種子活力與萌發(fā)的生理與分子機制研究進(jìn)展

馬泳

[摘 要] 在種子發(fā)育脫水階段形成種子活力，近幾年對于種子脫水的研究在不斷深入，種子脫水項目和種子吸水膨脹、代謝修復(fù)等流程的建立，形成了組織的萌發(fā)過程。本文結(jié)合甘肅種子管理現(xiàn)狀，從微觀層面分析了種子活力與萌發(fā)的生理生化過程，并對種子活力與萌發(fā)分子機制進(jìn)行了集中闡釋，旨在為相關(guān)項目研究人員提供有價值的參考建議。

[關(guān)鍵詞] 種子活力與萌發(fā) 生理 分析機制 研究

[中圖分類號] S311 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1003-1650（2017）05-0049-01

1 甘肅農(nóng)業(yè)種子管理現(xiàn)狀

自從二十世紀(jì)九十年代農(nóng)業(yè)部玉米種子質(zhì)量監(jiān)督檢測中心成立以來，經(jīng)過了國家計量認(rèn)證和農(nóng)業(yè)部的機構(gòu)認(rèn)可。另外，在2006年甘肅省農(nóng)作物種子質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心”成立，并獲得了甘肅省農(nóng)牧廳的機構(gòu)認(rèn)可。甘肅省種子管理事業(yè)也呈現(xiàn)出高標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范化的發(fā)展態(tài)勢，不僅對種業(yè)發(fā)展項目建構(gòu)了完整的發(fā)展空間，也對種子質(zhì)量監(jiān)督和良種繁育等項目進(jìn)行集中管控，整體良種研究工作穩(wěn)步升級。

2 微觀層面分析種子活力與萌發(fā)生理生化過程

種子在萌發(fā)過程中，不同組織的吸水能力也存在差異，水分到達(dá)種子內(nèi)部后主要貯存在胚根和珠孔端，并且在萌發(fā)過程中為胚胎發(fā)育提供支持。正是由于種子在洗水后，由于吸脹受阻，內(nèi)部小囊泡也逐漸增多，對其進(jìn)行化學(xué)檢驗，會發(fā)現(xiàn)內(nèi)部存在大量的甘露聚糖物質(zhì)。正是基于這些碳水化學(xué)物，種子在實際萌芽過程中，整個狀態(tài)較為粘稠，能保證水分被有效的封存，也一定程度上降低種子對于水匱乏的敏感度。在對種子吸水過程進(jìn)行的分析，我們不難發(fā)現(xiàn)，只有保證種子在一種完整的吸收結(jié)構(gòu)中，才能真正發(fā)揮種子活力，提高種植效率和實際產(chǎn)量[1]。

另外，經(jīng)過實驗后多數(shù)研究人員認(rèn)為，是IAA精細(xì)調(diào)控對種子萌發(fā)進(jìn)行作用，而在這個過程中，生長素能在胚根原細(xì)胞特化發(fā)生時提供有效動力。特別要注意的是，正是基于生長素的重要性，在種子萌發(fā)時其能有效調(diào)控胚根突出激素。在種子中，也能實現(xiàn)DNA的集中修復(fù)，實現(xiàn)連接修復(fù)和氧化損傷修復(fù)，正是由于相關(guān)參數(shù)結(jié)構(gòu)，能有效避免自由基結(jié)構(gòu)，保證種子的活力能有效降低。

3 種子活力與萌發(fā)分子機制

種子的活力保存和種子的貯藏期代謝效果息息相關(guān)，若是水含量急速降低，就會導(dǎo)致種子直接進(jìn)入到休眠或者是代謝靜止?fàn)顟B(tài)，能保存種子的活力和壽命。這就說明，在種子脫水過程中，發(fā)生了大量的生理生化反應(yīng)。其中，較為顯著的是，第一，二塘和寡糖的集中積累和存儲，以保證為種子萌發(fā)和活力激發(fā)提供有效動力。第二，種子中的儲存蛋白以及胚胎發(fā)育末期時豐度蛋白等，為種子種植提供有效的養(yǎng)分。第三，種子內(nèi)部會發(fā)生熱休克蛋白的合成過程，提升種子的有效性和萌發(fā)幾率。第四，會出現(xiàn)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的改變，并且能有效激活抗氧化系統(tǒng)[2]。

對于種子來說，只有保持自身獲得活力，才能一定程度上提高生理和分析基礎(chǔ)，確保種子能發(fā)揮無窮力量，在提升能量代謝的同時，全波自由基代謝以及耗氧量降低的同時，種子實現(xiàn)有效保存和活力存儲，真正提高種子的后續(xù)動力。研究人員也要對種子活力喪失的機制進(jìn)行深度研究，并對種子膜破壞、DNA降解以及RNA蛋白合成受損等問題進(jìn)行集中關(guān)注。特別是在自由水含量升高后，高溫條件也會損失種子的活力，要對自由水散失、ROS積累、平衡態(tài)問題等進(jìn)行綜合處理，以提升種子的實際活性和萌發(fā)有效性，規(guī)避不良環(huán)境和因素，提高種植效果和質(zhì)量[3]。

3.1 種子活力及萌發(fā)與出苗關(guān)系

要想鑒定種子的活力，就要對其實質(zhì)進(jìn)行集中管控，其中最直觀的方式就是通過萌發(fā)實現(xiàn)的。在種子萌發(fā)過程中，主要是吸水膨脹，并使得胚結(jié)構(gòu)實現(xiàn)生長恢復(fù)，確保胚根和胚乳之間形成有效的成長關(guān)系。而在對種子萌發(fā)活力進(jìn)行判定的過程中，要針對胚結(jié)構(gòu)生長潛力進(jìn)行集中管理，由于土壤中種子萌發(fā)不可觀察，需要種植人員整合胚根突破胚乳的效果，并對組織結(jié)構(gòu)頂鉤進(jìn)行處理，確保種苗頂土?xí)r能保護(hù)頂端分生組織的良性生長。

3.2 種子萌發(fā)與激素控制關(guān)系

在種子萌發(fā)過程中，濃度是非常重要的參數(shù)，就算數(shù)值趨于零也能對植物生長產(chǎn)生影響，需要研究人員針對一對關(guān)鍵的激素分子進(jìn)行研究和分析，分別為ABA和GAs。前者是幫助種子進(jìn)入休眠狀態(tài)的激素，后者是幫助種子實現(xiàn)萌發(fā)的激素，正是兩者之間的拮抗作用，實現(xiàn)了種子代謝和信號基因的有序運行和良性發(fā)展。特別要注意的是，對于種子生長來說，ABA貫穿種子發(fā)育的全過程，而激素GA只是在種子萌發(fā)起始過程和胚根突出過程中產(chǎn)生作用[4]。技術(shù)人員要仔細(xì)分析兩種激素的作用機制，主要是源自靶標(biāo)基因，也就是我們常說的α-淀粉酶基因。除此之外，技術(shù)人員需要給予乙烯、油菜素內(nèi)酯等激素物質(zhì)更多關(guān)注，確保激素能在相互作用中助力種子生長。

結(jié)束語

總而言之，結(jié)合甘肅省的實際情況，要大力升級種子管控機制，確保管控結(jié)構(gòu)和管理效力之間能形成有效的處理層級，提高種子生理和化學(xué)性質(zhì)的分析水平，對幼苗的生長潛力和萌發(fā)情況進(jìn)行綜合分析，并且對階段性代謝儲備等問題進(jìn)行綜合分析，建構(gòu)有效的管控措施和管理模型，保證種子萌發(fā)的質(zhì)量和效率，助力甘肅農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 鄭群，葛曉光，呂國華等.雙氧水、磷酸二氫鉀和肌醇低溫處理對瓜爾豆種子活力和萌發(fā)的影響[J].種子，2014，11（06）：10-11，36.

[2] 匡銀近，覃彩芹.稀土/殼寡糖配合物浸種對水稻種子活力和萌發(fā)期間酶活性的影響[J].種子，2014，26（12）：63-65.

[3] 李水鳳，汪炳良，管學(xué)玉等.衛(wèi)星搭載處理對辣椒種子活力及萌發(fā)過程中抗氧化酶活性的影響[C].空間誘變育種研究與開發(fā)進(jìn)展——航天育種高層論壇論文選編.2015：82-86.

[4] 王根旺，劉建新，趙國林等.多裂駱駝蓬提取物對燕麥種子活力和萌發(fā)代謝的影響[J].宜春學(xué)院學(xué)報，2015，27（04）：73-75.