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老化处理对玉米种子贮藏物动员和能量供应影响的研究

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摘要

英文缩略表

第一章 文献综述

1.1 老化对种子吸水变化的影响

1.2 种子贮藏物动员理论

1.2.1 种子萌发过程中贮藏物的动员

1.2.2 老化对种子贮藏物动员的影响

1.3 种子中的糖代谢理论

1.3.1 种子萌发过程中糖代谢的作用及变化

1.3.2 老化对种子糖代谢的影响

1.4 种子中的能量代谢理论

1.4.1 种子萌发过程中能量代谢的变化

1.4.2 老化对种子能量代谢的影响

1.5 研究目的、内容和技术路线

1.5.1 研究目的

1.5.2 研究内容

1.5.3 技术路线

第二章 材料与方法

2.1 实验材料与处理

2.2 生活力和活力测定

2.3 种子吸胀曲线的测定

2.4 淀粉粒的提取与测定

2.4.1 淀粉粒的提取

2.4.2 淀粉粒的测定

2.5 胚乳淀粉酶提取及活性测定

2.5.1 淀粉酶液提取

2.5.2 酶促反应

2.5.3 显色反应

2.6 果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖4种糖的摄取和测定

2.7 己糖激酶活性测定

2.7.1 己糖激酶液提取

2.7.2 蛋白浓度测定

2.7.3 酶活性测定

2.8 G6PDH活性测定

2.8.1 酶液提取

2.8.2 蛋白浓度测定

2.8.3 酶活性测定

2.9 ATP含量测定

2.9.1 ATP的提取

2.9.2 发光反应液的配置

2.9.3 发光测定

2.10 统计分析

第三章 结果与分析

3.1 老化对种子活力的影响

3.2 老化对种子吸水的影响

3.3 老化对玉米种子萌发过程中淀粉动员的影响

3.3.1 淀粉酶活性的变化

3.3.2 淀粉粒的变化

3.4 老化对玉米种子萌发过程中可溶性糖含量变化的影响

3.4.1 蔗糖含量的变化

3.4.2 麦芽糖含量的变化

3.4.3 葡萄糖含量的变化

3.4.4 果糖含量的变化

3.5 老化对糖酵解途径的影响

3.6 老化对磷酸戊糖途径的影响

3.7 老化对玉米种子萌发过程中ATP含量的影响

第四章 讨论

4.1 老化对种子吸水的影响

4.2 老化对种子萌发过程中淀粉的动员的影响

4.3 老化对种子萌发过程中糖代谢的影响

4.4 老化对种子能量供应的影响

第五章 全文结论

参考文献

附录

致谢

作者简历

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摘要

种子萌发过程中动员贮藏物质提供能量。本课题组前期研究表明,玉米种子经过人工加速老化后葡萄糖磷酸变位酶、3-磷酸甘油醛激酶、磷酸丙糖异构酶、苹果酸脱氢酶、ATP合酶等蛋白表达下调,进而推测老化影响种子能量供应系统。本文以50℃不同老化时间的玉米“大白头”种子为实验材料,从种子吸水、淀粉动员、可溶性糖供应、糖酵解和磷酸戊糖途径关键酶活性测定以及ATP合成等方面,分析老化对种子萌发过程中物质动员和能量供应的影响,以期从能量供应角度揭示种子的衰老机理,为种质资源的安全保存提供理论指导。获得主要的研究结果如下:
  1老化降低了种子的活力、萌发速度和幼苗生长速度。对照种子的发芽率为97.3±4.6%,吸胀20h即观察到第一粒种子萌发,至吸胀30h时半数种子已经完成萌发。但种子老化3.5d,5.5d,7.5d,9.5d,15d后发芽率分别下降为96.0±2.6%,86.0±6.4%,64.0±4.0%,35.0±6.3%,0.0±0.0%,且随着老化时间的延长,第一粒种子突破种皮的时间逐渐延长,相应地,达到50%最大发芽率的时间也在推迟。另为,随着老化时间的延长种子的发芽指数、发芽势、活力指数、种苗干重显著下降。
  2.老化阻碍了种子的正常吸水。对照种子与老化3.5d种子吸水量呈快-慢-快的变化规律,吸水速率呈先下降后上升的变化趋势;老化处理降低种子吸水速度,对照种子在48h完成第二阶段吸水,而老化5.5d以上的种子,72h内都未完成第二阶段吸水。
  3.老化阻碍了淀粉的动员。对照种子吸胀48h,淀粉酶活性显著增加,小淀粉粒显著增加,大淀粉粒减少,表明对照种子吸胀48h淀粉开始动员。老化抑制了淀粉酶活性,导致淀粉动员受阻。
  4.老化阻碍了种子萌发过程中胚中可溶性糖的供应。未经老化的种子萌发过程中胚和胚乳中蔗糖因降解和转运而逐渐减少,之后随着淀粉酶活性增加,淀粉被动员而得到及时补充;而老化抑制了蔗糖和淀粉动员,使蔗糖、麦芽糖、果糖、葡萄糖的合成受阻,同时也影响果糖等四种可溶性糖的转运,导致种子萌发过程中得不到充足的单糖类物质供应。
  5.老化抑制了糖酵解和磷酸戊糖途径,导致ATP和NADPH合成受阻。未经老化的种子吸胀后,有充足的葡萄糖和果糖的供应以及较高的己糖激酶和G6PDH活性保证了充足的ATP供应。但是,老化抑制了己糖激酶和G6PDH活性的增加,导致耱酵解和磷酸戊糖途径受阻,种子萌发过程中糖的消耗减弱,使ATP的合成受阻,无法为种子萌发代谢过程中提供充足的能量供应,影响种子的正常萌发。
  综上所述:本研究认为老化抑制了种子萌发过程中蔗糖和淀粉等贮藏物的动员,影响了种子萌发过程中果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖的供应和己糖激酶、G6PDH活性的增加,阻碍了糖酵解和磷酸戊糖途径,导致了ATP合成受阻,使种子萌发过程中得不到充足的能量供应,造成种子活力下降。

著录项

  • 作者

    李瑞芳;

  • 作者单位

    中国农业科学院;

  • 授予单位 中国农业科学院;
  • 学科 作物学
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 卢新雄;
  • 年度 2015
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 S513.032;
  • 关键词

    玉米种子; 老化处理; 贮藏物动员; 能量供应;

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