青钱柳是我国特有的单种属植物和国家重点保护的濒危植物之一,集药用、保健、材用和观赏价值为一身,具有很高的保护与开发应用前景。青钱柳种子具有深休眠特性,一般沙藏2年以后才开始萌发,而目前国内外尚无关于青钱柳种子休眠机理及其种子休眠解除方法的研究报道,从而极大地影响了该树种的迁地保护、人工资源培育和开发利用。本项目试图通过采用综合的研究途径和方法,系统地研究种皮透性、内源抑制物质、内源激素含量、酶活性、磷酸戊糖途径等与青钱柳种子休眠的关系,准确定位青钱柳种子的休眠原因及其休眠机理,找出不同地理种源种子休眠的变异模式,为青钱柳种子休眠的调控和破除提供理论依据和技术措施;同时,以mRNA差异显示技术(抑制消减杂交法,SSH)为手段,探讨青钱柳在种子休眠及破除过程中基因表达的差异,从分子水平上阐明其休眠的机理,为今后林木种子休眠基因的克隆提供理论依据。
通过系统研究青钱柳种子种皮结构、内源抑制物质、贮藏物质变化、重要酶类的活性以及内源激素含量等与青钱柳种子休眠的关系,解除青钱柳种子休眠的方法以及对种子休眠基因表达差异的探讨,阐明了青钱柳种子休眠的原因和机理,提出了解除其休眠的优化措施。研究结果表明,青钱柳种皮存在严重的机械束缚和一定的透水透气障碍,通过酸蚀可以在一定程度上破坏其种皮结构,减轻机械束缚,改善其透水透气性,层积处理也能促进种皮透性的改善;青钱柳种子各部位均含有内源抑制物质,外种皮抑制活性最强,含有的发芽抑物质种类最多,相对含量最大;通过系统溶剂法、薄层层和柱层析,从外种皮乙醚相中分离提纯出香草酸和原儿茶酸;随着青钱柳种子休眠的解除,其种胚中含水量不断升高,呼吸速率不断增强,种子中的三大贮藏物质不同程度地降解,与代谢或呼吸途径相关的重要酶类活性不断提高,种子内促进萌发与抑制萌发的激素之间的比值也呈现不断上升的趋势。最佳破除休眠措施为酸蚀5-9h+300ppmGA3浸种+300ppm GA3拌沙+先低温(5℃)层积30d后暖温(18℃)层积30d。迄今,已公开发表论文10篇,其中,有1篇为 SCI收录;培养研究生5名。