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《中国农业大学》 2005年
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几种农作物超干种子保存、生理生化机理和遗传稳定性研究

胡小荣  
【摘要】:本研究将大葱等9种作物11个品种的种子干燥成不同的含水量(1. 2%~12. 7%),密闭包装 后于不同温度和不同气候区常温保存,定期检测种子的活力和生活力变化情况。分析种子最适含 水量、最适平衡相对湿度与种子贮藏温度的关系,并研究种子寿命及其重要的影响因素。通过对 贮藏种子的呼吸强度、乙烯释放量、糖含量、脂肪酸含量的检测来分析超干燥种子的生理生化机 理。通过对根尖细胞染色体畸变率及4种等位酶的等位基因的分析来了解超干燥种子贮存后的细 胞及蛋白质水平的遗传变异。利用AFLP和SSR技术从分子水平上了解种子经超干燥贮存后其DNA 水平上的遗传变异。通过4~6年的贮藏与研究,结果表明: 保存于50℃、35℃、20℃4~6年,大葱种子最适含水量分别为:1. 8%、1. 8~5. 1%和1. 8~ 8. 1%;油菜种子为2. 0%、3. 0%和4. 1%:莴苣种子为2. 0~3. 0%、1. 9~4. 0%和1. 9~6. 4%。 种子最适含水量随着贮藏温度的升高而降低,种子最适含水量相对应的平衡相对湿度也随着贮藏 温度的升高而降低。随着贮藏温度的降低,种子寿命不断延长,在50℃~20℃的范围内,每降低 15℃,种子寿命延长10倍。在2%~12%的种子含水量范围内,随着种子含水量的降低,种子寿 命不断延长,每降低1%的含水量,种子寿命延长1. 1倍。种子含水量与贮藏寿命成对数回归关 系,关系式为Y=b+mLnX,其中,Y为含水量(%),b、m为常数,X为种子寿命(天)。不同气候 区常温保存种子的结果显示,短期1~2年保存种子于温带季风气候区的干燥区和高原气候区, 无需对种子进行干燥和密封包装,开放式常温室内保存即可。而在热带、亚热带、暖温带及温带 的季风气候区的湿润区保存种子均需干燥密封包装。 通过对不同温度贮藏12~16个月的大葱和油菜种子的生理生化研究,结果表明随着贮藏温 度的升高,种子的呼吸作用不断加强:随着含水量的下降,种子乙烯释放量明显下降;糖含量测 定结果表明,随着贮藏温度的升高,种子中半乳糖含量不断升高,而葡萄糖、果糖、蔗糖和密三 糖却随着贮藏温度的升高其含量逐渐下降;脂肪酸含量测定结果表明,棕榈酸、硬脂酸、油酸、 亚油酸、亚麻酸这五种脂肪酸的变化规律一致,即随着贮存温度的升高,脂肪酸含量不断升高, 但在20℃和-18℃差异并不显著,在50℃贮存含水量为1. 8~6. 6%的种子,五种脂肪酸含量明显 大于含水量为7. 4~10. 5%的种子。最后通过分析超干燥贮藏种子的呼吸强度、乙烯释放量、糖 代谢、脂肪代谢结果,提出了超干燥种子的生理生化机制图。 通过对小麦、莴苣、水稻贮藏种子的遗传稳定性研究,结果表明超干燥本身不会引起种子贮 存的遗传变异,但种子发芽率低于50%时,其种子根尖细胞染色体的畸变率会明显升高。α-淀 粉酶适合检测种子不同含水量及发芽率间的遗传变异。过氧化物酶适合检测种子于不同的温度贮 藏的遗传变异。而酯酶和超氧化物歧化酶在不同温度及不同含水量的处理间未见明显差异。AFLP 和SSR分子技术研究结果表明,小麦种子干燥与超干燥保存不会引起种子幼苗在AFLP和SSR分 子水平上的遗传变异。AFLP与SSR相比,AFLP更适合于检测贮存种子的遗传变异。
【学位授予单位】:中国农业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:S339.3

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