全 文 ：收稿日期:2005- 08- 25　修回日期:2005 - 12 - 01
基金项目:内蒙古自然科学基金项目(200508010508);内蒙古教
育厅科研基金项目(NJ02036)
作者简介:斯琴巴特尔(1958 -),男(蒙古族),内蒙古镶黄旗人 ,
教授 , 1983年毕业于北京师范大学 , 从事植物生理学教学与科研工
作 ,发表论文 30多篇 ,编写高校教科书及教学参考书 4部.
文章编号:1673 - 5021(2006)02 - 0039 - 05
蒙古扁桃种子萌发的生理生化特性
斯琴巴特尔 , 秀　敏
(内蒙古师范大学生命科学与技术学院 ,内蒙古　呼和浩特 010022)
　　摘要:研究了蒙古扁桃种子萌发过程中生理生化变化特性。实验结果表明 , 在干旱胁迫下蒙古扁桃种子活力明
显下降 ,脂肪酶活性受抑制 , 脂肪降解成游离脂肪酸 , 游离脂肪酸转化为糖和糖的进一步代谢均受到不同程度的抑
制 ,认为在干旱胁迫下种子活力下降是引起蒙古扁桃濒危的可能原因之一。
　　关键词:蒙古扁桃;濒危植物;种子萌发;物质转化
　　中图分类号:Q946;S663　　文献标识码:A　　
　　荒漠植物多以种子繁殖 ,种子在荒漠环境的发
芽策略是荒漠植物生存对策的重要方面 ,因此种子
生态生理研究已成为生态学 、植物生理学 、遗传学以
及保护生物学等许多领域近年来研究的热点〔1 ～ 7〕 。
蒙古扁桃(P runus mongolica Max im. )为亚洲中部
戈壁荒漠区特有的旱生落叶灌木 ,在荒漠区和荒漠
草原可以构成建群种 ,是这些荒漠区和荒漠草原的
景观植物和水土保持植物〔8〕 。蒙古扁桃是重要的木
本油料树种 ,种仁含油 51. 17%,其不饱和脂肪酸含
量达 96. 99%〔9〕 , 油可供食用 ,种仁代“郁李仁”入
药 ,具有较高的生态学和经济开发价值 。同时 ,蒙古
扁桃也是国家三级保护濒危植物〔10〕 。蒙古扁桃同
其它荒漠植物一样 ,也是主要以种子繁殖〔11〕 。实验
证明 ,将野外采集的果核立刻剖去内果皮 ,去种皮处
理后在 20℃下发芽 ,5d后发芽率可达 98%,表明成
熟的蒙古扁桃种子胚已完成其形态和生理生化发
育〔12〕。但在自然条件下其发芽率只有 30. 8%左
右〔13〕 ,为此我们探讨了干旱胁迫对蒙古扁桃种子萌
发过程中主要物质转化的影响 ,旨在为了解蒙古扁
桃的濒危原因以及为荒漠生态系统的保护 、恢复提
供科学依据。
1　材料与方法
蒙古扁桃种子于 2003年 8月采自巴彦淖尔市
磴口县蒙古扁桃自然居群 。选取大小一致 、无损坏
的蒙古扁桃种子 ,用 0. 1%HgCl2 消毒 10min ,用蒸
馏水浸泡 12h ,去种皮后培养于垫有湿润石英砂的
大培养皿里 ,干旱胁迫处理组向砂基培养基第一次
按 2∶1的水土比例分别加 5%、8%、12% PEG -
6000溶液湿润 ,对照组(CK)加蒸馏水湿润 ,以后每
天均用蒸馏水定时定量浇灌 , 在日温 28℃、夜温
23℃的培养箱里进行暗培养 。分别暗培养 1 、2 、3 、
4 、5 、6 、7 、8d后取出植物材料 ,测定各项生理生化
指标。
蒙古扁桃种子活力测定是干旱胁迫处理72h后
进行的 ,用 TTC(Tripheny ltet razo lium chlo ride ,氯
化三苯基四氮唑)比色法定量测定〔14〕 ;种子萌发过
程中游离脂肪酸含量用滴定法测定;种子萌发过程
中可溶性糖和还原糖含量分别采用蒽酮比色法和
3 , 5—二硝基水杨酸比色法测定 。
蒙古扁桃种子萌发过程中脂肪酶活力用滴定法
测定 ,方法是在 pH7. 5 Tris - HCl 缓冲液中加 1%
的乳化剂- 聚乙烯醇作为乳化液 ,用该乳化液作为
提取液 ,在 5℃下离心提取酶粗提取液;取 10ml含
1%玉米油的乳化液 ,加 5ml pH7. 5 T ris - HCl缓
冲液 ,加 10ml脂肪酶粗提取液后 ,在 37℃震荡培养
6h ,立即加入 3m l 乙醇 - 丙酮混合液中止反应 ,用
50mmo l /LNaOH 滴定。按滴定时消耗 1. 0m l 的
50mmo l /LNaOH 作为一个酶活力单位(U),计算单
位时间(h)内 、单位重量组织(g)的脂肪酶活力。
脂肪酶活力(U /h. g)=(Va - Vb) /10(t×m)
式中:Va 为样品消耗的 NaOH 体积(ml);Vb为对
照消耗的 NaOH 体积(ml);t为反应时间(h);m 为
样品质量(g)。
—39—
第 28 卷　第 2 期　　　　　　　　　　中　国　草　地　学　报　　　　　　　　　　2006 年 3 月
Vo l. 28　No. 2　 　　　　　　　　　Chinese Journal of G ra ssland　　　　　　　 　　　Mar. 2006
2　结果与分析
2. 1　蒙古扁桃种子活力分析
种子活力(Seed viabili ty)在种子发育中形成 ,通
常在生理成熟期达到高峰 ,它是衡量种子好坏的一个
重要指标〔15〕。从生理生化角度上讲 ,它主要包括:种
子有效修复与再活化系统;贮藏物质的降解与合成
能力的大小;遗传信息的去阻抑及传递能力;由各种
因子组成的微观环境(包括基质 、能量 、辅酶 、辅助因
子 、效因物 、化合剂 、pH 、离子浓度 、温度 、氧等)〔16〕 。
表 1　蒙古扁桃种子活力
Table1 Seeds viabl ity of Prunusmongolica
处理
T reated
种子活力(mgTPF /g)
S eeds viabli ty
t检验(P)
t Tes t
CK 53. 12±4. 80
5%PEG 47. 02±4. 13 0. 082
8%PEG 46. 44±4. 62 0. 058
12%PEG 44. 01±3. 4 0. 012*
　　注:各组进行 8次重复试验(each groups tes ted 8 t imes).
因此 ,种子活力不仅表示植物种子在自然条件下发
芽能力 ,甚至可以表示幼苗生长势 。在干旱等逆境
条件下 ,种子活力变化从一个侧面反映植物对荒漠
极端环境的适应能力和繁衍后代能力。实验结果表
明(表 1),用 5%PEG 、8%PEG 、12%PEG 模拟干旱
胁迫处理 3d 后 , 其种子活力比对照分别下降了
11. 49%、12. 62%、17. 14%,胁迫强度越大种子活力
下降越严重。对 12%PEG 处理组与对照组测定实
验数据进行 t 检验 ,结果 P =0. 012 ,达到显著差异
水平 。这一结果可以很好地解释 ,为什么蒙古扁桃
种子发芽率在实验室条件下可达 98%,而在自然条
件下只有 30. 8%的现象 。Muhyaddin 指出〔17〕 , 在
种子吸胀时 ,添加 PEG可以防止种子吸胀过速造成
的质膜损伤。韩建国等报道〔18〕 ,PEG渗透处理自然
贮藏 2 ～ 5年活力降低的结缕草(Zoysia japonica)
种子效果显著 ,发芽速度明显提高 ,种苗质量得到改
善。张云贵等〔19〕也报道 ,用 PEG 溶液处理种子明
显促进种子萌发 。黄家总等发现〔20〕 ,用 PEG 6000
处理桔梗〔P laty codon grand i f lorus (Jacq. ) A.
DC.〕种子 3 ～ 7 d ,能明显地提高发芽率 ,而益母草
〔Leonurus artemisia (Lour. ) S. Y. Hu〕种子经
PEG溶液处理后 , 发芽率反而显著下降 。李海云
等〔21〕用不同浓度 NaCl和等渗 PEG 6000处理盐生
植物滨藜(Atrip lex isatidea)、碱蓬(S uaeda sal-
sa)、海蓬子(Salicomia eucopca)、补血草(Limoni-
umbicolor), 结果 ,N aCl和等渗PEG 对种子的萌发
都产生抑制作用 ,且 PEG 的抑制程度大于等渗
Nacl。之所以出现不同结果 ,可能与种子本身的特
性有关 ,也可能和处理方式有关 。
2. 2　蒙古扁桃种子萌发过程中游离脂肪酸含量变化
种子萌发是一种异养过程 ,胚生长发育所需要
的营养物质来自胚乳或子叶。在种子萌发过程中 ,
由于获得了水分和温度等条件 ,种子主要贮藏物质
在酶的催化下逐渐分解 。含油脂较多的油料种子萌
发过程中 ,首先在脂肪酶的作用下将贮藏的脂肪水
解成脂肪酸和甘油 。蒙古扁桃种子萌发过程中游离
脂肪酸含量变化如图 1 。从图 1 可以看出 ,在正常
水分状况下蒙古扁桃种子游离脂肪酸含量从发芽第
1d到 7d连续增长 ,从发芽 8 d开始游离脂肪酸含量
下降 ,表明种子贮藏脂肪分解基本完成 。这一结果
与在胡麻种子萌发过程中游离脂肪酸含量变化进程
基本一致〔22〕 。但是 ,在 5%PEG 处理条件下 ,从发
芽第 1d到第 8d连续增加 ,但在发芽过程中其游离
脂肪酸含量均低于对照组 ,证明干旱胁迫处理对蒙
古扁桃种子萌发过程中脂肪的分解具有一定的抑制
作用。蒙古扁桃种子萌发第 1 ～ 3 d的脂肪酶活力
变化如图 2。在正常水分状况条件下 ,蒙古扁桃种
子脂肪酶活性开始较低 ,到发芽第 3d脂肪酶活性增
加了 3倍 。然而 ,用 5%PEG 、8%PEG胁迫处理后
脂肪酶活性均受到不同程度的抑制 。将处理组 5%
PEG 和 8%PEG发芽第 3d的实验数据与对照组的
实验数据进行 t检验 ,结果差异均达到极显著水平。
朱智伟等〔23〕对水稻种子萌发研究表明 ,脂肪酶在萌
发初期活性很低 ,以后逐渐升高 ,发芽第 4d达到最
高 ,此后平稳下降 ,其趋势与本实验结果基本相同。
2. 3　蒙古扁桃种子萌发过程中可溶性糖含量变化
蒙古扁桃种子萌发过程中的可溶性糖含量变化
如表 2所示。在正常水分条件下 ,发芽 1 ～ 4d蒙古
扁桃种子可溶性糖含量较低 ,且在不同处理之间变
化不太明显 ,可能是脂肪未转化的缘故 。从发芽第
4d开始可溶性糖含量明显增加 ,是由于脂肪分解产
生的游离脂肪酸经脂肪酸转变形成的。发芽第 7d
对照组可溶性糖含量达到最高峰 ,随后开始下降 ,这
可能是可溶性糖被胚进一步利用的结果 。经 5%
PEG 和 8%PEG处理后 ,发芽最初 4d 的可溶性糖
含量变化趋势与对照组基本相同 ,只是从发芽第 5d
开始种子可溶性糖含量明显低于对照组 ,到发芽第
8d对照组种子可溶性糖含量开始下降时 ,处理组种
子可溶性糖含量仍在上升 ,这说明在干旱胁迫条件
—40—
中国草地学报　2006年　第 28 卷　第 2 期
下脂肪酸转变为糖的过程推迟了。
图 1　蒙古扁桃种子萌发过程中游离脂肪酸含量变化
Fig . 1　Varie ty of fa tty acid content in seed
germingation of Prunus omngilca
图 2　蒙古扁桃种子萌发时脂肪酶活力变化
Fig. 2　Variety o f lipase av tivity in seed ge
rming tion o f Prunus mongolica
表 2　蒙古扁桃中子萌发过程中可溶性糖含量和还原糖含量
Table 2　Soluble sugar and deoxidize sugar content during the seed germination of Prunus mongolica
发芽天数
Germinat ion
可溶性糖含量(%)
S oluble sugar con tent(%)
还原糖含量(%)
Redu cing sugar content(%)
　　　days(d) CK 5%PEG 8%PEG CK 5%PEG 8%PEG
1 0. 94 0. 92 0. 96 0. 05 0. 05 0. 05
2 0. 92 0. 94 0. 94 0. 05 0. 05 0. 05
3 0. 92 0. 93 0. 90 0. 07 0. 05 . 06
4 0. 89 0. 87 0. 87 0. 05 0. 05 0. 05
5 2. 08 1. 32 2. 26 0. 11 0. 06 0. 08
6 2. 22 2. 00 1. 98 0. 11 0. 06 0. 07
7 2. 42 2. 28 1. 34 0. 14 0. 10 0. 05
8 1. 86 2. 24 2. 22 0. 07 0. 10 0. 10
　　蒙古扁桃种子在萌发过程中还原糖含量变化趋
势与其可溶性糖含量变化规律基本一致 ,从发芽的第
1d到第 4d还原糖含量变化不大 ,从第 4d 开始明显
增加;对照组在发芽第 7d出现峰值 ,随后下降 。5%
PEG和 8%PEG 处理组一直到发芽第 6d 种子还原
糖含量没有明显变化 ,从发芽第 7d 开始明显增加出
现峰值 ,随后缓慢下降。总之 ,在干旱胁迫下蒙古扁
桃种子活力下降 ,脂肪酶活力和物质转化代谢受抑
制 ,这可能是造成蒙古扁桃种子在自然条件下发芽率
下降进而导致濒危的原因之一 。
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中国草地学报　2006年　第 28 卷　第 2 期
Physiological and Biochemistrical Characteristics of Seed
Germination in Prunus Mongolica
Siqinbateer , XIU M in
(Collegeof Li fe Science and Technology , Inner Mongolia Normal University , Hohhot 010022 ,China)
Abstract:T he phy siolo gical and biochemical characterist ic o f seed germination in Prunus mongolica was
studied . The results show ed that drought st ress resulted in decrease of seed viability significantly lipase
activi ty w as inhibited , the fat ty w as degraded to f ree fa tty acid , f ree fat ty acid w as converted to so luble
sugar and the further changes of sugar w ere inhabi ted in different deg rees , that is the possible reason why
Prunus mongoloca Maxim w as endangered.
Key words:P runus mongoloca Maxim. Endanger plant;Seed germination;Substance conve rsion
【责任编辑 　刘天明】
(上接第 16页)
Study on the Degrading Process and Character of Community
of Natural Grassland in Crisscross Part of
Qinzang and Loamy Plateau
- Taking Baiyin City of Gansu Province as an Example
LIU Min-xia
(Collegeo f Geography and Env ironment , Northwest Normal Universi ty , Lanzhou 730070 ,China)
Abstract:The constitution o f the f lora , ty pe and st ructure of the grassland , plant amount and the vegeta-
tion coverage and biomass on the degraded g rassland in Baiyin City of C risscross Par t of QinZang and
Loamy Plateau w ere studied and analyzed. T he varying regulari ty in space of st ructure and character of
vegeta tion in dif ferent deg rading period on nature g rassland w as also studied. With the seve ri ty o f degener-
a tion of grassland , f rom ini tial stage to lat ter period , the plant in perch - bud f irst disappeared , the plant
amount of vegetation community and the densi ty of predominant plant w ere declined sharply. The conver-
age , biomass and the proport ion of the yield f resh grass to edible grass have also declined rapidly. In the
end , the w ay w as suggested in o rder to protect ecolo gic envi ronment on natural g rassland.
Key words:Natural g rassland;Character of communi ty;Deg rading process;Baiyin City
【责任编辑　胡卉芳】
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斯琴巴特尔 ,秀敏　蒙古扁桃种子萌发的生理生化特性