全 文 ：中国农业大学学报　2009 , 14(4):65-70
Journal o f China Ag ricultur al Unive rsity
脱落酸影响马拉巴栗种子发育及萌发的效应研究
李永红1 　马颖敏1 ,2 　赵梁军3＊
(1.深圳职业技术学院 应用化学与生物技术学院 ,广东 深圳 518000;
2.华南农业大学 生命科学学院 ,广州 510642;3.中国农业大学 农学与生物技术学院 ,北京 100193)
摘　要　探讨了脱落酸与马拉巴栗种子的发育和萌发关系。以不同发育阶段的马拉巴栗种子和离体胚为试材 , 观
测了种子发育中内源 ABA 含量变化和外源 ABA 对种子及离体胚的萌发影响。结果表明:马拉巴栗种子发育过程
中 ,种皮 、子叶和胚轴的 ABA 含量先升高 , 后下降 , 最高值出现在花后 50 d , 最高值分别为 791.45、352.68 和
567.85 ng/ g(FW), 种皮中 ABA 具有向内扩散的趋势 ,含量始终高于子叶和胚轴。随着种子的成熟 ,种子对外源
ABA 的敏感性逐渐降低 ,种皮 ABA 含量与种子活力指数呈极显著负相关 , 与出苗率呈显著负相关 , 去除种皮能使
萌发率和活力指数大大增加。可见 ABA 是马拉巴栗种皮内含有的萌发抑制物质 ,且抑制作用随种子成熟而降低。
关键词　马拉巴栗;种子;脱落酸;种子活力指数;萌发率
中图分类号　S 687.9;S 601　　　文章编号　1007-4333(2009)04-0065-06　　　文献标志码　A
收稿日期:2008-12-11
基金项目:国家“ 863”项目资助(2006AA100109)
第一作者:李永红 ,副教授 , 主要从事园林植物生理生化研究 , E-mail:liy onghong 03@163.com
通讯作者:赵梁军 ,教授 , 博士生导师 ,主要从事观赏植物生理生态与新品种选育的研究 , E-mail:zhaolj5073@sina.com
A study of effect of abscisic acid on
seed development and germination of Pachira macrocarpa
LI Yong-hong1 , MA Ying-min1 , 2 , ZHAO Liang-jun3＊
(1.School of AppliedChemist ry and Biological Technology, Shenzhen Polytechnic , Shenzhen 518000 , China;
2.College of Life Science, South China Agricultural University, Guangzhou 510642 , China;
3.College of Agronomy andBiotechnology, China Agricultural University, Beijing 100193 , China)
Abstract　The purpose of this study was to determine the relationship between abscisic acid (ABA) and the
development and germination of the seed of Pachira macrocarpa.By measuring the change in endogeneous ABA and
comparing the effect of exogenous ABA treatment onseed and embryo with exogenous ABA treatment , we showed that
the ABA content in the seed coat , cotyledon and hypocotyl increased progressively and reached the peak 50 d , then
declined till maturity.ABA content in seed coat was muchhigher than that in ei ther cotyledon or hypocotyl.During seed
development and maturation, strong negative correlations were observed between ABA content of seed coat and seed
vigor index , as well as germination rate.Removal of seed coat enhanced seed germination and increased vigor index
effectively.We concluded that the ABA in the seed coat inhibited seed germination.
Key words　Pachira macrocarpa;seed;ABA;seed vigor index;germianation rate
　　马拉巴栗(Pachira macrocarpa),也称台湾发
财树 ,中国植物志名瓜栗 ,木棉科瓜栗属 ,原产墨西
哥 ,近几年 ,我国台湾省及广东 、福建等地已批量生
产。马拉巴栗为常绿乔木 ,具有极高的经济和观赏
价值 ,4—5月开花 ,9—10月果熟 ,内有 10 ～ 20粒种
子[ 1-2] 。该种子脱离母体后可立即萌发 ,不耐脱水干
燥 ,在自然条件下生命力很短[ 3] 。
脱落酸(ABA)在种子发育 、萌发和休眠等生理
代谢中起重要作用[ 4] , ABA 不仅能促进种子贮藏
蛋白积累 ,防止提前萌发 ,而且可诱导小麦 、大麦和
玉米等种子的离体胚中与脱水有关的 mRNA 和蛋
白质的合成[ 5] 。在通常情况下 ,种子应在胚完全成
中 国 农 业 大 学 学 报 2009 年 第 14 卷　
熟后才会萌发。但将未成熟的大豆胚从种子中分离
出来在培养基上培养 ,胚即停止发育而转向萌发 ,而
在培养基中加入 ABA ,可阻止胚萌发促进继续发
育[ 6] 。但 ABA 保持贮藏蛋白基因表达的能力随胚
成熟度不同而有差异[ 7] 。在适当的采种时间进行
ABA 处理 ,能有效地保存种子的生命力[ 8] 。关于
ABA 对马拉巴栗种子发育和萌发过程中的影响研
究尚未见报道。笔者对马拉巴栗种子发育过程中种
子以及种皮 、胚轴和子叶内源 ABA 含量变化 、外源
ABA 对种子和离体胚活力指数的影响进行了研究 ,
旨在探索马拉巴栗种子成熟和萌发与 ABA 的关
联 ,为延长马拉巴栗种子贮藏时间提供理论依据。
1　材料与方法
1.1　材料
马拉巴栗种子来源于深圳市四季青花卉有限公
司苗圃 10年树龄的马拉巴栗植株 ,在不同发育阶段
采收果实 ,并及时用液氮快速冷却 。试验于 2006 -
2007年在深圳职业技术学院进行。试验先后重复
进行 3次 。
1.2　试验方法
1.2.1　种子 、离体胚萌发率 、活力指数及出苗率的
测定
参考吕成群等方法测定[ 9] 。每处理选用 50 粒
种子或离体胚 ,播种于营养土中 ,在(25 ±2)℃、相对
湿度 56 %的人工气候箱中发芽 ,每天记录萌发率 ,
10 d后计算种子活力指数 IG =∑(Gt/ tD)(Gt 为不
同发芽时间 t 的发芽数;tD 为不同的发芽试验天
数)。成苗标准为子叶不发黄 、不萎蔫 ,上胚轴能正
常伸长 ,长出真叶;根据成苗数量计算出苗率 ,出苗
率=成苗数量/50×100%。本文图表中的计算结果
均以平均值±标准误表示 。
1.2.2　种子内源 ABA 的提取和测定
采用酶联免疫分析方法(ELISA),植物激素测
定试剂盒购自美国 Agdia 公司。按照禹利君[ 10] 等
方法提取待测样品中的 ABA ,并按照试剂盒说明进
行样品 ABA 含量测定 。
1.2.3　ABA 处理种子及离体胚
取各发育阶段的种子及离体胚 ,分别用浓度为
10-6 、10-4和 10-3 mol/ L 的 ABA 溶液浸泡 2 和 3
d ,每 10粒种子或离体胚用 150 mL ABA 溶液 ,每
处理各 50粒种子或离体胚。浸泡后取出稍微晾干 ,
进行萌发和活力测试实验 。
2　结果与分析
2.1　发育各阶段马拉巴栗种子和离体胚萌发率和
出苗率的变化
马拉巴栗种子和离体胚随发育进程萌发率 、活
力指数和出苗率表现增加趋势(表 1):花后 30 d的
种子完全不能萌发;到 40 d有1.33%的种子具有萌
发率 ,但活力指数只有 1.91;在 40 ～ 60 d期间 ,种子
的萌发率和出苗率增加显著;到 60 d ,萌发率迅速上
升至 84%,种子活力指数也快速上升至 208.39 ,出
苗率达到113.33%;70 d时萌发率达到100%,出苗
率 150%,活力指数为 331.73 ;70 ～ 90 d种子出苗
率进一步增加 ,为 194 %(种子多胚可萌发多芽)。
结果表明 ,随着种子的发育 ,马拉巴栗种子生活力
越来越高 ,在 70 d左右萌发率 、活力指数和出苗率
均达到较高水平 。但此时果实仍未成熟 ,表现出
果柄与果枝仍然分离困难 ,说明种子比果实更早
成熟 。
相比种子的萌发率和活力指数 ,离体胚表现为
具有较早的发芽能力 ,但活力指数低于同一发育时
期种子:30 d的离体胚的萌发率已经有 16 %(表 1),
比种子早10 d左右获得萌发能力;到40 d胚的萌发
率已经急速增加到84%,比种子早约 20 d达到较高
水平 ,活力指数仅为 4.96;50 d的萌发率达到100%
时活力指数为 7.44 ,此后离体胚萌发率基本没有变
化 ,但活力指数继续上升;90 d时达到 10.25 。
2.2　马拉巴栗种子及离体胚在发育过程中内源
ABA含量的变化
马拉巴栗种子发育过程中 , ABA 含量在 20 d
前轻微下降 ,30 d 后迅速上升并在 50 d 达到峰值
1 742.33 ng/g(FW),然后较快下降(图 1-a)。马拉
巴栗种子在成熟时(90 d),A BA 含量下降到相对较
低的水平 ,只有 330.48 ng/g (FW),仅是高峰时候
的 18.97 %。
从 30 d后开始分别测定马拉巴栗种子种皮 、胚
轴和子叶中的 ABA 含量(图 1-b),分析结果发现 ,
种皮中的 ABA 含量在 40 ～ 60 d保持相对稳定的水
平 ,在 60 d 后迅速下降 ,在 90 d 时下降至 122.62
ng/g (FW);种子胚轴中 ABA 含量从 30 ～ 50 d迅
速增加 ,并在 50 d达到峰值 567.85 ng/g (FW),然
后经过一个较快下降的阶段后 ,在 80 ～ 90 d含量达
到相对稳定的低水平 136.34和 99.02 ng/g (FW);
种子子叶中的 ABA 含量同样是在 30 d 后逐渐上
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　第 4 期 李永红等:脱落酸影响马拉巴栗种子发育及萌发的效应研究
升 ,但是上升程度没有胚轴的明显 ,在 60 d 时达到
峰值 394.32 ng/g (FW),然后下降 ,同样在 80 ～ 90
d 达到相对稳定的水平 154.23 和 103.11 ng/g
(FW)。与胚轴相比 ,子叶的 ABA 含量较迟达到峰
值 ,含量在 70 d 前一直比胚轴低 ,到种子接近成熟
时则相反 ,子叶 ABA 含量略高 ,但子叶和胚轴在整
个发育过程中 ,ABA 含量基本上都比种皮的含量
要低 ,只是到 90 d时三者的含量才比较相近(图 1-
b)。可见随着马拉巴栗种子的发育 , ABA 在种子
成熟脱落前达到峰值 ,且胚轴早于子叶 ,在成熟脱
落时 ,ABA 的含量达到低值 ,可能是因为马拉巴栗
种子已转向萌发状态 。
表 1　马拉巴栗种子发育过程中萌发率和出苗率的变化
Table 1　Changes in germination rate and germina tion pe rcentag e during seed and
embryo development of Pachira macrocarpa
花后
天数/ d
种子
萌发率/ %
离体胚萌
发率/ %
种子活力
指数
离体胚活力
指数
种子
出苗率/ %
30 0.00±0.00 e 16.67±0.67 c 0.00±0.00 g 0.42±0.02 d 0.00±0.00 f
40 1.33±0.67 d 82.00±0.67 b 1.91±0.04 f 4.96±0.12 c 1.33±0.67 e
50 11.33±0.67 c 100.00±0.00 a 13.87±0.44 e 7.44±0.33 b 17.33±0.67 d
60 84.00±1.16 b 99.33±0.67 a 208.39±1.21 d 7.59±0.21 b 113.33±1.33 c
70 99.33±0.67 a 98.00±0.00 a 331.73±6.25 c 7.87±0.18 b 148.00±3.06 b
80 98.67±0.17 a 100.00±0.00 a 425.80±2.57 b 9.31±0.16 ab 184.00±3.06 a
90 100.00±0.00 a 100.00±0.00 a 510.94±2.63 a 10.25±0.08 a 191.33±1.76 a
　　注:小写字母表示同一发育阶段种子不同处理间的显著性(P<0.05)。下同。
图 1　马拉巴栗种子发育过程中内源 ABA含量(a)和种皮 、胚轴以及子叶内源 ABA含量(b)的变化
Fig.1　Changes o f ABA content o f Pachira macrocarpa seeds(a), seed coat ,
hypoco tyl and coty ledon(b)during differ ent developmental stages
　
　　相关分析表明(表 2):种皮中 ABA 含量与马拉
巴栗种子活力指数呈极显著负相关;与出苗率呈显
著负相关;胚轴中 ABA 含量与马拉巴栗种子活力
指数呈显著负相关 。子叶中 ABA 含量与马拉巴栗
种子生活力同样呈负相关 ,但相关性不显著 ,且与宗
梅[ 11]研究顽拗性板栗种子时得出子叶中 ABA 含量
与种子的生活力呈正相关的结论相反。
2.3　不同发育阶段种子及离体胚对外源 ABA敏感
性的变化
根据数据显示 ,早期发育的胚比后期发育的胚
对外源 ABA更敏感 ,种子也呈现类似规律。
从图 2可知 , 30 d的离体胚在 10-6mo l/L ABA
浸泡 2 d后 ,活力指数立即下降到对照的 22.37%,
浸泡 3 d后活力指数更仅剩对照的 12.31%;10-4
mol/ LABA浸泡2 d可完全抑制胚的萌发 。随着成
熟度的增加 ,外源 A BA 对离体胚萌发率 、活力指数
的影响越来越小 。对于60 d的离体胚 ,浓度为 10-4
mol/ L甚至 10-3mol/ L的 ABA 浸泡 2 d仅使离体
胚萌发率下降约 20 %;10-3mo l/L浓度 ABA 浸泡 3
d仍有 30%的胚萌发 ,但 10 d统计的活力指数比对
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中 国 农 业 大 学 学 报 2009 年 第 14 卷　
照下降了 95.76%。对于完全成熟的的 90 d的离体
胚 ,10-3mo l/L 浓度 ABA 对其萌发的影响已经很
小 ,浸泡 3 d后仍有 88%的萌发率 ,浓度小于 10-3
mol/L对萌发基本无影响;但从活力指数可以看出 ,
虽然外源 A BA 基本不可以抑制成熟离体胚的萌
发 ,但是对其形成幼苗和幼苗的生长还是起到较明
显抑制作用 ,使到萌发延迟 、幼苗生长显著减慢 。
表 2　马拉巴栗种子发育过程中胚胎各部分的 ABA含量变化与萌发率 、
活力指数和出苗率的相关关系
Table 2　Analysis of co rr elations between ge rmination rate , vigo r index , ge rmination
pe rcentag e and ABA in Pachira macrocarpa seeds during development
胚胎各部分 萌发率/ % 种子活力指数 出苗率/ %
种皮 -0.772 24 -0.954 04＊＊ -0.899 66＊
胚轴 -0.633 36 -0.836 48＊ -0.763 87
子叶 -0.368 64 -0.687 37 -0.571 40
　　注:＊＊表示相关达到极显著水平(P<0.01);＊表示相关达到显著水平(P<0.05)。
图 2　马拉巴栗各发育阶段离体胚被不同浓度的 ABA浸泡 2 d(a)和 3 d(b)后种子活力指数的变化
Fig.2　Changes in ABA content of Pachira macrocarpa seed coat , hypocotyl and co ty ledon at different developmental stag es
　
　　不同发育阶段种子对外源 ABA 的敏感性变化
与离体胚有相似的规律 ,表现为成熟度越高的种子
的萌发受外源 ABA 的影响越小(图 3)。70 d 的种
子经过 10-3mol/ L的 ABA浸泡 3 d后 ,萌发率只是
从原来的 96%轻微下降到 80%;而 10-3mol/L 的
ABA 对 80 ～ 90 d的种子萌发基本没有影响。但从
活力指数可以明显看出 ,无论种子是否成熟 ,较大浓
度 ABA(10-4和 10-3 mo l/L)对种子萌发后的生长
发育仍有较大影响。观察各阶段种子出苗率受
ABA 的影响(图 4),可以发现 ,成熟度越高的种子 ,
出苗率受 ABA 影响而降低的程度越小 , 50 d 的种
子 ,经过 10-3mo l/L ABA 浸泡 2 d ,出苗率下降了
57.15%,浸泡 3 d ,出苗率下降 78.11%,而 90 d 的
种子 ,经过 10-3mol/L ABA 浸泡 3 d后出苗率只是
下降了 33.23%。可能是因为种子内各胚的发育程
度不同 ,越接近果实成熟的时候 ,越多的胚发育接近
成熟 ,也越多的胚对 ABA 的敏感性较低 ,造成出苗
率的变化差异。
3　讨　论
种子发育接近成熟时 ,从生理上已获得萌发能
力 ,但多数种子不会在母体发芽 ,这主要是 ABA所起
的作用[ 11] 。在龙眼 、荔枝 、大豆 、菜豆等不能发芽的
未成熟种子中内源 ABA 含量较高[ 12] 。像福建青冈
和红树等某些树种在母体上出现胎萌现象 ,主要是胚
中 ABA含量较低或对外源 ABA 不敏感的结果[ 13] 。
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3.1　种子内源 ABA含量与种子萌发能力的关系
对马拉巴栗种子和离体胚进行发芽试验时 ,发
现带种皮的种子的萌发均受到不同程度的抑制 ,发
育程度越低的种子受种皮影响越大:50 d或之前的
带种皮种子的萌发率非常低 ,甚至不能萌发 ,而将种
皮去除萌发率明显提高;50 d的种子去除种皮后萌
发率从 12%大幅上升到接近 100%;60 d及之后的
种子即使不去除种皮也有较高萌发率 ,但去除种皮
后萌发周期显著缩短(数据未列出),且萌发率有一
定提高。测定马拉巴栗种皮内 ABA 含量发现 ,在
整个发育过程中 ,种皮的 ABA 含量均明显较胚轴
和子叶高 ,这一结果与 Far rant 等的结论相符[ 14] 。
经相关分析可知 ,种皮 ABA 含量与种子活力指数
呈极显著负相关 ,与出苗率呈显著负相关。因此推
测马拉巴栗种皮内含有萌发抑制物质可能是 ABA ,
它具有向内扩散的作用 ,从而抑制了过早萌发。
测定种子子叶 ABA 含量 ,发现其与种子的生
活力呈负相关 ,结果与宗梅[ 15] 研究顽拗性板栗种子
时测得子叶与种子生活力呈正相关的结论相反 。可
能是由于马拉巴栗种子子叶中的 A BA 会向胚轴移
动 ,抑制了胚的萌发 ,从而降低其生活力。具体机理
有待进一步研究。
对于整个种子而言 ,可能因种皮内含有大量的
ABA ,虽种子已从发育转向萌发 ,但种子的萌发还
受到种皮的限制 ,并未表现出胎萌现象 ,说明外源
ABA可能可以抑制马拉巴栗种子的过早萌发。
3.2　发育各阶段种子对外源 ABA的敏感性变化
以不同浓度的外源 ABA 处理各发育阶段的马
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中 国 农 业 大 学 学 报 2009 年 第 14 卷　
拉巴栗种子发现 , ABA 能抑制种子萌发 ,表现为在
相同天数内(10 d)种子萌发率有不同程度的下降 ,
而且幼苗生长较对照明显缓慢 ,活力指数明显下降 。
但随着种子成熟度的增加 ,种子对外源 ABA 的敏
感性逐渐降低 ,即使是 10-3mol/ L 的 ABA 浸泡 3 d
也只能使成熟的马拉巴栗种子萌发率下降 12%。
这与郑郁善的对板栗[ 16] 和苦槠种子[ 17] 的研究结果
相近 。但外源 ABA处理能否提高马拉巴栗种子脱
水耐性有待进一步研究。
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