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大果木莲种子冷藏初期糖代谢和蛋白质代谢的变化



全 文 :第 17 期
收稿日期:2012-01-17
基金项目:国家林业局西南地区生物多样性保育实验室基金资助项目(BC2010F02)
作者简介:吴玉兰(1987-),女,山东淄博人,在读硕士研究生,研究方向为分子标记,(电话)15025145244(电子信箱)yulanwu0524@126.com;
李宗艳(1974-),女,云南文山人,副教授,主要从事园林植物的教学及科研工作,(电子信箱)1092558242@qq.com。
大果木莲(Manglietia grandis)是木兰科(Mag-
noliaceae)木莲属(Manglietia)常绿大乔木,仅零星分
布于我国云南东南部及广西西南部,其种群数量日
趋减少,濒临灭绝,已被列为国家二级重点保护野
生植物和国家三级濒危保护物种,是非常珍贵的园
林树种 [1]。 由于人类的大量砍伐,加上其种子发芽
难、自然更新能力较弱,导致大果木莲的种质资源
日趋濒危[2]。
付玉嫔等 [3]的研究表明,大果木莲的结实率较
低。 大果木莲结实率的高低除与花粉活力较低有关
外,可能与其专性异交的繁育系统有关。 大果木莲
在野外星散分布,单株之间距离较远,开花植株也
较少;虽然单花花粉较多,但异株异花授粉较为困
难,受花粉传递限制和资源限制比较明显。 其自身
具有较高的遗传多样性,而遗传基础并不是其致濒
的主要原因。 大果木莲种子具有生理后熟特性。 后
熟生理是休眠与萌发生理研究的重要部分,开展种
子后熟生理的研究对于丰富和完善种子生理研究
大果木莲种子冷藏初期糖代谢和蛋白质代谢的变化
吴玉兰,秦艳玲,李宗艳
(西南林业大学园林学院,昆明 650224)
摘要:研究了大果木莲(Manglietia grandis)种子冷藏初期糖代谢和蛋白质代谢的变化。 结果表明,未经冷
藏处理的种子总蛋白含量最高,为 1.270 mg / g,而可溶性蛋白含量在第 42 天时最高,为 0.385 mg / g;在冷
藏的第 44 天总蛋白含量与可溶性蛋白含量均最低,分别为 0.092 mg / g 和 0.293 mg / g,且两者在 0.01 水
平上显著相关,相关系数为 0.893。 总糖含量与可溶性糖含量在冷藏初期变化复杂,总糖含量在第 41 天
时最高,为 120.020 mg / g;可溶性糖含量在第 44 天时最高,为 25.030 mg / g。在大果木莲种子冷藏初期,种
子内蛋白质含量变化较糖含量变化显著, 可溶性糖含量与总蛋白含量在 0.05水平上显著相关, 相关系数
为-0.549。
关键词:大果木莲(Manglietia grandis);种子;冷藏;糖代谢;蛋白质代谢;生理后熟
中图分类号:Q949.747.1;Q945.6+6 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2012)17-3809-03
The Changes of Sugar and Protein Metabolism in Early Stage of Cold Storage of
Manglietia grandis Seed
WU Yu-lan,QIN Yan-ling,LI Zong-yan
(College of Landscape, Southwest Forestry University, Kunming 650224,China)
Abstract:This study investigated the changes of sugar and potein metabolism of Manglietia grandis seeds in cold storage. The
results showed that the total protein content of seeds without cold storege was the highest, about 1.270 mg / g, and the chang-
ing of the soluble protein reached the highest peak with 0.385 mg / g in the 42 nd day; while, in the 44 nd day, total protein
and soluble protein contents were down to a minimum, were 0.092 mg / g and 0.293 mg / g respectively, and these two had
significant correlation at the 0.01 level, correlation coefficient was 0.893. The contents of total sugar and soluble sugar had
complex changes, the total sugar content reached the highest in the 41 nd day with 120.020 mg / g, and the soluble sugar
content reached the highest in the 44 nd day with 25.030 mg / g. In the early cold storage of M. grandis seeds, the protein
and sugar contents had significant changes, and the soluble sugar content was significantly correlated to the total protein con-
tent at the 0.05 level with correlation coefficient was -0.549.
Key words:Manglietia grandis; seed; refrigeration; sugar metabolism; protein metabolism; physiological dormancy
第 51卷第 17期
2012年 9月
湖北农业科学
Hubei Agricultural Sciences
Vol. 51 No.17
Sep.,2012
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2012.17.068
湖 北 农 业 科 学 2012 年
的内容具有重要的理论价值[4]。目前,关于大果木莲
种子受精、萌发及其生理生化过程的研究较多 [5-7]。
潘睿等[1]对大果木莲种子萌发情况进行了初步的研
究,结果表明:冷层积 120 d 的种胚生长不显著,大
果木莲种子具有条件休眠特性,属于浅度简单型形
态生理休眠; 而冷层积 60 d 的种子萌发率最高,而
后又下降,提示其可能有休眠循环现象。 关于大果
木莲种子贮藏生理的研究目前还不多见,本研究对
大果木莲种子冷藏初期糖代谢和蛋白质代谢进行
初步探究,以期为大果木莲种子的有效保存与可持
续利用提供基础资料。
1 材料与方法
1.1 材料
供试大果木莲种子采自云南省文山壮族苗族
自治州麻栗坡县。
1.2 方法
将大果木莲种子用河沙进行层积沙藏,然后置
于相对湿度 90%、 温度 6 ℃的冰箱内冷藏。 分别在
冷藏的第 0、20、28、35、40、41、42、43、44 和 45 天随
机抽取种子数粒,去壳,称量 0.2 g,测定相关生理指
标。 种子总蛋白及可溶性蛋白含量的测定采用考马
斯亮蓝 G-250 法 [8-10],可溶性糖及总糖含量的测定
采用蒽酮比色法[10-12]。采用 SPSS软件对试验结果进
行相关性分析。
2 结果与分析
2.1 不同冷藏时间下大果木莲种子总蛋白及可溶
性蛋白含量的比较
蛋白质是种子中最为重要的贮藏物质。 从图 1
可以看出 , 未经冷藏处理的种子总蛋白含量为
1.270 mg / g,可溶性蛋白含量为 0.369 mg / g。 随着冷
藏时间的延长,总蛋白含量呈下降趋势,在第 44 天
时含量最低, 为 0.092 mg / g, 与冷藏前相比下降了
92.76%。 而可溶性蛋白含量在冷藏期间基本没有变
化,在第 42天时含量最高,为 0.385 mg / g,与冷藏前
相比升高了 4.34%;在第 44 天时含量最低,为 0.293
mg / g,与冷藏前相比下降了 20.60%。 从上述指标的
变化情况分析可知,冷藏初期种子中的蛋白质就开
始分解消耗,总蛋白含量变化幅度较大,但可溶性
蛋白含量在整个冷藏过程中变化相对较慢。
2.2 不同冷藏时间下大果木莲种子总糖及可溶性
糖含量的比较
种子总糖含量和可溶性糖含量可在一定程度
上反映种子的生理状况,其变化趋势反映了植物体
内碳水化合物的运转情况,是种子顺利萌发和生长
的重要生理基础。 从图 2 可以看出,未经冷藏处理
的种子总糖含量为 64.530 mg / g, 可溶性糖含量为
14.000 mg / g。 随着冷藏时间的延长,总糖含量逐渐
上升并在第 28 天达到较高水平, 含量为 110.400
mg / g,与冷藏前相比上升了 71.08%。 而可溶性糖含
量在冷藏的第 28 天最低,为 8.230 mg / g。 从冷藏的
第 35 天开始二者的含量变化趋势基本一致。 总糖
含量在第 41 天时最高,为 120.020 mg / g;在第 43 天
时下降至 64.910 mg / g; 可溶性糖含量在第 42 天时
下降至 8.890 mg / g; 在第 44 天时最高, 为 25.030
mg / g。
2.3 大果木莲种子冷藏初期糖代谢与蛋白质代谢
相关性研究
在大果木莲种子的冷藏初期,总糖、可溶性糖、
总蛋白和可溶性蛋白的平均含量分别为 84.720、
16.000、0.890、0.360 mg / g。 从表 1 可以看出,总糖、
可溶性糖含量与冷藏时间相关性不显著,相关系数
分别是 0.301、0.315。总蛋白含量与冷藏时间在 0.05
水平上显著相关,相关系数为-0.609;总蛋白含量与
可溶性糖含量在 0.05 水平上显著相关, 相关系数
为-0.549。 可溶性蛋白含量与可溶性糖含量也在
1.400
1.200
1.000
0.800
0.600
0.400
0.200
0.000


//m
g/
g
0 20 28 35 40 41 42 43 44 45
冷藏时间//d
图 1 不同冷藏时间下大果木莲种子总蛋白及可溶性
蛋白含量的比较
总蛋白
可溶性蛋白
图 2 不同冷藏时间下大果木莲种子总糖及可溶性糖含量
的比较
140.000
120.000
100.000
80.000
60.000
40.000
20.000
0.000


//m
g/
g
0 20 28 35 40 41 42 43 44 45
冷藏时间//d
总糖
可溶性糖
3810
第 17 期
表 1 大果木莲种子糖、蛋白质含量与冷藏时间的相
关性分析
指标
冷藏时间
总糖含量
可溶性糖含量
总蛋白含量
可溶性蛋白含量
冷藏
时间
1
总糖
含量
0.301
1
可溶性糖
含量
0.315
0.072
1
总蛋白
含量
-0.609*
0.281
-0.549*
1
可溶性蛋白
含量
-0.428
0.385
-0.559*
0.893**
1
注:“*”表示在 0.05 水平上显著相关,“**”表示在 0.01 水平上显
著相关。
0.05水平上显著相关,相关系数为-0.559。总蛋白含
量与可溶性蛋白含量在 0.01 水平上显著相关,相关
系数为 0.893。
3 小结与讨论
大果木莲种子为胚后熟种子,也就是说,在萌
发前必须完成胚的继续分化与生长,种子才具有萌
发的最基本条件。 本研究发现,大果木莲种子冷藏
初期总蛋白和可溶性蛋白含量总体上呈下降趋势,
但相对于总蛋白含量的变化来说,可溶性蛋白含量
的变化很微弱,而且前期几乎没有变化。 总糖与可
溶性糖含量的变化在冷藏期间关联性不大,从冷藏
开始到第 35 天,二者的变化趋势是截然相反的,此
后变化趋势基本一致。 可溶性糖含量在冷藏第 35
天后下降的原因,可能是被用来转化或合成新的营
养物质,以供种子发育用。
研究结果表明,冷藏的第 0 天(未冷藏)种子总
蛋白含量最高,为 1.270 mg / g,而后随着冷藏时间的
延长缓慢下降。 可溶性蛋白含量与总蛋白含量在
0.01水平上显著相关,相关系数为 0.893。 而可溶性
糖含量与总蛋白、可溶性蛋白含量在 0.05 水平上显
著相关,相关系数分别为-0.549、-0.559。 总糖含量
在冷藏第 41 天时最高,为 120.020 mg / g,第 43 天时
下降至 64.910 mg / g。 由此可以看出,大果木莲种子
冷藏初期蛋白质代谢过程中其含量的变化与冷藏
时间的相关性较高,而糖代谢过程中其含量的变化
与冷藏时间的相关性较低。 通过相关性分析发现,
可溶性糖含量与总糖含量相关性不显著,而与总蛋
白含量和可溶性蛋白含量在 0.05 水平上显著相关,
说明了冷藏初期可溶性糖含量变化与蛋白质代谢
直接相关,前期蛋白质的分解变化可能是引起可溶
性糖含量变化的直接原因。 目前,关于大果木莲种
子糖代谢与蛋白质代谢相关性的研究鲜见报道,而
本研究仅对冷藏初期糖代谢和蛋白质代谢过程的
相关性进行了初步研究,关于糖代谢和蛋白质代谢
在冷藏过程中发生的系列变化问题,以及后期可溶
性糖与总糖和其他代谢产物的相关性有待进一步
研究。
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(责任编辑 张利艳)
吴玉兰等:大果木莲种子冷藏初期糖代谢和蛋白质代谢的变化 3811