[目的]种子衰老是一个复杂的生物学过程,以自然衰老的棉花种子为材料,研究种子自然储藏后的生理生化变化及种胚ATP合成酶亚基mRNA的完整性,为进一步揭示种子衰老机理提供依据.[方法]以自然储存3 年、5年和新收获的新陆早74号棉花种子为试验材料(以新收获的棉种为对照(CK));分别采用纸间萌发试验、低温恒温干燥法和TTC染色法测定棉花种子的萌发率、吸水力和种子生活力;利用酸碱滴定法测定棉花种子的酸价和呼吸速率,采用植物ATP合成酶酶联免疫分析试剂盒测定种胚ATP合成酶活性,并利用反转录阻断-双引物扩增法分析棉花种胚ATP合成酶α、β、γ、ε和δ亚基mRNA的完整性.[结果]自然储藏会导致种子活力显著降低.与对照相比,自然储存 3 年和 5 年后,棉种萌发率由 98.7%分别显著降低至84.0%和58.0%(P＜0.05);种子吸胀初期(4 h内)吸水力分别比对照显著降低了11.0%和26.9%(P＜0.05);TTC染色法检测结果显示种子生活力明显下降,其中,储藏5 年的种子仅有胚根部位有少量着色,而子叶等器官未被染色;储藏3 年和 5 年的种子酸价分别较对照显著升高了 28.4%和 40.0%,表明种子内脂肪类物质发生严重水解;吸胀期间种子呼吸速率和ATP合成酶活性表现出增加趋势(P＜0.05),但增幅均显著下降;其中,吸胀 24 h后呼吸速率增幅分别较对照降低了33.3%和49.2%,吸胀12 h后ATP合成酶活性增幅则分别较对照降低了17.9%和73.4%;反转录阻断-双引物扩增法分析结果显示,ATP合成酶的α亚基、β亚基、γ亚基和δ亚基mRNA的R值均显著低于对照,而ε亚基mRNA的R值则显著高于对照(P＜0.05),说明这5种亚基的mRNA在自然储藏过程中出现不同程度的降解.[结论]延长贮藏时间,将导致棉花种子活力下降;种胚中ATP合成酶亚基mRNA完整性丧失,导致ATP合成酶亚基受损,ATP合成酶活性下降,进而造成ATP合成减少,影响种子萌发能力.这可能是棉花种子衰老的重要原因之一.
国家科技期刊平台
NSTL
万方数据
