家榆种子粘液的性质及生理功能

摘要

【目的】分泌粘液是植物种子在进化过程中为应对复杂环境而形成的一种独特适应机制，具有极为重要的生物学意义。本研究旨在探究家榆种子粘液的理化性质以及在保水和抗逆方面的生理功能，进而为解析木本植物逆境胁迫下的生态适应性机制提供重要的理论依据。【方法】以家榆保留粘液的完整种子和去粘液种子为实验材料，以拟南芥种子作为参照，在体式显微镜以及扫描电镜下观察粘液的物理性状和形态，采用低场核磁共振方法测定种子粘液的保水能力，使用离子色谱法分析种子粘液的单糖组成，对比分析完整种子和去粘液种子在多种胁迫下的萌发情况，探究粘液对种子的生理作用。【结果】（1）家榆种子粘液遇水即可释放，可被钌红染色。遇水吸胀后，完整种子可保存9倍自身质量的水分，而去粘液种子仅可保存1.5倍自身质量的水分。与去粘液种子相比，完整种子中自由水含量显著增加。（2）家榆种子粘液包含半乳糖、半乳糖醛酸、鼠李糖、葡萄糖、葡萄糖醛酸和阿拉伯糖6种单糖，主要多糖组分为果胶和纤维素。（3）与保留粘液的完整种子相比，去粘液种子对盐胁迫、渗透胁迫以及不同pH的环境更为敏感，发芽率与发芽势均显著降低。【结论】粘液的存在大幅提高了种子自身的吸水与保水能力，从而显著提升了家榆种子对盐胁迫、渗透胁迫以及高酸碱环境的抗性。

关键词

家榆 / 种子粘液 / 盐胁迫 / 渗透胁迫 / 多糖 / 单糖 / 自由水

基金资助

北京林业大学“5·5工程”科研创新团队项目（BLRC2023C06）; 国家自然科学基金面上项目（31971646）