柚种子低温敏感性机理与超低温保存研究

柚子原产我国，在我国种植广、产量大、品种多，但种质资源流失严重，亟待加强保护。项目以我国特别是云南丰富的柚种质资源为材料，通过检测种子和胚轴脱水和超低温冻-融处理后的活力变化、细胞膜变化、亚细胞结构变化和抗氧化酶系统变化，分析柚种子超低温伤害的机理，优化超低温保存方案，建立柚种子长期保存的技术贮备；选择15-20个代表性的柚品种及柚的野生类型和近缘种，定量评价种子的脱水/低温敏感性，并结合品种原产地的气候特征作种子脱水/低温敏感性的生物地理学研究，结合保护性糖、蛋白和脂肪酸的测定作种子脱水/低温敏感性的生化基础研究；选择3-5个代表性的柚品种，检测种子发育过程中脱水和低温敏感性变化与保护性糖、蛋白、脂肪酸含量变化，做种子脱水/低温敏感性的发育研究。探讨柚种子低温敏感性的机理，丰富种子顽拗性理论，为热带植物资源保护奠定基础。发表研究论文5-6篇，其中2-3篇为SCI期刊收录。培养研究生2名。

柚子是重要的热带、亚热带水果，近年来品种资源流失严重，急需开展种质资源长期保存的研究。项目执行期间，共收集到柚子及其近缘种种子58份。以此为材料，开展了种间、种内种子贮藏特性的比较研究，发现柚子与同属的几个近缘种植物在种子脱水耐性和超低温耐性方面存在种间差别，柚子的不同品种之间又存在种内差别；以非洲柚、曼赛龙、小甜柚三个品种的种子为材料，开展了种子贮藏及老化的研究，发现经过1年的贮藏后，所有的种子都表现出明显的活力下降，证实了其中间型种子的贮藏特点；以非洲柚、曼赛龙、小甜柚三个品种的种子为材料，开展了种子脱水耐性和超低温耐性发育的研究，发现柚子种子发育过程中具有与正常性种子一样的代谢关闭和细胞脱分化过程，但是与胁迫耐性相关的可溶性蛋白和热稳定蛋白积累较少，总的含量偏低而且种类明显偏少，这可能是柚种子表现为中间型种子贮藏行为的生理基础，同时发现，发育中的种子慢速脱水处理后的脱水耐性高于或至少不低于快速脱水处理的种子；以非洲柚、曼赛龙、小甜柚三个品种的成熟种子为材料，开展了超低温保存技术的比较研究，发现冷冻前用饱和盐脱水处理的种子融后成苗率不如用硅胶脱水处理的种子，同时，以胚轴为超低温保存的材料可以获得较高的融后存活率，从而保存更丰富的遗传多样性；以非洲柚、曼赛龙、小甜柚三个品种的成熟种子为材料，开展了超低温伤害的研究，发现细胞膜伤害是超低温伤害的重要方面，冷冻前的脱水处理可以较好地减轻超低温伤害程度。此外，还开展了西双版纳毁林开荒和生境片断化导致原生物种濒危和外来生物入侵机理的研究。目前已发表研究论文10篇，其中SCI收录7篇(含接受发表1篇)，CSCD收录2篇，国际会议论文摘要1篇，另有2篇正在整理中。培养了4名硕士研究生。