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1、种子萌发调控的分子机理与生态条件姓名：贾兆辉学号：2010016035学院：农学院专业：2010级种子科学与工程1班种子萌发调控的分子机理与生态条件摘要：休眠时植物种子对环境变化的适应性特征，受许多基因调控与环境因子的影响，至今仍未能阐明这种调控机制。近年来通过从各种植物的突变体中鉴定与种子萌发有关的因子，初步阐明种子萌发的分子机制；而且也通过对各种生态因子的不断研究，阐明了种子萌发与环境因素的密切联系，并且这些研究对促进种子萌发成一个正常的植株做出了巨大的贡献。现综述光及植物激素对种子萌发萌发调控的分子机理以及环境因素的
2、研究进展。关键词：种子萌发、光、植物激素、环境因素引言种子萌发是种子植物个体发育中最为关键的时期，是植物为适应环境以保持自身繁殖而形成的一种生物特性。它关系到是否能够保证种群顺利繁衍和进化,具有非常重要的生物学意义。种子萌发是指有活力的种子，当其受潮吸水后，开始进行呼吸、物质合成及其它代谢活动，经过一定时期种胚突破种皮，露出胚根的过程。种子萌发在本质上是将胚轴恢复到静止或休眠期间暂时停止的连续生长状态，开始进行新的遗传程序即基因的相异转录。种子萌发一直都是人们重点研究的问题之一。目前在这些研究领域已取得了长足的进步。研究表
3、明种子的萌发和萌发后幼苗的建成是内外因素相互作用的结果。外因是指适宜的光照、温度、水分和氧气,内部因素是指种子自身是否具有足够的储备和是否具有利用这些储备在接受外部信号后启动各种生命活动的生物化学反应的能力。主要内容：1光对种子萌发的作用大多数高等植物种子萌发时对光反应不敏感，在光照或黑暗条件下一般都能正常发芽。但有一些种子萌发时对光敏感，需要在光照或黑暗条件下才能正常萌发。根据各种子发芽时对光反应的敏感性不同，把种子分为三类：发芽时必需光或光可促进发芽、发芽时对光反应不敏感、光抑制发芽。种子萌发对光的要求和反应，与种子中
4、存在光敏素有关。一般认为光对种子发芽的影响与种子中激素含量或状态的变化有关，发芽是通过各种内源激素及光敏素系统的相互作用而调整的，任何一种或全部激素的变化，都会导致发芽的变化；光对种子萌发的作用取决与波长。促进发芽的为红黄光，波长在660nm附近，白光同样有效；而对发芽有抑制作用的为远红光，波长为730nm；绿、青、紫光附近也能抑制萌发，但抑制作用较远红光弱。在众多的植物光受体中只有光敏色素被证明直接参与了对种子萌发的诱导。而且有证据证实,光敏色素是通过影响赤霉素的生物合成以及对赤霉素的敏感性来影响种子的萌发。2植物激素对
5、种子萌发的调节作用激素执行其生物学功能的过程,实质上是一个细胞信号转导过程。信号首先通过细胞受体被识别,识别后通过一系列细胞内下游信使将信号转导到“靶酶”或细胞核内“靶基因”上,最终直接引起酶活性的变化或基因表达的改变,从而发生生理效应。激素能通过信息传导对种子内的各种生理变化做出反应,调节种子内部一系列蛋白质、酶的代谢,从而控制种子的萌发。与种子生理活动有关的主要激素种类是赤霉素(GA),脱落酸(ABA)、细胞分裂素(CTK)和乙烯。其它的如内酯、固醇等也有类似激素的性质,也和一些种子的生理活动有复杂的关系。2.1脱落酸
6、(ABA)对种子萌发的调控作用ABA在植物种子成熟、休眠和萌发以及对非生物胁迫做出反应等方面都发挥着重要的作用。同时,ABA也参与萌发后植物幼苗的发育调控,如地上部分的伸长,形态建成、维持根的生长等。在ABA如此众多的功能中研究的较为深入的是其对种子萌发和萌发后幼苗生长发育的抑制作用。ABA对种子的萌发有抑制作用的直接例证是对ABA不敏感的拟南芥突变体表现为没有休眠状态就可以直接萌发。ABA对种子萌发和萌发后的与贮藏物代谢有关的某些酶活性有抑制作用。用从大麦糊粉层中分离的核酸研究表明,ABA不仅阻碍α2淀粉酶的积累,而且抑
7、制GA调控的相关转录。已知与萌发相关的许多酶(如磷酸酶、β2葡聚糖酶等)的表达受GA调节。植物内源性的ABA水平是通过生物合成和分解代谢来调控的。最近的分子遗传学研究表明拟南芥中的92顺2环氧类胡萝卜素2双加氧酶(92cis2epoxycarotenoiddioxygenaseAtNCED)家族的5个成员在种子发育和萌发过程中对ABA的合成有明显的调控作用。其中AtNCED6和AtNCED9在这一过程中发挥着主要作用,而AtNCED3主要参与了萌发过程中高渗透压下对ABA的合成调控。脱落酸8′2羟化酶(ABA8′2hydr
8、oxylase)被认为是许多代谢途径中比较重要的分解代谢酶。在拟南芥中由CYP707A基因家族的基因编码ABA8′2羟化酶。其中CYP707A2在种子吸水后表达量明显上调,从而降低种子中ABA的水平,对萌发起到了间接的促进作用。到目前为止通过遗传学研究方法对ABA超敏感突变体的筛选表明很多生理过程如法呢
