全 文 ：作物学报 ACTA AGRONOMICA SINICA 2016, 42(5): 714724 http://zwxb.chinacrops.org/
ISSN 0496-3490; CODEN TSHPA9 E-mail: xbzw@chinajournal.net.cn

本研究由国家公益性行业 (农业 )科研专项 (201203052), 浙江省科技厅项目 (2013C02005, 2013C32023), 浙江省自然科学基金项目
(LZ14C130002, LY15C130002)和江苏省现代作物生产协同创新中心项目资助。
This study was supported by the China Special Fund for Agro-Scientific Research in the Public Interest (201203052), the Subject Fund of
Zhejiang Province Science and Technology Hall (2013C02005, 2013C32023), the Natural Sciences Fund of Zhejiang Province
(LZ14C130002, LY15C130002), and Jiangsu Collaborative Innovation Center for Modern Crop Production.
 通讯作者(Corresponding author): 胡晋, E-mail: jhu@zju.edu.cn **同等贡献(Contributed equally to this work)
第一作者联系方式: 朱丽伟, E-mail: liweib0401001@163.com; 曹栋栋, E-mail: jellycao@163.com
Received(收稿日期): 2015-08-14; Accepted(接受日期): 2016-03-02; Published online(网络出版日期): 2016-03-11.
URL: http://www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20160311.1604.006.html
DOI: 10.3724/SP.J.1006.2016.00714
可溶性寡糖和小分子的热激蛋白与杂交水稻种子成熟过程中
发芽能力及种子活力相关
朱丽伟 1,2,** 曹栋栋 3,** 付玉营 1 胡琦娟 1 利 站 1 关亚静 1
胡伟民 1 胡 晋 1, *
1浙江大学农业与生物技术学院种子科学中心, 浙江杭州 310058; 2贵州师范大学荞麦产业技术研究中心, 贵州贵阳 550001; 3浙江农
科种业有限公司, 浙江杭州 310058
摘 要: 系统研究了不同成熟期 Y两优 689杂交水稻种子的活力、可溶性寡糖含量和小分子热激蛋白表达量的变化。
运用模糊隶属函数法综合分析种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、平均发芽时间、根数、根长、苗高、
苗重发现, 授粉后 19~34 d的种子生活力与活力均较高。种子成熟过程中含水量呈下降趋势, 授粉后 10~22 d, 种子
含水量从 48.2%下降至 23.9%; 鲜种子棉子糖与果糖含量分别呈上升和下降趋势; 水苏糖和葡萄糖呈先上升后下降趋
势。授粉后 10~19 d, 小分子热激蛋白 64SHsp18.0和 Os03g0267200基因的表达量均呈上升趋势, 此后相对表达量下
降。水分、棉子糖、水苏糖和蔗糖等物质含量, 鲜种子及干种子的千粒重, 以及 64SHsp18.0和 Os03g0267200基因的
相对表达量均与种子发芽密切相关。
关键词: 杂交水稻; 种子; 成熟; 小热激蛋白; 寡糖; 活力
Soluble Oligosaccharide and Small Heat Shock Protein Correlated with Seed
Germination and Vigor during Hybrid Rice Seed Maturation
ZHU Li-Wei1,2,**, CAO Dong-Dong3,**, FU Yu-Ying1, HU Qi-Juan1, LI Zhan1, GUAN Ya-Jing1, HU Wei-Min1, and
HU Jin1,*
1 Seed Science Center, College of Agriculture and Biotechnology, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China; 2 Research Center of Buckwheat
Industry Technology, Guizhou Normal University, Guiyang 550001, China; 3 Zhejiang Agriculture Science Limited Company, Hangzhou 310058,
China
Abstract: To study the relationship between seed soluble oligosaccharide, small heat shock protein (sHSPs) and seed vigor, we
systematically studied their changes during hybrid rice seed maturity. The mean fuzzy subordinate function values of germination
percentage, germination energy, germination index, vigor index and mean germination time, root number, root length, shoot length
and seedling weight were analyzed. The results indicated that seeds harvesting at 19 to 34 days after pollination (DAP) had a
higher viability and vigor. The seed moisture content had a decline trend, with a decrease from 48.2% at 10 DAP to 23.9% at 22
DAP. The raffinose content increased significantly, the fructose content kept decreasing, the contents of stachyose and glucose
significantly increased firstly and then decreased during seed development. The relative expression levels of 64SHsp18.0 and
Os03g0267200 genes increased significantly from 10 to 19 DAP, and then decreased. The moisture content, the contents of raffi-
nose, stachyose and sucrose, thousand seed weight of fresh seeds and dry seeds, relative transcriptions of 64SHsp18.0 and
Os03g0267200 genes were all significantly correlated with seed germination during seed maturity.
Keywords: Hybrid rice; Seed; Maturity; sHSPs; Oligosaccharide; Vigor
第 5期 朱丽伟等: 可溶性寡糖和小分子的热激蛋白与杂交水稻种子成熟过程中发芽能力及种子活力相关 715


种子的发芽能力是在种子发育过程中形成的 ,
一般认为种子成熟度越高, 种子活力也越高。然而
王仁祥等[1]发现杂交水稻株两优 02和株两优 819在
制种母本终花期之后 11~16 d收获的种子, 贮藏 6个
月后发芽率均达到国家标准, 而终花期 17 d后收获
的种子, 贮藏 6个月后, 易发生发芽率低于 80%的现
象。周建明等[2]研究了不同收获期杂交粳稻种子的
耐贮藏能力, 发现完熟期种子(授粉后 50 d 收获)随
着贮藏时间的延长, 发芽率显著下降, 而授粉后 35
d和 45 d收获的种子, 贮藏 1~8个月间, 发芽率有所
上升, 贮藏至 12 个月, 发芽率显著下降。研究表明
适宜的收获期对提高种子质量非常重要, 可极大地
提高种子活力[3-4]。模糊综合评价是对受多种因素影
响的事物做出全面评价的一种有效的多因素决策方
法, 其特点是评价结果不是绝对地肯定或否定, 而
是以一个模糊集合来表示。隶属度µ(x)越接近于 1,
表示 x属于 A的程度越高, µ(x)越接近于 0表示 x属
于 A 的程度越低。孟庆立等[5]利用模糊综合评价的
方法分析不同品种谷子的抗旱性, 发现此分析方法
所得结果可避免单一指标的片面性和不稳定性, 可
以较好地揭示谷子抗旱性状与其抗旱性的关系。本
试验拟采用模糊隶属函数法分析不同成熟期 Y两优
689 种子生活力与活力变化, 综合考虑种子发芽与
幼苗质量指标, 进而选出适宜的种子收获期。
目前对种子成熟过程的研究大多集中在种子的
含水量、干鲜重等生理指标的变化方面[6]。关于种
子何时收获质量最佳, 说法不一。Harrington等[7]提
出种子质量在种子获得最大干重时最佳, 随后种子
生活力和活力下降。Eskandari 等[8]提出种子质量并
未在种子获得最大干重时获得, 反而最佳的种子质
量发生在种子获得最大干重之后。近来也有研究利
用种子的其他特征如种皮颜色、黑色层等指标, 作
为检测成熟过程种子质量变化的指标 [9-10], 说明需
要更多指标综合判断种子的成熟度。研究发现不同
收获时期可以影响到种子幼胚的成熟、各种功能蛋
白、酶的合成、能量物质的合成转化、各种生理物
质的转化(如单糖、激素), 以及种子的脱水程度, 进
而影响种子活力[2]。Blackman 等[11]发现糖类对大豆
种子成熟过程中脱水耐性的获得发挥很大作用, 脱
水速度不同的大豆种子, 其发芽率与蔗糖和水苏糖
含量密切相关。Gorecki等[12]研究发现豌豆自交系种
子成熟过程中, 种子脱水耐性的获得与蔗糖和棉子
糖的积聚相关。拟南芥种子成熟过程中贮藏物质的
合成随蔗糖、水苏糖和棉子糖等寡聚糖的积聚而终
止, 且六碳糖同蔗糖含量的比值变化与种子胚胎发
育紧密相关[13]。甜玉米种子成熟过程中还原性糖含
量同种子发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数显
著负相关[4]。小分子热激蛋白(sHSPs)是植物响应逆
境及发育信号合成的一类低分子量(15~30 kD)的热
激蛋白的简称。Wehmeyer等[14]发现随着拟南芥种子
的发育, 种子内 sHSPs 的相对表达量也逐渐上升,
至种子成熟达最大值。Neta-Sharir 等[15]通过转基因
技术, 将 sHSP21 基因转入番茄, 发现 sHSP21 蛋白
可促进类胡萝卜素的积累, 参与果实的发育。Sarkar
等[16]应用基因芯片技术发现不同的小热激蛋白在水
稻种子发育的不同阶段、不同部位相对表达量差异
很大, 其中小分子热激蛋白 Hsp18.0-CII在种子干燥
脱水阶段其基因表达量明显上调, 小分子热激蛋白
Hsp18.0-CI 在水稻遭受脱水胁迫时其基因表达量也
明显上调。另外, 有研究发现作物遭受非生物胁迫
时, 其小分子热激蛋白的基因表达量会显著上调或
者下调[16-18]。以上研究说明小分子热激蛋白与作物
种子的发育及其植株抗逆性有关。本文拟研究可溶性
寡糖及小分子热激蛋白 64SHsp18.0 和 Os03g0267200
基因相对表达量的变化, 探索它们与种子生活力和
活力的相关性, 综合考虑后确定种子的收获期。
1 材料与方法
1.1 试验材料
为杂交水稻 Y两优 689种子。
1.2 试验方法
1.2.1 不同成熟期水稻种子的获得 试验在浙江
大学紫金港校区农场进行。分别于田间种植 Y两优
689的父母本。生长期间进行一致的传统田间管理。
在水稻开花前, 将父母本隔离, 至水稻盛花期撤除
隔离物, 集中一天人工授粉以保证种子有相同的授
粉时间。授粉后继续隔离父母本。授粉当日记为授
粉第 0天。在授粉后的第 10、第 13、第 16、第 19、
第 22、第 25、第 28、第 31 和第 34 天收获水稻鲜
种子, 将其部分材料液氮速冻后保存于80℃冰箱,
部分材料存于通风干燥处晾晒至含水量 11%备用。
1.2.2 发芽试验 种子经 0.1% NaClO 溶液消毒
15 min, 清水洗净, 放于铺有 2层湿润发芽纸的发芽
盒内进行发芽试验[19], 发芽盒规格为 12 cm×18 cm,
每盒 100粒种子为 1次重复, 3次重复, 将种子置 20
℃/30℃光照培养箱中, 16 h光照/8 h黑暗 24 h交替。
716 作 物 学 报 第 42卷


以种子胚根 1 mm 长为发芽标准, 每天记录发芽数,
分别在发芽第 5天和第 14天计算发芽势(germination
energy, GE)和发芽率(germination percentage, GP)。
于统计发芽率当天, 随机选择每处理 20 株幼苗, 测
定其鲜重, 然后将幼苗置 105℃烘箱保持 30 min, 再
调整温度至 80℃保持 24 h, 取出放干燥器冷却后测
定其干重。根数、根长和苗高均为 20株幼苗平均值,
每个收获期 3 次重复。并根据每天发芽数计算发芽
指数(germination index, GI)、活力指数(vigor index,
VI)和平均发芽时间(mean germination time, MGT)。
GI Gt
Dt
 
VI = GI × S
( )
MGT
Gt Dt
Gt
 
式中, Dt 为不同的发芽日数, Gt 为不同发芽日数的
相应发芽数, S为 20株幼苗干重(g)。
1.2.3 种子含水量测定 采用二次烘干法测定种
子含水量(moisture content, MC)[19]。每个收获时期设
3次重复, 每个重复 25 g种子(W1)。将样品放入 103
℃烘箱烘 30 min 后放入干燥器, 冷却后称重(W2),
然后将样品磨粉, 从中称取样品(W3)放入 105℃烘箱
持续 8 h, 放入干燥器冷却后, 称重(W4)。
种子含水量(%) = (W2×W4)/(W1×W3)
1.2.4 种胚内可溶性寡糖的测定 参照Baily等[20]
的方法 , 稍有改进 , 提取种胚内可溶性寡糖 , 将水
稻种胚小心自水稻种子剥离, 每个样品 3次重复, 取
每个重复 10~15 粒完整水稻种胚, 常温下充分研磨,
加 80%乙醇溶液 1 mL继续研磨均匀后, 放入 80℃恒
温振荡水浴锅振荡 30 min。将水浴后的混合物放至
常温后, 在转速为 14 000×g离心机离心 15 min, 得
第 1 次提取上清液。向第 1 次提取后的固体残渣中
加 80%乙醇溶液 0.5 mL, 混合均匀后放超声振荡仪
中再次萃取 30 min, 振荡仪温度为 15~25℃, 然后对
混合物再次离心, 取其上清液。向第 2 次离心后固
体残渣加 80%乙醇溶液 0.35 mL, 混合均匀后放超声
振荡仪中再次萃取 30 min, 超声振荡温度同上, 然
后对混合物再次离心, 取上清液。合并 3 次提取上
清液, 在温度 35℃条件下以氮气吹干, 加超纯水定
容至 100 μL。溶液经 0.45 μm 滤膜过滤后, 进行
HPLC测定。
用 Waters 2410 示差折光检测器及 Xtimate
Sugar-Ca 色谱柱(7.8250 mm, 美国)检测; 流动相为
去离子水; 柱温 80℃; 流速 0.5 mL min–1; 进样体积
为 50 μL。
1.2.5 种子小热激蛋白(sHSPs)基因的相对表达量
测定 采用GK系列超快新型植物 RNA提取试剂
盒(华越洋, 北京), 按其说明书从新鲜的水稻种子内
提取总 RNA, 并用无 RNase DNase I去除样品中的
残留 DNA。将提取的样品放80℃低温保存。利用
NanoDrop 1000分光光度计(NanoDrop Technologies,
Wilmington, 美国)检测 RNA的纯度和浓度后, 添加
无 RNase H2O, 将每个样品的 RNA浓度调整至 200
ng mL–1, 备用。采用 PrimerScript II 1 st strand cDNA
Synthesis Kit试剂盒(TaKaRa, 日本)进行 RNA的反
转录试验。反应终止得到 cDNA模板, 保存在20℃
冰箱待用。根据 NCBI网站上查询到的 64S Hsp18.0
和 Os03g0267200的 CDS序列, 利用 Primer 5.0软件
设计引物(表 1)。
在 96孔板上利用 SYBR Premix Ex Taq II (Ta-
KaRa)法以 cDNA为模板, 采用 CFX96实时 PCR检
测系统 (Bio-Rad, Hercules, 美国 )进行实时定量
PCR。每个样品 3 次重复。PCR 体系含 5×SYBR
Premix Ex Taq II 10 μL、模板 DNA 2 μL和上下游引
物各 1 μL, 以 ddH2O补足 20 μL。PCR程序为 95℃
保温 30 s, 然后 95℃ 5 s, 60℃ 20 s进行 40个循环。
在 60℃步骤时收集荧光信号。每循环结束后进行溶
解曲线分析, 以线性方式从 65℃升温至 95℃。以
β-OsActin (内参基因)基因为参照, 采用 2–ΔΔCt 法计
算 64SHsp18.0和 Os3g0267200基因的相对转录量。

表 1 不同成熟期水稻基因表达量的实时荧光定量 PCR所用的引物序列
Table 1 Primers used in q-PCR analysis of the expression of sHsp genes in hybrid rice seeds at different development phases
基因名称 Gene name 引物序列 Primer sequences(5−3)
Forward CTTCATAGGAATGGAAGCTGCGGGTA β-OsActin
Reverse CGACCACCTTGATCTTCATGCTGCTA
Forward CGTCCTCCACCTCCACCTTG
64S Hsp18.0
Reverse GGCAGCATCTTCCCGTCCTT
Forward TTCCTCCGCAGGTTCCG
Os03g0267200
Reverse GGGCTTCTTGGGCTCTT

第 5期 朱丽伟等: 可溶性寡糖和小分子的热激蛋白与杂交水稻种子成熟过程中发芽能力及种子活力相关 717


1.2.6 种子发芽与幼苗质量综合评价 利用模糊
隶属函数法综合评价种子活力。参考孟庆立等[5]的
方法, µ(x) = (X–Xmin)/(Xmax–Xmin), 其中µ(x)为某个指
标性状的模糊隶属函数值, 若指标与活力呈负相关
(如平均发芽时间)则用 1µ(x)表示, X指某一指标数
值, Xmax、Xmin分别表示所有发育期内种子某一指标
的最大和最小值。平均模糊隶属函数值 (average
value, A-value)为各个指标隶属函数值的平均数。发
芽与幼苗质量的平均模糊隶属函数值为测定的所有
种子发芽与幼苗生长指标的平均隶属函数值。
1.3 统计分析
采用 SAS软件对所得数据进行方差分析。对多
重比较采用 LSD, α=0.05, 在分析前, 采用 y = arcsin
[sqrt (x/100)]公式, 将百分率数据进行反正弦转换。
采用SAS软件对种子含水量、鲜种子与干种子千粒重、
水苏糖、棉子糖、蔗糖、葡萄糖、果糖等物质含量的
变化以及小热激蛋白(64SHsp18.0和 Os03g0267200)基
因相对表达量的变化分别与种子生活力和活力进行
相关性分析[21]。
2 结果与分析
2.1 不同成熟期杂交水稻种子生活力与活力的
变化
随着种子成熟度的提高, 种子发芽能力显著上
升, 授粉后 10 d 种子发芽势为 19.3%, 发芽率为
30.7% (表 2)。授粉后 10~16 d, 种子发芽势、发芽率、
发芽指数和活力指数均显著上升, 平均发芽时间显
著缩短。授粉后 16~19 d, 不同时期种子的发芽势与
发芽率无显著差异, 然而授粉后 19 d种子的发芽指
数与活力指数显著高于授粉后 16 d的种子, 平均发
芽时间也显著缩短。授粉后 19~34 d, 不同成熟度种
子的发芽率与发芽势无显著差异。从种子生活力和
活力变化趋势看, 19 d时达到最高水平, 生活力一直
保持至 34 d不变, 但活力水平在 31~34 d时, 发芽势
和平均发芽时间保持不变, 发芽指数和活力指数有
所下降。从种子生活力与活力水平看, 种子的收获
时间宜在授粉后 19~34 d (表 2)。
2.2 不同成熟期杂交水稻种子幼苗质量的变化
授粉后 10~19 d, 不同成熟期的 Y两优 689水稻
幼苗根数、苗高、苗鲜重和苗干重均显著上升, 而
幼苗根长无明显变化规律。授粉后 19~31 d, 不同成
熟期种子幼苗的根数和苗干重无显著差异, 授粉后
25 d种子幼苗的苗高显著低于其他 4个时期。授粉
后 34 d采收种子的幼苗, 其根数和苗高显著低于授
粉后 31 d, 二者在根长、苗鲜重和苗干重间无显著
差异(表 3)。
随着种子成熟度的提高, Y两优 689杂交水稻种
子生活力与活力的平均模糊隶属函数呈先上升后下
降的变化趋势。授粉后 28 d和 34 d采收的种子发芽
率模糊隶属函数值较大。授粉后 19 d采收种子的发
芽势、活力指数和平均发芽时间的模糊隶属函数值
均较高。综合考虑种子的生活力与活力, 授粉后 19 d
采收种子的平均函数值最高, 其次分别是授粉后 28、
31和 34、22、25、16、13和 10 d采收的种子(表 4)。
授粉后 22 d采收的 Y两优 6809杂交水稻种子幼
苗的根数、苗高和幼苗干重的模糊隶属函数值均较
高。授粉后 25 d采收种子的幼苗干重与鲜重均较高。
综合考虑幼苗的各项指标, 授粉后 31 d 采收种子幼
苗平均模糊隶属函数值最高, 其次分别是授粉后 22、
34、19、25、28、16、13和 10 d采收的种子(表 5)。

表 2 不同成熟期 Y两优 689杂交水稻种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和平均发芽时间
Table 2 Germination energy (GE), germination percentage (GP), germination index (GI), vigor index (VI), and mean germination
time (MGT) of Y Liangyou 689 hybrid rice seeds at different maturation stages
授粉后天数 DAP 发芽势 GE (%) 发芽率 GP (%) 发芽指数 GI 活力指数 VI 平均发芽时间 MGT (d)
10 d 19.3 c 30.7 c 3.402 f 0.4 f 5.0 a
13 d 70.7 b 83.3 b 10.541 e 2.0 e 4.2 b
16 d 94.7 a 96.0 a 14.973 d 3.2 d 3.3 c
19 d 99.3 a 99.3 a 19.483 a 4.6 a 2.7 e
22 d 99.3 a 99.3 a 17.900 b 4.3 b 2.9 de
25 d 97.3 a 97.3 a 16.794 c 4.0 c 3.1 cd
28 d 100.0 a 100.0 a 19.467 a 4.4 b 2.7 e
31 d 99.3 a 99.3 a 18.217 b 4.1 c 2.8 de
34 d 100.0 a 100.0 a 18.261 b 4.0 c 2.8 de
数值后不同字母表示同一列数值间差异显著(α = 0.05, LSD)。
Values within a column followed by a different small letter are significantly different (α = 0.05, LSD). DAP: days after pollination.
718 作 物 学 报 第 42卷


表 3 不同成熟期 Y两优 689杂交水稻种子幼苗的根数、根长、苗高和幼苗鲜重、幼苗干重
Table 3 Root numbers and length, shoot height, seedling fresh, and dry weights of Y Liangyou 689 hybrid rice seedlings at different
maturation stages
授粉后天数
DAP
根数
RN
根长
RL (cm)
苗高
SH (cm)
幼苗鲜重
SFW (g 20 seedlings–1)
幼苗干重
SDW (g 20 seedlings–1)
10 d 6.0 d 5.5 b 7.3 f 0.714 e 0.133 e
13 d 7.5 c 5.5 b 6.4 g 1.134 d 0.191 d
16 d 9.1 b 4.6 d 8.0 e 1.272 cd 0.210 cd
19 d 10.2 a 5.3 bc 9.8 bc 1.511 ab 0.235 ab
22 d 10.5 a 5.2 bc 10.7 a 1.372 abc 0.241 a
25 d 10.0 a 5.1 c 8.7 d 1.548 a 0.241 a
28 d 10.1 a 4.8 d 10.0 b 1.352 bc 0.223 abc
31 d 10.5 a 6.2 a 10.5 a 1.423 abc 0.225 abc
34 d 9.3 b 6.3 a 9.4 c 1.428 abc 0.217 bc
数值后不同字母表示同一列数值间差异显著性(α = 0.05, LSD)。
Values within a column followed by a different small letter are significantly different (α = 0.05, LSD). RN: root numbers; RL: root
length; SH: shoot height; SFW: seedling fresh weights; SDW: seedling dry weights; DAP: days after pollination.

表 4 不同成熟期 Y两优 689杂交水稻种子的发芽势、发芽率、发芽指数、活力指数和平均发芽时间的模糊隶属函数值
Table 4 Mean fuzzy subordinate function value of germination energy, germination percentage, germination index, vigor index, and
mean germination time of Y Liangyou 689 rice seeds at different maturation stages
授粉后天数 DAP FGE FGP FGI FVI FMGT 平均函数 A-value
10 d 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 e
13 d 0.637 0.759 0.444 0.381 0.348 0.514 d
16 d 0.934 0.942 0.720 0.667 0.739 0.800 c
19 d 0.991 0.990 1.000 1.000 1.000 0.996 a
22 d 0.991 0.990 0.902 0.929 0.913 0.945 ab
25 d 0.967 0.961 0.833 0.857 0.826 0.889 b
28 d 1.000 1.000 0.999 0.952 1.000 0.990 ab
31 d 0.991 0.990 0.921 0.881 0.957 0.948 ab
34 d 1.000 1.000 0.924 0.857 0.957 0.948 ab
数值后不同字母表示同一列数值间差异显著(α = 0.05, LSD)。FGE: 发芽势的模糊隶属函数; FGP: 发芽率的模糊隶属函数; FGI: 发芽指
数的模糊隶属函数; FVI: 活力指数的模糊隶属函数; FMGT: 平均发芽时间的模糊隶属函数; A-value: 所有指标的平均模糊隶属函数。
Values within a column followed by a different small letter are significantly different (α = 0.05, LSD). FGE: fuzzy subordinate function
value of germination energy; FGP: fuzzy subordinate function value of germination percentage; FGI: fuzzy subordinate function value of
germination index; FVI: fuzzy subordinate function value of vigor index; FMGT: fuzzy subordinate function value of mean germination time;
A-value: mean fuzzy subordinate function value of evaluation index. DAP: days after pollination.

表 5 不同成熟期 Y两优 689杂交水稻种子幼苗的根数、根长、苗高和苗鲜重、苗干重的模糊隶属函数值
Table 5 Mean fuzzy subordinate function values of root number and length, shoot height, fresh and dry weights of seedling in
Y Liangyou 689 hybrid rice at different maturation stages
授粉后天数 DAP FRN FRL FSH FSFW FSDW 平均函数 A-value
10 d 0.000 0.529 0.209 0.000 0.000 0.148 f
13 d 0.333 0.529 0.000 0.504 0.537 0.381 e
16 d 0.689 0.000 0.372 0.669 0.713 0.489 d
19 d 0.933 0.412 0.791 0.956 0.944 0.807 b
22 d 1.000 0.353 1.000 0.789 1.000 0.828 b
25 d 0.889 0.294 0.535 1.000 1.000 0.744 c
28 d 0.911 0.118 0.837 0.765 0.833 0.693 c
31 d 1.000 0.941 0.953 0.850 0.852 0.919 a
34 d 0.733 1.000 0.698 0.856 0.778 0.813 b
数值后不同字母表示同一列数值间差异显著性(α = 0.05, LSD)。FRN: 根数的模糊隶属函数; FRL: 根长的模糊隶属函数; FSH:
苗高的模糊隶属函数; FSFW: 苗鲜重的模糊隶属函数; FSDW: 苗干重的模糊隶属函数; A-value: 所有指标的平均模糊隶属函数。
Values within a column followed by a different small letter are significantly different (α = 0.05, LSD). FRN: fuzzy subordinate function
value of root number; FRL: fuzzy subordinate function value of root length; FSH: fuzzy subordinate function value of shoot height; FSFW:
fuzzy subordinate function value of fresh weights of seedling; FSDW: fuzzy subordinate function value of dry weights of seedling. A-value:
mean fuzzy subordinate function value of evaluation index. DAP: days after pollination.
第 5期 朱丽伟等: 可溶性寡糖和小分子的热激蛋白与杂交水稻种子成熟过程中发芽能力及种子活力相关 719



图 1 不同成熟期Y两优 689杂交水稻种子发芽与幼苗质量的平
均模糊隶属函数值
Fig. 1 Mean fuzzy subordinate function value in seed
germination and seedling quality at different maturation
stages of Y Liangyou 689 hybrid rice
柱状图上方不同的字母表示不同成熟期种子间的差异显著
(α = 0.05, LSD)。
Different small letters on top of bars indicate the significant
differences of mean fuzzy subordinate function values of seeds
at different maturation stages (α = 0.05, LSD).

授粉后 19 d采收的种子, 其发芽与幼苗质量显
著高于授粉后 10~16 d 采收的种子批。综合考虑不
同成熟期杂交水稻种子发芽与幼苗质量, 模糊隶属
函数值最高的是授粉后 31 d 收获的种子, 授粉后
19、22、25、28和 34 d收获的种子其综合模糊隶属
函数值均较高(图 1)。
2.3 不同成熟期杂交水稻种子含水量与鲜重和
干重的变化
授粉后 10~28 d Y两优 689杂交水稻种子, 含水
量整体呈下降趋势。如授粉后 10~16 d 种子的含水
量显著下降, 下降了 22.2%。授粉后 19~28 d, 种子
含水量呈先下降后上升的趋势。其中授粉后 16~19 d
和 25~28 d 种子含水量呈上升趋势。这可能和当时
的天气有关, 因为授粉后 10 d、19 d和 28 d均为降
雨天气 , 且当时空气相对含水量都在 95%以上(表
6)。授粉后 16~28 d, 种子鲜重无显著变化且达最大
值。授粉后 10~16 d, 种子干重显著上升, 其千粒重
由 11.640 g上升至 19.047 g。授粉后 16~22 d, 种子
干重间无显著差异。授粉后 22~28 d, 种子干重无显
著变化且达最大值(表 6)。
2.4 不同成熟期杂交水稻种子可溶性寡糖含量
的变化
Y两优 689杂交水稻种子成熟过程中, 还原性糖
与非还原性糖含量均有显著的变化。种子内水苏糖含
量在授粉后 10~19 d呈上升趋势, 授粉后 19~22 d, 含
量无显著变化且达最高值, 授粉后 22~25 d显著下降,
授粉后 25~28 d, 趋于稳定达最低值。种子内棉子糖
含量在授粉后 10~13 d显著上升, 授粉后 13~16 d无
显著变化, 授粉后 16~28 d呈持续上升趋势且授粉后
28 d达最大值。种子内蔗糖含量在授粉后 10~19 d呈
上升趋势且在授粉后 19 d达最大值。授粉后 19~25 d
呈下降的趋势, 授粉后 25~28 d呈上升的趋势(表 7)。
随着种子成熟, 种子内葡萄糖在授粉后 10~16 d
呈先上升后下降的趋势, 授粉后 16~19 d 显著上升
且在授粉后 19 d时达最大值, 授粉后 19~28 d显著
下降。种子内果糖含量在授粉后 10~13 d 无显著变
化, 授粉后 13~16 d显著下降且授粉后 16 d达最低
值, 授粉后 16~19 d显著上升, 授粉后 19~22 d无显
著变化, 授粉后 22~25 d显著下降, 授粉后 25~28 d
无显著变化(表 7)。

表 6 不同成熟期 Y两优 689杂交水稻种子含水量及其鲜重和干重
Table 6 Differences of moisture content, thousand-seed weight of fresh seeds and dry seeds at different maturation stages of
Y Liangyou 689 hybrid rice seeds
授粉后天数
DAP
天气
Weather
相对湿度
RH (%)
含水量
MC (%)
鲜种子千粒重
TFSW (g)
干种子千粒重
TDSW (g)
10 d 阴 Cloudy 92 48.2 a 20.568 c 11.640 d
13 d 阴 Cloudy 93 34.1 b 22.828 b 15.960 c
16 d 阴 Cloudy 91 26.0 cd 24.170 a 19.047 b
19 d 雨 Rain 97 27.9 c 24.091 a 19.047 b
22 d 阴 Cloudy 90 23.9 d 23.951 ab 19.386 ab
25 d 阴 Cloudy 94 23.9 d 24.166 a 19.533 a
28 d 雨 Rain 96 26.4 cd 24.170 a 19.540 a
数值后不同字母表示同一列数值间差异显著(α = 0.05, LSD)。
Different small letters after the number indicate the significant difference (α = 0.05, LSD) within the same column. RH: relative hu-
midity; MC: moisture content; TFSW: thousand-seed weight of fresh seeds; TDSW: thousand seed weight of dry weight. DAP: days after
pollination.
720 作 物 学 报 第 42卷


表 7 不同成熟期 Y两优 689杂交水稻种子中水苏糖、棉子糖、蔗糖、葡萄糖和果糖的含量
Table 7 Soluble stachyose, raffinose, sucrose, glucose, and fructose contents at different maturation stages of Y Liangyou 689 hybrid
rice (µg 10-seed–1)
授粉后天数
DAP
水苏糖
Stachyose
棉子糖
Raffinose
蔗糖
Sucrose
葡萄糖
Glucose
果糖
Fructose
10 d 52.969 c 5.110 f 42.045 f 4.814 c 1.103 b
13 d 52.565 c 15.495 e 69.859 e 7.868 a 1.200 b
16 d 101.208 b 16.136 e 117.949 d 5.124 c 0.871 c
19 d 184.617 a 21.252 d 191.934 a 6.022 b 1.693 a
22 d 187.552 a 28.031 c 148.509 b 3.106 d 1.732 a
25 d 27.187 d 35.816 b 142.333 c 2.603 e 1.067 c
28 d 31.117 d 43.004 a 180.374 a 1.549 f 0.869 c
数值后不同字母表示同一列数值间差异显著(α = 0.05, LSD)。
Values within the same column followed by different letters are significantly different (α = 0.05, LSD). DAP: days after pollination.

2.5 不同成熟期杂交水稻种子热激蛋白 64SHsp18.0
和 Os03g0267200基因相对表达量的变化
授粉后 10~19 d, Y两优 689杂交水稻鲜种子内
64SHsp18.0 基因的表达量呈上调的变化趋势, 授粉
后 19 d采收的种子其基因相对表达量最高。授粉后
19~25 d, 此基因的表达量下调(图 2-A)。热激蛋白基
因Os03g0267200的表达量具有相似的趋势, 如授粉后
10~19 d, 鲜种子内 Os03g0267200的相对表达量上调,
特别是授粉后 16~19 d, 基因的表达量上调极其明显。
授粉后 19~28 d, 此基因的表达量明显下调(图 2-B)。
2.6 种子成熟过程中含水量、鲜重、干重、可溶
性寡糖等物质含量及 sHSPs基因相对表达量与种
子生活力和活力的相关性
Y 两优 689 杂交水稻种子成熟过程中, 种子内
棉子糖、水苏糖和蔗糖等 3 个指标均与种子发芽率
呈显著正相关, 而含水量与种子的发芽率呈显著负
相关。种子内棉子糖、水苏糖、蔗糖等 3 种物质的
含量以及 64S Hsp18.0和 Os03g0267200等 2种小热
激蛋白基因的相对表达量与种子的发芽势呈显著正
相关。鲜种子与干种子的千粒重均与种子发芽率和
发芽势无显著相关性(表 8)。
Y两优 689杂交水稻种子成熟过程中, 棉子糖、
水苏糖和蔗糖物质的含量以及 64S Hsp18.0 和
Os03g0267200基因的相对表达量均与种子发芽指数
显著正相关。棉子糖和水苏糖的含量以及 64S
Hsp18.0和 Os03g0267200基因的相对表达量均与种
子活力指数显著正相关。种子成熟过程中含水量、
千粒重、葡萄糖和果糖含量变化与种子发芽指数和
活力指数的相关性均不显著(表 9)。
Y两优689杂交水稻种子成熟过程中, 种子含水
量与种子的平均发芽时间呈显著正相关, 鲜种子与
干种子的千粒重均与种子的平均发芽时间呈显著负
相关 , 而可溶性寡糖及2个小热激蛋白均与种子平
均发芽时间的相关性不显著(表10)。

图 2 不同成熟期 Y两优 689水稻种子 64S Hsp18.0 (A)和 Os03g0267200 (B)基因相对表达量
Fig. 2 Relative expression levels of 64S Hsp18.0 (A) and Os03g0267200 (B) genes at different maturation stages of Y Liangyou 689
hybrid rice seed

第 5期 朱丽伟等: 可溶性寡糖和小分子的热激蛋白与杂交水稻种子成熟过程中发芽能力及种子活力相关 721


表 8 Y两优 689杂交水稻种子成熟过程生理生化的变化与种子发芽率和发芽势之间的直线回归关系(授粉后 10~22 d)
Table 8 Linear regression relationships of the physiological and biochemical changes with germination percentage and
germination energy at different maturation stages in Y Liangyou 689 hybrid rice seeds (10 to 22 DAP)
发芽率 GP 发芽势 GE
生理指标
Physiological parameter
线性回归方程
Linear regression
equation
皮尔逊相关系数
Pearson correlation
coefficient
线性回归方程
Linear regression
equation
皮尔逊相关系数
Pearson correlation
coefficient
含水量 MC y = −2.322x + 147.2 −0.947* y = −3.029x + 147.7 −0.834
鲜种子千粒重 TFSW y = 14.510x − 261.3 0.894* y = 17.860x − 360.9 0.743
干种子千粒重 TDSW y = 7.060x − 46.47 0.947* y = 9.074x − 102.6 0.821
棉子糖含量 Raffinose content y = 0.321x + 35.72 0.897* y = 0.499x − 7.057 0.941*
水苏糖含量 Stachyose content y = 2.738x + 25.81 0.957** y = 4.099x − 19.72 0.968**
蔗糖含量 Sucrose content y = 0.369x + 30.74 0.923* y = 0.534x − 10.15 0.889*
葡萄糖含量 Glucose content y = −3.670x + 92.70 −0.266 y = −6.595x + 86.33 −0.322
果糖含量 Fructose content y = 41.880x + 17.65 0.658 y = 79.050x − 53.54 0.838
64S Hsp18. relative express level y = 0.096x + 57.77 0.816 y = 0.161x + 25.41 0.922*
Os03g0267200 relative express level y = 9.897x + 46.90 0.826 y = 16.270x + 7.993 0.917*
数值后的*和**分别表示 α=0.05和 α=0.01水平上显著相关。缩写同表 2和表 6。
* and ** indicate significant correlation at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. Abbreviations correspond with those given
in Table 2 and Table 6.

表 9 Y两优 689杂交水稻种子成熟过程中生理生化变化与种子发芽指数和活力指数间的直线回归关系(授粉后 10~22 d)
Table 9 Linear regression relationships of the physiological and biochemical changes with germination index and vigor index at
different maturation stages in Y Lianyou 689 hybrid rice seeds (10 to 22 DAP)
发芽指数 GI 活力指数 VI
生理指标
Physiological parameter
线性回归方程
Linear regression
equation
皮尔逊相关系数
Pearson correlation
coefficient
线性回归方程
Linear regression
equation
皮尔逊相关系数
Pearson correlation
coefficient
含水量 MC y = −0.443x + 21.88 0.801 y = −0.085x + 4.030 −0.825
鲜种子千粒重 TFSW y = 2.628x − 52.89 0.717 y = 0.476x − 9.689 0.697
干种子千粒重 TDSW y = 1.339x − 14.98 0.795 y = 0.250x − 2.929 0.794
棉子糖含量 Raffinose content y = 0.076x − 1.229 0.950* y = 0.014x − 0.362 0.948*
水苏糖含量 Stachyose content y = 0.613x − 2.880 0.951* y = 0.116x − 0.711 0.969**
蔗糖含量 Sucrose content y = 0.082x − 1.700 0.907* y = 0.014x − 0.359 0.859
葡萄糖含量 Glucose content y = −0.984x + 12.97 −0.316 y = −0.277x + 2.790 −0.476
果糖含量 Fructose content y = 12.440x − 8.747 0.865 y = 2.183x − 1.583 0.813
64S Hsp18.0 relative express level y = 0.025x + 3.713 0.943* y = 0.004x + 0.584 0.911*
Os03g0267200 relative express level y = 2.541x + 0.987 0.939* y = 0.451x + 0.110 0.894*
数值后的*和**分别表示 α=0.05和 α=0.01 水平上显著相关。缩写同表 2和表 6。
* and ** indicate significant correlation at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. Abbreviations correspond with those given
in Table 2 and Table 6.

3 讨论
本文的研究结果表明, Y两优 689杂交水稻种子
成熟过程中, 种子活力逐渐升高, 授粉后 19~34 d种
子的生活力和活力均保持较高水平。刘信[22]对春江
15和中组 1号 2个水稻品种研究的结果也表明水稻
种子生理成熟较早, 授粉后 10 d就具有发芽能力。
Y两优 689水稻种子成熟过程中含水量呈下降趋势,
且与种子发芽率和平均发芽时间显著相关, 然而授
粉后 19 d遇阴雨天气时, 含水量又有所上升。有研
722 作 物 学 报 第 42卷


表 10 Y两优 689杂交水稻种子成熟过程中生理生化变化与种子平均发芽时间(MGT)的直线回归关系(授粉后 10~22 d)
Table 10 Linear regression relationships of the physiological and biochemical changes with mean germination time at
different maturation stages in Y Liangyou 689 hybrid rice seeds (10 to 22 DAP)
生理指标
Physiological parameters
线性回归方程
Linear regression equation
皮尔逊相关系数
Pearson correlation coefficient
含水量 MC y = 0.203x − 1.947 0.984**
鲜种子千粒重 TFSW y = −1.362x + 35.97 −0.993**
干种子千粒重 TDSW y = −0.627x + 15.19 −0.995**
棉子糖含量 Raffinose content y = −0.006x + 4.648 −0.681
水苏糖含量 Stachyose content y = −0.200x + 8.021 −0.829
蔗糖含量 Sucrose content y = −0.027x + 7.709 −0.810
葡萄糖含量 Glucose content y = 0.077x + 4.164 0.066
果糖含量 Fructose content y = −1.750x + 6.890 −0.325
64S Hsp18.0 relative express level y = −0.005x + 5.424 −0.538
Os03g0267200 relative express level y = −0.574x + 6.091 −0.568
数值后的*和**分别表示 α = 0.05和 α = 0.01水平上显著相关。缩写同表 2和表 6。
* and ** indicate significant correlation at the 0.05 and 0.01 probability levels, respectively. Abbreviations correspond with those given
in Table 2 and Table 6.

究认为利用雄性不育系制种, 喷施赤霉素后植株易
倒伏, 种子在穗上易萌动发芽[23]。因此在 Y两优 689
杂交水稻制种后期, 保证其较低含水量水平非常重
要。近年来, 很多实践和研究都表明, 水稻穗萌发在
我国很严重, 一般年份穗发芽率为 5%左右, 但成熟
期遇阴雨天气 , 其穗芽率少则 10%, 多的可达到
90%[24]。先前对杂交水稻 Y两优 689的研究表明, 授
粉后 19 d其种子的长、宽、厚、种皮、胚、胚乳、
千粒重等大部分生理指标均达稳定状态[25], 本文的
发芽试验更加证明 Y 两优 689 杂交稻授粉后 19 d,
其种子即生理成熟, 因此可通过提早收获来避开阴
雨天气, 降低稻穗萌发率。
Y 两优 689 杂交水稻品种成熟过程中, 授粉后
22 d 采收的种子, 其千粒重达最大值, 此后无显著
变化, 然而授粉后 19 d采收的种子活力指数最高。
授粉后 10~22 d 种子的千粒重均与种子生活力和活
力显著相关。因此种子千粒重可作为 Y两优 689杂
交水稻种子成熟过程中活力的判断指标之一。一般
认为种子干物质重最大时种子质量最佳, 有研究发
现 ZR02和金 23A/ZR02两个杂交水稻品种的种子最
大萌发率与最大干重同时出现[6]。不过先玉 335、郑
单 958 和吉祥 1 号 3 个杂交玉米成熟过程中, 种子
百粒重不到最大百粒重 90%时的活力最高[26]。可见
种子活力最高值的出现与种子千粒重最高值出现时
间不一定完全吻合, 具体还要看作物类别和品种。
种子中所含的糖类包括多糖(主要是淀粉)、寡糖
(水苏糖、棉子糖、半乳糖等)、二糖(主要是蔗糖和
麦芽糖)和单糖(葡萄糖、果糖和甘露糖等)。本研究
发现, 棉子糖、水苏糖和蔗糖均与种子生活力和活
力显著相关, 而葡萄糖和果糖与之不相关。这与前
人的研究结果相符, 糖的含量确实可作为指标来显
示种子的活力和耐贮藏能力[27-28]。蔗糖是高等植物
光合作用主要终产物之一, 有研究发现蔗糖合成基
因的表达与大豆、棉花和拟南芥种子的发育相关。
蔗糖合成酶基因在豆科种子发育过程中表达量急剧
上升[29-30], 抑制蔗糖合成酶基因的表达将影响纤维
素和果胶的合成, 进而停止棉花种子发育 [31], 蔗糖
含量显著上升的拟南芥突变体, 其种子体积变小且
种皮所占比例加大, 种胚所占比例缩小[32]。研究还
发现种子发育过程中棉子糖、水苏糖和蔗糖含量的
变化影响其抗逆性。板栗种子脱落时其子叶和胚轴
中棉子糖和水苏糖含量最高, 二者可能抑制板栗种
子的褐变[33]。当大豆种子成熟时棉子糖、水苏糖和
蔗糖的含量较少, 会导致其对冷害更加敏感, 且田
间出苗率也显著下降[34]。近年来关于糖类在种子脱
水耐性获得上的研究颇多, 研究发现棉子糖和水苏
糖与巴拿马栗种子脱水耐性有关[35], 而水苏糖对于
大豆种子发育中脱水耐性的形成起重要作用[36]。杂
交水稻成熟过程也是种子逐渐脱水的过程 , 棉子
糖、水苏糖和蔗糖含量的上升有助于脱水耐性的增
强。Lehner 等[37]也发现小麦种子脱水过程中种胚内
的蔗糖和棉子糖均呈上升趋势。推测对于禾本科作
第 5期 朱丽伟等: 可溶性寡糖和小分子的热激蛋白与杂交水稻种子成熟过程中发芽能力及种子活力相关 723


物, 寡糖类对于种子成熟过程中发芽能力的形成发
挥重要作用。寡糖的积聚可促进种子细胞玻璃化的
形成或者在磷脂双分子层内作为水的替代物抑制相
变的发生[38-39], 保护遭受脱水胁迫的种子。
本研究发现 , 杂交水稻种子成熟过程中 ,
64SHsp18.0和Os03g0267200小分子热激蛋白基因的
相对表达量均在种子授粉后 19 d急剧增加。值得注
意的是, 授粉后 19 d种子的生活力与活力均趋于稳
定, 推断 64SHsp18.0和Os03g0267200小分子热激蛋
白与杂交水稻种子活力形成有关。事实上, 杂交水
稻种子成熟过程也是逐渐脱水的过程, 快速脱水会
对细胞产生一定的渗透压力。Wehmeyer等[16]发现拟
南芥种子发育过程遭遇脱水胁迫, sHSPs表达量急剧
上升至最高水平。小热激蛋白(sHSPs)还是植物响应
逆境及发育信号合成的一类低分子量(15~30 kD)热
激蛋白, 研究发现高温逆境条件下水稻种子成熟过
程中垩白的发生率与sHSP的表达量有关[40]。有研究
发现, 逆境条件下, 转入热激蛋白基因的植株光合
系统稳定性较非转基因植株高[41]。不过小热激蛋白
基因是如何调控种子发育与活力的, 还有待进一步
研究。
4 结论
杂交水稻 Y两优 689制种过程, 授粉后 19~34 d
的种子, 生活力与活力均较高, 授粉后 19 d 种子,
蔗糖、棉子糖、水苏糖的含量以及 64S Hsp18.0 和
Os03g0267200基因的相对表达量均达最大值。同时
种子成熟过程中千粒重、含水量、蔗糖、棉子糖和水
苏糖等物质含量以及 64S Hsp18.0和Os03g0267200基
因的相对表达量均与其生活力和活力显著相关, 可
用于判断成熟过程中种子的发芽潜力。
References
[1] 王仁祥, 曹文亮, 肖层林, 谢建华. 株 1 S 杂交组合制种不同
收获期种子贮藏特性研究. 种子, 2008, 27(12): 101–104
Wang R X, Cao W L, Xiao C L, Xie J H. Study on seed storage in
different harvesting dates of Zhu 1 S hybrid rice combinations.
Seed, 2008, 27(12): 101–104 (in Chinese)
[2] 周建明, 林一波, 何建华, 沈雪林, 戴华军, 吴锡清. 不同收
获期和贮藏时间对杂交粳稻种子活力的影响 . 种子 , 2010,
29(10): 98–101
Zhou J M, Lin Y B, He J H, Shen X L, Dai H J, Wu X Q. Effects
of different harvest date and storage time on seed vigor of hybrid
japonica. Seed, 2010, 29(10): 98–101 (in Chinese)
[3] Fussell L K, Pearson C J. Effects of grain development and ther-
mal history on grain maturation and seed vigour of Pennisetuma
mericanum. J Exp Bot, 1980, 31: 635–643
[4] Cao D D, Hu J, Huang X X, Wang X J, Guan Y J, Wang Z F.
Relationships between changes of kernel nutritive compo-
nents and seed vigor during development stages of F1 seeds of
sh2 sweet corn. J Zhejiang Univ-Sci B, 2008, 9: 964–968
[5] 孟庆立, 关周博, 冯佰利, 柴岩, 胡银岗. 谷子抗旱相关性
状的主成分与模糊聚类分析 . 中国农业科学 , 2009, 42:
2667–2675
Meng Q L, Guan Z B, Feng B L, Chai Y, Hu Y G. Principal
component analysis and fuzzy clustering on drought-tolerance
related traits of foxtail millet (Setaria italica). Sci Agric Sin,
2009, 42: 2667–2675 (in Chinese with English abstract)
[6] 黄先晖 , 杨远柱 , 姜孝成 . 水稻种子脱水耐性的形成及其
与贮藏特性的关系. 种子, 2010, 29(7): 25–29
Huang X H, Yang Y Z, Jiang X C. Studies on the formation of
desiccation tolerance and the correlation with storage of
Oryza sativa L. seeds. Seed, 2010, 29(7): 25–29 (in Chinese
with English abstract)
[7] Harrington J F. Seed storage and longevity. In: Kozlowski T T,
ed. Seed Biology. New York: Academic Press, 1972. pp
145–245
[8] Eskandari H. Seed quality changes in cowpea (Vigna sinensis)
during seed development and maturation. Seed Sci Technol,
2012, 40: 108–112
[9] Demir I, Samit Y. Seed quality in relation to fruit maturation
and seed dry weight during development in tomato. Seed Sci
Technol, 2001, 29: 453–462
[10] Demir I, Mavi K, Oztokat C. Changes in germination and po-
tential longevity of watermelon (Citrullus lanatus) seeds
during development. New Zeal J Crop Hortic, 2004, 32:
139–145
[11] Blackman S A, Obendorf R L, Leopold A C. Maturation proteins
and sugars in desiccation tolerance of developing soybean seeds.
Plant Physiol, 1992, 100: 225–230
[12] Gorecki R J, Lahuta L B, Jones A D, Hedley C L. Soluble sugar
in maturing pea seeds of different lines in relation to desiccation
tolerance. In: Black M, Bradford K J, Vazquezramos J, eds. Seed
Biology: Advances and Applications. Proceedings of the Sixth
International Workshop on Seeds. Merida, Mexico, 1999. CABI,
2000. pp 67–74
[13] Baud S, Boutin J P, Miquel M, Lepiniec L, Rochat C. An inte-
grated overview of seed development in Arabidopsis thaliana
ecotype WS. Plant Physiol Biochem, 2002, 40: 151–160
[14] Wehmeyer N, Vierling E. The expression of small heat shock
proteins in seeds responds to discrete developmental signals and
suggests a general protective role in desiccation tolerance. Plant
Physiol, 2000, 122: 1099–1108
[15] Neta-sharir I, Isaacson T, Lurie S, Weiss D. Dual role for tomato
heat shock protein 21: protecting photosystem II from oxidative
stress and promoting color changes during fruit maturation. Plant
Cell, 2005, 17: 1829–1838
[16] Sarkar N K, Kim Y K, Grover A. Rice sHsp genes: genomic or-
ganization and expression profiling under stress and development.
BMC Genomics, 2009, 10: 393
[17] Zou J, Liu C F, Liu A L, Zou D, Chen X B. Overexpression of
OsHsp17.0 and OsHsp23.7 enhances drought and salt tolerance
in rice. J Plant Physiol, 2012, 169: 628–635
724 作 物 学 报 第 42卷


[18] Chauhan H, Khurana N, Agarwal P, Khurana P. Heat shock fac-
tors in rice (Oryza sativa L.): genome-wide expression analysis
during reproductive development and abiotic stress. Mol Genet
Genomics, 2011, 286: 171–187
[19] Tian Y X, Li Z, He F, Guan Y J, Zhu S J, Hu J. A novel
anti-counterfeiting methods: application and decomposition of
RB for broad bean seeds (Vicia faba L.). Ind Crop Prod, 2014,
61: 278–283
[20] Bailly C, Audigier C, Ladonne F, Ladonne F, Wagner M H,
Coste F, Corbineau F, CômeD. Changes in oligosaccharide
content and antioxidant enzyme activities in developing bean
seeds as related to acquisition of drying tolerance and seed
quality. J Exp Bot, 2001, 52: 701–708
[21] Zheng Y Y. Hu J, Xu S C, Guan Y J, Wang X J. Relationship be-
tween polyamine changes in embryos of maize and seed imbibi-
tional chilling tolerance. Seed Sci Technol, 2009, 37: 59–69
[22] 刘信. 水稻种子耐干性机理和超干种子贮藏稳定性的研究.
浙江大学硕士学位论文, 浙江杭州 2003
Liu X. Studies on the Mechanism of Ultra-drying Tolerance of
Rice Seed and Storage Stability of Ultra-dried Seed. MS Thesis
of Zhejiang University, Hangzhou, China, 2003 (in Chinese)
[23] 肖层林, 刘爱民, 张海清, 肖晓, 余雪晴. 中国杂交水稻制种
技术的进步与发展方向. 杂交水稻, 2010, (增刊 1): 46–50
Xiao C L, Liu A M, Zhang H Q, Xiao X, Yu X Q. Progress and
developing direction of hybrid rice seed production technology in
china. Hybrid Rice, 2010, (suppl-1): 46–50 (in Chinese)
[24] 王业文, 张莹, 靳西彪, 魏毅, 朱建清. 抗穗萌药剂组合的筛
选及其抑制种子发芽的同功酶电泳研究. 种子, 2008, 27(8):
18–21
Wang Y W, Zhang Y, Jin X B, Wei Y, Zhu J Q. The selection of
inhibitor combination to inhibit pre-harvest sprouting in rice and
study on eletrophoretic analysis. Seed, 2008, 27(8): 18–21 (in
Chinese with English abstract)
[25] 朱丽伟. 杂交水稻种子成熟过程活力、生理生化和耐藏力的变
化及脱水剂应用效果的研究. 浙江大学博士学位论文, 2015
Zhu L W. Changes of Vigor, Physiology, Biochemistry and
Storability during Hybrid Rice Seed Maturity and the Effect of
Dehydrating Agent Application. PhD Dissertation of Zhejiang
University, Hangzhou, China, 2015 (in Chinese with English
abstract)
[26] 樊廷录, 王淑英, 王建华, 杨珍. 河西制种基地玉米杂交种种
子成熟期与种子活力的关系 . 中国农业科学 , 2014, 47:
2960–2970
Fan T L, Wang S Y, Wang J H, Yang Z. Relationship of days after
pollination and vigor traits on maize seed maturity in Hexi seed
production area in China. Sci Agric Sin, 2014, 47: 2960–2970 (in
Chinese with English abstract)
[27] Steadman K J, Pritchard H W, Dey P M. Tissue-specific soluble
sugars in seeds as indicators of storage category. Ann Bot-London,
1996, 77: 667–674
[28] Obendorf R L. Oligosaccharides and galactosyls in seed desicca-
tion tolerance. Seed Sci Res, 1997, 7:63–74
[29] Heim U, Weber H, Baumlein H, Wobus U. A sucrose synthase
gene of Vicia faba L. expression pattern in developing seeds in
relation to starch synthesis and metabolic regulation. Planta,
1993, 191: 394–401
[30] Abid G, Muhovski Y, Jacquemin J M, Mingeot D, Sassi K, Tous-
saint A, Baudoin J. Characterization and expression profile
analysis of a sucrose synthase gene from common bean (Phaseo-
lus vulgaris L.) during seed development. Mol Biol Rep, 2012, 39:
1133–1143
[31] Ruan Y L, Liewellyn D J, Liu Q, Xu S M, Wu L M, Wang L,
Furbank R T. Expression of sucrose synthase in the developing
endosperm is essential for early seed development in cotton.
Funct Plant Biol, 2008, 35: 382–393
[32] Angeles-Núñez J G, Tiessen A. Mutation of the transcription fac-
tor LEAFY COTYLEDON 2 alters the chemical composition of
Arabidopsis seeds, decreasing oil and protein content, while
maintaining high levels of starch and sucrose in mature seeds. J
Plant Physiol, 2011, 168: 1891–1900
[33] 陶月良, 朱诚. 顽拗性板栗种子成熟前后褐变与可溶性糖的
关系. 农业工程学报, 2003, 19(4): 201–204
Tao Y L, Zhu C. Relationship between browning and soluble
sugar of recalcitrant seeds of chestnut in front of and behind
maturation. Trans CSAE, 2003, 19(4): 201–204 (in Chinese with
English abstract)
[34] Obendorf R L, Zimmerman A D, Zhang Q Y, Castillo A, Kosina S
M, Bryant E G, Sensenig E M, Wu J, Schnebly S R. Accumula-
tion of soluble carbohydrates during seed development and
maturation of low-raffinose, low-stachyose soybean. Crop Sci,
2009, 49: 329–341
[35] 李永红, 马颖敏, 许柏球, 赵梁军. 巴拿马栗种子发育中可溶
性糖变化与种子脱水耐性的关系. 中国农业科学, 2009, 42:
2882–2891
Li Y H, Ma Y M, Xu B Q, Zhao L J. Relationship between dehy-
dration tolerance and soluble sugars during seed development of
Pachira macrocarpa. Sci Agric Sin, 2009, 42: 2882–2891 (in
Chinese with English abstract)
[36] Sheila A B, Ralph L O, Leopold A C. Maturation proteins and
sugars in desiccation tolerance of developing soybean seeds.
Plant Physiol, 1992, 100: 225–230
[37] Lehner A, Bailly C, Flechel B, Poels P, Côme D, Corbineau F.
Changes in wheat seed germination ability, soluble carbohydrate
and antioxidant enzymes activities in the embryo during the des-
iccation phase of maturation. J Cereal Sci, 2006, 43: 175–182
[38] Koster K L, Leopold A C. Sugars and desiccation tolerance in
seeds. Plant Physiol, 1988, 88: 829–832
[39] Crowe J H, Hoekstra F A, Crowe L M. Anhydrobiosis. Annu Rev,
1992, 54: 579–599
[40] Lin S K, Chang M C, Tsai Y G, Lur H S. Proteomic analysis of
the expression of proteins related to rice quality during caryopsis
development and the effect of high temperature on expression.
Proteomics, 2005, 5: 2140–2156
[41] 郭鹏 , 隋娜, 于超, 郭尚敬, 董新纯 , 孟庆伟 . 转入甜椒热
激蛋白基因 CaHSP18提高番茄的耐冷性. 植物生理学通讯,
2008, 44: 409–412
Guo P, Sui N, Yu C, Guo S J, Dong X C, Meng Q W.
CaHSP18.0 of sweet pepper enhanced chilling tolerance of
transgenic tomato plants. Plant Physiol Commun, 2008, 44:
409–412 (in Chinese with English abstract)