蚬壳花椒种子的人工萌发及其生理生化机制研究

【摘要】蚬壳花椒(ZanthoxylumdissitwnHems1)隶属芸香科(Rutaceae)花椒属(Zanthoxylum),是我国珍稀木本药用植物,其根、茎、叶、果实均可入药,能祛风活络、散瘀止痛、解毒消肿。国内主要用于制造妇科用中成药。近年来,由于国内相关中成药生产规模扩大,而蚬壳花椒种子自然萌发率低,且生长速度慢,导致蚬壳花椒自然资源日渐贫乏,不能满足相关药厂需求。因此本研究采用经过3个月低温层积(4℃)的蚬壳花椒种子,进行人工萌发研究,并测定萌发过程中内源激素、营养物质的含量及淀粉酶活性,为建立蚬壳花椒的人工快繁提供理论基础。试验结果如下：1、蚬壳花椒种子人工萌发方案经过单因子及正交试验,得出蚬壳花椒种子最佳萌发方案为：80%浓硫酸浸泡3min;机械破壳；转入30g/L碳酸氢钠溶液,浸泡10min;手工破壳后,用GA3浓度为540mg/L,浸泡、5.5h;最后转入6-BA浓度为2.7mg/L,CaCl2浓度为5g/L的培养液中培养。使用此方案经验证试验蚬壳花椒种子萌发率达到86%。蚬壳花椒种子萌发研究中,种子在第3天开始萌发,第4天萌发率最大,并在接下来2-3天的时间胚轴迅速长长,形成幼根,着生白色根毛,在第7天到第8天有部分种子子叶开始逐渐变成淡绿色。2、蚬壳花椒种子萌发过程中内源激素的动态变化采用高效液相色谱(HPLC)对蚬壳花椒种子内源激素进行定性、定量分析。流动相采用甲醇：乙腈：1%乙酸(30:5:65)；检测波长选择254nm；流速选择0.5ml/min。GA3溶液的浸泡使种子内激素总含量降低,而在接下来的萌发研究中,实验组种子内激素总量在萌发初期大幅上升,这可能跟激素调控种子萌发的启动,以及种子胚的胚轴伸长有关。在经过萌发初期的上升后,种子内激素开始回降,到第6天又开始慢慢回升。这可能是因为种子内激素已经完成萌发启动调控,而在第6天后的回升可能跟胚的分化有关。3、蚬壳花椒种子萌发过程中几种主要营养物质和相关代谢酶活性的动态变化在萌发初期,种子内淀粉,蛋白质含量逐渐降低,而可溶性糖含量逐渐升高,说明萌发过程中,淀粉、蛋白质不断被分解,释放处能量,并生成大量可被生物体直接利用的糖。但在第6天可溶性含量出现下降现象,这可能跟种子胚的生长、种子内淀粉和蛋白质含量减少以及淀粉酶活性下降有关。而第7天可溶性糖的含量又开始回升,这应该跟脂肪的水解有关。脂肪含量恰好是从第6天开始有一个明显的下降趋势。α-淀粉酶和β-淀粉酶共同作用,可将种子内贮藏的78.6%的淀粉分解为可利用的小分子糖,为种子的萌发和生长阶段提供碳素营养和能量,保证种子萌发初期物质与能量的供应。
【作者】程鹏；
【导师】王平；
【作者基本信息】中南林业科技大学，生物化学与分子生物学，2014，硕士
【关键词】蚬壳花椒；种子萌发；内源激素；HPLC；营养物质；淀粉酶；

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