变温层积不同阶段刺五加种子萌发生理及代谢特点

摘要

为了探究刺五加（Acanthopanax senticosus）种子的休眠类型以及种子萌发过程中生理和代谢特征，以东北地区刺五加种子为研究对象，分别在不同温度条件（20℃，4℃，20℃/4℃）下对种子进行140 d沙藏层积处理。通过观察胚的表型变化，筛选出5个典型时期。研究5个典型时期种子中的内源激素、主要营养物质及其水解酶、抗氧化系统和代谢组学的动态变化规律。结果表明（：1）刺五加种子吸水性能良好，20℃恒温条件只能促进胚的伸长，不能萌发。4℃恒温条件下胚率无增长。只有0～110 d保持20℃恒温，110～140 d保持4℃恒温，胚率增长且种子能够萌发。（2）随着胚率增长，赤霉素含量上升，脱落酸含量下降，吲哚乙酸、吲哚丁酸和萘乙酸含量均下降；脂肪含量下降，可溶性糖含量上升。脂肪含量与脂肪水解酶活性呈显著负相关，与可溶性糖含量呈极显著负相关。（3）共筛选出92个差异代谢物，碳代谢、能量代谢和抗氧化代谢是主要的差异代谢通路。此外，倍半萜和三萜生物合成、脂肪酸生物合成、甘油脂类代谢等也存在差异。总之，刺五加种子属于形态生理性休眠，变温层积是打破种子休眠的必要条件，内源激素能够调控种子的休眠与萌发。脂肪等大分子营养物质被水解酶分解，为种子萌发提供物质和能量，这也是种子萌发的必要条件之一。该研究可为鉴定刺五加种子休眠类型以及人工繁殖提供理论依据。

关键词

刺五加 / 休眠 / 萌发 / 变温层积 / 代谢组学 / 内源激素