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为了揭示玉米种子衰老机理,本研究以“郑单958”玉米杂交种为材料,研究了人工老化处理(温度45℃﹑相对湿度100%)后种子活力﹑种胚■产生和积累﹑种胚ATP含量和ATP合成酶活性,并用反转录阻断-双引物扩增法分析种胚及不同器官(盾片﹑胚根和胚芽)ATP合成酶亚基mRNA的完整性。结果表明,人工老化处理后,玉米种子的萌发率和胚根生长速率下降;种胚生活力降低;种子呼吸强度减弱。种胚■产生速率在老化3d时达到高峰,随后下降;胚根和胚芽■产生速率和含量显著增加;种胚ATP含量和ATP合成酶活性降低。ATP合成酶ε亚基和γ亚基的mRNA完整性先升高后降低;δ亚基mRNA的完整性没有明显变化;α亚基和β亚基mRNA的完整性则持续降低;胚根和胚芽ATP合成酶亚基mRNA的损伤程度大于盾片。说明在老化过程中胚根和胚芽ROS产生和积累,导致ATP合成酶亚基mRNA不同程度的损伤, ATP合成酶活性降低, ATP含量减少,造成萌发过程种胚供能不足,这可能是导致玉米种子衰老的重要原因之一。 相似文献
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以玉米杂交种“郑单958”为材料, 采用高温(45°C)高湿(100%相对湿度)对玉米种子进行人工老化处理, 并用转录组技术, 研究植物HSP20基因对种子人工老化处理的响应, 旨在为揭示种子衰老的分子机制提供依据。结果表明, 随着老化时间的延长, 种子活力和种胚内过氧化氢酶的活性均表现下降趋势; 过氧化氢含量在老化第3天达到最大值, 随后下降; 丙二醛含量逐渐升高; 转录组检测表明, 种子老化过程中差异显著的HSP20基因有25个, 这些基因编码的HSP20蛋白主要被定位在细胞核、线粒体、以及叶绿体上, 其序列中均含有ACD保守序列(RVDWRETPDAHEIVVDVP GMRREDLRIEVEDNRVLRVSGERRRAEERKGDH WHREERSYGRFWRRFRLPENADLDSVAASLDSGVL TVRFRK)。该序列中含有较多的Arg (11.2%)、Lys (7.2%)、Pro (4.2%)、Thr (3.9%)等氨基酸, 老化过程中积累的ROS可能氧化这些氨基酸, 导致HSP20结构破坏、功能丧失。利用qRT-PCR技术对挑选的编码细胞质、叶绿体和线粒体HSP20的基因的表达模式分析显示, 随着老化程度的加深, 2个编码细胞质HSP20的基因上调表达, 另外两个编码叶绿体和线粒体HSP20基因的表达量在老化第3天达最大值, 随后下降。推测HSP20基因对种子老化有重要作用, HSP20蛋白的ACD结构域中Arg、Lys等氨基酸的靶向氧化可能是种子衰老的主要原因之一。 相似文献
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