全 文 ：收稿日期：２０１５－０６－１７
基金项目：国家自然科学基金项目（编号：３１２０１３５９）；天津市自然科学
基金项目（编号：１４ＪＣＹＢＪＣ　３０４００）。
作者简介：张晓倩（１９８９—），女，内蒙古通辽市人；研究生。
通讯作者：刘海学（１９６５—），男，研究员，内蒙古通辽市人；主要从事生
物化学与分子生物学研究；Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｕｈａｉｘｕｅ７１５＠１２６．ｃｏｍ。
基于正交试验的向日葵种子蛋白双向电泳技术的研究
张晓倩１，　刘　洋１，　吕　潇１，　杨仁杰２，　李梦婷１，　刘海学１
（１．天津农学院农学与资源环境学院，　天津３００３８４；　２．天津农学院工程技术学院，　天津３００３８４）
摘　要：用正交设计法研究了上样量、一向聚焦时间、聚丙烯酰胺凝胶浓度对向日葵种子差异蛋白的影响。结果表明：上
样量和聚丙烯酰胺凝胶浓度是影响向日葵种子差异蛋白的主要因素；上样量为３．５ｍｇ，凝胶浓度为１２．５％，一向等电聚
焦时间为５ｈ，使用ｐＨ值为３～１０的１８ｃｍ　ＩＰＧ胶条，用考马斯亮蓝法染色是向日葵种子差异蛋白进行双向电泳的较适
宜体系，可分离到１１６个差异蛋白点。
关键词：　向日葵；正交实验；双向电泳；种子蛋白
ＤＯＩ编码：　１０．１６５９０／ｊ．ｃｎｋｉ．１００１－４７０５．２０１６．０１．０１５
中图分类号：　Ｓ　５６５．５　　　文献标志码：　Ａ　　　文章编号：　１００１－４７０５（２０１６）０１－００１５－０５
Ｓｔｕｄｙ　ｏｆ　Ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ　Ｓｅｅｄ　Ｐｒｏｔｅｉｎ　ｂｙ　２－ＤＥ　Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ
ＺＨＡＮＧ　Ｘｉａｏｑｉａｎ１，ＬＩＵ　Ｙａｎｇ１，ＬＸｉａｏ１，ＹＡＮＧ　Ｒｅｎｊｉｅ２，ＬＩ　Ｍｅｎｇｔｉｎｇ１，ＬＩＵ　Ｈａｉｘｕｅ１
（１．Ｃｏｌｅｇｅ　ｏｆ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ，Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ，Ｔｉａｎｊｉｎ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｔｉａｎｊｉｎ　３００３８４，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｃｏｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ　Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｔｉａｎｊｉｎ　３００３８４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｄｅｓｉｇｎ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ａｍｏｎｇ　ｔｈｅ　ｌｏａｄｉｎｇ　ｖｏｌｕｍｅ　ｏｆ
ｓａｍｐｌｅ，ｔｈｅ　ｔｉｍｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＳＤＳ－ＰＡＧＥ　ｇｅｌ　ｏｎ　ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ　ｓｅｅｄｓ
ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ．Ａｓ　ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｓｈｏｗｅｄ，ｔｈｅ　ｌｏａｄｉｎｇ　ｖｏｌｕｍｅ　ｏｆ　ｓａｍｐｌｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ＳＤＳ－ＰＡＧＥ
ｇｅｌ　ｗｅｒｅ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｆｏｒ　ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｅｌｅｃｔｒｏｐｈｏｒｅｓｉｓ（２－ＤＥ）．Ｕｓｉｎｇ　Ｃｏｏｍａｓｓｉｅ　Ｂｒｉｌｉａｎｔ　Ｂｌｕｅ
ｓｔａｉｎｉｎｇ，ｔｈｅ　１８ｃｍ　ＩＰＧ　ｓｔｒｉｐ　ｏｎ　ｐＨ　３－１０ｗｉｔｈ　３．５ｍｇ　ｌｏａｄｉｎｇ　ｑｕａｎｔｉｔｙ，１２．５％ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ
ＳＤＳ－ＰＡＧＥ　ａｎｄ　５ｈｔｉｍｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ　ｗａｓ　ｔｈｅ　ｂｅｔｔｅｒ　ｓｙｓｔｅｍ　ｔｏ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｔｈｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｐｒｏｔｅｉｎｓ
ｏｆ　ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ　ｓｅｅｄｓ，ａｎｄ　１１６ｐｒｏｔｅｉｎ　ｓｐｏｔｓ　ｗｅｒｅ　ｏｂｔａｉｎｅｄ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｓｙｓｔｅｍ．
Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：　ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ；ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ；２－ＤＥ；ｓｅｅｄ　ｐｒｏｔｅｉｎ
　　向日葵（Ｈ．ａｎｎｕｕｓ　Ｌ．），别名太阳花，是菊科向日
葵属的植物。在１６世纪末或１７世纪初传入我国，主
产区分布在东北、西北和华北地区，如内蒙古、吉林、辽
宁、黑龙江、山西省等。向日葵的种子含油量极高
（４８％～５５％），是重要的油料作物，也被誉为世界第三
大油料作物。向日葵种子中含有球蛋白、清蛋白和油
脂体蛋白等丰富的蛋白质，是优质食用油和优质蛋白
质的重要来源之一［１］。向日葵作为植物油脂和蛋白质
的重要来源，在有效供给油脂和蛋白质、改善食物结
构、促进养殖业和加工业发展等方面起重要作用［２］。
蛋白质双向电泳技术，是一种检测和分析蛋白质的生
化手段，是目前唯一能将数千种蛋白质同时分离与展
示的分离技术［３］，但探究出一套能够分离不同种植物
种子间的差异蛋白的双向电泳体系，仍是当今需要解
决的难题。本实验通过正交设计，对影响向日葵蛋白
质双向电泳技术中的３个关键因素进行了探讨，以期
为今后向日葵蛋白质组学的研究奠定基础，也为其它
油类植物蛋白质组学的研究提供新思路。
１　实验材料与方法
１．１　实验材料
实验材料为天津农学院农业分析测试中心保存干
燥的向日葵种子。
１．２　实验方法
１．２．１　蛋白的提取
蛋白的提取方法有很多种，如改良水提取法和有
机溶剂提取法［４］、三氯乙酸／丙酮沉淀法和酚提取法［５］
等，但根据文献和反复试验表明，这些方法都存在样品
用量大、提取杂质较多、溶解非常困难等问题。为了克
·５１·
研究报告　　张晓倩 等：基于正交试验的向日葵种子蛋白双向电泳技术的研究
服这些弊端，向日葵种子蛋白提取采用的是上海生物
化工科技发展有限公司（简称上海生工）植物蛋白提取
试剂盒。具体步骤是：取干燥的向日葵种子剥去皮，用
刀切取种子尖端约３ｍｍ（１００ｍｇ），放入研钵中，加入
适量液氮迅速研碎，然后按试剂盒操作说明进行操作，
最后加入７００μＬ提前配置好的裂解液，漩涡震荡使沉
淀悬浮，－２０℃过夜溶解。
１．２．２　蛋白定量
使用Ｔｈｅｒｍｏ公司生产的超微量核酸蛋白检测
仪，采用紫外吸收Ａ２８０法进行蛋白定量，观测结果。试
样重复测定３次，最后取平均值。
１．２．３　水　化
将样品取出解冻后，４℃，１６　０００ｒ／ｍｉｎ，离心
５ｍｉｎ，备用。参照 ＧＥ说明书，采用１８ｃｍ长的ＩＰＧ
胶条，水化液体积为３５０μＬ。按表１所示，依次加入
样品和所需试剂至离心管中，混匀。然后将水化液加
到水化槽中，提前从－２０℃冰箱中取出胶条，胶面朝
下放入槽中，上面加一层覆盖油，盖好盖子，水平放置
１２ｈ。
表１　向日葵种子蛋白样品水化表
实验
序号
样品
（μＬ）
水
（μＬ）
ＤＴＴ
（ｇ）
ＩＰＧ　Ｂｕｆｆｅｒ
（μＬ）
溴酚蓝储液
（μＬ）
１　 １９９．４　 １４８．６　 ０．００１　 １．６　 ０．４
２　 ２７９．２　 ６８．８　 ０．００１　 １．６　 ０．４
３　 ２７９．２　 ６８．８　 ０．００１　 １．６　 ０．４
４　 １９９．４　 １４８．６　 ０．００１　 １．６　 ０．４
１．２．４　实验设计
对向日葵种子蛋白分析采用Ｌ４（２３）正交表进行
正交设计，总计安排组织了４次实验。因子水平安排
见表２。其中Ｅ为胶浓度，Ｆ为聚焦时间，Ｇ为上样
量。正交设计共４个处理，每处理重复３次。向日葵
种子蛋白双向电泳完毕后，统计差异蛋白点个数。运
用ＳＰＳＳ　１９．０软件进行正交设计和方差分析。
表２　Ｌ４（２３）向日葵种子蛋白正交试验设计
水平
因素
Ｅ胶浓度（％） Ｆ聚焦时间（ｈ） Ｇ上样量（ｍｇ）
１　 １０　 ５　 ２．５
２　 １２．５　 ７．５　 ３．５
１．２．５　蛋白质双向电泳
第一向固相ｐＨ值梯度等电聚焦电泳（ＩＥＦ）：将水
化好的ＩＰＧ胶条放入ＩＰＧｐｈｏｒ　３（ＧＥ－Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）（垂
直电泳测序系统）的电泳槽中，胶面朝上，参照ＧＥ公
司操作手册［６］进行，设定２个电泳时间，参数设定分别
为：２０℃、１００Ｖ（３０ｍｉｎ）、１００～５００Ｖ 梯度（１ｈ）、
５００～１　０００Ｖ梯度（１ｈ）、１　０００～６　０００Ｖ梯度（２ｈ）、
６　０００Ｖ 保持（３０ｍｉｎ），总共一向电泳时间为５ｈ；
２０℃、１００Ｖ（３０ｍｉｎ）、１００～５００Ｖ梯度（１ｈ）、５００～
１　０００Ｖ梯度（１ｈ）、１　０００～２　０００Ｖ梯度（１ｈ）、２　０００～
６　０００Ｖ梯度（２ｈ），６　０００～８　０００Ｖ梯度（１．５ｈ），８　０００
Ｖ保持（３０ｍｉｎ）总共一向电泳时间为７．５ｈ。
　　将等电聚焦完成的ＩＰＧ胶条进行平衡。胶条的
平衡分两步进行：第一步用含有１％ ＤＴＴ的平衡液，
平衡１５ｍｉｎ；第二步用含有２．５％碘乙酰胺的平衡液，
平衡１５ｍｉｎ，胶条平衡过程中须在水平摇床上不停摇
晃。
　　第二向ＳＤＳ－ＰＡＧＥ垂直板电泳：依据设计好的正
交试验需要，分别配制厚度为１ｍｍ、胶浓度为 Ｔ＝
１０％和１２．５％的聚丙烯酰胺凝胶，待胶凝固后，将平
衡好的胶条移入玻璃板中，再用加溴酚蓝的０．５％的
琼脂糖溶液封顶。放入Ｅｔｔａｎ　ＤＡＬＴｓｉｘ电泳仪（ＧＥ－
Ｈｅａｌｔｈｃａｒｅ）进行电泳。电泳开始时，电流设定为
１０ｍＡ／板，待溴酚蓝前沿移动到凝胶上后，加电流加
至３０ｍＡ／板，当溴酚蓝前沿跑至距胶底部０．５～１ｃｍ
处时，电泳完毕［７］。
１．２．６　凝胶染色
电泳结束后，迅速启胶，将凝胶在水中固定１ｍｉｎ，
用考马斯亮蓝染液避光染色８～１０ｈ后，换为水脱色，
脱色至背景无色透明，蛋白点清晰为止。
１．２．７　图像扫描和分析
用Ｉｍａｇｅｓｃａｎｎｅｒ型扫描仪进行扫描，调整对比
度，观察胶图情况使背景和蛋白点的对比度处于最佳
状态，扫描后保存图片。另外，采用ＩｍａｇｅＭａｓｔｅｒ－
Ｄｐｌａｔｉｎｕｍ　５．０分析软件进行分析，设置相同的参数条
件：光滑度为５，最小区域值为８，显著度为１０，先自动
检测所有蛋白点，后手动剔除软件错误识别的蛋白
点［７］。
２　结果与分析
２．１　向日葵种子差异蛋白正交试验结果
胶浓度、聚胶时间、上样量对向日葵种子差异蛋白
的影响试验（图１、图２、图３、图４）结果见表３。方差分
析结果（表３）表明：不同胶浓度、不同上样量之间向日
葵种子差异蛋白点的数量存在显著的差异（ｐ＜０．０５），
而聚焦时间对向日葵种子差异蛋白点数量的影响不存
在显著差异（ｐ＜０．０５）。进一步就胶浓度、上样量对向
日葵差异蛋白点的影响进行分析（表４）可知，胶浓度
１２．５％水平下的向日葵差异蛋白点显著高于１０％水
平；上样量为３．５ｍｇ的向日葵差异蛋白点显著高于
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第３５卷　第１期　２０１６年１月　　　 　 　 　 　　　　种　子　（Ｓｅｅｄ）　　　　　 　　　　　Ｖｏｌ．３５　Ｎｏ．１　Ｊａｎ．　２０１６
图１　上样量２．５ｍｇ、一向聚焦时间５ｈ、聚丙烯酰胺凝胶浓度１０％凝胶电泳
　图２　上样量３．５ｍｇ、一向聚焦时间７．５ｈ、聚丙烯酰胺凝胶浓度１０％凝胶电泳
图３　上样量３．５ｍｇ、一向聚焦时间５ｈ、聚丙烯酰胺凝胶浓度１２．５％凝胶
２．５ｍｇ。由于因素内水平极差（Ｒ）的大
小能够说明该因素对实验结果的影响程
度，由表４经计算便得到参试３因素胶
浓度、上样量和聚胶时间的极差分别为
３２、１４、３，因此，对向日葵种子差异蛋白
影响的主次关系归纳为Ｅ＞Ｇ＞Ｆ，即依
次是胶浓度、上样量和聚胶时间，根据各
因素水平的大小，可得到最优水平组合
为：Ｅ２Ｆ１Ｇ２。
２．２　上样量对向日葵种子蛋白质双向
电泳分辨率的影响
　　通过比较图１和图３发现，上样量
对向日葵蛋白质双向电泳分辨率有明显
影响。上样量为２．５ｍｇ时（图１），蛋白
点虽没有明显拖尾现象，整个凝胶图上
的蛋白点多数呈圆形，但蛋白点数明显
偏少，只有４６个，这就使得一些低丰度
的蛋白点很难呈现，而低丰度蛋白点往
往是生命活动中起主要作用的功能蛋
白。当上样量为３．５ｍｇ时（图３），检测
出的蛋白点共１１６个，一些低丰度蛋白
点清晰可见，且分布较均匀。因此，向日
葵种子双向电泳的上样量以３．５ｍｇ左
右为宜。
２．３　等电聚焦时间对向日葵种子差异
蛋白的影响
　　由图２可看出，当一向等电聚焦时
间为７．５ｈ时，由于样品沉淀时间过长
会分解部分蛋白，使蛋白点丢失，况且聚
焦过度也会造成蛋白点在凝胶上纵向拖
尾，从而影响对蛋白点的整体分析。图
３显示，当一向等电聚焦时间为５ｈ，蛋
白点能得到较好的分离，蛋白点呈圆形，
基本上没有明显拖尾现象，蛋白点数量
较多，且均匀的分布在凝胶上。图２和
图３的差异蛋白点约为２９个，充分说明，双向电泳一
向聚焦时间为５ｈ左右为宜。
表３　向日葵种子差异蛋白的Ｌ４（２３）正交试验方案与结果
序号
因素
胶浓度（％） 聚胶时间（ｈ）上样量（ｍｇ）
差异蛋白点
（个）
１　 １０　 ５　 ２．５　 ７０
２　 １０　 ７．５　 ３．５　 ８７
３　 １２．５　 ５　 ３．５　 １１６
４　 １２．５　 ７．５　 ２．５　 １０５
２．４　胶浓度对向日葵种子差异蛋白的影响
　　从凝胶的扫描图（图１和图３）可看出，１０％浓度
的聚丙烯酰胺凝胶分离蛋白点的范围较小，而１２．５％
浓度的凝胶分离蛋白点的范围要大很多，大范围的分
离凝胶上的蛋白点，可以使差异蛋白点在凝胶上呈现
得更显著。
３　讨　论
通过对本实验结果的分析及对蛋白质组学双向电
泳技术相关文献的查阅可以看到，蛋白质双向电泳技
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研究报告　　张晓倩 等：基于正交试验的向日葵种子蛋白双向电泳技术的研究
　　　图４　上样量２．５ｍｇ、一向聚焦时间７．５ｈ、聚丙烯酰胺凝胶浓度１２．５％凝胶
表４　胶浓度、聚胶时间及上样量对向日葵种子蛋白的差异显著性测验
因素 差异蛋白点（个） 显著性
Ｅ（％） Ｆ（ｈ） Ｇ（ｍｇ） Ｅ　 Ｆ　 Ｇ
Ｅ　 Ｆ　 Ｇ
０．０５　 ０．０１　 ０．０５　 ０．０１　 ０．０５　 ０．０１
１２．５　 ７．５　 ３．５　 １１０．５　 ９６．０　 １０１．５ ａ Ａ　 ａ　 Ａ　 ａ　 Ａ
１０　 ５　 ２．５　 ７８．５　 ９３．０　 ８７．５ ｂ Ｂ　 ａ　 Ａ　 ｂ　 Ｂ
术是受多种因素影响的多步骤实
验。因此，要想得到较高重复性和
分辨率的２－ＤＥ图谱，必须将电泳
过程中的每一个因素都进行优化。
３．１　上样量对２－ＤＥ图谱的影响
　　适宜的上样量不仅会使２－ＤＥ
图谱的蛋白点清晰，而且也决定了
该种植物蛋白质在２－ＤＥ图谱上可
以很好的表达。本实验发现，若上
样量较少，则２－ＤＥ图谱上分离得
到的蛋白质点较少。其主要原因是
水化时进入ＩＰＧ胶条的蛋白质量
较少，从而增加了低丰度蛋白的检
测难度；而当蛋白质的上样量高出
其最适上样量时，不仅不会增加
２－ＤＥ图谱上的蛋白点数，反而会比
过低的上样量检测出的蛋白点更
少。其原因可能是蛋白质上样量过
高，在聚焦时容易造成蛋白质在电
泳槽中沉淀，不能很好地进入ＩＰＧ
胶条中，进而在２－ＤＥ图谱上不能得到较清晰且数量较
多的蛋白点［８］，这一点在陈蕊红等［９］的实验中也得到
了证实。此外，蛋白质样品中的盐离子含量过高，也会
降低２－ＤＥ图谱的分辨率，从而表现出蛋白质点过
少［９］的现象。
３．２　一向等电聚焦时间对２－ＤＥ图谱的影响
适宜的一向等电聚焦时间，可以使不同的蛋白质
根据其等电点不同均匀的分布在ＩＰＧ胶条上。如果
一向等电聚焦时间过短，ＩＥＦ胶条中吸入的蛋白质则
不能完全的在ＩＰＧ胶条中均匀分布，以致在对２－ＤＥ
图谱处理时得到的蛋白质点较少；而等电聚焦时间过
长，则２－ＤＥ图谱上又会出现较多的横向条纹，降低了
蛋白点分辨率，增加了其检测的难度。除此之外，时间
过长还会引起阴极漂移并丢失碱性蛋白，造成水平拖
尾［１０］。也有学者研究表明，蛋白质样品中的杂质（主
要是盐离子）浓度超过１００ｍｍｏｌ／Ｌ时，也会在２－ＤＥ
图谱中出现大量的横向条纹［１１］。本实验也对不同的
一向等电聚焦时间作为参变量进行了对比，其中，聚焦
时间为７．５ｈ，同样在２－ＤＥ图谱中也出现了大量的横、
纵条纹，与上述研究者的结果一致，而５ｈ的聚焦时间
则明显地减少了横、纵条纹的干扰。本研究还发现，经
过７．５ｈ聚焦后的２－ＤＥ图谱上蛋白点不是正常的接
近于圆形，而是被严重的拉长了许多，原因可能是样品
中盐离子浓度过高，导致ＩＰＧ胶条中溶液电导率增
大，从而引起电渗导致电压不能升高，进而影响聚焦效
果。因此，在蛋白质双向电泳实验中做一向等电聚焦
时必须除盐。
３．３　其　它
在对向日葵种子蛋白进行双向电泳过程中还发
现，聚焦电压有时达不到预设值，原因除了蛋白质样品
中含大量盐离子之外，还有可能是由于外部环境因素
造成。如在夏天高温天气进行等电聚焦，室温和聚焦
仪存在很大的温差，导致在聚焦板上凝结出大量水珠
形成短路而造成聚焦电压达不到预设值［１２，１３］。因此
在夏天进行双向电泳实验时，必须控制外部温度在
２０℃左右。
参考文献：
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双向电泳技术研究［Ｊ］．中国油料作物学报，２００４，２６（１）：２２－
２５．
［２］刘海学，张冬梅，丁学稳，等．ＮａＣｌ胁迫对向日葵种子萌发
的影响［Ｊ］．种子，２０１１，３０（１１）：２４－２７．
［３］李义良，朱华清，张红锋．双向电泳技术［Ｊ］．生物学教学，
２００４（０４）：６４．
［４］Ｐａｔｔｅｒｓｏｎ　ＳＤ，Ａｅｂｅｒｓｏｌｄ　ＲＨ．Ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ：ｔｈｅ　ｆｉｒｓｔ　ｄｅｃａｄｅ
ａｎｄ　ｂｅｙｏｎｄ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ　Ｇｅｎｅｔｉｃｓ　Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ．２００３，３３（３）：
３１１－３２３．
（下转第２５页）
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第３５卷　第１期　２０１６年１月　　　 　 　 　 　　　　种　子　（Ｓｅｅｄ）　　　　　 　　　　　Ｖｏｌ．３５　Ｎｏ．１　Ｊａｎ．　２０１６
皮硬度有关［１６］。孙群等认为，Ｃａ元素的大量积累增
加了种皮的机械强度，是硬实种子的特征之一［２］。本
试验通过对３个豌豆品种种皮中各成分含量与种子吸
水率作相关性分析表明，种皮中Ｋ、Ｆｅ、Ｃａ元素的积累
可能有利于豌豆种子的透水性，而种皮中含碳化合物
和Ｓｒ元素的存在可能阻碍种子的透水性。由此可见，
不同作物类型种子透水性的影响因素可能并不完全
一致。
　　综上所述，豌豆种子的透水性受到多种因素的影
响，涉及到种子的种皮结构、种皮成分、皮壳率等。种
皮结构中角质层和栅栏层是阻碍水分进入的主要因
素，种脐是水分进入种子的主要通道。种皮成分中纤
维素、木质素、角质、含碳化合物和Ｓｒ元素的积累都会
增加种皮的机械强度，从而降低种子的透水性，而种皮
中Ｋ、Ｆｅ、Ｃａ元素的积累可能有利于种子的透水性。
此外，皮壳率越高，种子的透水性越好，且保持种子种
皮完整性对种子吸水保水具有重要作用。
参考文献：
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内蒙古师范大学学报（自然科学汉文版），２００５，３４（３）：
３６９－３７１．
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理研究［Ｄ］．北京：中国农业大学，２００８．
［３］刘强，王平平，苗福，等．濒危植物鄂尔多斯半日花种皮结构
的研究［Ｊ］．天津师范大学学报（自然科学版），２００３，２３（３）：
２０－２３．
［４］文婷婷，田艺心，朱岩芳，等．蚕豆种皮结构、细胞壁成分及
其与透水性的关系［Ｊ］．科技通报，２０１３，２９（５）：６３－６７．
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关分析［Ｊ］．中国油料作物学报，２００３，２５（３）：８－１１．
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［７］徐荣，孙素琴，陈君，等．肉苁蓉种子成分及活力的红外光谱
分析［Ｊ］．光谱学与光谱分析，２００９，２９（１）：９７－１０１．
［８］张晓斌，刘鹏，李丹婷，等．铬诱导植物根细胞壁化学成分变
化的ＦＴＩＲ表征［Ｊ］．光谱学与光谱分析，２００８，２８（５）：１　０６７－
１　０７０．
［９］伍晓明，曾长立，胡琼，等．甘蓝型油菜与野芥属间体细胞融
合杂种后代种皮纹饰亚微结构研究［Ｊ］．中国油料作物学
报，２００９，３１（２）：１２２－１２６．
［１０］韦存虚，李爱民，张永泰，等．白芥和甘蓝型油菜属间杂种
后代种子结构比较［Ｊ］．作物学报，２００９，３５（６）：１　１３９－１
１４５．
［１１］Ｃｏｒｎｅｒ　ＪＨ．Ｔｈｅ　Ｌｅｇｎｍｉｎｏｕｓ　Ｓｅｅｄ．Ｐｈｙｔｏｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ，
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［１２］Ｃａｉ　Ｌ，Ｓｈｉ　ＭＨ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｓｈｒｉｎｋａｇｅ　ａｎｄ　ｒｅｈｙ－
ｄｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓｅｅｄ　ｄｕｒｉｎｇ　ｄｒｙｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｏｕｔｈ－
ｅａｓｔ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｅｎｇｌｉｓｈ　Ｅｄｉｔｉｏｎ），２００３，１９（４）：３４３－３４６．
［１３］梁艳丽，梁颖，李加纳，等．甘蓝型黄、黑籽油菜种皮特性比
较研究［Ｊ］．中国油料作物学报，２００２，２４（４）：１４－１８．
［１４］杜宝红，石凤翎，锡林塔娜，等．扁蓿豆种子发育形态解剖
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的元素含量［Ｊ］．果树学报，２００３，２０（１）：
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７６－７７．
（上接第１８页）
［５］Ｈｅｒｂｅｒｔ　ｄｅ　Ｓｏｕｓａ　Ｂａｒｂｏｓａ，Ｄａｉａｎｅ　Ｌｅｔｉｃｉａ　Ｑｕｉｒｉｎｏ　ｄｅ　Ｓｏｕｚａ，
Ｈéｃｔｏｒ　Ｈｅｎｒｉｑｕｅ　Ｆｅｒｒｅｉｒａ　Ｋｏｏｌｅｎ　ｅｔ　ａｌ．Ｓａｍｐｌｅ　ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ
ｆｏｃｕｓｉｎｇ　ｏｎ　ｐｌａｎｔ　ｐｒｏｔｅｏｍｉｃｓ：ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ，ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　ａｎｄ
ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐｒｏｔｅｉｎｓ　ｆｒｏｍ　ｓｕｎｆｌｏｗｅｒ　ｓｅｅｄｓ［Ｊ］．Ｔｈｅ
Ｒｏｙａｌ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，Ａｎａｌ．Ｍｅｔｈｏｄｓ，２０１３，５：１１６－
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［６］Ｔａｌ　Ｉｓａａｃｓｏｎ，Ｃｙｎｔｈｉａ　ＭＢ　Ｄａｍａｓｃｅｎｏ，Ｒａｍｕ　Ｓ　Ｓａｒａｖａｎａｎ，ｅｔ
ａｌ．Ｓａｍｐｌｅ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ　ｆｏｒ　ｅｎｈａｎｃｅｄ　ｐｒｏｔｅｏｍｉｃ
ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｐｌａｎｔ　ｔｉｓｓｕｅｓ［Ｊ］．Ｎａｔｕｒｅ　Ｐｒｏｔｏｃｏｌｓ，２００６，１（２）：
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研究报告　　文婷婷 等：豌豆种皮结构和成分对种子透水性的影响