珍稀濒危植物珙桐种子萌发特性及其种质长期保存研究

Seed maturation and then began to enter the aging process , the seed is to save as much as possible to delay the deterioration of seed rate , while maintaining the genetic integrity of the seed ; make after a long -saved seed with good germination seedling capacity. Cryopreservation is now considered a non- orthodox seeds to get long-term preservation of a unique technology . Department of Davidia involucrata families our unique single -type species, due to the distribution of natural populations isolated gene miscommunication , seed dormancy as a result of poor regeneration , distribution gradually reduced, endangered ; explore the theoretical basis of long-term preservation of involucrata seeds and to provide guidance for the practice is necessary . The project endangered plant Davidia involucrata seeds as the research object , by morphological observation, determination of the content of the storage material , a key enzyme activity assay of glucose metabolism , endogenous determination of inhibitory substances and hormones , antioxidant defense system activity and antioxidant content determination , and iTRAQ proteomics technologies western blot and quantitative PCR to study the physiological and biochemical characteristics and protein expression profile changes after dehydration and cryopreservation germination process, revealing the non- normal sexual seed cryopreservation mechanisms to clarify break abnormal physiological and biochemical mechanisms of seed dormancy, provide theoretical guidance for the preservation of seed and nursery involucrata .

种子成熟后即开始进入衰老过程，种子保存就是要尽可能延缓种子的劣变速度，同时保持种子遗传完整性，并使经过长期保存的种子具有良好的萌发成苗能力。超低温保存目前被认为是非正常性种子获得长期保存的唯一技术。珙桐系我国特有的珙桐科单型属植物，由于自然种群分布隔绝、基因交流不畅、种子休眠等导致的更新不良，分布范围逐渐缩小，濒临灭绝。探索珙桐种质长期保存的理论基础十分必要。本项目以珍稀濒危植物珙桐的种子为研究对象，通过形态观察、贮藏物质含量测定、糖代谢关键酶活性测定、内源抑制物质和激素含量测定、抗氧化防御系统酶活性和抗氧化剂含量的测定、及iTRAQ蛋白质组学技术结合western blot和荧光定量PCR技术，研究其在脱水和超低温保存后以及萌发过程中生理生化特性及蛋白表达谱变化，揭示非正常性种子超低温保存相关机制，阐明打破非正常性种子休眠的生理生化机制，为珙桐种子保存及育苗提供供理论指导。

珙桐系我国特有的珙桐科单型属植物，由于自然种群分布隔绝、基因交流不畅、种子休眠等导致的更新不良，分布范围逐渐缩小，濒临灭绝。探索珙桐种质长期保存的理论基础十分必要。本项目以珍稀濒危植物珙桐的种子为研究对象，通过形态观察、贮藏物质含量测定、糖代谢关键酶活性测定、内源抑制物质和激素含量测定、抗氧化防御系统酶活性和抗氧化剂含量的测定及iTRAQ蛋白质组学技术，研究其在脱水和超低温保存后以及萌发过程中生理生化特性及蛋白表达谱变化，揭示非正常性种子超低温保存相关机制，阐明打破非正常性种子休眠的生理生化机制，旨在为为珙桐种子保存及育苗提供供理论指导。.研究显示，珙桐种子存在生理后熟的过程，属非正常性种子；随着层积时间延长，珙桐胚轴中可溶性糖、淀粉、脂肪酸、蛋白质含量都呈上升的变化趋势；POD与SOD的活性都呈现下降的趋势，而MDA的含量开始保持稳定，最后上升；促进种子萌发的GA、IAA的含量逐渐上升，抑制性激素ABA的含量呈下降趋势。基于iTRAQ技术的蛋白组学研究显示，层积不同时期影响种子萌发的蛋白主要集中于能量代谢过程和刺激响应。对不同层积时期珙桐子叶、胚轴醇溶蛋白电泳发现，珙桐种子的遗传完整性发生了一定的变化。.脱水耐性方面，随着脱水，珙桐离体胚的相对电导率和MDA的含量呈上升趋势；SOD、APX、CAT和DHAR四种抗氧化酶活性均在含水量降至18.45±1.02%时达到最大值，进一步脱水，酶活性迅速下降。随着含水量降低，珙桐离体胚脂质体由不规则分布模式转变为沿细胞膜内侧规则分布，脱水8 h后小的脂质体相互融合成为大的脂肪团。蛋白组学研究显示，珙桐离体胚轴的脱水耐性机制主要涉及蛋白和核酸等分子的合成、装配、绑定与代谢，蛋白翻译及翻译后修饰。.在超低温条件下，珙桐胚轴细胞膜结构和功能完整性受到很大伤害，这可能是其活性降低的主要原因之一。蛋白组学研究显示，脱水后的珙桐离体胚轴的低温耐性机制主要涉及蛋白合成、分子定位、能量代谢和次级代谢。