氯化鈣、ABA和蔗糖預處理對解除休眠水曲柳種子低溫脫水萌發的影響

張 鵬 趙彤彤 李明月 吳靈東 沈海龍

(東北林業大學林學院 哈爾濱 150040)

氯化鈣、ABA和蔗糖預處理對解除休眠水曲柳種子低溫脫水萌發的影響

張 鵬 趙彤彤 李明月 吳靈東 沈海龍

(東北林業大學林學院 哈爾濱 150040)

【目的】 比較氯化鈣、ABA和蔗糖預處理對解除休眠水曲柳種子低溫脫水萌發的影響，并探索在不同預處理條件下脫水過程中種子內部的生理變化，為揭示種子脫水耐性調控的生理機制提供參考依據。【方法】 以解除休眠的水曲柳種子為材料，利用不同濃度(10-2，10-3，10-4，10-5mol·L-1)的氯化鈣溶液、不同濃度(10-3，10-4，10-5，10-6mol·L-1)的ABA溶液或不同質量濃度(1，10，50，100 g·L-1)的蔗糖溶液浸泡種子24 h，以蒸餾水浸泡種子24 h為對照，比較不同處理種子在低溫(5 ℃)條件下干燥脫水后的萌發能力，確定幾種預處理措施對種子低溫脫水萌發的影響。再依據上述試驗結果，分別選擇出提高種子萌發能力最有效的處理濃度： 氯化鈣10-3mol·L-1、ABA 10-6mol·L-1、蔗糖100 g·L-1，以經上述溶液預處理24 h后低溫脫水的種子為材料，以蒸餾水浸泡24 h后低溫脫水種子為對照，進行種子浸出液相對電導率、種子抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖、可溶性蛋白和淀粉含量測定，分析不同預處理措施對種子細胞膜透性、抗氧化系統酶活性和貯藏物質代謝的影響。【結果】 10-3mol·L-1氯化鈣或10-6mol·L-1ABA預處理可顯著提高種子在低溫(5 ℃)下脫水后的發芽率和發芽指數，縮短發芽時間； 100 g·L-1的蔗糖預處理可顯著提高種子在低溫(5 ℃)下脫水后的發芽率，但在提高發芽指數和縮短發芽時間上并沒有明顯效果。10-3mol·L-1氯化鈣預處理的種子，胚中SOD活性在低溫脫水后顯著提高，種子相對電導率和MDA含量顯著降低； 10-6mol·L-1ABA預處理的種子，低溫脫水后胚中POD活性明顯提高，種子相對電導率和MDA含量顯著降低； 100 g·L-1蔗糖預處理的種子，低溫脫水后胚中SOD和POD活性均顯著提高，種子相對電導率和MDA含量顯著降低。氯化鈣、ABA或蔗糖預處理，顯著降低了種子胚和胚乳中可溶性蛋白的含量，顯著提高了胚中可溶性糖的含量。【結論】 適宜濃度的氯化鈣(10-3mol·L-1)、ABA(10-6mol·L-1)和蔗糖(100 g·L-1)預處理(尤其是氯化鈣或ABA預處理)能夠提高水曲柳種子低溫脫水后的萌發能力。氯化鈣、ABA和蔗糖預處理，會顯著提高低溫脫水條件下種子胚中的抗氧化系統酶活性，更好地維持細胞膜結構的完整性，降低細胞的離子外滲和MDA含量。但不同預處理種子胚中的抗氧化酶活性表現不同，氯化鈣預處理提高胚中SOD活性的作用更明顯，ABA預處理提高胚中POD活性的作用更明顯，而蔗糖預處理則同時提高胚中的SOD和POD活性。氯化鈣、ABA和蔗糖預處理后低溫脫水過程中種子胚中可溶性糖含量顯著增加，這可能是種子低溫條件下脫水保護功能提高的原因之一。

氯化鈣； ABA； 蔗糖； 脫水耐性； 種子萌發能力； 細胞膜透性； 抗氧化酶活性

水曲柳(Fraxinusmandshurica)是東北林區重要的用材樹種，由于其種子具有形態生理休眠特性，需要分別經過暖溫和冷濕層積處理才能萌發(凌世瑜等， 1983)，給播種育苗造成了一定困難。打破水曲柳種子休眠的傳統方法有越冬埋藏、隔年埋藏等，但傳統的打破休眠的方法處理需時長，易造成水曲柳種子的霉爛、提前萌發等問題。如果將經過催芽解除休眠的水曲柳種子進行再干燥貯藏，便可以隨時提供非休眠種子而不需要苗圃工作者再進行催芽處理。這樣可以使有條件的(如容器育苗)苗圃在一年中的任何時候進行播種育苗，不再受種子休眠造成的季節性限制，也可以避免因為播種時間延誤而影響種子的播種品質和苗木質量。有研究發現，解除休眠的水曲柳種子在室溫條件下進行再干燥后貯藏是可行的，但在較低溫度(5 ℃)條件下再干燥后種子萌發率、發芽指數顯著下降，平均發芽時間明顯延長，低溫脫水過程中種子脫水耐性發生變化，導致種子萌發能力下降(吳靈東， 2012； 吳靈東等， 2012)。

種子在脫水過程中受到一些保護性物質的影響，進而減少脫水傷害。LEA蛋白、油素蛋白、親水脂分子以及糖都屬于脫水傷害的保護性物質(Kranneretal.， 2005)； 蔗糖、寡糖和半乳糖苷環多醇等糖類物質在種子發育到成熟過程中不斷積累，這些糖類物質在種子脫水過程中起保護作用。還有一些研究認為氯化鈣(Songetal.， 2002)、ABA(Ingrametal.， 1996)等物質在種子脫水過程中也起到了一定的保護作用。但是，以往關于水曲柳種子休眠與萌發研究中，并沒有涉及氯化鈣、ABA和蔗糖處理提高種子萌發能力的報道，尤其是這些預處理措施在提高種子低溫脫水后的萌發能力上是否有作用也沒有研究。綜上所述，結合水曲柳種子低溫脫水干燥后萌發能力下降的現象，本文提出假設： 適宜濃度的糖、氯化鈣和ABA等脫水保護物質預處理能夠提高水曲柳種子低溫脫水后的萌發能力。為驗證這一假設并探究其內在的生理機制，以水曲柳解除休眠種子為材料，研究不同濃度氯化鈣、ABA、蔗糖溶液預處理對種子在低溫(5 ℃)下脫水后萌發的影響，并研究在此過程中種子浸出液相對電導率、抗氧化酶系統活性以及貯藏物質的變化，旨在為解除休眠水曲柳種子的干燥貯藏提供理論和技術依據，并揭示種子脫水耐性調控的生理機制。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗用種子采自黑龍江省帶嶺林業科學研究所水曲柳種子園。種子經過裸(無基質)層積處理，裸層積條件為： 先暖溫(18 ℃)3個月，再低溫(5 ℃)3個月(張鵬， 2008)。以層積處理結束后解除休眠的水曲柳種子為材料。

1.2 研究方法

1.2.1 低溫脫水前的預處理對種子脫水后萌發的影響 層積處理結束后，利用不同濃度(10-2，10-3，10-4，10-5mol·L-1)的氯化鈣溶液、不同濃度(10-3，10-4，10-5，10-6mol·L-1)的ABA溶液和不同質量濃度(1，10，50，100 g·L-1)的蔗糖溶液浸泡種子，種子于室溫(20～23 ℃)下浸種24 h，以使用蒸餾水浸種24 h的種子作為對照。種子經過不同預處理后在5 ℃條件下自然陰干脫水至種子相對含水量為10%以下(采用稱重法確定，約為90 h)時結束。脫水后立即進行種子發芽試驗。

1.2.2 不同預處理對種子細胞膜透性、抗氧化系統和貯藏物質代謝的影響 根據上述不同預處理對水曲柳種子萌發影響的試驗結果，分別選擇出提高種子萌發能力最有效的處理濃度(氯化鈣10-3mol·L-1、ABA 10-6mol·L-1、蔗糖100 g·L-1)，以經過上述溶液預處理24 h后低溫脫水的種子為材料，以蒸餾水浸泡24 h后低溫脫水種子為對照，進行種子浸出液相對電導率、種子抗氧化酶活性、丙二醛含量及可溶性糖、可溶性蛋白和淀粉含量測定，以考查不同預處理措施對種子細胞膜透性、抗氧化系統酶活性和貯藏物質代謝的影響。

1.2.3 種子發芽能力及生理指標測定 發芽試驗于種子脫水后立即進行。在室溫(20～23 ℃)下，將不同處理的種子用冷水浸泡24 h，然后置于底部墊有2層濾紙的塑料培養皿(直徑為9 cm)中。培養皿放入人工氣候箱內，種子在黑暗條件下培養，萌發條件采用日變溫(白天15 ℃ 8 h，夜間10 ℃16 h)，每種處理有4個培養皿(4次重復)，每個培養皿中有50粒種子，每天觀察記錄種子發芽情況，以胚根突破種子并超過2 mm作為種子萌發的標志。發芽率、發芽指數和平均發芽時間的計算公式如下：

(1)

(2)

中期制度改革方略：在已經實施的共有產權、租賃房、集體土地建租賃房等新住房政策基礎上，筆者建議，優化新時代上海市住房金融結構及其相應制度，縮小按揭貸款占比，新增住房租賃貸款并且擴大占比，從住房金融結構優化和制度完善上有效降低新時代上海市住房金融杠桿率。

(3)

式中：tg為發芽時間(d)，ng為與tg相對應的每日發芽種子數。

細胞膜透性測定采用相對電導率法(宋松泉等， 2005)，略有改動，取經過不同處理脫水后的大小一致且無損傷的種子并剝去果翅，用雙蒸水沖洗3次，然后用濾紙將種子表面水分吸干。將各處理種子放于具塞玻璃試管中(每種處理3次重復，每個重復20粒種子)，加5 mL去離子水浸泡(25 ℃下)，加水后立即測定浸泡液的電導率(初始值，R1)，加水浸泡12 h后再次測定浸泡液的電導率(種子外滲電導率，R2)。將連同種子在內的浸泡液于100 ℃水浴中煮沸30 min后取出，待種子冷卻至室溫后立即測定浸泡液的電導率(R3)。用相對電導率表示電解質滲漏率。計算公式為： 相對電導率(%)=(R2-R1)×100/(R3-R2)。

超氧化物歧化酶(SOD)活性采用氮藍四唑(NBT)法測定，過氧化物酶(POD)活性采用愈創木酚法(高俊鳳， 2006)測定，過氧化氫酶(CAT)活性采用紫外吸收法測定，丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸(TBA)法測定，可溶性糖及淀粉含量采用蒽酮試劑法(李合生， 2000)測定，可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍G-250染色法(張志良， 1990)測定。取不同條件下干燥的種子，每種處理取種3份(即3次重復)，用解剖刀將種胚和胚乳(帶種皮)分開，分別測定胚和胚乳(各取0.2 g)的超氧化物歧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶活性及丙二醛、可溶性糖和可溶性蛋白含量。

1.3 數據統計分析

試驗數據的單因素或雙因素方差分析采用SPSS18.0軟件處理，多重比較方法使用Duncan法。發芽率和電導率數據為百分數，對其進行反正弦平方根轉換后再進行方差分析。

2 結果與分析

2.1 預處理對水曲柳種子低溫脫水后萌發的影響

2.1.1 氯化鈣溶液預處理對種子脫水后萌發的影響 氯化鈣溶液預處理對水曲柳種子經低溫脫水后的發芽率影響不顯著(P>0.05)，經濃度為10-3mol·L-1氯化鈣處理后的種子發芽率最高(表1)。氯化鈣溶液預處理對水曲柳種子經低溫脫水后的發芽指數影響顯著(P<0.05)，除10-4mol·L-1氯化鈣處理與對照差異不顯著外，其他處理與對照差異均顯著，其中經氯化鈣10-5mol·L-1處理的種子發芽指數最高(表1)。氯化鈣溶液預處理對水曲柳種子經低溫脫水后的發芽時間影響極顯著(P<0.01)，濃度為10-5mol·L-1或10-3mol·L-1氯化鈣處理的種子平均發芽時間明顯較對照短(表1)。

2.1.2 ABA溶液預處理對種子脫水后萌發的影響 ABA溶液預處理對水曲柳種子經低溫脫水后的發芽率影響顯著(P<0.05)，10-4mol·L-1ABA處理與對照差異顯著(P<0.05)，可以顯著提高種子在5 ℃條件下脫水干燥后的發芽率(表2)。ABA溶液預處理對水曲柳種子經低溫脫水后的發芽指數影響顯著(P<0.05)，濃度為10-3mol·L-1和10-5mol·L-1ABA處理與對照差異不顯著，10-4mol·L-1和10-6mol·L-1ABA溶液處理種子的發芽指數顯著高于對照(P<0.05)。ABA溶液預處理對水曲柳種子經低溫脫水后的發芽時間影響極顯著(P<0.01)，10-6mol·L-1ABA溶液預處理的種子發芽時間比對照顯著縮短(約2天)(表2)。

2.1.3 蔗糖溶液預處理對種子脫水后萌發的影響 蔗糖溶液預處理對水曲柳種子經低溫脫水后的發芽率影響顯著(P<0.05)，濃度100 g·L-1的蔗糖溶液預處理后的種子在5 ℃條件下脫水后萌發率顯著高于對照(表3)。蔗糖溶液預處理對水曲柳種子經低溫脫水后的發芽指數和發芽時間影響均不顯著(P>0.05)(表3)。

表1 不同濃度氯化鈣溶液預處理的水曲柳種子經低溫脫水后的萌發能力①

①表中數據為平均值±標準誤。同列不同小寫字母表示采用Duncan 法進行多重比較差異顯著(P<0.05)。下同。The figures in the table are mean ± standard error. The different small letters in a column indicate significant difference at 0.05 level. The same below.

表2 不同濃度ABA溶液預處理的水曲柳種子經低溫脫水后的萌發能力

2.2 不同預處理對水曲柳種子低溫脫水后細胞膜透性的影響

由圖1可見，種子經不同預處理后，低溫(5 ℃)條件下干燥脫水后的相對電導率差異極顯著(P<0.01)，經100 g·L-1的蔗糖、10-6mol·L-1ABA 或10-3mol·L-1氯化鈣溶液預處理后，種子相對電導率分別為5.39%、6.14%和8.17%，顯著低于對照種子電導率(10.49%)。多重比較結果(圖1)顯示，10-6mol·L-1ABA、10-3mol·L-1氯化鈣或100 g·L-1的蔗糖溶液預處理均顯著降低了種子低溫脫水后的電導率，且10-6mol·L-1ABA或100 g·L-1的蔗糖溶液預處理降低種子電導率的作用顯著強于10-3mol·L-1氯化鈣預處理。

表3 不同質量濃度蔗糖溶液預處理的水曲柳種子經低溫脫水后的萌發能力

圖1 氯化鈣、ABA和蔗糖預處理的水曲柳種子經低溫脫水后的電導率Fig.1 The electrical conductivity of Fraxinus mandshurica seeds pretreated by ABA, CaCl2 and sucrose and then dehydrated at low temperature圖中垂直線表示標準誤差，不同小寫字母表示采用Duncan 法進行多重比較差異顯著(P<0.05)。The vertical line represents the standard error, and the different small letters indicate significant difference at 0.05 level.

2.3 不同預處理對水曲柳種子低溫脫水后抗氧化系統和貯藏物質代謝的影響

2.3.1 預處理對種子抗氧化酶活性和丙二醛含量的影響 不同預處理的種子低溫脫水后胚和胚乳中SOD活性差異均極顯著(P<0.01)，但不同預處理對低溫脫水后種子胚和胚乳中SOD活性的影響趨勢不同(表4)。蔗糖預處理的種子，胚乳中SOD活性顯著低于其他處理，而胚中SOD活性卻顯著高于其他處理； 種子經ABA預處理后，胚中SOD活性極低，顯著低于對照，但在胚乳中卻最高，顯著高于對照； 氯化鈣處理的種子則是胚與胚乳中SOD活性都顯著高于對照(表4)。

不同預處理的種子低溫脫水后胚乳中的POD活性差異不顯著(P>0.05)，但胚中的POD活性差異極顯著(P<0.01)(表4)。經過蔗糖與ABA預處理的種子，其胚中的POD活性明顯高于氯化鈣處理和對照，氯化鈣處理與對照差異不顯著(表4)。

不同預處理的種子低溫脫水后胚和胚乳中CAT活性差異均不顯著(P>0.05)(表4)。

不同預處理極顯著(P<0.01)影響了種子低溫脫水后胚和胚乳中的MDA含量，但不同預處理對種子低溫脫水后胚和胚乳中的MDA含量影響規律不同(表4)。經氯化鈣、ABA或蔗糖預處理的種子與對照相比，顯著降低了胚中MDA含量，而胚乳中MDA含量有所提高(表4)。

2.3.2 預處理對種子可溶性蛋白、可溶性糖和淀粉含量的影響 不同預處理的種子低溫脫水后胚和胚乳中可溶性蛋白含量差異均極顯著(P<0.01)，經氯化鈣、ABA或蔗糖預處理的種子與對照相比，顯著降低了胚和胚乳中可溶性蛋白的含量(表5)。

不同預處理的種子低溫脫水后胚乳中可溶性糖含量的差異不顯著(P>0.05)，但胚中可溶性糖含量差異極顯著(P<0.01)(表5)。經氯化鈣、ABA或蔗糖預處理的種子與對照相比，顯著提高了胚中可溶性糖的含量(表5)。

不同預處理種子低溫脫水后胚和胚乳中的淀粉含量差異顯著(P<0.05)。經蔗糖預處理的種子胚中淀粉含量最高，顯著高于氯化鈣或ABA預處理種子，但經氯化鈣、ABA和蔗糖預處理的種子，與對照相比胚中淀粉含量差異均不顯著(表5)。經氯化鈣或蔗糖預處理的種子與對照相比，顯著提高了胚乳中淀粉含量；經ABA預處理的種子與對照相比，胚乳中淀粉含量有所提高，但差異不顯著(表5)。

表4 不同預處理后低溫脫水的水曲柳種子胚和胚乳中抗氧化酶活性和丙二醛含量

表5 不同預處理后低溫脫水的水曲柳種子胚和胚乳中可溶性蛋白、可溶性糖和淀粉含量

3 討論

植物體的許多生理代謝過程都受到鈣的調節，尤其在環境脅迫下，鈣和鈣調素通過參與脅迫信號的感受、傳遞、響應與表達來提高植物的抗逆性(宗會等， 2001； 劉小龍等， 2014)。許多研究也證實氯化鈣處理種子可提高其耐脫水性(Songetal.， 2002； 錢春梅等， 2004； 向旭等， 1997)。ABA能誘導種子脫水過程中Lea基因的表達，種子脫水耐性與種子的ABA含量呈高度正相關(宗梅等， 2011)，已經發現ABA預處理后，可以提高植物組織的脫水耐性(劉福平， 2011； 楊曉泉等， 1998)。糖類在種子脫水過程中能起到保護作用(楊期和等， 2003； Stanisetal.， 2009； Blacketal.，l996； Blackmanetal.， 1992)，可以提高植物組織或種子的脫水耐性。本研究發現，經過10-3mol·L-1氯化鈣和10-6mol·L-1ABA預處理后，顯著提高了種子低溫(5 ℃)下再脫水后的發芽率和發芽指數，縮短了發芽時間； 經過100 g·L-1的蔗糖預處理后，顯著提高了種子低溫(5 ℃)下再脫水后的發芽率，但在提高發芽指數和縮短發芽時間上并沒有明顯效果。這些結果驗證了本研究的假設： 適宜濃度的ABA、糖和氯化鈣預處理能夠提高水曲柳種子低溫脫水后的萌發能力。

種子脫水過程中，糖類、LEA蛋白、親水脂分子和油素蛋白等脫水保護性物質會迅速被誘導并積累(楊曉泉等， 1998； 宋松泉等， 1999； 李永紅等， 2009； 李煦等， 2011)。本研究結果表明，氯化鈣、ABA或蔗糖預處理，顯著提高了胚中可溶性糖的含量。據報道，禾谷類、大豆(Glycinemax)、花生(Arachishypogaea)等種子發育和萌發過程中脫水耐性的變化都和蔗糖、棉子糖、水蘇糖等可溶性糖有關(Blacketal.， 1996； Blackmanetal.， 1992； 楊曉泉等， 1998)，還有研究利用轉基因煙草材料直接證明了可溶性糖與脫水耐性的關系(Holmstr?metal.， 1996)。有研究表明，自由基會在脫水敏感的組織干燥時損傷細胞，蔗糖和其他還原糖可以很好地清除自由基(Leprinceetal.， 1990)。糖類在種子脫水過程中的保護作用還可以通過以下方式來實現： 1)脫水時，糖中的羥基可以代替膜、酶、蛋白質和其他大分子中的水分來提高膜、蛋白質結構和酶的穩定性(Croweetal.， 1988)； 2)脫水時，水蘇糖和棉子糖可以防止蔗糖因結晶而形成玻璃化狀態，阻止膜的融合并防止滲漏(Koster， 1991)。綜上所述，水曲柳種子經適宜濃度的氯化鈣、ABA或蔗糖預處理后低溫脫水過程中脫水保護功能的提高可能與可溶性糖的增加有關，通過可溶性糖的積累提高了蛋白質和膜的穩定性，維持了它們在脫水干燥狀態下的功能，增強了自由基清除能力，從而使種子能夠抵御脫水的傷害，保持高活力水平。

4 結論

適宜濃度的氯化鈣(10-3mol·L-1)、ABA(10-6mol·L-1)和蔗糖(100 g·L-1)預處理能夠提高水曲柳種子低溫脫水后的萌發能力。氯化鈣、ABA和蔗糖預處理能夠顯著提高低溫脫水條件下種子胚中的抗氧化系統酶活性，更好地維持細胞膜結構的完整性，降低細胞的離子外滲和MDA含量，提高種子在低溫條件下的耐脫水性。氯化鈣、ABA和蔗糖預處理后低溫脫水過程中種子胚中可溶性糖含量顯著增加，這可能是種子低溫條件下脫水保護功能提高的原因之一。

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1.4 統計學方法 采用 SPSS 22.0統計學軟件進行統計學分析，腦癱嚴重程度、家庭經濟狀況、戶籍、出生排序、兒童年齡、兒童性別、康復時長、父親文化水平、父親工作、主要照顧者、母親文化水平、母親工作12項因素是分類變量，為自變量；腦癱兒童家長PHQ-9和GAD-7問卷結果是等級資料，為因變量。腦癱兒童家長抑郁和焦慮之間的相關性采用Spearman等級相關分析。12項因素對腦癱兒童家長抑郁和焦慮的影響采用最優尺度回歸分析，以P<0.05為差異有統計學意義。

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(責任編輯 徐 紅)

Effects of CaCl2, ABA or Sucrose Pretreatment on Germination of Dormancy Released Seeds ofFraxinusmandshuricaDehydrated at Low Temperature

Zhang Peng Zhao Tongtong Li Mingyue Wu Lingdong Shen Hailong

(SchoolofForestry,NortheastForestryUniversityHarbin150040)

【Objective】 We compared the effects of CaCl2, ABA and sucrose pretreatment on germination ofFraxinusmandshuricadormancy-released seeds dehydrated at low temperature, and explored the intrinsic physiological changes of seeds during dehydration under different pretreatment conditions to reveal the physiological mechanism of regulation and control of seed desiccation tolerance.【Method】 The dormancy released seeds ofF.mandshuricawere used to investigate seed germination ability after dehydration at low temperature(5 ℃) pretreated by different concentrations(10-2, 10-3, 10-4, 10-5mol·L-1) of CaCl2solution, different concentrations(10-3, 10-4, 10-5, 10-6mol·L-1) of ABA solution or different mass concentrations(1, 10, 50, 100 g·L-1) of sucrose solution for 24 hours，the seeds were soaked in distilled water for 24 hours as control. According to the above experimental result, the best treatment concentration to improve the seed germination ability, CaCl210-3mol·L-1, ABA 10-6mol·L-1and sucrose 100 g·L-1, were selected respectively. Then, the seeds dehydrated at low temperature after pretreating with the selected solution for 24 hours were used for this study, and the seeds soaked in distilled water for 24 hours were used as control, the effects of different pretreatment methods on seed cell membrane permeability, antioxidant enzyme activity and storage material metabolism were analyzed by measuring the relative electrical conductivity, the activities of antioxidant enzymes (SOD, POD and CAT), the malondialdehyde (MDA) content, soluble sucrose, soluble protein and starch content in the seeds.【Result】 Pretreatment of 10-3mol·L-1CaCl2or 10-6mol·L-1ABA could significantly improve the germination rate and germination index of the seeds after dehydration at low temperature (5 ℃), and shorten the seed germination time; pretreatment of 100 g·L-1sucrose could significantly improve the seed germination rate after dehydration at low temperature (5 ℃), but had no significant effect on the germination index and the germination time. For the seeds pretreated with 10-3mol·L-1CaCl2, the SOD activity in embryos was significantly increased after dehydration at low temperature (5 ℃), and the relative electrical conductivity and MDA content in seeds were significantly decreased; For the seeds pretreated with 10-6mol·L-1ABA, the POD activity in embryos was significantly increased after dehydration at low temperature (5 ℃), and the relative conductivity and MDA content in seeds decreased significantly; For the seeds pretreated with 100 g·L-1sucrose, the SOD and POD activity in embryos were significantly increased after dehydration at low temperature (5 ℃), the relative conductivity and MDA content in seeds decreased significantly. CaCl2, ABA and sucrose pretreatment significantly reduced the soluble protein content, and increased the content of soluble sugar in seed embryo and endosperm.【Conclusion】 The appropriate concentration of CaCl2(10-3mol·L-1), ABA(10-6mol·L-1)and sucrose (100 g·L-1) pretreatment (especially CaCl2or ABA pretreatment) can improve the germination ability ofFraxinusmandshuricaseeds after dehydration at low temperature. Under low temperature dehydration conditions, CaCl2, ABA and sucrose pretreatment can significantly improve the antioxidant system enzyme activity in the seed embryo, better maintain the integrity of cell membrane structure, reduce ion leakage and MDA content of cells. But the antioxidant enzyme activities in different pretreated seeds were different. Pretreatment with CaCl2was more beneficial to improve the activity of SOD in embryos, and ABA pretreatment was more beneficial to improve the activity of POD in embryos, while sucrose pretreatment increased the activity of SOD and POD in embryos at the same time. The improvement of the protective function in the low temperature dehydration process by pretreatment of CaCl2, ABA and sucrose was probably related to the increase of the soluble sugar in embryos.

CaCl2； ABA； sucrose； dehydration tolerance； seed germination ability； cell membrane permeability； antioxidant enzyme activity

10.11707/j.1001-7488.20170706

2016-10-13；

2016-11-25。

國家自然科學基金項目(31000301)。

S718.43

A

1001-7488(2017)07-0054-08