假色槭種子層積過程中儲藏物質(zhì)及淀粉酶活性變化

周旭昌，趙　瑩，楊香茹，林士杰

（1.吉林省汪清縣林業(yè)局，吉林汪清　133200；2.吉林省洮南市機(jī)械林場，吉林洮南　137100；3.吉林省林業(yè)科學(xué)研究院，吉林長春　130033）

假色槭種子層積過程中儲藏物質(zhì)及淀粉酶活性變化

周旭昌1，趙瑩1，楊香茹2，林士杰3

（1.吉林省汪清縣林業(yè)局，吉林汪清133200；2.吉林省洮南市機(jī)械林場，吉林洮南137100；3.吉林省林業(yè)科學(xué)研究院，吉林長春130033）

研究假色槭種子層積過程中內(nèi)含物質(zhì)及淀粉酶活性的變化情況，以揭示種子生理物質(zhì)的變化規(guī)律，闡明種子休眠解除與種子層積過程中內(nèi)含物質(zhì)及淀粉酶活性變化的聯(lián)系.結(jié)果表明:在自然層積過程中，假色槭種子中的可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白的含量從整體來看變化趨勢基本一致，均表現(xiàn)為逐漸減少；α淀粉酶活性均表現(xiàn)為先下降后上升，再下降，再上升的趨勢；β淀粉酶活性先迅速下降，再變化比較平緩.由此說明，假色槭種子中的貯藏物質(zhì)在層積過程中不斷分解代謝，為種子萌發(fā)做物質(zhì)和能量上的準(zhǔn)備.

假色槭；可溶性蛋白；淀粉；可溶性糖；淀粉酶活性

【引用格式】周旭昌，趙瑩，楊香茹，等.假色槭種子層積過程中儲藏物質(zhì)及淀粉酶活性變化［J］.北華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2016，17（3）:322-325.

假色槭（Acerpseudo-sieboldianum），隸屬槭樹科槭屬，既是細(xì)木用材、染料原料，也是蜜源植物，秋季的紅葉極具觀賞價值［1］，是一種具有較大開發(fā)潛力的鄉(xiāng)土樹種.目前，國內(nèi)外學(xué)者主要針對假色槭生長規(guī)律、觀賞價值等進(jìn)行了研究［2-5］，而假色槭的基礎(chǔ)研究仍處于起步階段.生產(chǎn)實踐中假色槭的繁殖方式仍以種子繁殖為主，但假色槭種子具有深休眠特性，給生產(chǎn)帶來了極大困難，這主要是由于在假色槭種子休眠解除與萌發(fā)過程中生理生化指標(biāo)方面缺少系統(tǒng)全面的研究，種子休眠解除過程中內(nèi)含物質(zhì)變化關(guān)系復(fù)雜，諸多問題有待于進(jìn)一步研究.為了揭示假色槭種子休眠解除過程中內(nèi)含物質(zhì)的變化機(jī)制，本次將研究在假色槭種子層積過程中內(nèi)含物質(zhì)及淀粉酶活性的變化，以揭示種子休眠解除過程中內(nèi)含物質(zhì)的變化規(guī)律，闡明種子休眠解除過程中可溶性糖、可溶性蛋白、淀粉及淀粉酶活性變化的聯(lián)系，為解除種子休眠提供技術(shù)支撐.

1　材料與方法

1.1試驗材料

假色槭種子采集自吉林蛟河，自然風(fēng)干后存于4℃冰箱中備用.千粒重（45.63±0.42）g，含水率（7.05± 0.12）%.

1.2試驗方法

將消毒后的種子與濕沙按體積比1∶3的比例混勻后放入窖中，定期定量灑水、翻動，以保持濕潤狀態(tài).假色槭于層積前和層積后1～8個月每月取樣1次.去掉種皮，取種仁測定種子可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白、α淀粉酶、β淀粉酶含量以及α+β淀粉酶活性［6-7］，設(shè)置重復(fù)3次.

1.3數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003和SPSS 17.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，用Duncan法進(jìn)行多重比較.

2　結(jié)果與分析

2.1可溶性糖含量變化

在低溫層積過程中，假色槭種子可溶性糖含量變化見圖1.由圖1可見:從整體趨勢來看，隨著層積時間的延長，假色槭種子可溶性糖含量總體呈逐漸降低的趨勢.層積初期0～3個月，種子可溶性糖迅速下降（6.58mg/g），隨后開始上升，但仍低于層積前的含量（30.42mg/g），而后又表現(xiàn)為下降直至層積結(jié)束（5.22 mg/g），與對照相比，層積結(jié)束時可溶性糖含量降低了82.86%.經(jīng)方差分析可知，層積2和4個月、層積3 和5個月、層積7和8個月差異不顯著，其他層積處理間可溶性糖含量的差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05）.

2.2淀粉含量變化

假色槭種子層積過程中淀粉含量變化見圖2.由圖2可見:從整體趨勢來看，假色槭種子淀粉含量的變化與可溶性糖含量變化相似，均呈逐漸下降的趨勢.假色槭種子淀粉含量在層積處理前最高（9.97mg/g），層積初期0～3個月，種子淀粉迅速下降（3.69mg/g），隨后開始上升（6.02mg/g），但仍低于層積前的含量；5～6月個又表現(xiàn)為下降（3.08～3.04mg/g）；7個月略有上升（4.64mg/g），而后又表現(xiàn)為下降（3.12mg/g）.與對照相比，層積結(jié)束時淀粉含量降低了68.68%.經(jīng)方差分析可知，層積1，2和4個月，層積3，5，6和8個月差異不顯著，其他層積處理間淀粉含量的差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05）.

2.3可溶性蛋白含量變化

假色槭種子層積過程中可溶性蛋白含量變化見圖3.由圖3可見:在層積過程中，假色槭種子可溶性蛋白含量呈逐漸下降的趨勢.在層積0～4個月，種子可溶性蛋白含量逐漸降低，與對照相比降低了33.06%；4 ～8個月，進(jìn)入穩(wěn)定階段；6個月雖略有上升，但整體表現(xiàn)為緩慢下降，層積結(jié)束時，與對照相比，種子可溶性蛋白含量下降了38.25%.經(jīng)方差分析可知，層積0和1個月，4，5和7個月，層積5和8個月差異不顯著，其他層積處理間淀粉含量的差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05）.

2.4淀粉酶活性變化

假色槭種子層積過程中淀粉酶活性的變化見圖4.

2.4.1α淀粉酶活性變化

從整體來看，假色槭種子α淀粉酶活性呈現(xiàn)了先下降后上升，再下降，再上升的趨勢.在層積0～1個月，種子α淀粉酶活性下降，與對照相比降低了33.81%，1～3個月表現(xiàn)為大幅上升，比對照增加了75.2 9%；3～5個月表現(xiàn)為大幅下降，與對照相比降低了26.29%；5～8個月，又呈現(xiàn)出大幅上升，與對照相比增加了90.32%.經(jīng)方差分析可知，層積2，3，7和8個月，2，3，4和6個月差異不顯著，其他層積處理間淀粉含量的差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05）.

2.4.2β淀粉酶活性變化

從整體來看，假色槭種子β淀粉酶活性呈現(xiàn)了0～2個月迅速下降，比對照降低了87.20%；2～6個月，變化較為平穩(wěn)；6～8個月，略有一定幅度上升.經(jīng)方差分析可知，層積0和1個月，2，3，4，5和6個月，7和8個月差異不顯著，其他層積處理間淀粉含量的差異均達(dá)到顯著水平（P＜0.05）.

2.4.3α+β淀粉酶活性變化

從整體來看，在層積過程中假色槭種子α+β淀粉酶活性呈現(xiàn)了先下降再上升的趨勢.在層積0～2個月，種子α+β淀粉酶活性下降，與對照相比降低了34.21%；2～4個月表現(xiàn)為先略有上升，再下降的趨勢，與對照相比下降了53.71%；5～8個月呈現(xiàn)大幅上升，比對照增加了5.3%.經(jīng)方差分析可知，層積0，1，2，7 和8個月，2，3和4個月，5和6個月差異不顯著，其他層積處理間淀粉含量的差異均達(dá)到顯著水平（P＜0. 05）.

3　討　論

蛋白質(zhì)、淀粉、脂肪等是種子萌發(fā)生長所需的主要營養(yǎng)物質(zhì)［8］，在種子萌發(fā)過程中會產(chǎn)生一系列的代謝變化，為種子萌發(fā)提供物質(zhì)基礎(chǔ).本研究發(fā)現(xiàn):假色槭種子在自然層積過程中貯藏物質(zhì)可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白的含量從整體來看變化趨勢基本一致，均表現(xiàn)為逐漸減少，說明種子休眠解除過程中各種內(nèi)源酶活性大大提高，加速了大分子物質(zhì)的代謝，促進(jìn)了新的營養(yǎng)物質(zhì)的合成，為種子萌發(fā)提供了充足的物質(zhì)基礎(chǔ).

種子休眠解除過程中需要的能量主要來源于儲藏物質(zhì)的代謝轉(zhuǎn)化，而儲藏物質(zhì)的代謝需要大量的酶參與，因此，在種子萌發(fā)時，酶的活化是最為明顯的現(xiàn)象之一［9］.本研究中α淀粉酶活性均表現(xiàn)為先下降后上升，再下降，再上升的趨勢；β淀粉酶活性則表現(xiàn)為先迅速下降，再變化比較平緩，這與陳愛國等［10］的研究結(jié)果類似，種子吸水萌發(fā)過程中β-淀粉酶被不斷活化，同時又被不斷消耗，所以β-淀粉酶呈先下降，然后變化平緩；α-淀粉酶的水解主要是提供種子伸長生長的能力，所以大部分時間呈上升的趨勢.

本研究僅對自然層積過程中假色槭種子內(nèi)含物質(zhì)可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白以及α-淀粉酶、β-淀粉酶、總淀粉酶活性的變化規(guī)律進(jìn)行了初步研究，但是種子休眠解除與萌發(fā)的生理生化關(guān)系復(fù)雜多樣，物質(zhì)代謝及其相關(guān)酶的變化關(guān)系、激素變化與物質(zhì)代謝等一系列問題還有待于進(jìn)一步研究.

［1］周旭昌，周曉萌，王水明，等.假色槭果實各部位浸提液對白菜種子發(fā)芽及幼苗生長的影響［J］.北華大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2015，16（2）:233-236.

［2］何立偉.假色械青楷械花楷械萌生規(guī)律及經(jīng)營措施的探討［J］.吉林林業(yè)科技，1987（2）:21-22.

［3］梁鳴，李玉芳，徐海軍，等.假色槭人工馴化生長特性淺析［J］.國土與自然資源研究，2006（4）:91-92.

［4］徐海軍，梁鳴.假色槭馴化苗木物候特征觀察［J］.林業(yè)科技，2007，32（5）:4-6.

［5］孫波，劉曉東，鄭德丞.假色槭葉色變化對土壤施FeSO4酸化處理的響應(yīng)［J］.東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報，2008，36（9）:51-5 2，58.

［6］北京師范大學(xué)生物系生化教研室.基礎(chǔ)生物化學(xué)實驗［M］.北京:高等教育出版社，1982:142-162.

［7］李合生.植物生理生化實驗原理和技術(shù)［M］.北京:高等教育出版社，2006.

［8］傅家瑞.種子生理［M］.北京:科學(xué)出版社，1985.

［9］ Carol C，Baskina B，Per Milbergic，et al.Seed dormancy-breaking and germination requirements of Drosera anglica，an insectivorous species o f the Northern Hemisphere［J］.Acta Oecologica.2001，22（2）:1-8.

［10］陳愛國，陳進(jìn)紅.胚芽鞘的伸長機(jī)理和生理生態(tài)響應(yīng)［J］.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2002，33（4）:438-441.

【責(zé)任編輯：郭偉】

Storage Substance Content and Amylase Activities during the Stratification of Acerpseudo-sieboldianum Seeds

Zhou Xuchang1，Zhao Ying1，Yang Xiangru2，Lin Shijie3
（ 1.Forest Bureau of Wangqing County，Wangqing 133200，China； 2.Mechanical Forest Farm of Taonan City，Taonan 137100，China； 3.Jilin Provincial Academy of Forestry Science，Changchun 130033，China）

The substance transformation and amylase activities of stratified seeds of Acerpseudo-sieboldianum were discussed in order to study the change of physiological indexes.During stratification，the content of soluble sugars， soluble protein and starch all gradually declined. The activities of α-amylase activities in the stratified seeds descends early，then ascends，and then descends and then ascends.The β-amylase activities in the stratified seeds descends early，then changes mildly. The results would provide an useful reference to find out the germination physiology of seeds.

Acerpseudo-sieboldianum；soluble protein；starch；soluble sugars；amylase activities

2014年中國科技核心期刊綜合大學(xué)學(xué)報類核心影響因子排序*

S722

A

1009-4822（2016）03-0322-04

10.11713/j.issn.1009-4822.2016.03.008

2015-12-30

吉林省科技發(fā)展計劃資助項目（201201093）.

周旭昌（1965-），男，正高級工程師，主要從事森林經(jīng)營研究，E-mail:1733438969@qq.com；通信作者:林士杰（1979-），女，碩士，助理研究員，主要從事林木遺傳育種研究，E-mail:linshijie1979@126.com.