白菜種子萌發(fā)的熱抑制現(xiàn)象及其與細胞壁降解酶的關(guān)系

1、園 藝 學(xué) 報 2014，41（6）：11151124 http: / www. ahs. ac. cn Acta Horticulturae Sinica E-mail: 收稿日期：20140218；修回日期：20140516 基金項目：國家科技支撐計劃項目（2012BAC01B05，2011BAD35B07）；北京市科技計劃項目（D0091） * 通信作者 Author for correspondence（E-mail：；Tel：010-） 白菜種子萌發(fā)的熱抑制現(xiàn)象及其與細胞壁降解酶的關(guān)系 宋順華1，宋松泉2,*，

2、吳 萍1，孟淑春1，邢寶田1 （1北京市農(nóng)林科學(xué)院蔬菜研究中心，農(nóng)業(yè)部華北地區(qū)園藝作物生物學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)制重點實驗室，農(nóng)業(yè)部都市農(nóng)業(yè)（北方）重點實驗室，北京 ；2中國科學(xué)院植物研究所，北京 ） 摘 要：為了探討白菜種子萌發(fā)熱抑制的機制，以新收獲的白菜種子為材料，研究了種子萌發(fā)對不同溫度的響應(yīng)，后熟、冷層積和植物激素處理對種子萌發(fā)的作用，以及種子萌發(fā)和不同處理與細胞壁降解酶之間的關(guān)系。結(jié)果表明，當萌發(fā)溫度 20 時，種子的萌發(fā)率顯著降低，熱抑制的種子不表現(xiàn)次生休眠。后熟、層積和GA3處理能有效地降低種子萌發(fā)的熱抑制；相反，ABA處理則增強種子萌發(fā)的熱抑制。種子萌發(fā)過程中內(nèi)切甘露聚糖酶、甘露糖苷酶和半

3、乳糖苷酶的活性增加。與新收獲的種子相比，后熟、層積和GA3處理增加上述3種酶的活性；ABA處理增加內(nèi)切甘露聚糖酶的活性，但不影響甘露糖苷酶和半乳糖苷酶的活性。在不同溫度下吸脹48 h的種子的內(nèi)切甘露聚糖酶和半乳糖苷酶的活性變化與隨后種子的萌發(fā)沒有直接關(guān)系。說明新收獲的白菜種子具有明顯的萌發(fā)熱抑制，這種特性能被后熟、層積和GA3處理以增強細胞壁降解酶活性的方式有效地解除。 關(guān)鍵詞：白菜；種子；萌發(fā)熱抑制；植物激素；后熟；層積；細胞壁降解酶 中圖分類號：S 634.3 文獻標志碼：A 文章編號：0513-353X（2014）06-1115-10 Thermoinhibition of Brassi

4、ca rapa ssp. chinensis Seed Germination in Relation to Degrading Enzymes of Cell Walls SONG Shun-hua1，SONG Song-quan2,*，WU Ping1，MENG Shu-chun1，and XING Bao-tian1 （1Beijing Vegetable Research Center，Beijing Academy of Agriculture and Forestry Sciences，Key Laboratory of Biology and Genetic Improvemen

5、t of Horticultural Crops（North China）and Urban Agriculture（North），Ministry of Agriculture，Beijing ，China；2Institute of Botany，Chinese Academy of Sciences，Beijing ，China） Abstract：In order to study mechanism of seed germination thermoinhibition，the mature Brassica rapa ssp. chinensis seeds were used

6、to investigate the response of seed germination to different temperatures，the effect of after-ripening，cold stratification and phytohormones to seed germination，and the relationship between seed germination and different treatments and degrading enzymes of cell walls. The results showed that seed ge

7、rmination was significantly decreased at 20 and in darkness，but the thermoinhibited seeds did not exhibit secondary dormancy. After-ripening，stratification and GA3 treatment effectively decreased thermoinhibition of seed germination，in contrast ABA treatment notably 1116 園 藝 學(xué) 報 41卷 increased thermo

8、inhibition. Activities of endo-mannanase，-mannosidase and -galactosidase increased during seed germination. Compared with freshly-collected seeds，treatments of after-ripening，stratification and GA3 increased the activities of above three enzymes，ABA treatment increased endo-mannanase activity and di

9、d not alter -mannosidase and -galactosidase activities. There was no direct correlation between seed germination and change in endo-mannanase and -galactosidase activities of seeds imbibed at different temperatures for 48 h. The results indicated that freshly-collected B. rapa seeds had a typical ge

10、rmination thermoinhibition，which can be broken by after-ripening，stratification and GA3 treatments in an increasing the degrading enzyme activity of cell walls. Key words：Brassica rapa ssp. chinensis；seed；germination thermoinhibition；phytohormone；after-ripening；stratification；degrading enzyme of cel

11、l walls 種子的休眠和萌發(fā)是植物生活周期和繁殖的重要階段（Donohue et al.，2010），是由遺傳因子以及環(huán)境信號（包括溫度、水分和光照等）決定的（Bewley et al.，2013）。在所有的環(huán)境信號中，溫度是最重要的信號之一，它能提供季節(jié)和局部微環(huán)境的信息，種子能感受低溫、高溫和變溫并產(chǎn)生反應(yīng)（Graeber et al.，2012；Huo et al.，2013）。在作物生產(chǎn)中，種子萌發(fā)對溫度的敏感性限制了作物的種植日期和生長季節(jié)，從而直接影響作物的產(chǎn)量（Barnabs et al.，2008；Varshney et al.，2011）。種子萌發(fā)被高溫抑制熱休眠（the

12、rmodormancy）或者熱抑制（thermoinhibition）是許多冬性一年生或者二年生物種的普遍現(xiàn)象，能防止種子在水分不充足的夏季萌發(fā)（Allen et al.，2007）。但是，種子萌發(fā)熱抑制的機制還不清楚。 萵苣種子萌發(fā)的熱抑制與ABA生物合成和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的基因（例如NCED4和ABI5的上調(diào)）有關(guān)（Argyris et al.，2008；Huo et al.，2013）。萵苣種子萌發(fā)對外源ABA的敏感性隨著溫度的上升而增加，ABA生物合成抑制劑氟啶酮（fluridone）和GA的共同應(yīng)用能減輕種子萌發(fā)的熱抑制（Gonai et al.，2004；Argyris et al.，20

13、08；Dong et al.，2012），ABA 8羥化酶（ABA降解酶）抑制劑烯唑醇（diniconazole）和GA生物合成抑制劑多效唑（paclobutrazol）則增強種子萌發(fā)的熱抑制，氟啶酮在降低種子萌發(fā)熱抑制中的作用被多效唑拮抗（Dong et al.，2012）。擬南芥種子的低溫層積能上調(diào)GA生物合成酶（例如GA3氧化酶）和下調(diào)GA降解酶（例如GA2氧化酶），從而增加GA含量，促進種子萌發(fā)（Yamauchi et al.，2004；Rieu et al.，2008）。低溫誘導(dǎo) ABA 8羥化酶的表達，降低ABA含量（Penfield & Hall，2009）；相反，高溫上調(diào)ABA

14、生物合成酶（9順式環(huán)氧類胡蘿卜素加二氧酶，NCED9）的表達，導(dǎo)致擬南芥種子萌發(fā)的熱抑制（Toh et al.，2008）。然而，ABA和GA調(diào)節(jié)種子萌發(fā)熱抑制的方式還不清楚。 已知后熟和冷層積能解除種子的休眠（Finch-Savage & Leubner-Metzger，2006；Li et al.，2009；Deng et al.，2010），但需要研究后熟和冷層積能否減輕種子萌發(fā)熱抑制。此外，種子發(fā)育過程中的環(huán)境信號，特別是溫度和光照也影響萌發(fā)與休眠。在較低溫度或者在遠紅光下成熟的萵苣種子獲得最高發(fā)芽率時的溫度比在溫暖溫度或者在紅光下發(fā)育的萵苣種子要低（Gray et al.，1988；

15、Contreras et al.，2009）。同樣，在較低溫度下發(fā)育和成熟的擬南芥種子表現(xiàn)出較強的休眠，而在較高溫度下發(fā)育和成熟的種子表現(xiàn)出較弱的休眠（Donohue et al.，2005；Cheng et al.，2009）。 成熟種子中，特別是其胚乳細胞壁中富含甘露聚糖的多聚物，這些多聚物對種子萌發(fā)時的胚根伸出具有強的機械阻力（Iglesias-Fernndez et al.，2011）。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，細胞壁的酶促或者物理方法處理能夠降低胚周圍組織（例如珠孔端胚乳）的機械阻力，促進胚根伸出（Pinto et al.，2007；Nonogaki et al.，2010；Morris et al

16、.，2011）。有報道在番茄（Nonogaki et al.，2000；Mo & Bewley，2003）和擬南芥（Iglesias-Fernndez et al.，2011）種子的萌發(fā)過程中，內(nèi)切甘露聚糖酶的活性增加。細6期 宋順華等：白菜種子萌發(fā)的熱抑制現(xiàn)象及其與細胞壁降解酶的關(guān)系 1117 胞壁降解酶與種子萌發(fā)熱抑制的關(guān)系尚需證實。 白菜（Brassica rapa ssp. chinensis）種子普遍存在休眠現(xiàn)象，因休眠影響當年及時播種造成延遲上市。趙妯云等（2006）研究了不同貯藏溫度對白菜種子休眠的影響，發(fā)現(xiàn)25 下貯藏有利于打破種子休眠，4 條件下貯藏的種子再給予1 h的45

17、高溫能顯著提高隨后的種子萌發(fā)率，但種子休眠解除與萌發(fā)的機理仍然不清楚。試驗中以新收獲的白菜種子為材料，研究了種子萌發(fā)對不同溫度的響應(yīng)，后熟、冷層積和植物激素對種子萌發(fā)的作用，以及種子萌發(fā)和不同處理與細胞壁降解酶之間的關(guān)系；試圖為進一步理解種子萌發(fā)熱抑制的機理，有效地降低種子萌發(fā)熱抑制，為白菜種子繁育基地的選擇和種子的適時銷售提供參考。 1 材料與方法 1.1 材料 試驗材料為2013年5月底收獲的奶白3號白菜（Brassica rapa ssp. chinensisNaibai 3）種子，由北京蔬菜研究中心大白菜育種課題組提供。新收獲的種子發(fā)芽率為3%，處于休眠狀態(tài)。 1.2 種子萌發(fā)試驗和恢

18、復(fù)試驗 將50粒種子均勻地播種在墊有兩層濾紙的9 cm的培養(yǎng)皿中，加入6 mL蒸餾水，在種子上再覆蓋兩層濾紙，用封口膜將培養(yǎng)皿封好，分別放在5、10、15、20、25、30、35和40 下萌發(fā)7 d。4次重復(fù)。 將在25、30、35和40 下吸脹3 d的種子分別轉(zhuǎn)入15 和20 下繼續(xù)吸脹7 d，測定種子高溫處理后的恢復(fù)萌發(fā)率。4次重復(fù)。 以胚根突破種皮2 mm作為種子萌發(fā)的標準。 1.3 種子后熟和層積處理 將種子裝入紙袋后，在（25 2）條件下進行干藏（后熟）；將種子放在墊有兩層濕潤濾紙的培養(yǎng)皿中，放在4 的條件下（低溫層積）。分別取處理不同時間的種子在20 和黑暗條件下進行萌發(fā)。萌發(fā)試驗

19、為50粒種子，4次重復(fù)。 1.4 GA3、多效唑和ABA對種子萌發(fā)的作用 將50粒新收獲的種子播種于培養(yǎng)皿中，分別加入6 mL不同濃度的GA3；將50粒完全后熟的種子播種于培養(yǎng)皿中，分別加入6 mL不同濃度的多效唑（paclobutrazol）或ABA溶液，然后放置在20 黑暗條件下萌發(fā)7 d。4次重復(fù)。 1.5 內(nèi)切甘露聚糖酶、甘露糖苷酶和半乳糖苷酶活性的測定 每20粒種子加入200 L 0.1 mol L-1 Hepes-NaOH緩沖液（pH 8.0），在冰上迅速研磨成勻漿，倒入1.5 mL離心管中，于4 、13 000 g下離心10 min，取上清液測定內(nèi)切甘露聚糖酶的活性（Downie

20、 et al.，1994）。 每20粒種子加入200 L 0.1 mol L-1 Hepes-NaOH緩沖液（含有0.5 mol L-1 NaCl，pH 8.0），在冰上迅速研磨成勻漿，倒入1.5 mL離心管中，在4 、13 000 g下離心15 min，取上清液測定甘露糖苷酶的活性（Mo & Bewley，2003）。 每20粒種子加入200 L 0.1 mol L-1 Hepes-NaOH（pH 8.0）和12 L聚乙烯亞胺，其它步驟同1118 園 藝 學(xué) 報 41卷 圖1 白菜種子萌發(fā)的熱抑制 Fig. 1 The thermoinhibition of Brassica rapa ss

21、p. chinensis seed germination 甘露聚糖酶的提取。取上清液測定半乳糖苷酶的活性（Feurtdo et al.，2001)。 1.6 統(tǒng)計分析 利用單向方差分析模型（one-way ANOVA model）分析數(shù)據(jù)，利用SNK （Student-Newman-Keuls，P = 0.05）檢驗平均數(shù)差異的顯著性（SPSS Inc. 2008）。 2 結(jié)果與分析 2.1 種子萌發(fā)對溫度的響應(yīng) 新收獲的白菜種子在10 和15 條件下的萌發(fā)率分別為96.5%和86%；當溫度 20 時，種子的萌發(fā)率明顯降低，均低于10%（圖1）。將在25、30、35和40 下萌發(fā)3 d的種子

22、分別轉(zhuǎn)移到15 或者20 下繼續(xù)萌發(fā)7 d，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些種子能在15 下恢復(fù)萌發(fā)，其萌發(fā)率與初始的萌發(fā)溫度有關(guān)。例如，當初始萌發(fā)溫度為30 時，恢復(fù)萌發(fā)后的種子萌發(fā)率為72%；初始萌發(fā)溫度為40 時，恢復(fù)萌發(fā)后的種子萌發(fā)率為21.5%（圖2，A）。同時也觀察到，在25、30、35和40 下萌發(fā)3 d的種子轉(zhuǎn)移到20 下幾乎不能恢復(fù)萌發(fā)（圖2，B）。 圖2 白菜種子萌發(fā)的恢復(fù)試驗 箭頭表示恢復(fù)萌發(fā)溫度的開始時間。 Fig. 2 The recovery test of Brassica rapa ssp. chinensis seed germination Arrows indicate th

23、e start time of recovering seed germination. 2.2 后熟和層積降低白菜種子萌發(fā)的熱抑制 在20 黑暗條件下，白菜種子的萌發(fā)率為9.5%；經(jīng)后熟（25 干藏）處理的種子隨著后熟時間的延長，種子的萌發(fā)率和萌發(fā)速率顯著增加。例如，后熟21 d種子的萌發(fā)率達96%，當后熟時6期 宋順華等：白菜種子萌發(fā)的熱抑制現(xiàn)象及其與細胞壁降解酶的關(guān)系 1119 圖4 GA3在20 條件下對白菜種子萌發(fā)的作用 Fig. 4 Effects of phytohormone GA3 on germination of Brassica rapa ssp. chinensis

24、seeds at 20 間超過21 d時，種子的萌發(fā)率不再增加。 4 層積也能迅速降低白菜種子萌發(fā)的熱抑制。例如，層積6 h時，種子的萌發(fā)率達50%；隨著層積時間的延長，種子的萌發(fā)率進一步增加；當層積6 d后，種子萌發(fā)的熱抑制被完全解除，萌發(fā)率達98%。 新收獲的白菜種子的萌發(fā)溫度范圍較窄，經(jīng)后熟和層積處理的種子的萌發(fā)溫度范圍明顯變寬。新收獲的種子僅僅在10 和15 下的萌發(fā)率較高，在其他溫度下種子的萌發(fā)率都低于10% （圖1）；但種子經(jīng)后熟和層積處理后，甚至在35 的條件下萌發(fā)率也接近60%（圖3，A）。與新收獲的種子比較，經(jīng)后熟和層積處理的種子的萌發(fā)率和萌發(fā)速率也顯著增加。例如，在15 下

25、，新收獲種子萌發(fā)50%所需要的時間大約為3.7 d（圖1），而后熟21 d和層積6 d的種子萌發(fā)50%所需要的時間分別為1.5 d和0.6 d（圖3）。 圖3 不同溫度對后熟（A，25 ，21 d）和冷層積（B，4 ，6 d）的白菜種子萌發(fā)的影響 Fig. 3 Effects of different temperatures on germination of Brassica rapa ssp. chinensis seeds after-ripened（A，25 ，21 d）and stratified（B，4 ，6 d） 2.3 GA3、多效唑和ABA對種子萌發(fā)的作用 如圖4所示，50

26、 和100 mol L-1 GA3處理可顯著降低20 對新鮮種子萌發(fā)的熱抑制，而當GA3的濃度為500 mol L-1時，種子的萌發(fā)被明顯地抑制（萌發(fā)率為2%）。 多效唑是GA生物合成途徑中的內(nèi)根貝殼杉烯氧化酶（ent-kaurene oxidase）的抑制劑，用不同濃度的多效唑處理完全后熟的白菜種子，10 500 mol L-1濃度處理明顯地抑制后熟白菜種子的萌發(fā)率（圖5，A）。 ABA對后熟種子萌發(fā)的抑制作用與濃度有關(guān)，1 10 mol L-1 ABA處理的種子萌發(fā)與對照無顯著差異； 20 mol L-1 ABA顯著抑制種子的萌發(fā)率；當ABA的濃度 40 mol L-1時，種子的萌發(fā)率為0

27、（圖5，B）。 1120 園 藝 學(xué) 報 41卷 圖5 多效唑（A）和ABA（B）在20 條件下對白菜種子萌發(fā)的作用 Fig. 5 Effects of paclobutrazol（A）and ABA（B）on germination of Brassica rapa ssp. chinensis seeds at 20 2.4 種子萌發(fā)熱抑制與細胞壁降解酶的關(guān)系 2.4.1 吸脹過程中 由圖6可見，在新收獲的干種子（吸脹0 h的種子）中幾乎檢測不到內(nèi)切甘露聚糖酶的活性，在15 下隨著種子的吸水，內(nèi)切甘露聚糖酶的活性在12 h時迅速增加，48 h時活性達到最高，72 h時活性有所下降，但仍為吸

28、脹24 h時的3.9倍；半乳糖苷酶的活性在吸脹0 24 h就有較高水平，24 h和48 h明顯增加，72 h時有所降低；甘露糖苷酶的活性在吸脹12 h后增加，隨后保持較高的活性。 圖6 白菜種子在15 下的吸脹過程中內(nèi)切甘露聚糖酶、甘露糖苷酶和半乳糖苷酶活性的變化 Fig. 6 Changes in activity of endo-mannanase，-mannosidase and -galactosidase during imbibition of Brassica rapa ssp. chinensis seeds at 15 為了檢測種子中內(nèi)切甘露聚糖酶、甘露糖苷酶和半乳糖苷酶活性

29、對不同萌發(fā)溫度的響應(yīng)，將新收獲的種子置于不同的溫度下吸脹48 h后，測定酶活性的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，內(nèi)切甘露聚糖酶的活性在5 吸脹的種子中檢測不到，但在10 35 吸脹的種子中的活性增加；甘露糖苷酶的活性不隨溫度而變化；半乳糖苷酶活性在5 20 變化不明顯，在25 時增加，在35 時下降（圖7）。 6期 宋順華等：白菜種子萌發(fā)的熱抑制現(xiàn)象及其與細胞壁降解酶的關(guān)系 1121 圖7 不同溫度下吸脹48 h對白菜種子中內(nèi)切甘露聚糖酶、甘露糖苷酶和半乳糖苷酶活性的影響 Fig. 7 Effect of different imbibition temperatures for 48 h on activi

30、ty of endo-mannanase， -mannosidase and -galactosidase of Brassica rapa ssp. chinensis seeds 2.4.2 后熟、層積和激素處理后 后熟、層積和GA3處理顯著降低白菜種子萌發(fā)的熱抑制，ABA處理抑制后熟白菜種子的萌發(fā)。為了測定這些處理對內(nèi)切甘露聚糖酶、半乳糖苷酶和甘露糖苷酶活性的影響，將新收獲的種子分別在25 后熟21 d、4 層積5 d和100 mol L-1 GA3處理60 h，或者后熟21 d 的種子經(jīng)35 mol L-1 ABA處理72 h，然后測定酶活性。與新收獲的種子比較，后熟、層積和GA3處理

31、顯著地增加內(nèi)切甘露聚糖酶、甘露糖苷酶和半乳糖苷酶的活性，但GA3處理增加內(nèi)切甘露聚糖酶和甘露糖苷酶活性的作用明顯大于后熟和層積處理；ABA處理增加內(nèi)切甘露聚糖酶的活性，對甘露糖苷酶和半乳糖苷酶的活性沒有影響（圖8）。 圖8 后熟（AR）、層積（STR）、GA3和ABA處理對白菜種子中內(nèi)切甘露聚糖酶、 甘露糖苷酶和半乳糖苷酶活性的影響 FC：新鮮收獲的種子。 Fig. 8 Effect of after-ripening，stratification，GA3 and ABA on activity of endo-mannanase， -mannosidase and -galactosidas

32、e of Brassica rapa ssp. chinensis seeds FC：Freshly-collected seed. 1122 園 藝 學(xué) 報 41卷 3 討論 趙岫云等（2006）發(fā)現(xiàn)新收獲的白菜種子在25 下的萌發(fā)率為35%，并提出白菜種子具有休眠現(xiàn)象。本試驗結(jié)果表明，新收獲的白菜種子具有典型的萌發(fā)熱抑制現(xiàn)象。與萵苣（Gonai et al.，2004；Argyris et al.，2008；Deng & Song，2012；Dong et al.，2012）和擬南芥（Toh et al.，2008）種子萌發(fā)的熱抑制類似。25 40 對種子萌發(fā)的抑制作用能夠在恢復(fù)到15 時

33、有效解除，表明熱抑制的白菜種子不發(fā)生次生休眠。因此，白菜種子在25 下的休萌實際上是“熱休眠（thermodormancy）”或者“熱抑制（thermoinhibition）”。 后熟和層積能有效地解除種子休眠（Finch-Savage & Leubner-Metzger，2006；Li et al.，2009；Deng et al.，2010）。隨著后熟和層積時間的延長，白菜種子在20 下的萌發(fā)率顯著增加；后熟21 d或者冷層積6 d的種子都能完全解除熱抑制，表明后熟和層積能有效地減輕白菜種子萌發(fā)的熱抑制，層積比后熟更有效。種子經(jīng)后熟和層積處理后，萌發(fā)的溫度范圍明顯變寬，在10 35 下都可

34、以萌發(fā)，甚至在35 的條件下萌發(fā)率也接近60%。 Dong等（2012）發(fā)現(xiàn)，萵苣種子萌發(fā)的熱抑制明顯地被GA減輕，被多效唑增加；不管在光照和黑暗下，外源ABA都增加萵苣種子萌發(fā)的熱抑制，當ABA的濃度 30 mol L-1時，種子的萌發(fā)率為零。本研究結(jié)果表明，50和100 mol L-1 GA3處理顯著降低白菜種子萌發(fā)的熱抑制，10 500 mol L-1多效唑明顯地抑制后熟白菜種子的萌發(fā)率；ABA的濃度 20 mol L-1 時顯著抑制白菜種子的萌發(fā)率，當ABA的濃度 40 mol L-1時萌發(fā)被完全抑制。這些結(jié)果與Dong等（2012）的結(jié)果類似，表明白菜種子萌發(fā)的熱抑制被GA和ABA調(diào)

35、節(jié)。 已經(jīng)證明，胚乳細胞壁中的半乳甘露聚糖對種子萌發(fā)時的胚根伸出具有強的機械阻力（Bewley，1997；Nonogaki et al.，2010；Iglesias-Fernndez et al.，2011）。半乳甘露聚糖的降解需要內(nèi)切甘露聚糖酶、半乳糖苷酶和甘露糖苷酶的共同作用（Ren et al.，2008；Bewley et al.，2013）。Reid 等（1973）報道，很多植物的干種子和吸脹種子中這3種酶都具有活性。內(nèi)切甘露聚糖酶是一種內(nèi)水解酶，水解甘露糖的多聚物成為甘露二糖或者甘露三糖。半乳糖苷酶是一種外多糖酶（exopolysaccharidase），水解半乳糖側(cè)鏈和甘露糖骨架

36、之間的（16）連接。甘露糖苷酶水解甘露二糖和甘露三糖成為甘露糖，也起一種外切甘露多糖酶（exo-mannopolysaccharidase）的作用，從寡聚甘露糖鏈上水解單個甘露糖殘基。在這3種酶中，內(nèi)切甘露聚糖酶較為關(guān)鍵（Feurtdo et al.，2001）。內(nèi)切甘露聚糖酶的活性在新收獲的干種子中幾乎檢測不到，在種子萌發(fā)過程中迅速增加，種子在15 下吸水48 h時達到最高，但此時的種子萌發(fā)率為6%。這些結(jié)果表明，內(nèi)切甘露聚糖酶活性是在白菜種子吸水后被誘導(dǎo)的。本研究中也發(fā)現(xiàn)甘露糖苷酶和半乳糖苷酶在新收獲的干種子中活性較高，隨著種子吸水這兩種酶的活性進一步增加，但甘露糖苷酶活性增加的時間比半乳

37、糖苷酶早。這些結(jié)果表明，這3種酶的活性與種子萌發(fā)密切相關(guān)，與任艷芳等（2007）在萌發(fā)后的水稻種子中的研究結(jié)果類似。 將新收獲的白菜種子置于不同的溫度下吸脹48 h，隨溫度的上升，內(nèi)切甘露聚糖酶的活性增加；不同溫度對甘露糖苷酶和半乳糖苷酶活性的影響不明顯，而且與隨后的種子萌發(fā)沒有直接的關(guān)系。這些結(jié)果表明，種子萌發(fā)熱抑制的機理是復(fù)雜的，除了通過細胞壁降解酶起作用外，還有其他原因，需要進一步的研究。 與新收獲的種子比較，在25 后熟21 d或者4 層積5 d以及100 mol L-1 GA3處理60 h，顯著增加了內(nèi)切甘露聚糖酶、甘露糖苷酶和半乳糖苷酶的活性。表明后熟和層積能有效地降低種子萌發(fā)的熱

38、抑制，而且這種作用與這3種細胞壁降解酶活性的增加有關(guān)。35 mol L-1 6期 宋順華等：白菜種子萌發(fā)的熱抑制現(xiàn)象及其與細胞壁降解酶的關(guān)系 1123 ABA處理對甘露糖苷酶和半乳糖苷酶的活性沒有影響（圖6）；與新收獲的種子比較，ABA增加內(nèi)切甘露聚糖酶的活性，這些結(jié)果與任艷芳等（2007）的研究結(jié)果類似。 Finkelstein等（2008）提出，盡管種子生物學(xué)的研究已經(jīng)取得了很大的進展，但種子休眠仍然被描述為理解最少的現(xiàn)象之一，而且還存在一些混亂。隨著分子生物學(xué)和組學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，可以預(yù)期種子休眠/萌發(fā)組學(xué)（dormomics/germinomics）技術(shù)的應(yīng)用，將有助于探明種子萌發(fā)熱抑

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