄ９５．６９１Ｃｅ０．０５７８０．０２８３Ｉ．３９０ｃｃ０．８５９Ｄｄ０．１３７Ｄｄ２．３干燥过程中玉米种子激素含量变化ＧＡ３对种子萌发有促迸作用，ＡＢＡ抑制种子萌发，将２５ＤＡＰ收获的４１玉米种子活力形成及休眠机理研究郑单９５８种子进行干燥，在干燥过程中ＧＡ３含量均逐渐增加，对于促进萌发有利，但同时ＡＢＡ含量也随干燥逐渐上升，这对萌发是不利的，由表１３可以看出尽管ＡＢＡ含量增加但ＧＡ３／ＡＢＡ的值是逐渐增加的，即ＧＡ３／ＡＢＡ值的增大对于种子萌发有促进作用。表１３玉米种子干燥过程中ＧＡ３与ＡＢＡ的变化Ｔａｂｌｅｌ３Ｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｔｈｅｈｏｒｍｏｎｅｃｏｎｔｅｎｔｄｕｄｎｇｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎ２．４同生育期收获不同水分种子发芽过程中酶活性情况新鲜种子内抗氧化系统酶的活性随干燥过程中水分的降低而下降，但由表１４可以看出经干燥的种子在发芽环境中能较快恢复酶的催化能力，三种酶的表现一致，鲜种子在发芽初期酶活性一直处于上升状态，但酶活性较低，干燥过程中的种子在发芽期间酶也一直处于上升状态，但相同发芽时期酶活性较鲜种子高，干种子最高，即在发芽后相同时间种子水分含量越低酶活性越高。干种子可以在规定天数内萌发，萌发前ＣＡＴ活性先上升在接近萌发时活性下降，而ＰＯＤ与ＳＯＤ活性在种子萌发前一直处于上升状态。表１４不同水分种子发芽期间酶活性Ｔａｂｌｅ１４Ｅｎｚｙｍｅａｃｔｉｖｉｔｙｄｕｒｉｎｇｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｅｅｄｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｗａｔｅｒｃｏｎｔｅｎｔ山东农业大学硕士学位论文续表１４ＰｏＤ郑单９５８（３２ＤＡＰ）０．１５０２ｚｈ∞自ｄａＩｌ９５８０．０３９７０．６６７７Ｇｈ０．８５１３Ｄｄ０．９０３０Ｃｃ０．８４１７Ｅｅ１．０５４１Ｂｂ—１．２３４９Ａａ—ｍｌｒｌｏ垤．ｍｉｎ蠢玉２号－（２６ＤＡＰ，０．２９１９Ｔａｉｙｕ２０·１７９５０·５５３２Ｈｈ０７５０１Ｄｄ０·６１４９ＧｇＯ·９５２９Ｃｃ０·６７４５Ｆｆ０．７１８３Ｅｅｌ·１０４９ＡａＯ·钙啪ｂ４５．５４Ｇｇ０．２６７２３５５８Ｉｉ５９．３７Ｆｆ８２．３３Ｃｃ４Ｉ．６２Ｈｈ６８．１０Ｅｅ一——邦单９５８（３２ＤＡＰ）Ｏ．１５０２ＳＯＤｍｍｏｌ／ｇ．ｒａｉｎｚｈｃ“ｇｄａｎ９５８０．０３９７７２．９３Ｄｄ１１３４ｌＢｂｍｌｌＡａ７１．２３Ｆｆ９３．６２Ｅｅ豢玉２号（２６ＤＡＰ）０．２９１９Ｔａｉｙｕ２Ｏ１７９５５２２１Ｈｈ９９．９２Ｄｄ１１６．７３Ａａ１０８．４１Ｃｃ１１５．１６Ｂｂ６６３７Ｇｇ２．５不同水分种子发芽过程中呼吸速率变化由表１５可以看出，干种子在发芽初期呼吸即高于鲜种子发芽多天后的呼吸，２．８７３２ＤＡＰ收获的郑单９５８干种子在发芽第二天呼吸速率即达到ｕｌＣ０２／ｇ．ｒａｉｎ，而鲜种子发芽８天后呼吸速率只有２．６１ｕｌＣ０２／ｇ．ｒａｉｎ，３１ＤＡＰ收获的泰玉２号与４３ＤＡＰ收获的泰玉２号父本３８４１也出现相同情况，即种子经干燥以后可以增强在发芽环境中的呼吸。表１５种子发芽期间呼吸速率（ｕＬＣ０２／ｇ．ｒａｉｎ）Ｔａｂｌｅｌ５Ｔｈｅｒｅｓｐｉｒａｔｉｏｎｒａｔｅｏｆｓｅｅｄｄｕｄｎｇｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ（ｕＬＣ０２／ｇ．ｒａｉｎ）玉米种子活力形成及休眠机理研究２．６干燥过程中玉米种子蛋白的变化种子在干燥过程中内部蛋白质成分发生明显变化，图１４为郑单９５８在干燥过程中种子内部蛋白的变化情况，水分含量分别为６６．２％，５５．２％，４４．１％，３０．５％，９．５％，每水分两个重复。由图１４可以看出，条带ａ在干燥过程中逐渐变弱，在含水量为９．５％时基本消失，即此蛋白量随水分降低逐渐减少；ｂ、ｃ、ｄ处各有两条谱带，六条谱带均在含水量４４．１％时出现，之后随水分降低更加清晰，即这几种蛋白是在干燥过程中产生韵新蛋白，蛋白合成之后随水分减少蛋白量逐渐增加；ｅ处有多条蛋白质谱带，但谱带树随水分减少逐渐增加，且蛋白含量增加；ｆ处谱带与Ｉ处两条谱带也是在含水量为４４．１％时合成的新蛋白，合成后随水分降低蛋白含量增加；ｇ处谱带在鲜种子中便存在，但在干燥过程中谱带逐渐清晰，即蛋白含量逐渐增加；而ｈ处谱带在水分较高时清晰可见，随水分降低在含水量为４４．１％之后消失，即此蛋白在于燥过程中逐步降解。可见，在种子干燥过程中，种子内部蛋白发生变化，其中包括蛋白含量的变化也包括蛋白的降解与新蛋白的合成。图１４玉米种子干燥过程中蛋白变化Ｆｉｇ．１４Ｔｈｅｃｈａｎｇｅｏｆｐｒｏｔｅｉｎｄｕｒｉｎｇｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎ２．７种皮及糊粉层对种子萌发的影响种皮影响种子呼吸进而影响种子萌发，将鲜种子、干种子种皮纵切，山东农业大学硕士学位论文用透射电镜进行观察，可以发现干燥对４０ＤＡ＿Ｐ收获的鲁单５０、泰玉２号及鲁原９２种皮结构的影响一致，鲁单５０、鲁原９２、泰玉２号鲜种子种皮最外层细胞仍有极少部分存活（见图版Ⅱ一１、Ⅲ一ｌ、Ⅳ一１），可以观察到细胞核等结构及细胞内一些活性物质；中间层细胞大部分为活细胞但细胞壁加厚，细胞狭长，胞内物质减少（见图版Ⅱ－２、Ⅳ．２），最内层细胞大部分为活细胞，细胞紧密排列，结构完整（见图版Ⅱ一３、Ⅲ一３、Ⅳ一３）。干燥以后种皮最外部细胞壁层叠情况更加紧密，中间细胞几乎也全部死亡，只能观察到极少数的活细胞，且细胞内大部分活性物质已降解，部分细胞器消失（见图版ＩＩ一４、Ⅲ一４、ＩＶ－－４），最内层细胞内观察不到细胞器，只能看到细胞壁，但细胞壁不像外层细胞壁紧密排列，大部分细胞壁断裂，分布松散，中间存在大量空隙（见图版ＩＩ一５、６，Ⅲ－－５、６，ＩＶ－－５、６），糊粉层结构无变化（见图版ＩＩ一３、６，Ⅲ－－３、６，ＩＶ一３、６）。第五章讨论与结论１讨论１．１玉米种子活力形成规律玉米种子发育过程即种子活力形成过程，伴随种子细胞的生长，大量可溶性物质随之进入，进而发生一系列复杂的生理生化变化，并在种子中积累各种营养物质，最终发育成具有活力的成熟种子（黄上志等，１９９２）。在本试验中，，在１５ＤＡＰ之后玉米种子获得耐脱水能力，干燥后可以萌发，但１５、２０ＤＡＰ收获的种子干燥后尽管可以萌发，但苗长势极若，在规定发芽天数不能生长为正常幼苗，只有在２５ＤＡＰ之后收获的种子干燥后才能生长成为正常幼苗，表现一定活力水平。活力指数在生育期及品种问均存在差异，玉米种子随生育期延长活力指数逐渐增大，其中泰玉２号在４５ＤＡＰ活力指数达到最大，与种子鲜种变化一致，其他品种活力指数一直处于上升状态。大粒品种郑单９５８种子活力在整个生育期内始终极显著高于其他三品种，因此在生育期长短一致的情况下种子活力高低与种子大小有关，大粒品种活力指数显著高于小粒品种。生育期及种子大小对活力的影响实质是都是种子内部贮藏物质在起作用。种子在发育过程中可溶性蛋白的增加以及带轴干燥种子活力高于去轴干燥种子，均可以证明种子内玉米种子活力形成及休眠机理研究部贮藏物质的增加可以使种子活力提高，玉米在收获后带穗轴晾晒至干燥到安全贮藏水分再脱粒可以保证种子有较高活力。四个供试品种，其中含大粒品种郑单９５８与小粒品种农大１０８，及母本相同父本不同的泰玉２号和鲁单５０，从授粉后１０ｄ开始取样至５０ｄ结束，由种子鲜重及水分情况可以看出在最后收获之前只有泰玉２号在４５ＤＡＰ之后鲜种开始下降，种子内部水分绝对含量急速下降，其他三品种鲜重一直处于逐渐上升状态，未进入成熟脱水阶段，进入成熟脱水阶段，种子鲜重下降，干重维持在恒定水平。此结果表明，泰玉２号在４５ＤＡＰ达生理成熟，而泰玉２号活力指数在此时期达最大值，而后下降，即种子活力在生理成熟时达最大，与前人结果一直。在相同生育期采收的杂交种泰玉２号与鲁单５０活力指数均显著高于其父母本，表现明显的杂种优势。李玉玲等认为杂种Ｆ１的种子萌发特性主要受母本自交系的影响，父本自交系的作用不显著，其原因可能主要有两个方面，一是母本提供的遗传物质较多，二是籽粒发育过程中由母体供给所需的营养物质。在本试验结果中杂交种活力指数与其父母本活力指数均极显著相关。１．２玉米种子活力形成机理１．２．１种子活力形成过程中活性氧清除酶变化膜脂过氧化作用是许多生物体内毒性物质及活性氧的毒性机制，种子活力形成过程通常使过氧化作用加强，产生Ｈ２０２等生物自由基，加速种子细胞的衰老，但是种子细胞内同时也存在自由基清除系统，从而起到一定的延缓衰老、提高种子活力的作用。作为内源活性氧的主要清除剂ＳＯＤ、ＰＯＤ和ＣＡＴ在种子不同活力形成期其活性有明显差异，且三者的变化趋势基本一致，说明它们在作用机理上具有协调性（张艳红等，２０００）。自授粉后２５ｄ种子体内ＳＯＤ、ＰＯＤ和ＣＡＴ活性先下降后上升，在３５－４０ＤＡＰ左右达最小值，最小值出现的时期因品种不同而存在差异，但总体趋势一致与前人研究结果一致。本试验研究结果表明，在授粉２５ｄ之前，由于种子的胚己发育完全并具备了一定萌发能力，但此时种皮尚未硬化，透水、透气性良好，种子本身能进行较强的呼吸作用，过氧化作用不明显，此时ＳＯＤ，ＰＯＤ和ＣＡＴ山东农业大学硕士学位论文都表现较强的活性。当种子进入授粉后２５ｄ以后，籽粒开始硬化，种皮透水、透气性降低，种子呼吸作用减弱，而且此时生物膜由凝胶相向固相转变，不饱和脂肪酸容易被氧化，生成自由基、丙二醛等，它们共同攻击内源活性氧清除系统，使其功能减弱，作为内源活性氧清除剂的ＳＯＤ，ＰＯＤ．ＣＡＴ活性逐渐下降。当种子进入授粉后３５－４０ｄ左右，胚己完全发育成熟，且此时种子打破初生休眠，能够进行萌发。但由于皮层的不透气性，使氧气不能渗透到皮层之内，同时也由于膜脂过氧化产物大量积累，刺激了内源活性氧清除系统，故此时膜脂过氧化作用有所减弱，ＳＯＤ清除活性氧的能力增强，随着其清除自由基产物Ｈ２０２和ＯＨ·的能力增加，ＰＯＤ和ＣＡＴ的活性也随之加强，这一结果与文献报道的ＳＯＤ，ＰＯＤ，ＣＡＴ活性与细胞膜透性及膜脂过氧化产物水平之间存在负相关的观点一致。由此可见，随着种予的成熟，其活性氧代谢发生相应的变化，活性氧启动膜脂过氧化作用，导致内源防御酶系统的功能减弱，细胞内抗氧化酶活性下降，但是随着种子生理后熟作用的完成，这种过氧化作用又因抗氧化酶活性的增强而减弱，说明抗氧化酶在种子发育进程即活力形成过程中随活性氧代谢发生相应改变，可以有效地清除活性氧而起到保护种子细胞的作用。１．２．２种子活力与内源激素的关系玉米种子成熟过程中，内源激素对种子生长发育及萌发起重要调节作用，本试验中，四个供试品种ＩＡＡ在生长发育进程中里逐渐下降趋势，而前人研究发现ＩＡＡ在玉米种子成熟过程中呈单峰曲线（刁家连等，１９９６），ＺＲ与ＧＡ３均呈先上升后下降的“抛物线”型变化，ＡＢＡ在种子发育初期稍有下降，之后逐渐上升。ＣＫ控制胚乳细胞的分裂和分化，调节着籽粒的早期发育乃至决定籽粒的最终体积；就整个菜豆籽而言，粒重直线增长期ＧＡ的含量最高，并显著高于早期发育阶段或成熟期的ＧＡ含量，ＧＡ对籽粒的伸长和重量的增加可能有促进作用；小麦ＩＡＡ是在胚乳细胞的分裂和扩大停止后才开始增加的，伴随着淀粉和蛋白质的迅速积累，许多人认为ＩＡＡ调节着同化物在籽粒内的积累：小麦籽粒发育过程中，ＡＢＡ的含量达到最大值后不久，籽粒含水量急剧下降，接着籽粒干燥停止增加，因此认为ＡＢＡ的作用可能是控制籽粒的成熟，抑制籽粒穗玉米种子活力形成及休眠机理研究上发芽（刘仲齐，１９９１），ＡＢＡ还可以促进贮藏物质的积累，特别是ＡＢＡ能诱导贮藏蛋白质的合成。但是，ＡＢＡ保持贮藏蛋白质基因表达的能力随胚发育时期而改变，比如成熟后期的油菜胚对ＡＢＡ敏感度下降（黄上志等，１９９２）。在种子发育过程中内源激素发生剧烈变化，调节种子生长与发育，综合结果使种子逐渐趋于成熟，种子活力得以提高。１．２．３种子活力与贮藏物质的关系种子自授粉以后可溶性蛋白含量一直处于增加状态，与活力上升趋势相同，说明可溶性蛋白对活力的增加有重要贡献，在２５ＤＡＰ种子干燥后即可以萌发表现一定活力，但２５ＤＡＰ种子活力指数极低，而后随生育期的延长活力逐渐上升，其中主要因素便是贮存物质的增加。相同生育期种子收获以后采取带穗轴晾晒与去掉穗轴晾晒两种干燥方式以后做发芽试验，测定种子活力，结果表明带轴晾晒种子活力指数显著高于去轴晾晒种子，这一结果也是贮藏物质在起作用，因为带轴晾晒种子在干燥过程中可以继续吸收穗轴部分的营养，贮藏物质从而得到增加，提高活力指数。赵笃乐也曾经发现花后５天的小麦种子种胚发育尚不健全，但经带穗干燥后胚可以进一步发育，有些甚至可以在适宜条件下萌发，也表明种子在不脱离生长器官干燥过程中仍可以从生长器官吸收养分，继续进行生长发育或积累贮藏物质。１．３新鲜玉米种子的休眠现象具有生活力的种子在适宜条件下不能萌发的现象，被称为休眠。以往人们往往将休眠的研究集中在正常收获以后的种子上，其实许多作物种子在发育初期便具有生活力，但采收后在适宜条件下立即做发芽试验却不能萌发，赵笃乐等将这一现象也称为休眠，大豆、小麦、向日葵及许多瓜类种子等都存在这一现象。本试验研究发现玉米种子在１５ＤＡＰ左右胚即发育完全，离体培养便可以萌发，种子在１５ＤＡＰ左右获得耐脱水能力以后，经干燥便可萌发，但新鲜种子在整个生育期内均不能萌发，即玉米鲜种子也存在休眠现象。Ｍｉｌｅｓ发现大豆种子随粒重增加鲜种子萌发率上升，至４５ＤＡＦ当大豆种子干物质积累达６０％以后萌发力稳定，不再随生育进程而增加，因此认为种子重量对萌发率的影响比生育时期的长短要大。在本试验中泰玉２号在４５ＤＡＰ达到生理成熟时，萌发率仍然很低，而小麦４８山东农业大学硕士学位论文（Ｒａｓｙａｄ等，１９９０：Ｉｂｒａｈｉｍ等，１９９２）、大豆在生理成熟时鲜种子已经获得萌发力（Ｍｉｌｅｓ等，１９９８），可见，鲜种子萌发力情况因物种不同而存在差异。试验中四个杂交品种及三个自交系鲜种子均具有休眠特性。说明玉米鲜种子休眠是一普遍现象，但在生育过程中玉米种子休眠性的变化在品种之间存在差异。其中同时期鲁单５０鲜种子萌发率较高于其他三品种，在种子发育进程中萌发能力呈“Ｓ”型变化，泰玉２号、郑单９５８、农大１０８三品种鲜种子萌发率较低，即休眠程度较深，但随生育期的延长鲜种子萌发率逐渐升高，即休眠程度减弱。Ｒａｓｙａｄ等在进行小麦鲜种子休眠研究时也发现种子休眠性在品种之间存在差异，有些品种鲜种子萌发率随生育进程一直升高，但有些品种鲜种子萌发率先上升再下降，赵笃乐（１９９９）认为这种现象是因为种子成熟后期色素物质在种被细胞中沉积导致透气性差所致，而Ｗｈｉｔｅ（２０００）认为玉米后期发芽力的下降是因为玉米发育过程中ＧＡ峰值早于ＡＢＡ峰值，而此时正处于ＧＡ下降ＡＢＡ上升的阶段，因此ＧＡ含量相对较少，不利于种子的萌发。１．４玉米鲜种子体眠原因的研究及调控自然界种子休眠的原因主要有三种：种皮不透性或机械障碍、胚发育未成熟，种子内存在抑制物质，本试验即从上述三方向入手研究打破玉米鲜种子休眠的方法。试验表明玉米种子离体胚在１５ＤＡＰ便可萌发，具有一定萌发能力，２０ＤＡＰ几乎可以完全萌发，因此胚不是限制玉米鲜种子萌发的原因。本试验中玉米种子在１４－２０ＤＡＰ之间便获得萌发能力，１５ＤＡＰ收获的种子干燥后部分便可以萌发，说明种子在１５ＤＡＰ左右就可以耐干燥，即玉米种子萌发能力与耐干燥能力几乎同时形成，都在１５ＤＡＰ左右，而伍贤进等（２００２）试验结果表明玉米种子在１４．２１ＤＡＰ获得萌发能力，在２５－２８ＤＡＰ获得耐脱水能力，认为玉米种子在获得耐脱水能力之前便具备了萌发能力，造成结论差异的原因可能是伍贤进等在判断玉米种子耐脱水能力的获得时，是采用将种胚剥离种子后单独进行干燥，而后确定种胚的萌发率，而本试验是将整个种子干燥后测定萌发率，以确定种子耐脱水能力。前人已经证明种子耐脱水能力与贮藏物质尤其是糖类物质密切相关，在整个种子干燥过程中种胚可以从胚乳中吸收养分，种胚中积累的贮藏物质相对同时期离体干燥的种胚要高，因此较短生育期的种子经脱水干玉米种子活力形成及体眠机理研究燥便可萌发，而离体种胚需较长生育期才能获得耐脱水能力。将鲜种子去除种皮及胚上部糊粉层，种子几乎可以完全萌发，说明胚外部种皮及糊粉层限制了鲜种子的萌发，若只将胚上部种皮划破而不去除，种子在规定天数内部分可以萌发，但萌发率低于去除种皮种子，若延长发芽时间萌发率可以得以提高，因此说明种皮对种子萌发的限制作用，主要是不透性在起作用，划破种皮虽然已经可以促进胚的呼吸，但单位时间内透过的氧气量要远低于去除种皮种子，因此萌发所需时间较长。去除种子全部种皮与只去除胚上部种皮对打破种子休眠促进萌发无差异。说明胚上部种皮及糊粉层限制了胚本体的呼吸并对胚的生长起到一定程度的机械阻碍作用，而其他部分的种皮对于鲜种子的萌发没有限制作用。有人将鲜种子的休眠原因归结为种子内部抑制物质的抑制作用，但去除其它部位的种皮无疑可以消除种皮内抑制物质的影响并加速胚乳中抑制物质的挥发，但并不能使鲜种子打破休眠，因此可以看出种子内抑制物质的存在很可能并不是鲜种子萌发的限制因素。在打破种子休眠、促进种子萌发试验中赤霉素及过氧化氢被广泛应用。赤霉素能取代一些种子对低温后熟，光暗和干藏后熟的条件（郑光华，１９９０），对促进种子萌发打破休眠有显著作用，但本试验采用的一系列浓度的ＧＡ３其中只有１００ｍｇ／Ｌ、２５０ｍｇ／Ｌ浓度的ＧＡ３可以一定程度打破鲜种子休眠，促进萌发。其中１００ｍｇ／Ｌ浓度的ＧＡ３可以将鲜种子萌发率提高到７０％，并不能完全打破休眠，过氧化氢也可促迸玉米鲜种子萌发，本试验中最佳浓度为３．Ｏ％，可将萌发率提高到６ｌ％，因此ＯＡ３及过氧化氢均可以一定程度打破玉米鲜种子休眠，但在本试验中所采用浓度均没能彻底打破休眠，使种子完全萌发，因此应进行进一步扩大浓度范围，以找到更加适合的浓度从而更大程度打破鲜种子休眠，提高萌发率。在打破玉米鲜种子休眠试验中，赤霉素、过氧化氢处理以及低温处理对解除休眠效果均没能完全解除玉米鲜种子休眠，而去除种胚上部种皮及糊粉层可以使种子萌发，由此可以看出，果种皮限制玉米种子呼吸是玉米鲜种子休眠的主要原因。前期收获的新鲜种子去除种皮以后萌发率显著提高，但萌发后生长缓慢，在规定时间内不能成长为正常幼苗，而后期收获的新鲜种子去除种皮以后不仅萌发率提高，发芽率也已达较高水平，即萌山东农业大学硕士学位论文发以后生长速度较快，发芽所需时间较短，从而推测萌发后幼苗的生长与千物质的积累状况有关，但前期收获的种子干燥后也可以正常发芽，只是苗较后期种子弱小，可见于物质的积累程度只是决定了幼苗最终达到的生长水平，即与活力有关，而萌发向幼苗生长的转变，很可能是因为种子内部代谢合成了与幼苗生长有关的新物质。对于由于种皮不透性而处于休眠的种子，温度处理打破休眠这一方法被普遍应用。麦类种子在５．１０℃下处理３天后置于适宜温度下进行发芽，便可打破休眠；新收获的大麦、小麦等种子在１５℃下即可发芽良好（高荣岐等，１９９７），因为低温条件下，水中氧的溶解度加大，水中的氧可随水分进入种子内部，满足胚细胞生长分化所需要的氧，促进种子发芽；但本试验将玉米种子在５℃下处理后置于２５＂Ｃ下培养，仍不能提高萌发率，在１５℃下进行发芽试验也不能打破玉米鲜种子休眠，可能是温度选择不当引起，也可能是玉米鲜种子与小麦不同，低温处理对玉米鲜种子效果不明显，因此有待进一步研究。对于顽拗性种子，沙藏可以促进胚的分化，使种子完成生理后熟，玉米鲜种子在砂床中培养时延长发芽时间也可萌发。本试验将玉米种子发芽时间延长至１４天，３０ＤＡＰ收获的鲜种子萌发率便可提高到８４％，５０ＤＡＰ收获的鲜种子几乎可以全部萌发；而在１４天尚未萌发的种子继续培养，除霉烂种子外均可以萌发并成长为幼苗，即鲜种子在培养环境中经过一定时间可打破自身休眠。鉴于这一现象目前存在许多争论，有些学者认为鲜种子在规定时问内不能萌发的现象并不是真正意义的休眠，因为玉米鲜种子不是没有萌发能力只是萌发所需时间比较长。但Ｒａｓｙａｄ（１９９０）、赵笃乐（１９９２）等将鲜种子在规定时间内不能萌发的现象称为休眠，而根据休眠的定义，即具有生活力的种子在适宜条件下不能萌发（发芽），若将萌发率或发芽率作为萌发或发芽的标准，这种现象确实符合休眠的定义，因此本人将其称为休眠。在种子发育进程中，种子鲜重先上升后下降，种子在达到最大鲜重以后进入成熟脱水阶段，种子内水分绝对含量急剧下降。成熟脱水是种子发育的末端事件，是种子从发育过程向萌发过程转变的“开关”，成熟脱水将终止发育事件并促进萌发事件（宋松泉，１９９８），但５０ＤＡＰ收获的种子玉米种子活力形成及休眠机理研究水分含量虽已降到３０％左右，但本试验中种子除泰玉２号外均未达到成熟脱水阶段，葫发率仍很低。对未熟新鲜种子进行人工干燥同样可以促进未熟种子的萌发。花后６天的小麦种子干燥后便可萌发，且萌发率达４２％（赵笃乐，１９９９），发育的蓖麻籽直到授粉后大约５０．５５天，从果实分离的种子才能萌发，２５ＤＡＰ收获的蓖麻种子干燥后就能获得萌发能力，但在此之前收获的种子干燥后亦不能萌发，也不能存活，因为它们还没有达到发育的脱水耐性阶段（Ｋｅｒｍｏｄｅ等，１９８５）。本试验中１５ＤＡＰ收获的种子干燥之后便可萌发，萌发率最高达５８％，说明玉米种子在１５ＤＡＰ左右获得耐脱水能力后，干燥可以促使玉米种子萌发，打破鲜种子休眠。１．５干燥脱水对玉米种子萌发的作用对玉米鲜种子进行干燥，随水分的减少，萌发率升高，但不同生育期种子在相同水分水平萌发率差异显著，因此，水分含量不能作为种子萌发率的指示剂。１５ＤＡＰ收获的种子干燥后便可萌发，说明干燥后获得发芽能力这一事件不需完成贮藏物质的积累，而在此之前收获的种子即使干燥也不能萌发，因为此时种子尚未获得耐干燥的能力，因此干燥对鲜种子萌发的促进作用尽管不受干物质积累情况的限制但只有在种子获得耐脱水能力之后才能得以发挥。赵笃乐等（１９９９）报道水分对不同成熟度的小麦种子休眠与萌发均有调控作用，伴随种子成熟度的不断提高，种子休眠和萌发的界点水分有下降趋势。鲜种子的休眠性与水分含量高度相关，说明种子的水分含量是种子休眠与萌发的调控因子，未熟种子干燥后发芽率显著提高也证明了种子水分的调控作用。玉米鲜种子在国家标准规定的发芽天数内萌发率低，但并不表示鲜种子不具有萌发能力，将发芽时间延长至１４天，萌发率大幅度提高，尤其是成熟后期的鲜种子１４天后几乎完全萌发，这一结果说明未熟玉米鲜种子可以萌发，只是萌发所需时间比较长，种子在发芽环境中也可以缓慢完成内部代谢的转变，将代谢由发育状态转向萌发状态。可见，干燥并不是鲜种子由发育转向萌发的必需条件，而只是加快了这一转变的进程。成熟脱水使种子由发育状态转向萌发状态，其中包括发育蛋白的合成降低，与萌发有关的新蛋白的合成以及内源激素水平的变化等。大豆种子在成熟过程中叶绿素含量逐渐降低，对未熟大豆鲜种子进行干燥也能使大山东农业大学硕士学位论文豆种子叶绿素含量下降，且能下降至成熟种子水平（Ｒｏｓｅｎｂｅｒｇ等，１９８６），而在本试验中对未熟玉米种子进行干燥，种子便会出现黑色层，而黑色层是种子成熟的标志之一，因此可以认为干燥可以促使未熟种子提前成熟，即结束生长发育进程而转向为萌发以及幼苗生长做准备的状态。１．６种子脱水过程中生理生化变化对鲜种子进行干燥，种子内部发生复杂的生理生化变化，而干燥至不同水分的种子发芽情况不同，发芽过程中生理生化变化情况也有差异。干燥是插入种子发育与萌发之间的一段静止期，充分干燥可以引起种子代谢静止，其中包括酶活力的降低。在本试验中，将未熬玉米鲜种子干燥，在干燥过程中，种子酶活性逐渐降低，但将同一生育期收获的种子干燥至不同水分进行发芽，实验结果表明水分含量高的种子抗氧化系统酶活性虽然逐渐上升，但活力水平一直很低，而低含水量中在发芽初期酶活性即可达高含水量种子发芽数天后的活力水平，即水分含量较低的种子在遇到合适的发芽环境时，更容易恢复种子酶活性，加速种子体内代谢，从而促进种子萌发。种子内激素水平尤其是ＧＡ３、ＡＢＡ也与种子萌发密切相关，在干燥过程中，种子内ＧＡ３含量逐渐升高，与前人研究结果一致，但ＡＢＡ含量也有所增加，而前人试验结果表明种子经干燥ＡＢＡ含量也下降，造成这种差异的原因尚不清楚，但ＧＡ３／ＡＢＡ的值在干燥过程中呈上升状态，由此推断种子萌发与ＡＢＡ的含量没有直接关系，而是与种子内部ＧＡ３／ＡＢＡ的值有关。呼吸是种子萌发的必要条件，种子胚在１５ＤＡＰ便具有萌发能力，只是种子中胚周围的结构限制了胚的萌发。在玉米种子结构中胚本体上面仅存种皮及由几层细胞组成的糊粉层，鲜种子种皮除最外层细胞外均为活细胞，细胞问紧密排列，不利于水分及氧气的进入，因此鲜种子在规定发芽天数内不能萌发，发芽所需天数较长，而去除种皮及糊粉层，胚根与胚芽直接裸露，不受外围组织限制，鲜种子即可萌发，但由于种子内部代谢尚未进入萌发状态，还未合成与有苗生长有关的物质，所以萌发后需经历较长的时间才能成长为正常幼苗。未经干燥的鲜种子在发芽状态下虽也在进行呼吸，但呼吸速率较低，因此胚根与胚芽生长缓慢，体内物质代谢速率玉米种子活力形成及体眠机理研究低，经较长时间种子才能转向萌发所需状态，所以发芽所需时间较长。而种子干燥以后种皮细胞几乎全部变为死细胞，通过透射电镜只能观察到层叠的细胞壁，最内层细胞壁之间出现许多空洞，因此在发芽条件下氧气可以大量进入，胚根与胚芽迅速增长，突破种皮，而干种子内部代谢也可较快转向幼苗生长状态，从而萌发后便可转向幼苗生长。许多研究表明，种子在由发育向萌发转变的过程中种子内部蛋自成分发生巨大变化，与种子发育有关的蛋白中止合成，与萌发有关的蛋白迅速合成。本试验对干燥过程中种子内部蛋白的变化做了初步研究，发现部分大分子量蛋白降解或含量减少，并形成一些新蛋白，而于燥的未熟种子在发芽过程中可合成成熟鲜种子发育过程中才能合成的蛋白。Ｒｏｓｅｎｂｅｒｇ等（１９８６）研究发现５４ＤＡＦ的新鲜大豆种子在发芽第４天可以检测出酯合酶以及异柠檬酸裂解酶，在此之前收获的鲜种子发芽４天检测不出这两种酶，但３５ＤＡＦ的种子经干燥后，发芽４天可检钡ｉ出，且酶的活性与成熟种子相同，这也为干燥促进种子提前成熟提供了有利依据。２．结论２．１玉米种子活力形成规律及机理玉米种子活力形成于种子发育过程，种子在２５ＤＡＰ左右获得耐脱水能力以后，干燥可以使种子发芽并成长为幼苗，表现一定的活力水平。从２５ＤＡＰ至种子成熟收获，种子活力经历先上升后下降的变化过程，在生理成熟时活力达最大。各品种活力形成规律相同，但大粒品种活力指数高于小粒品种。杂交种种子活力显著高于亲本自交系，表现明显的杂种优势，且杂交种种子活力与其亲本种子活力显著相关。种子内部酶、激素及贮藏物质对活力形成均有重要贡献，抗氧化系统酶类在种子发育前期因种子内部膜脂过氧化作用不明显呈现较高活性，而后随种子发育内部出现大量自由基及丙二醛，作为活性氧清除剂抗氧化系统酶类发挥作用，以至活性降低，后期膜脂过氧化产物的大量累积刺激了酶系统，酶活性又开始上升，以清除自由基产物。种子内部激素对于调节种子生长发育与萌发有重要意义，尽管目前尚不能对每种激素在种子整个发育过程中的调节作用进行说明，但激素对于活力形成的意义不容忽视。种子内贮藏物质是种子活力形成的基础，在种子活力形成过程中贮藏物质山东农业大学硕士学位论文逐渐积累，从而使活力逐步升高，而内源激素对活力的贡献很大意义上也是因为激素调节种子器官发育及内部代谢物质变化，从两促进贮藏物质的积累，使种子表现高活力。２．２玉米鲜种子休眠及其调控玉米鲜种子在规定发芽时间内不能发芽，发育后期种子也只有少量可以萌发，将这种现象视为休眠。玉米杂交种及自交系鲜种子均存在休眠现象，但玉米种子在生育进程中休眠特性的变化因品种不同而存在差异，对造成差异的原因目前尚不清楚。玉米鲜种子休眠是一个复杂的现象，必须从休眠以及代谢两个方面考虑，胚在发育初期便已发育完全，获得萌发能力，所以种胚的发育不是休眠的限制因素；对玉米鲜种子进行破除休眠处理，赤霉素、过氧化氢及低温处理效果均不明显，但去除种胚上部种皮及糊粉层可使种子萌发，说明呼吸是限制玉米鲜种子萌发的主要因素。去除种皮可以促进萌发，萌发率显著提高，但发芽率仍很低，改善种皮透性促进呼吸以及抑制物质挥发可以提前使种子萌发，但种子由萌发转向幼苗生长所需时间较长，因此玉米鲜种子休眠不仅受呼吸影响，种子内部代谢也是重要的影响因素，对于萌发后转向幼苗生长尤其重要。２．３干燥对玉米种子萌发的作用对未熟玉米种子进行干燥可以使种子萌发，干燥可以增加种皮通透性，使种子在发芽环境下顺利进行呼吸，进而引起种子内部一系列代谢变化，如较快恢复抗氧化系统酶类的活性，合成与种子萌发或幼苗生长有关的蛋白等，使种子由发育状态转向萌发状态并为幼苗生长做准备。将玉米鲜种子置于适宜发芽环境，不经任何处理经较长时间后种子也可萌发，并能成长为幼苗，即种子在发芽环境中也可以缓慢完成内部代谢的转变，将代谢由发育状态转向萌发状态。因此，干燥脱水尽管可以打破玉米鲜种子休眠，在种子发育和萌发之间插入一个静止期，使种子在适宜条件下发芽，但干燥并不是鲜种子由发育状态向萌发状态转变的必需条件，而只是加快了这一转变的进程。参考文献【１】刁家连，于翠芳，毕建华等．夏玉米籽粒发育过程中内源激素变化的系统研究【Ｊ】．莱阳农学院学报，１９９６，１３（４）：２５１－２５６【２】陈彩霞，王九龄，智信．国内外红松种子休眠及催芽问题研究动态啊．世界林业研究，１９９７，５；３－－９［３】陈尚琼．种子贮藏产物的累积及其影响因素川．生物学通报，１９９６，３１（９）；１７。１９【４】陈玉萍，刘后利．甘蓝型油菜种子发育过程中种皮色素含量动态川．中国油料．１９９４，１６（４）：１３－１６【５】程春明，王瑞珍，吴问胜．大豆种子活力基因型差异的研究．江西农业学报。２００３，１５（１）：８－－１２【６】程广有，唐晓杰，高红兵·沈熙环．东北红豆杉种子休眠机理与解除技术探讨明．北京林业大学学报，２００４，２６（１）：５～９【７】崔聪淑，卢新雄，陈辉，王鸿凤．野生苋种子休眠特性及发芽方法研究［Ｊ】．种子，２００１，２：５５＂－－５６【８】樊龙江，颜启传．甜玉米种子活力低下原因及其种子处理技术研究进展册．中国农学通报，１９９６，１２（６）；２４－２６【９】傅家瑞．花生种子活力的生理生化基础【Ｊ】．花生科技，１９９０，３：１，－４【１０】傅家瑞。种子生理【ｈ日．科学出版社，１９８５：２０４，２１０，２１４，２５８［１１］高荣岐，张春庆主编．作物种子学［Ｍ］．中国农业科技出版社，１９９７【１２】韩宝瑞，黄耀阁，李向高．西洋参果肉中的六种发芽抑制物质娜．特产研究，２０００，１：１３－１７［１３］黄上志，傅家瑞．花生种子贮藏蛋白质与活力的关系及其在萌发时的降解模式［Ｊ】．植物学报，１９９２，３４（７）：５４３－５５０［１４］黄上志，傅家瑞．种子的发育及其调控［Ｊ］．种子，１９９２，５８（２）：３９￣４２［１５］黄雪梅，傅家瑞，宋松泉．种子脱水耐性的成因及人工诱导［Ｊ］．植物生理学通讯。２０００．３６（５）：４６４４６９【１６】黄耀阁·崔树玉，鲁歧等．西洋参种子抑制物质的初步研究明．吉林农业大学学报，１９９４，１６（２）：９－１４【１７】黄玉国．刺揪种子胚体眠的研究明．东北林业大学学报，１９８６，１４（１）：３９－－４３［１８］姜孝成，傅家瑞·宋松泉等．种子的成熟脱水与耐脱水性册．植物生理学通讯，山东农业大学硕士学位论文１９９５，３１（６）：４５７—４６３【１９慷莲娣．生物电子显微技术（Ｍ１．中国科学技术出版社，２００３：４７－１０２［２０１赖力，郑光华，幸红伟．红松种子休眠与种皮的关系川．植物学报，１９８９，３１（１２）：９２８—９３３【２ｌ】李合生主编．植物生理生化原理和技术．北京农业出版社，２０００：１６０～１８０，１８４【２２】李黄金，黄上志，傅家瑞．花生种子活力与贮藏蛋白质降解的关系【Ｊ】．华南植物学报，１９９３：７８－８３【２３１李学渊，刘纪麟．玉米胚乳突变基因与互作对籽粒成分的影响Ｉｖ籽粒各成分之间的关系及其对品质改良的意义忉．作物学报，１９９４，２０（４）：４３９－４４５【２４】李玉玲，吴风兰，江洪勋等．玉米自交系及单交种不同子粒灌浆期种子萌发特性研究明．河南农业大学学报，２０００，３２（１）；１３—１６【２５】林鹿，傅家瑞．花生种子活力的形成肌．中山大学学报（自然科学版），１９９６，３５（３）：２３—，２８【２６】林鹿，傅家瑞．花生种子贮藏蛋白质合成和累积与活力的关系忉．热带亚热带植物学报，１９９５，４（１）：５７，－．６０［２７１刘军，黄上志，傅家瑞．种子活力与蛋白关系的研究进展．植物学通报，２００１，１８（１）：４６～５１［２８１刘仲齐．植物激素在籽粒发育中的作用［Ｊ】．种子，１９９１，５２（２）；３３～３５【２９】石海春·柯永培，刘帆，余学杰．不同大小的玉米种子活力差异比较研究们．种子，２００５，４：３７～３９【３０】宋松泉，傅家瑞．成熟脱水对种子发育和萌发的作用册．植物学通报，１９９８，１５（２）：２３—０２【３１］孙彩霞，沈秀瑛．不同基因型玉米种子萌发特性与芽、苗期抗旱性的关系．种子，２００１，５．－３刍０５［３２１７孙秀芹，安蒲缓，李庆梅．紫荆种子休眠解除及促进萌发的研究明．林业科学研究，１９９８，ＩＩ（４）：４０７，－．４１１【３３】谭志一，董愚得，房耀仁．红松种子休眠与脱落酸及外种皮的关系田．中国科学，１９８３（Ｂ），９：８１６－－８２２［３４１唐安军，龙春林，刀志灵．种子休眠机理研究概述叨．云南植物研究，２００４，２６（３）：２４１＇－－２５１至鲞登王量查兰些墨堡堕垫墨竺墨【３５】汪晓峰，丛滋金．种子活力的生物学基础及提高和保持种子活力的研究进展明．种子。１９９７，（６）：３６－３９【３６】王成霖．梧桐种子休眠类型和萌发技术的研究【Ｊ】．安徽农学院学报，１９８９（２）１２８－１３２（３７Ｊ王景升，再论种子粒度对作物出苗、生育与产量的影响［ＪＪ．种子世界，１９８４，２：１１－１３【３８】王宁，陈富江．小麦成熟度与其种子活力关系的研究［Ｊ】．河南农业科学，２０００，（４）：５～７［３９】王文章，陈杰，刘恩举．红松种子休眠与种皮的关系【Ｊ】．东北林业大学学报，１９８６，４：８３－８６【４０】王文章，陈杰，刘恩举．红松种子抑制物的提取、分离、鉴定川．中国科学，１９８０＜Ｂ），２３：８９９－－９０６【４１】王秀玲．西瓜种子发育和萌发过程中予叶细胞超微结构的变化明．西北植物学报，２００２，２２（１）：１１８－－１２２【４２】伍贤进，宋松泉，张素平，傅家瑞．玉米种子萌发能力和耐脱水能力的形成【Ｊ】．热带亚热带植物学报，２００２，１０（２）：１７７－１８２［４３】徐本荚．论木本植物种子休眠与萌发的研究方法明．种子，１９９５，４：５６－５８【４４】许桂芳，刘明久，席世丽，赵刚．破除红蓼种子休眠研究初报田．种子，２００５，ｌ：２４－２５【４５】颜启传主编．种子学［Ｍ］，北京：中国农业出版社，２００１：７－１２７【４６］颜育民．种子休眠综述忉．种子，１９９５，４：３０．－－３４ｆ４７】叶要妹，王彩云，史银莲．对节白蜡种子休眠原因的初步探讨叨．湖北农业科学，１９９９，７８（４）：４５－－４７【４８】尹黎燕，王彩云，叶要妹，杨彦伶．观赏树木种子休眠研究方法综述【Ｊ】．种子，２００２。１．４５＂－－４７【４９Ｊ张春庆，尹燕枰，种子质量检验理论与技术［Ｍ】，中国农业科技出版社。１９９５，“５【５０】张风娟．皂荚种子休眠解除及促进萌发明．福建林学院学报，２００４，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ｎｏｆｆｒｅｓｈｈａｒｖｅｓｔｅｄｓｏｙｂｅａｎｓｅｅｄｄｕｒｉｎｇｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｃｒｏｐ７００＾刁０４Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９９８，（２８）：【９０］Ｎｅｇｉ１ＨＣＳ，ＪａｉｎＳｌ（，ＳｉｎｇｈＲＶ．Ｓｅｅｄｄｏｒｍａｎｃｙｉｎｒａｄｉｓｈ［Ｙ］．ＳｅｅｄＲｅｓｅａｒｃｈ，１９８３。ｌ（１）：６０－－６２ＡＪ．ＢｌｕｄａｕＮ［９１］ＮｅｗｅｌｌｋＶａｒｉａｔｉｏｎｉｎｔｏｔａｌｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ，ｒａｔｅｏｆｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎａｎｄｓｅｅｄｗｅｉｇｈｔａｍｏｎｇｃｕｌｔｉｖａｒｓｏｆＰｎａｐｒａｔｅｎｓｉｓ棚．ＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＳｐｏｒｔｓＴｕｒｆＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅ，１９９３，６９：８３－８９【９２］ＯｂｅｎｄｏｒｆＲＬ，ＡｓｈｗｏｒｔｈＥＮａｎｄＲｙｔｋｏＧＴＩＩｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｓｅｅｄｍａｔｕｒａｔｉｏｎｏｎｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｉｎｓｏｙｂｅａｎ．ＣｒｏｐＳｃｉｅｎｃｅ，１９８０，２０（４）：４８３－．４８６ｒｅｖｉｅｗｏｆｒｅｃａｌｃｉｔｒａｎｔｓｅｅｄｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙｉｎｒｅｌａｔｉｏｎｔｏＳｃｉＲｅｓ，１９９９，９：１３—３７【９３］ＰａｍｍｅｎｔｅｒＮｗ’ＢｅｒｊａｋＰ’Ａｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎｔｏｌｅｒａｎｅｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｓ．Ｓｅｅｄ［９４］ＰｈａｒｔｙａｌＳＳ，ＴｈａｐｌｉｙａｌＲＣ，ＮａｙＭＪＳ，３０ｓｈｉＧｓｔｒａｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＳｅｅｄｄｏｒｍａｎｃｙｉｎＨｉｍａｌａｙａｎｍａｐｌｅ（Ａｃｅｒｃａｅｓｉｕｍ）～Ｉ：ＥｆｆｅｃｔｏｆＴｅｃｈｎｏｌ，２００３，ｌ：１－１１ｐｈｙｔｏ～ｈｏｒｍｏｎｅｓ［Ｊ］．ＳｅｅｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄ［９５］ＰｈａｒｔｙａｌＳＳ，ＴｈａｐｌｉｙａｌＲＣ，ＮａｙａｌＪＳ，ＪｏｓｌｌｉＧＳｅｅｄｏｆｄｏｒｍａｎｃｙａｎｄｉｎＨｉｍａｌａｙａｎｍａｐｌｅ（Ａｅｅｒｃａｅｓｉｕｍ）～ＩＩ：Ｂｉｏａｓｓａｙ１３—２０ｉｎｈｉｂｉｍｒｓ［Ｊ］．ＳｅｅｄＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００３。ｌ：【９６］ＲａｍａｎａｄａｎｅＴ．ＴｈｉｍｍｅｎｉＳ．Ｓｅｅｄ（Ｐｅｎｎｉｓｃｔｏｍａｍｅｒｉｃａｎｕｍ８７（９）：５０３￣５０５［９７］ＲａｓｙａｄＡ，ＶａｎｓａｎｆｏｒｄＤＡｓｉｚｅ：ａｃｏｍｐｏｎｅｎｔｏｆｓｅｅｄｖｉｇｏｕｒｉｎｐｅａｒｌｍｉｌｌｅｔＬ．）ｇｅｎｏｔｙｐｅｓ阴．ＭａｄｒａｓＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＪｏｕｒｎａｌ，２００１，ａｎｄＴｅｋｒｏｎｙＤＭ．Ｃｈａｎｇｅｓｉｎｓｅｅｄｖｉａｂｉｌｉｔｙａｎｄｖｉｇｏｕｒｄｕｒｉｎｇｗｈｅａｔｓｅｅｄｍａｔｕｒａｔｉｏｎ．ＳｅｅｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９０，（１８）：２５９～２６７【９８］ＲｏｂｅｒｓｏｎＣｒｏｐＬＤ，ＣｕｒｔｉｓＢＣ．Ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｉｍｍａｔｕｒｅｋｅｒｎｅｌｓｏｆｗｉｎｔｅｒｗｈｅａｔ们．Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９６７，７：２６争之７０Ａ【９９］ＲｏｄｏＢ，ＭａｔｅｏｓＦＪ．Ｏｎｉｏｎｓｅｅｄｖｉｇｏｒｉｎ－－ｒｅｌａｔｉｏｎｔｏｐｌａｎｔｇｒｏｗｔｈａｎｄｙｉｅｌｄＬ玎．ＨｏｒｔｉｃｕｌｔｕｒａＢｒａｓｉｌｅｉｒｎ，２００３，２ｌ（２）：２２０－一２２６Ａ，ＲｉｎｎｅＲ【１００］ＲｏｓｅｎｂｅｒｇＬＷＭｏｉｓｔｕｒｅｌｏｓｓａｓａｐｒｅｒｅｑｕｉｓｉｔｅｆｏｒｓｅｅｄｌｉｎｇｇｒｏｗｔｈｉｎｓｏｙｂｅａｎｓｅｅｄｓ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＢｏｔａｎｙ，１９８６，３７（１８４）：１６６３－１６７４［１０１］ＳｏｌｔａｎｉＡ，ＺｅｉｎａｌｉＥ，ＧａｌｅｓｈｉＳ，ｅｔａ１．ＧｅｎｅｔｉｃｖａｒｉａｔｉｏｎｆｏｒａｎｄｉｎｔｅｒｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓｃｏａｓｔａｍｏｎｇｓｅｅｄｖｉｇｏｒＷａｉｔｓｉｎｗｈｅａｔｆｒｏｍｔｈｅＣａｓｐｉａｎＳｅａｏｆＩｒａｎ．ＳｅｅｄＳｃｉｅｎｃｅａｎｄ坐至查些查兰堡主兰竺丝苎Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２００１，２９０）：６５３—６６２ｇｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｓｔｕｄｉｅｓｉｎｔｈｒｅｅｓｐｅｃｉｅｓｏｆｔｈｒｅａｔｅｎｅｄ，ｏｒｎａｍｅｎｔａｌ，ａｎｄ［１０２］ＳｕｌａｉｍａｎＨｉｍａｌａｙａｎ５９３，－６０３ＩＭ．Ｓｅｅｄｐｏｐｐｙ，ＭｅｃｏｎｏｐｓｉｓＶｉｇ阴．ＳｅｅｄＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１９９３，２ｌ（３）：【１０３］ＳｕｎＷＱ，ＬｏｐｏｌｄＡＣ．Ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｏｆｄｅｓｉｃｃａｔｉｏｎｔｏｌｅｒａｎｃｅｉｎｓｏｙｂｅａｎｓｍ．ＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，１９９３，８７：４０３．－４０９【１０４］ＴｃＫｒｏｎｙＤＭ，ＨｕｎｔｅｒＪＬ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｓｅｅｄｍａｔｕｒａｔｉｏｎａｎｄｇｅｎｏｔｙｐｅｏｌｌｓｅｅｄｖｉｇｏｒｉｎｍａｉｚｅ【Ｊ】．ＣｒｏｐＳｃｉｅｎｃｅ，１９９５，３５（３）：８５７～８６２【１０５］ＴｈｏｍｐｓｏｎＰＡ．ＧｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆＬｙｃｏｐｕｓｅｕｒｏｐａｅｕｓｉｎｒｅｓｐｏｎｓｅｔｏｆｌｕｃｔｕａｔｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓａｎｄｌｉｇｈｔ［－ｑ．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌＢｏｔａｎｙ，１９６９，２０：１－１ｌ【１０６］ＷａｎｇＭ，ＭｅｕｌｅｎＩＬ札Ｖｉｓｓｅｒ．Ｋ．Ｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｏｒｍａｎｃｙ－ｂｒｅａｋｉｎｇｃｈｅｍｉｃａｌｓｏｎＡＢＡｌｅｖｅｌｓｉｎｂａｒｌｅｙｇｒａｉｎｅｍｂｒｙｏｓ叨．ＳｅｅｄＳｃｉｅｎｃｅＲｅｓｅａｒｃｈ，１９９８，８（２）：１２９－１３７【１０７］ＷａｒｍＥＶＬｅａｃｈｉｎｇｏｆｍｅｔａｂｏｌｉｔｅｓｄｕｒｉｎｇｉｍｂｉｔｉｏｎｏｆＳｗｅｅｔｃｏｒｎｓｅｅｄｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅｎｄｏｓｐｅｒｍｇｅｎｏｔｙｐｃｓ们．ＣｒｏｐＳｃｉｅｎｃｅ，１９８６，２６：７３ｌ￣７３３【１０８］ＷｈｉｔｅＣＮ＇ＲｉｖｉｎｓｙｎｔｈｅｓｉｓｉｎｈｉｂｉｔｉｏｎＣＪ．Ｇｉｂｂｅｒｅｌｌｉｎｓａｎｄｓｅｅｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｉｎｍａｉｚｅ．Ⅱ．Ｇｉｂｂｅｒｅｌｌｉｎａｂｓｃｉｓｉｃｅｎｈａｎｃｅｓａｃｉｄｓｉｇｎａｌｉｎｇｉｎｃｕｌｔｕｒｅｄｅｍｂｒｙｏｓ．ＰｌａｎｔＰｈｙｓｉｏｌｏｇｙ，２０００，１２２：１０８９－１０９８至鲞登王塑垄垄壁墨堡堡垫翌竺塑图版及说明去种皮及去种皮＋糊粉层种子萌发情况图版ＩＧｅｒｍｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｅｅｄｓｗｉｔｈｏｕｔｓｅｅｄｃｏａｔａｎｄｓｅｅｄｓｗｉｔｈｏｕｔｓｅｅｄｃｏａｔａｎｄａｌｅｕｒｏｎｅｌａｙｅｒＰｌａｔｅＩｌ去种皮种子２去种皮＋糊粉层种子１ｓｅｅｄｓｗｉｔｈｏｕｔｓｅｅｄｃｏａｔ２ｓｅｅｄｓｗｉｔｈｏｕｔｓｅｅｄｃｏａｔａｎｄａｌｅｕｒｏｎｅｌａｙｅｒ山东农业大学硕士学位论文鲁单５０（４０ＤＡＰ）干燥前后种皮超微结构图版ⅡＰｌａｔｅⅡＴｈｅｕｌｔｒａｓｔｒｕｃｔｙｒｅｏｆｓｅｅｄｃｏａｔｏｆＬｕｄａｎ５０（４０ＤＡＰ）ｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｄｆｙｉｎｇ１鲁单５０鲜种子种皮外层细胞，Ｘ２５００２鲁单５０鲜种子种皮中间层细胞，Ｘ２５００３鲁单５０鲜种子种皮内部细胞及糊粉层，Ｘ２５００４鲁单５０干种子种皮外层细胞，×２５００５鲁单５０干种子种皮内部细胞及糊粉层，×２５００６鲁单５０干种子种皮内部细胞及糊粉层，×２５００ｌｏｕｔｂｏａｒｄｃｅｌｌｏｆｆｒｅｓｈｓｅｅｄｓｅｅｄｃｏａｔｏｆＬｕｄａｎ５０，Ｘ２５００２ｍｉｄｄｌｅｃｅｌｌｏｆｆｒｅｓｈｓｅｅｄｓｅｅｄｃｏａｔｏｆＬｕｄａｎＳＯ，Ｘ２５００３ｉｎｂｏａｒｄｃｅｌｌｏｆｓｅｅｄｃｏａｔａｎｄａｌｅｕｒｏｎｅｌａｙｅｒｏｆｆｒｅｓｈｓｅｅｄｏｆＬｕｄａｎ５０，Ｘ２５００４ｏｕｔｂｏａｒｄｃｅｌｌｏｆｄｒｉｅｄｓｅｅｄｓｅｅｄｃｏａｔｏｆＬｕｄａｎＳＯ，Ｘ２５００×２５００×２５００５ｉｎｂｏａｒｄｃｅｌｌｏｆｓｅｅｄｃｏａｔａｎｄａｌｅｍ＇ｏｎｅｌａｙｅｒｏｆｄｒｉｅｄｓｅｅｄｏｆＬｕｄａｎ５０。６ｉｎｂｏａｒｄｃａｌｌｏｆｓｅｅｄｃｏａｔａｎｄａｌｅｕｒｏｎｅｌａｙｅｒｏｆｄｒｉｅｄｓｅｅｄｏｆＬｕｄａｎＳ０。玉米种子活力形成及休眠机理研究鲁原９２（４０ＤＡＰ）干燥前后种皮超微结构图版ⅢＰｌａｔｅⅢＴｈｅｕｌｔｒａｓｔｒｕｃｔｙｒｅｏｆｓｅｅｄｃｏａｔｏｆＬｕｙｕａｎ９２（４０ＤＡＰ）ｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｄｒｙｉｎｇｌ鲁原９２鲜种子种皮外层细胞，×２５００２鲁原９２鲜种子种皮内部细胞及糊粉层，Ｘ２５００３鲁原９２鲜种子种皮内部细胞及糊粉层，×２５００４鲁原９２干种子种皮外层细胞，×２５００５鲁原９２干种子种皮内部细胞及糊粉层。×２５００６鲁原９２干种子种皮内部细胞及糊粉层，）＜２５００ｌｏｕｔｂｏａｒｄｃｅｌｌｏｆｆｒｅｓｈｓｅｅｄｓｅｅｄｃｏａｔｏｆＬｕａｎｙｕａｎ９２，Ｘ２５００２ｉｎｂｏａｒｄｃｅｌｌｏｆｓｅｅｄｃｏａｔａｎｄａｌｅｕｒｏｎｅｌａｙｅｒｏｆｆｒｅｓｈｓｅｅｄｏｆＬｕａｎｙｕａｎ９２，３ｉｎｂｏａｒｄｃｅｌｌｏｆｓｅｅｄｃｏａｔａｎｄａｌｅｕｒｏｎｅｌａｙｅｒｏｆｆｒｅｓｈｓｅｅｄｏｆＬｕａｎｙｕａｎ９２，４ｏｕｔｂｏａｒｄｃｅｌｌｏｆｄｒｉｅｄｓｅｅｄｓｅｅｄｃｏａｔｏｆＬｕａｎｙｕａｎ９２，×２５００ｘ２５００×２５００５ｉｎｂｏａｒｄｃｅｌｌｏｆｓｅｅｄｃｏａｔａｎｄａｌｅｕｒｏｎｅｌａｙｅｒｏｆｄｒｉｅｄｓｅｅｄｏｆＬｕａｎｙｕａｎ９２。６ｉｎｂｏａｒｄｃｅｌｌｏｆｓｅｅｄｃｏａｔａｎｄａｌｅｕｒｏｎｅｌａｙｅｒｏｆｄｒｉｅｄｓｅｅｄｏｆＬｕａｎｙｕａｎ９２，×２５００×２５００山东农业大学硕士学位论文鲁原９２（４０ＤＡＰ）干燥前后种皮超微结构ＴｈｅｕｌｔｒａｓｔｒｕｃｔｙｒｅｏｆｓｅｅｄｃｏａｔｏｆＬｕｙｕａｎ９：２（４０ＤＡＰ）ｂｅｆｏｒｅａｎｄ图版ⅣａｆＩＨｄｒｙｉｎｇＰｌａｔｅⅣｌ泰玉２号鲜种子种皮外层细胞，Ｘ２５００２泰玉２号鲜种子种皮中间层细胞，Ｘ２５００３泰玉２号鲜种子种皮内部细胞及糊粉层，×２５００４泰玉２号千种子种皮外层细胞，Ｘ２５００５泰玉２号干种子种皮内部细胞及糊粉层，×２５００６泰玉２号干种子糊粉层，ｘ２５００１ｏｕｔｂｏａｒｄｃｅｌｌｏｆｆｒｅｓｈｓｅｅｄｓｅｅｄｃｏａｔｏｆＴａｉｙｕ２，Ｘ２５００２ｍｉｄｄｌｅｃｅｌｌｏｆｆｒｅｓｈｓｅｅｄｓｅｅｄｃｏａｔｏｆＴａｉｙｕ２。×２５００３ｉｎｂｏａｒｄｃｅｉｌｏｆｓｅｅｄｃｏ砒ａｎｄａｌｅｕｍｎｅｌａｙｅｒｏｆｆｒｅｓｈｓｅｅｄｏｆＴａｉｙｕ２，×２５００４ｏｕｔｂｏａｒｄｃｅｌｌｏｆｄｒｉｅｄｓｅｅｄｓｅｅｄｃｏａｔｏｆＴａｉｙｕ２，Ｘ２５００ａｎｄａｌｅｕｒｏｎｅｌａｙｅｒａｎｄａｌｅｕｒｏｎｅｌａｙｅｒｏｆｄｒｉｅｄｓｅｅｄ５ｉｎｂｏａｒｄｃｅｌｌｏｆｓｅｅｄｃｏａｔ６ｉｎｂｏａｒｄｃｅｌｌｏｆｓｅｅｄｃｏａｔｏｆＴａｉｙｕ２。Ｘ２５∞ｏｆｄｒｉｅｄｓｅｅｄｏｆＴａｉｙｕ２。Ｘ２５００玉米种子活力形成及休眠机理研究致谢本研究是在导师高荣岐教授的悉心指导下完成的，从论文的选题、试验方案的设计与实施，直到论文的完成，导师都倾注了大量的心血。导师渊博的知识、开阔的思路、敏锐的思维、严谨的治学态度都使我受益终身。研究生期间实验室张春庆教授、尹燕枰教授、孙庆泉副教授、李圣福老师、孙爱清老师和吴承来老师在科研和生活上给予我极大的关心和照顾，再次表示诚挚的谢意！在试验过程中，还得到中心实验室郭延奎老师及本试验室李惠生、周艳敏、李慧芝、张敏等同学以及徐勤虎、刘西美、张涛等师弟师妹的大力帮助，在此表示感谢！最后感谢我的父母三年来对我的鼓励与支持！邢妍妍２００７年６月１日山东农业大学硕士学位论文攻读硕士学位期间发表论文情况１．邢妍妍，董树亭，高荣岐．水分对玉米种子萌发调控的研究，已被玉米科学接收。玉米种子活力形成及休眠机理研究

作者：

学位授予单位：

邢妍妍

山东农业大学

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