14 云南植物研究 27卷 种子中大部分束缚水仍然保持着，这为超干种子保持高活力提供了有利的内部环境条件 (程红焱，1994)。程红焱等(1996)对不同类型的种子（淀粉类、油料类、蛋白质类、耐 干品种以及对水分敏感的品种)进行水分热力学的分析表明，对干燥较敏感的榆树和大豆 种子保持束缚水的能力低于耐干性较强的油菜、芝麻(Meehania urtioifolia)和花生种 子，较易失去等温线第一吸附区域的强吸附水，即在相同干燥条件下比较容易丢失关键性 的束缚水，从而引起大分子构象的变化。在水稻(Oryza sativa)种子中也发现，吸湿回 干处理可以提高种子的热力学K和K值，增加种子对等温线上第一吸附区域水分的束缚 能力；种子对束缚水的保持能力越大，其超干贮藏的效果越好（程红焱，1994）。 2.2水分含量与劣变反应速率 低的含水量和贮藏温度是延长种子贮藏寿命的两个关键因素，低含水量和低温提高了 细胞质的粘滞度，促进玻璃化的形成。玻璃化物质的高度粘滞性导致了细胞内分子流动性 的降低，阻止了细胞质中分子的扩散，从而降低了劣变反应的速率，减少了老化过程中细 胞结构和化学组分的变化(Buitink等，1998a,b;Leopold等，1994；Sun,1997)。玻璃 化不仅降低了劣变反应的速率，而且可以提高酶的稳定性(Chang等，I996)。Buitink等 (1998a,b)用极性硝基氧探针CP标记豌豆(Pisum sativum)胚轴细胞，利用电子顺磁 共振(electron paramagnetic resonance,EPR)和饱和转移电子顺磁共振(saturation trans fer electron paramagnetic resonance,S下EPR)技术研究了不同贮藏条件下种子细胞内分子 的运动特征与种质老化速率的关系，表明分子流动性随着温度和含水量变化的趋势与老化 速率的变化是一致的，并存在线性对数关系。通过研究豌豆胚轴细胞中的分子流动性与细 胞含水量和温度的相关性，以及分子流动性与同样依赖于温度和含水量的耐贮藏性之间的 关系，发现随着分子流动性的降低，种子的耐贮藏性提高：在不同温度条件下，当种子处 于最佳贮藏含水量时的分子流动性都是处于最低水平。基于最低分子流动性和最佳贮藏含 水量之间的关系，发现豌豆胚轴在.20℃涤件下含水量为0.10gHO/gDW时分子流动性 最低。这一结果与Vertucci和Roos(I993)采用热力学方法对低温下种子最佳贮藏含水 量的预测结果一致。Buitink等(2000a)利用S下EPR技术测定了不同温度和含水量的凤 仙花(Impatiens balsamina)种子细胞质中分子的流动性，发现种子老化速率和半生活力 时间(halfviability times))直接相关。Vertucci等(I994)的研究也表明豌豆胚轴细胞中 分子流动性与温度和含水量有关，也同样与豌豆老化速率、活力和萌发力丧失相关，分子 流动性的最低值和种子的最大耐贮藏性发生在相近的含水量水平。有研究表明种子含水量 并不是愈低愈好，更低的含水量不能提高种子贮藏寿命，反而会损害种子的生活力 (Buitink等.1998b：Vertucci等，1994)。存留的水分子对保特生物大分子的结构是必需 的，水分子可以淬灭自由基，极度失水会增强自由基的活动(Buitink等，1998a) 3超干种子中的自由基毒害和有毒物质的积累 种子的贮藏过程也就是生命的衰老过程。解释衰老的学说有衰老的免疫学说、衰老的 有害物质积累学说、大分子交联学说、衰老的基因学说以及衰老的自由基学说(Priestley 1996),而衰老的自由基学说是当前倍受重视的热点。自由基是游离存在并具有奇数电子 的分子、原子或离子，其化学性质活跃，在生物体内不断地产生，也不断地被清除。在正 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Dise Co..Ltd.All rights reserved 种子中大部分束缚水仍然保持着 , 这为超干种子保持高活力提供了有利的内部环境条件 (程红焱 , 1994) 。程红焱等 (1996) 对不同类型的种子 (淀粉类、油料类、蛋白质类、耐 干品种以及对水分敏感的品种) 进行水分热力学的分析表明 , 对干燥较敏感的榆树和大豆 种子保持束缚水的能力低于耐干性较强的油菜、芝麻 ( Meehania urtioif olia) 和花生种 子 , 较易失去等温线第一吸附区域的强吸附水 , 即在相同干燥条件下比较容易丢失关键性 的束缚水 , 从而引起大分子构象的变化。在水稻 ( O ryz a sativa) 种子中也发现 , 吸湿回 干处理可以提高种子的热力学 K′和 K值 , 增加种子对等温线上第一吸附区域水分的束缚 能力 ; 种子对束缚水的保持能力越大 , 其超干贮藏的效果越好 (程红焱 , 1994) 。 212 水分含量与劣变反应速率 低的含水量和贮藏温度是延长种子贮藏寿命的两个关键因素 , 低含水量和低温提高了 细胞质的粘滞度 , 促进玻璃化的形成。玻璃化物质的高度粘滞性导致了细胞内分子流动性 的降低 , 阻止了细胞质中分子的扩散 , 从而降低了劣变反应的速率 , 减少了老化过程中细 胞结构和化学组分的变化 (Buitink 等 , 1998a ,b ; Leopold 等 , 1994 ; Sun , 1997) 。玻璃 化不仅降低了劣变反应的速率 , 而且可以提高酶的稳定性 (Chang 等 , 1996) 。Buitink 等 (1998a ,b ) 用极性硝基氧探针 CP 标记豌豆 ( Pisum sativ um ) 胚轴细胞 , 利用电子顺磁 共振 (electron paramagnetic resonance , EPR) 和饱和转移电子顺磁共振 (saturation trans2 fer electron paramagnetic resonance , ST2EPR) 技术研究了不同贮藏条件下种子细胞内分子 的运动特征与种质老化速率的关系 , 表明分子流动性随着温度和含水量变化的趋势与老化 速率的变化是一致的 , 并存在线性对数关系。通过研究豌豆胚轴细胞中的分子流动性与细 胞含水量和温度的相关性 , 以及分子流动性与同样依赖于温度和含水量的耐贮藏性之间的 关系 , 发现随着分子流动性的降低 , 种子的耐贮藏性提高 ; 在不同温度条件下 , 当种子处 于最佳贮藏含水量时的分子流动性都是处于最低水平。基于最低分子流动性和最佳贮藏含 水量之间的关系 , 发现豌豆胚轴在 - 20 ℃条件下含水量为 0110 g H2O/ gDW 时分子流动性 最低。这一结果与 Vertucci 和 Roos (1993) 采用热力学方法对低温下种子最佳贮藏含水 量的预测结果一致。Buitink 等 (2000a) 利用 ST2EPR 技术测定了不同温度和含水量的凤 仙花 ( Im patiens balsamina) 种子细胞质中分子的流动性 , 发现种子老化速率和半生活力 时间 (half2viability times) 直接相关。Vertucci 等 (1994) 的研究也表明豌豆胚轴细胞中 分子流动性与温度和含水量有关 , 也同样与豌豆老化速率、活力和萌发力丧失相关 , 分子 流动性的最低值和种子的最大耐贮藏性发生在相近的含水量水平。有研究表明种子含水量 并不是愈低愈好 , 更低的含水量不能提高种子贮藏寿命 , 反而会损害种子的生活力 (Buitink 等 , 1998b ; Vertucci 等 , 1994) 。存留的水分子对保持生物大分子的结构是必需 的 , 水分子可以淬灭自由基 , 极度失水会增强自由基的活动 (Buitink 等 , 1998a) 。 3 超干种子中的自由基毒害和有毒物质的积累 种子的贮藏过程也就是生命的衰老过程。解释衰老的学说有衰老的免疫学说、衰老的 有害物质积累学说、大分子交联学说、衰老的基因学说以及衰老的自由基学说 (Priestley , 1996) , 而衰老的自由基学说是当前倍受重视的热点。自由基是游离存在并具有奇数电子 的分子、原子或离子 , 其化学性质活跃 , 在生物体内不断地产生 , 也不断地被清除。在正 云 南 植 物 研 究 41 27 卷 © 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved