全 文 ：植物生理学通讯 第 45 卷 第 6 期，2009 年 6 月 615
收稿 2009-04-02 修定 　2009-05-07
资助 国家“十一五”科技支撑计划(20 06BAI06A13-0 6)和
陕西师范大学研究生培养创新基金(2008CXS040)。
* 通讯作者(E-m a i l : we igu @snnu .edu .cn ; T el : 0 2 9 -
8 5 3 1 0 2 6 6 )。
华中五味子种子的发育和 3种内源激素含量的变化
齐永平 1, 顾蔚 1,2,3,*, 罗成 1, 王 之 1,2,3
陕西师范大学 1 生命科学学院, 2 药用植物资源与天然药物化学教育部重点实验室, 3 西北濒危药材资源开发国家工程实验
室, 西安710062
Development and Changes of Three Endogenous Hormones Contents of Seed
in Schisandra sphenanthera Rehd. et Wils.
QI Yong-Ping1, GU Wei1,2,3,*, LUO Cheng1, WANG Zhe-Zhi1,2,3
1College of Life Sciences, 2Key Laboratory of the Ministry of Education for Medicinal Resources and Natural Pharmaceutical
Chemistry, 3National Engineering Laboratory for Resource Development of Endangered Crude Drugs in Northwest of China,
Shaanxi Normal University, Xi’an 710062, China
提要: 研究秦岭地区野生华中五味子种子的发育及其不同发育时期种子中内源激素GA3、IAA和ABA含量变化的结果表
明: 盛花期后80 d华中五味子种子形态发育已完善, 相对含水量降至28.8%, 盛花期后60 d和80 d的可溶性糖和可溶性蛋白
含量分别达到最大, GA3和 IAA含量以及ABA含量分别在盛花期后 30 d和 70 d达到最大。
关键词: 华中五味子; 种子; 发育; 内源激素
植物种胚发育状况与种子的休眠和萌发密切
相关。植物激素作为植物体内的痕量信号分子, 对
植物种子的形成、休眠和萌发有调节作用(江玲和
万建民 2007; 陈娟等 2006)。各种激素之间及其与
种子发育之间的关系复杂(曹帮华和蔡春菊2006; 樊
卫国等 2004; Brady 和 McCourt 2003; Berti 和
Johnson 2008)。长期以来, 种子发育过程中各种
生理生化指标和内源激素含量变化的关系, 以及种
子的休眠和萌发机制一直是人们关注的问题(杨玲
等 2008; Brady 和 McCourt 2003; Ekpong 2009)。
华中五味子种子休眠期长, 萌发率低(陈瑛等1984),
其在发育期间的生理生化变化的研究尚未见报道。
本文研究秦岭地区野生华中五味子种子不同发育时
期种子形态、相对含水量、可溶性糖和可溶性蛋
白含量以及赤霉酸(GA3)、生长素(IAA)和脱落酸
(ABA)含量的变化, 以期为深入探讨华中五味子种
子休眠原因以及它的人工栽培和野生抚育的研究提
供参考。
材料与方法
2008年5~8月, 从位于秦岭南坡陕西省柞水县
凤凰镇华中五味子(Schisandra sphenanthera Rehd.
et Wils.)野生抚育基地采样, 在同一居群内选取 20
株生长状况良好、性状均一、雌雄花数量适中的
华中五味子, 标记后于盛花期后每隔10 d取样1次,
样品迅速置于冰盒内带回实验室, 除去外果皮和中
果皮后贮于 -20℃冰箱中待测。
观察种子形态时, 将种子置于体视显微镜下, 观
察种子的形状、种皮颜色, 并测量种子的长度、
宽度和厚度, 以 “种子长度×种子宽度×种子厚度 ”
表示种子大小(刘长江等 2004; 林祁等 2007)。
测定种子含水量时, 取适量种子切开打碎, 精
确称重(W1)后, 于 80 ℃恒温干燥箱内预烘 2~3 h,
然后于(105±2) ℃中烘至恒重, 冷却后称重(W2), 则
种子含水量计算公式如下: 相对含水量(RWC)= (W1-
W2)/W1。
可溶性糖和可溶性蛋白含量测定分别采用蒽
酮比色法和考马斯亮蓝法(王学奎 2006)。
内源激素含量测定用高效液相色谱(HPLC) (方
能虎等 1998; 谢君和张义正 2001)。GA3、IAA 和
ABA 提取参照谢君和张义正(2001)以及赵永华等
(2001)文中的方法, 略有改进。精确称取 2.00 g 种
子, 切碎后用 20 mL 甲醇(色谱纯)置于 4 ℃中分 2
次冷浸提取 24 h, 过滤, 样品均置于冰浴中研磨成
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匀浆, 再加入体积分数为 80% 甲醇 100 mL 置于 4
℃分 2 次冷浸提取 24 h。合并全部提取液, 在
36~38 ℃下, 干燥蒸发至原体积的一半, 再用等体
积石油醚萃取脱色 3 次, 弃掉石油醚层, 继续减压
蒸发除去甲醇; 加入 20 mL 三蒸水溶解残渣, 1
mol·L-1 醋酸调 pH至 2.5~2.8, 用等体积乙酸乙酯萃
取3次, 弃水相; 将乙酸乙酯溶液挥发至干, 用流动
相溶液定容至 10.0 mL, 再经 0.5 ku超滤膜(天津市
津腾实验设备有限公司)过滤, 作为试液。
测定用的高效液相色谱仪为LC-2010型(日本
SHIMADZU公司), 试验用水均为超纯水, 甲醇、乙
腈为色谱纯, 其余试剂均为分析纯。GA3、IAA 和
ABA 标准品均为 Sigma 公司产品, 色谱柱为日本
SHIMADZU 公司岛津 C18 柱(150 mm×4.6 mm, 5
μ m ) 。
GA3检测流动相为V超纯水:V甲醇:V乙腈=60:20:20,
检测波长 206 nm, 流速 0.7 mL·min-1, 柱温 30 ℃, 进
样量 10 μL。IAA和ABA检测流动相为V甲醇:V乙腈:
V0.6%(ϕ)乙酸 =45:5:50, 检测波长 254 nm, 流速 0.7
mL·min-1, 柱温 35 ℃, 进样量 10 μL。
各发育时期种子的长度、宽度、厚度的测定
均取 20 个样品, 取平均值。测定种子含水量、可
溶性糖、可溶性蛋白、GA3、IAA 和 ABA 含量
均重复 3 次。采用外标法对华中五味子种子内源
激素含量分析, 建立的回归方程线性关系良好, 拟
合度高。以 GA3、IAA和 ABA标准品进行的精密
度试验结果表明, 仪器的精密度高, 完全达到痕量
分析要求。稳定性试验和重现性试验结果显示, 华
中五味子种子内源激素待测样品在 16 h 内的稳定
性良好, 多次分析的重现性好。GA3、IAA和ABA
的回收率分别为 88.3%、92.1% 和 89.6%。
结果与讨论
1 不同发育时期的华中五味子种子的形态变化
不同发育时期的华中五味子种子的长度、宽
度、厚度与种皮颜色都发生显著变化(表 1)。盛
花期后 50~60 d种子长度达到最大值; 种子的宽度
和厚度随着种子发育不断增加, 盛花期后80 d达到
最大值。种皮颜色随着种子的发育由乳白色变为
褐色, 种子形状相对较稳定, 变化不大。盛花期后
20~30 d, 种子迅速变大(图 1), 说明这一时期是华
中五味子种子形态建成的关键时期。
2 不同发育时期的华中五味子种子中可溶性糖和
可溶性蛋白含量变化
图2显示, 随着华中五味子种子的发育成熟, 在
盛花期后10~60 d种子中可溶性糖含量呈逐渐升高
趋势, 60 d 左右达到最高峰, 60~80 d 下降。种子
中可溶性蛋白含量(图3)在种子发育早期与可溶性
糖含量(图 2)的变化类似, 盛花期后 10~60 d 可溶
性蛋白含量逐渐升高, 60~80 d继续缓慢上升, 但增
幅减小, 盛花期后 80 d 达到最大值。华中五味子
早期发育过程中可溶性糖和可溶性蛋白的积累, 主
要在种子发育前期。
3 不同发育时期的华中五味子种子含水量变化
盛花期后 10 d的华中五味子种子相对含水量
高达 88.7%, 整个种子发育过程中的相对含水量呈
逐渐下降趋势, 盛花期后 70 d 基本上稳定在 30%
左右(图 4)。
4 不同发育时期的华中五味子种子中GA3、IAA
和ABA含量变化
(1)不同发育时期华中五味子种子的内源GA3
含量变化在整体上呈现先升后降的趋势(图 5)。种
表 1 不同发育时期华中五味子种子的形态变化
盛花期后发育 种子形态

时间 /d 种子长度 /mm 种子宽度 /mm 种子厚度 /mm 种皮颜色 种子形状
1 0 1.79±0.14 2.04±0.10 1.10±0.05 乳白 近圆形
2 0 2.32±0.19 2.64±0.10 1.27±0.04 乳黄 肾形
3 0 3.29±0.11 3.65±0.16 2.28±0.11 浅黄 肾形
4 0 3.43±0.04 3.75±0.08 2.35±0.06 黄 肾形
5 0 3.85±0.05 4.05±0.11 2.39±0.06 黄 肾形
6 0 3.93±0.03 4.27±0.04 2.63±0.09 浅褐 肾形
7 0 3.90±0.07 4.47±0.16 2.68±0.04 褐 肾形
8 0 3.91±0.04 4.60±0.06 2.72±0.05 褐 肾形
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图 2 不同发育时期华中五味子种子中可溶性糖含量变化
图 3 不同发育时期华中五味子种子中可溶性蛋白含量变化
子发育早期, GA3 含量迅速增加, 盛花期后 30 d 左
右达到最大值, 30~70 d 逐渐下降, 70~80 d 略有回
升(图 5)。结合图 1 华中五味子种子大小指数的变
化趋势, 可以认为GA3含量变化与种子大小的变化
比较一致, 表明盛花期后 20~30 d是华中五味子种
子形态建成的重要时期, 种子内GA3可促进细胞伸
长, 因而种子的长度、宽度和厚度在短时间内迅速
增加 。
图 4 不同发育时期华中五味子种子的相对含水量变化图 1 不同发育时期华中五味子种子的大小变化
图 5 不同发育时期华中五味子种子中 GA3 含量变化
(2)华中五味子种子发育过程中, IAA含量波动
较大(图 6), 盛花期后 10~30 d 种子中 IAA 含量急
剧增加, 30 d 达到顶峰, 这一时期的 IAA 变化趋势
与 GA3 变化趋势相似。盛花期后 30 d IAA含量开
始下降, 50~60 d 略有回升, 之后又逐渐下降。众
所周知, 一般植物种子发育的早期主要是种子形态
建成和胚乳的生长发育, 华中五味子盛花期后
20~30 d 是种子大小变化最为活跃的时期, 这一时
图 6 不同发育时期华中五味子种子中 IAA含量变化
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期 IAA 含量增加对细胞的快速分裂和迅速伸长无
疑是有利的。
(3)盛花期后 10~30 d 和 50~70 d 华中五味子
种子发育过程中的内源ABA含量迅速上升并在70
d 达到最大值, 随后下降, 但仍维持在相对较高的
水平上(图 7)。
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图 7 不同发育时期华中五味子种子中 ABA含量变化