植物激素對種子休眠和萌發調控機理的分析研究

康云清

（阜陽市潁東區種子管理站，安徽 阜陽 236000）

植物激素對種子休眠和萌發調控機理的分析研究

康云清

（阜陽市潁東區種子管理站，安徽 阜陽 236000）

種子適應環境過程主要有兩種狀態，分別是休眠和萌發。植物激素是影響種子狀態的重要因素之一。從能夠對種子休眠和萌發產生調控作用的植物激素入手，就植物激素對種子休眠和萌發的調控機理進行分析和研究。

植物激素；種子休眠；萌發；調控機理

就農作物種植過程而言，種子萌芽率是影響農業生產成本以及農作物產量的主要因素之一。由于種子的萌發過程較為復雜，為了促進農作物產量的提升，應該通過植物激素的合理應用，提升植物種子的萌發率，進而實現幫助農民增收的目的。

1 具有調控種子休眠和萌發作用的植物激素

就種子的休眠和萌發而言，能夠對其產生調控作用的植物激素主要包括以下3種：

1.1 乙烯

乙烯的英文縮寫為ETH，這種植物激素在植物中的存在普遍性相對較低。乙烯屬于一種植物的代謝產物，具有促進植物果實成熟、減緩生長等作用。

1.2 赤霉素

赤霉素的英文縮寫為GA，這種植物激素的化學結構屬于二萜類酸。目前已知的赤霉素種類超過38種。這種植物激素的主要作用是打破植物種子休眠。就晚稻而言，當其抽穗期受到低溫陰雨天氣影響時，可以通過外源赤霉素向水稻植株的施加，促進抽穗期的到來[1]。

1.3 脫落酸

脫落酸的英文縮寫為ABA，其結構為倍半萜結構，這種激素在植物中的存在具有普遍性。脫落酸的作用主要包含3種：①提升抗逆性。通常情況下，當生長環境較為惡劣時，植物中脫落酸的含量會發生顯著增加，這種變化會引發植物抗逆性的有效增強，進而保證植物的順利生長。②促進脫落作用。對于植物而言，脫落酸具有促進植物器官脫落的作用。③促進休眠。實驗表明，在秋季將外源脫落酸施加在相關木本植物的小枝上，能夠促進芽進入休眠狀態。

2 植物激素對種子休眠和萌發的調控機理

從幾種較為常見且會對種子萌發和休眠產生調控作用的植物激素入手，對其調控機理進行研究。

2.1 乙烯對種子休眠和萌發的調控機理

就種子的休眠釋放過程而言，乙烯能夠起到一定的促進作用，但這種作用的產生通常建立在與其他物質聯合作用的基礎上。就種子的萌發而言，乙烯的作用主要是通過水勢以及呼吸作用的增加和促進，對胚根細胞的增長產生積極的促進作用。同時，這種植物激素還會對根毛和胚軸的分化與伸長產生積極的促進作用。

2.1.1 乙烯與脫落酸和赤霉素之間的協同作用

就乙烯與赤霉素而言，二者之間存在良好的功能互補作用。通過外源赤霉素的增加，擬南芥ga1-3的萌發會得到良好的恢復，當乙烯濃度超過標準時，會對擬南芥突變體ga1種子產生誘導作用，使其在正常光照條件中能夠順利萌發。當種子處于黑暗條件中時，乙烯不具備促進種子萌發恢復的功能。就乙烯與脫落酸而言，乙烯會促進種子的萌發，且具有良好的破除種子休眠狀態的功能。就不敏感型突變體ein2和etr1而言，乙烯的作用是促進種子休眠程度的增強，這種變化會對脫落酸的合成以及種子萌發過程中脫落酸敏感性的提升產生積極的促進作用[2]。

2.2 赤霉素對種子休眠和萌發的調控機理

對于植物種子而言，赤霉素具有促進種子萌發和種子休眠釋放增強的作用。就種子休眠而言，赤霉素是必要的前提條件，同時，這種植物激素的生物合成是破除種子休眠狀態的必要條件之一。就種子的萌發而言，種子在初期的任務主要包含擴張胚以及儲存物質，赤霉素可以促進種子這兩項任務的快速完成。除此之外，赤霉素還會促進種子從胚向植物生長變化過程的實現。當種子處于萌發后期時，赤霉素對胚乳等屏障組織的軟化作用促進水解酶的表達，這種變化可以從一定程度上降低種子胚根尖的機械阻力，進而促進胚根對種皮的突破[3]。

2.3 脫落酸對種子休眠和萌發的調控機理

2.3.1 脫落酸對種子休眠狀態的作用

就種子的休眠過程而言，脫落酸的作用是維持和誘導。當種子處于吸脹狀態時，脫落酸是維持種子休眠狀態的主要因素。在種子的后熟過程中，發芽移植性好的敏感性會發生降低，這種變化會引發種子對外源脫落酸敏感性的降低。除此之外，種子后熟過程中積累的活性氧化物會對過氧化氫的濃度產生一定的影響。過氧化氫是脫落酸代謝的主要影響因素之一，當種子中所含過氧化氫的濃度增加時，脫落酸的代謝作用會發生相應的增強。

2.3.2 脫落酸對種子萌發狀態的作用

種子的有效萌發建立在完成3個吸水階段的基礎上。脫落酸對種子的作用主要集中在第二吸水階段。與其他兩個階段相比，種子在該階段的吸水量相對較少。脫落酸的代謝過程會受到種皮、胚乳等具有屏障作用組織的影響，但這些組織還具有提升種子對脫落酸敏感性的作用。在種子的吸水過程中，當吸水量達到一定程度后，種子中的脫落酸含量會發生顯著降低。

就番茄等胚乳較為特殊的植物種子而言，其萌發過程建立在胚乳軟化的基礎上，脫落酸具有抑制細胞壁合成降解酶的作用，這種作用會阻礙這類種子的胚乳軟化，因此，脫落酸會對這類種子的萌發產生抑制作用[4]。

3 結論

能夠對種子休眠和萌發產生調控作用的植物激素主要包含乙烯、赤霉素以及脫落酸等。其中，乙烯具有促進種子休眠和萌發的作用；赤霉素具有促進種子萌發、增強種子休眠釋放的作用；脫落酸具有誘導種子轉變為休眠狀態以及維持種子休眠狀態的作用。

[1]楊榮超,張海軍,王倩,等.植物激素對種子休眠和萌發調控機理的研究進展[N].草地學報,2012,01:1-9.

[2]江玲,萬建民.植物激素ABA和GA調控種子休眠和萌發的研究進展[N].江蘇農業學報,2007,04:360-365.

[3]烏鳳章,劉桂豐,姜靜,等.種子萌發調控的分子機理研究進展[J].北方園藝,2008,02:54-58.

[4]于敏,徐恒,張華,等.植物激素在種子休眠與萌發中的調控機制[N].植物生理學報,2016,05:599-606.

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