朱麗偉曹棟棟付玉營(yíng)胡琦娟利 站關(guān)亞靜胡偉民胡 晉， *

1浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院種子科學(xué)中心， 浙江杭州 310058；2貴州師范大學(xué)蕎麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究中心， 貴州貴陽(yáng) 550001；3浙江農(nóng)科種業(yè)有限公司， 浙江杭州 310058

?

可溶性寡糖和小分子的熱激蛋白與雜交水稻種子成熟過(guò)程中發(fā)芽能力及種子活力相關(guān)

朱麗偉1，2，**曹棟棟3，**付玉營(yíng)1胡琦娟1利 站1關(guān)亞靜1胡偉民1胡 晉1， *

1浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院種子科學(xué)中心， 浙江杭州 310058；2貴州師范大學(xué)蕎麥產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究中心， 貴州貴陽(yáng) 550001；3浙江農(nóng)科種業(yè)有限公司， 浙江杭州 310058

摘 要：系統(tǒng)研究了不同成熟期Y兩優(yōu)689雜交水稻種子的活力、可溶性寡糖含量和小分子熱激蛋白表達(dá)量的變化。運(yùn)用模糊隸屬函數(shù)法綜合分析種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)、平均發(fā)芽時(shí)間、根數(shù)、根長(zhǎng)、苗高、苗重發(fā)現(xiàn)， 授粉后19～34 d的種子生活力與活力均較高。種子成熟過(guò)程中含水量呈下降趨勢(shì)， 授粉后10～22 d， 種子含水量從48.2%下降至23.9%； 鮮種子棉子糖與果糖含量分別呈上升和下降趨勢(shì)； 水蘇糖和葡萄糖呈先上升后下降趨勢(shì)。授粉后10～19 d， 小分子熱激蛋白64SHsp18.0和Os03g0267200基因的表達(dá)量均呈上升趨勢(shì)， 此后相對(duì)表達(dá)量下降。水分、棉子糖、水蘇糖和蔗糖等物質(zhì)含量， 鮮種子及干種子的千粒重， 以及64SHsp18.0和Os03g0267200基因的相對(duì)表達(dá)量均與種子發(fā)芽密切相關(guān)。

關(guān)鍵詞：雜交水稻； 種子； 成熟； 小熱激蛋白； 寡糖； 活力

本研究由國(guó)家公益性行業(yè)（農(nóng)業(yè)）科研專項(xiàng)（201203052）， 浙江省科技廳項(xiàng)目（2013C02005， 2013C32023）， 浙江省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（LZ14C130002， LY15C130002）和江蘇省現(xiàn)代作物生產(chǎn)協(xié)同創(chuàng)新中心項(xiàng)目資助。

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.

第一作者聯(lián)系方式∶ 朱麗偉， E-mail∶ liweib0401001@163.com； 曹棟棟， E-mail∶ jellycao@163.com

URL∶ http∶//www.cnki.net/kcms/detail/11.1809.S.20160311.1604.006.html

種子的發(fā)芽能力是在種子發(fā)育過(guò)程中形成的，一般認(rèn)為種子成熟度越高， 種子活力也越高。然而王仁祥等［1］發(fā)現(xiàn)雜交水稻株兩優(yōu)02和株兩優(yōu)819在制種母本終花期之后11～16 d收獲的種子， 貯藏6個(gè)月后發(fā)芽率均達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)， 而終花期17 d后收獲的種子， 貯藏6個(gè)月后， 易發(fā)生發(fā)芽率低于80%的現(xiàn)象。周建明等［2］研究了不同收獲期雜交粳稻種子的耐貯藏能力， 發(fā)現(xiàn)完熟期種子（授粉后50 d 收獲）隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)， 發(fā)芽率顯著下降， 而授粉后 35 d和45 d收獲的種子， 貯藏1～8個(gè)月間， 發(fā)芽率有所上升， 貯藏至12個(gè)月， 發(fā)芽率顯著下降。研究表明適宜的收獲期對(duì)提高種子質(zhì)量非常重要， 可極大地提高種子活力［3-4］。模糊綜合評(píng)價(jià)是對(duì)受多種因素影響的事物做出全面評(píng)價(jià)的一種有效的多因素決策方法， 其特點(diǎn)是評(píng)價(jià)結(jié)果不是絕對(duì)地肯定或否定， 而是以一個(gè)模糊集合來(lái)表示。隸屬度μ（x）越接近于 1，表示x屬于A的程度越高， μ（x）越接近于0表示x屬于 A的程度越低。孟慶立等［5］利用模糊綜合評(píng)價(jià)的方法分析不同品種谷子的抗旱性， 發(fā)現(xiàn)此分析方法所得結(jié)果可避免單一指標(biāo)的片面性和不穩(wěn)定性， 可以較好地揭示谷子抗旱性狀與其抗旱性的關(guān)系。本試驗(yàn)擬采用模糊隸屬函數(shù)法分析不同成熟期Y兩優(yōu)689種子生活力與活力變化， 綜合考慮種子發(fā)芽與幼苗質(zhì)量指標(biāo)， 進(jìn)而選出適宜的種子收獲期。

目前對(duì)種子成熟過(guò)程的研究大多集中在種子的含水量、干鮮重等生理指標(biāo)的變化方面［6］。關(guān)于種子何時(shí)收獲質(zhì)量最佳， 說(shuō)法不一。Harrington等［7］提出種子質(zhì)量在種子獲得最大干重時(shí)最佳， 隨后種子生活力和活力下降。Eskandari等［8］提出種子質(zhì)量并未在種子獲得最大干重時(shí)獲得， 反而最佳的種子質(zhì)量發(fā)生在種子獲得最大干重之后。近來(lái)也有研究利用種子的其他特征如種皮顏色、黑色層等指標(biāo)， 作為檢測(cè)成熟過(guò)程種子質(zhì)量變化的指標(biāo)［9-10］， 說(shuō)明需要更多指標(biāo)綜合判斷種子的成熟度。研究發(fā)現(xiàn)不同收獲時(shí)期可以影響到種子幼胚的成熟、各種功能蛋白、酶的合成、能量物質(zhì)的合成轉(zhuǎn)化、各種生理物質(zhì)的轉(zhuǎn)化（如單糖、激素）， 以及種子的脫水程度， 進(jìn)而影響種子活力［2］。Blackman等［11］發(fā)現(xiàn)糖類對(duì)大豆種子成熟過(guò)程中脫水耐性的獲得發(fā)揮很大作用， 脫水速度不同的大豆種子， 其發(fā)芽率與蔗糖和水蘇糖含量密切相關(guān)。Gorecki等［12］研究發(fā)現(xiàn)豌豆自交系種子成熟過(guò)程中， 種子脫水耐性的獲得與蔗糖和棉子糖的積聚相關(guān)。擬南芥種子成熟過(guò)程中貯藏物質(zhì)的合成隨蔗糖、水蘇糖和棉子糖等寡聚糖的積聚而終止， 且六碳糖同蔗糖含量的比值變化與種子胚胎發(fā)育緊密相關(guān)［13］。甜玉米種子成熟過(guò)程中還原性糖含量同種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)顯著負(fù)相關(guān)［4］。小分子熱激蛋白（sHSPs）是植物響應(yīng)逆境及發(fā)育信號(hào)合成的一類低分子量（15～30 kD）的熱激蛋白的簡(jiǎn)稱。Wehmeyer等［14］發(fā)現(xiàn)隨著擬南芥種子的發(fā)育， 種子內(nèi) sHSPs的相對(duì)表達(dá)量也逐漸上升，至種子成熟達(dá)最大值。Neta-Sharir等［15］通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)， 將sHSP21基因轉(zhuǎn)入番茄， 發(fā)現(xiàn)sHSP21蛋白可促進(jìn)類胡蘿卜素的積累， 參與果實(shí)的發(fā)育。Sarkar等［16］應(yīng)用基因芯片技術(shù)發(fā)現(xiàn)不同的小熱激蛋白在水稻種子發(fā)育的不同階段、不同部位相對(duì)表達(dá)量差異很大， 其中小分子熱激蛋白Hsp18.0-CII在種子干燥脫水階段其基因表達(dá)量明顯上調(diào)， 小分子熱激蛋白Hsp18.0-CI在水稻遭受脫水脅迫時(shí)其基因表達(dá)量也明顯上調(diào)。另外， 有研究發(fā)現(xiàn)作物遭受非生物脅迫時(shí)， 其小分子熱激蛋白的基因表達(dá)量會(huì)顯著上調(diào)或者下調(diào)［16-18］。以上研究說(shuō)明小分子熱激蛋白與作物種子的發(fā)育及其植株抗逆性有關(guān)。本文擬研究可溶性寡糖及小分子熱激蛋白64SHsp18.0和Os03g0267200基因相對(duì)表達(dá)量的變化， 探索它們與種子生活力和活力的相關(guān)性， 綜合考慮后確定種子的收獲期。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

為雜交水稻Y兩優(yōu)689種子。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 不同成熟期水稻種子的獲得 試驗(yàn)在浙江大學(xué)紫金港校區(qū)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行。分別于田間種植Y兩優(yōu)689的父母本。生長(zhǎng)期間進(jìn)行一致的傳統(tǒng)田間管理。在水稻開(kāi)花前， 將父母本隔離， 至水稻盛花期撤除隔離物， 集中一天人工授粉以保證種子有相同的授粉時(shí)間。授粉后繼續(xù)隔離父母本。授粉當(dāng)日記為授粉第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天收獲水稻鮮種子， 將其部分材料液氮速凍后保存于-80℃冰箱，部分材料存于通風(fēng)干燥處晾曬至含水量11%備用。

1.2.2 發(fā)芽試驗(yàn) 種子經(jīng)0.1% NaClO溶液消毒15 min， 清水洗凈， 放于鋪有2層濕潤(rùn)發(fā)芽紙的發(fā)芽盒內(nèi)進(jìn)行發(fā)芽試驗(yàn)［19］， 發(fā)芽盒規(guī)格為12 cm×18 cm，每盒100粒種子為1次重復(fù)， 3次重復(fù)， 將種子置20 ℃/30℃光照培養(yǎng)箱中， 16 h光照/8 h黑暗24 h交替。以種子胚根1 mm長(zhǎng)為發(fā)芽標(biāo)準(zhǔn)， 每天記錄發(fā)芽數(shù)，分別在發(fā)芽第5天和第14天計(jì)算發(fā)芽勢(shì)（germination energy， GE）和發(fā)芽率（germination percentage， GP）。于統(tǒng)計(jì)發(fā)芽率當(dāng)天， 隨機(jī)選擇每處理20株幼苗， 測(cè)定其鮮重， 然后將幼苗置105℃烘箱保持30 min， 再調(diào)整溫度至80℃保持24 h， 取出放干燥器冷卻后測(cè)定其干重。根數(shù)、根長(zhǎng)和苗高均為20株幼苗平均值，每個(gè)收獲期 3次重復(fù)。并根據(jù)每天發(fā)芽數(shù)計(jì)算發(fā)芽指數(shù)（germination index， GI）、活力指數(shù)（vigor index，VI）和平均發(fā)芽時(shí)間（mean germination time， MGT）。

式中， Dt為不同的發(fā)芽日數(shù)， Gt為不同發(fā)芽日數(shù)的相應(yīng)發(fā)芽數(shù)， S為20株幼苗干重（g）。

1.2.3 種子含水量測(cè)定 采用二次烘干法測(cè)定種子含水量（moisture content， MC）［19］。每個(gè)收獲時(shí)期設(shè)3次重復(fù)， 每個(gè)重復(fù)25 g種子（W1）。將樣品放入103℃烘箱烘 30 min后放入干燥器， 冷卻后稱重（W2），然后將樣品磨粉， 從中稱取樣品（W3）放入105℃烘箱持續(xù)8 h， 放入干燥器冷卻后， 稱重（W4）。

種子含水量（%）=（W2×W4）/（W1×W3）

1.2.4 種胚內(nèi)可溶性寡糖的測(cè)定 參照Baily等［20］的方法， 稍有改進(jìn)， 提取種胚內(nèi)可溶性寡糖， 將水稻種胚小心自水稻種子剝離， 每個(gè)樣品3次重復(fù)， 取每個(gè)重復(fù)10～15粒完整水稻種胚， 常溫下充分研磨，加80%乙醇溶液1 mL繼續(xù)研磨均勻后， 放入80℃恒溫振蕩水浴鍋振蕩30 min。將水浴后的混合物放至常溫后， 在轉(zhuǎn)速為 14 000×g離心機(jī)離心 15 min， 得第1次提取上清液。向第1次提取后的固體殘?jiān)屑?0%乙醇溶液0.5 mL， 混合均勻后放超聲振蕩儀中再次萃取30 min， 振蕩儀溫度為15～25℃， 然后對(duì)混合物再次離心， 取其上清液。向第 2次離心后固體殘?jiān)?0%乙醇溶液0.35 mL， 混合均勻后放超聲振蕩儀中再次萃取 30 min， 超聲振蕩溫度同上， 然后對(duì)混合物再次離心， 取上清液。合并 3次提取上清液， 在溫度 35℃條件下以氮?dú)獯蹈桑?加超純水定容至 100 μL。溶液經(jīng) 0.45 μm濾膜過(guò)濾后， 進(jìn)行HPLC測(cè)定。

用 Waters 2410示差折光檢測(cè)器及 Xtimate Sugar-Ca色譜柱（7.8250 mm， 美國(guó)）檢測(cè)； 流動(dòng)相為去離子水； 柱溫80℃； 流速0.5 mL min-1； 進(jìn)樣體積為50 μL。

1.2.5 種子小熱激蛋白（sHSPs）基因的相對(duì)表達(dá)量測(cè)定 采用GK系列超快新型植物RNA提取試劑盒（華越洋， 北京）， 按其說(shuō)明書(shū)從新鮮的水稻種子內(nèi)提取總RNA， 并用無(wú)RNase DNase I去除樣品中的殘留 DNA。將提取的樣品放-80℃低溫保存。利用NanoDrop 1000分光光度計(jì)（NanoDrop Technologies，Wilmington， 美國(guó)）檢測(cè)RNA的純度和濃度后， 添加無(wú)RNase H2O， 將每個(gè)樣品的RNA濃度調(diào)整至200 ng mL-1， 備用。采用PrimerScript II 1 st strand cDNA Synthesis Kit試劑盒（TaKaRa， 日本）進(jìn)行RNA的反轉(zhuǎn)錄試驗(yàn)。反應(yīng)終止得到cDNA模板， 保存在-20℃冰箱待用。根據(jù)NCBI網(wǎng)站上查詢到的64S Hsp18.0 和Os03g0267200的CDS序列， 利用Primer 5.0軟件設(shè)計(jì)引物（表1）。

在96孔板上利用SYBR Premix Ex Taq II （Ta-KaRa）法以cDNA為模板， 采用CFX96實(shí)時(shí)PCR檢測(cè)系統(tǒng)（Bio-Rad， Hercules， 美國(guó)）進(jìn)行實(shí)時(shí)定量PCR。每個(gè)樣品 3次重復(fù)。PCR體系含 5×SYBR Premix Ex Taq II 10 μL、模板DNA 2 μL和上下游引物各1 μL， 以ddH2O補(bǔ)足20 μL。PCR程序?yàn)?5℃保溫30 s， 然后95℃ 5 s， 60℃ 20 s進(jìn)行40個(gè)循環(huán)。在60℃步驟時(shí)收集熒光信號(hào)。每循環(huán)結(jié)束后進(jìn)行溶解曲線分析， 以線性方式從 65℃升溫至 95℃。以β-OsActin （內(nèi)參基因）基因?yàn)閰⒄眨?采用 2-ΔΔCt法計(jì)算64SHsp18.0和Os3g0267200基因的相對(duì)轉(zhuǎn)錄量。

表1 不同成熟期水稻基因表達(dá)量的實(shí)時(shí)熒光定量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

1.2.6 種子發(fā)芽與幼苗質(zhì)量綜合評(píng)價(jià) 利用模糊隸屬函數(shù)法綜合評(píng)價(jià)種子活力。參考孟慶立等［5］的方法， μ（x）=（X-Xmin）/（Xmax-Xmin）， 其中μ（x）為某個(gè)指標(biāo)性狀的模糊隸屬函數(shù)值， 若指標(biāo)與活力呈負(fù)相關(guān)（如平均發(fā)芽時(shí)間）則用1-μ（x）表示， X指某一指標(biāo)數(shù)值， Xmax、Xmin分別表示所有發(fā)育期內(nèi)種子某一指標(biāo)的最大和最小值。平均模糊隸屬函數(shù)值（average value， A-value）為各個(gè)指標(biāo)隸屬函數(shù)值的平均數(shù)。發(fā)芽與幼苗質(zhì)量的平均模糊隸屬函數(shù)值為測(cè)定的所有種子發(fā)芽與幼苗生長(zhǎng)指標(biāo)的平均隸屬函數(shù)值。

1.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用SAS軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析。對(duì)多重比較采用LSD， α=0.05， 在分析前， 采用y=arcsin ［sqrt （x/100）］公式， 將百分率數(shù)據(jù)進(jìn)行反正弦轉(zhuǎn)換。采用SAS軟件對(duì)種子含水量、鮮種子與干種子千粒重、水蘇糖、棉子糖、蔗糖、葡萄糖、果糖等物質(zhì)含量的變化以及小熱激蛋白（64SHsp18.0和Os03g0267200）基因相對(duì)表達(dá)量的變化分別與種子生活力和活力進(jìn)行相關(guān)性分析［21］。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同成熟期雜交水稻種子生活力與活力的變化

隨著種子成熟度的提高， 種子發(fā)芽能力顯著上升， 授粉后 10 d種子發(fā)芽勢(shì)為 19.3%， 發(fā)芽率為30.7% （表2）。授粉后10～16 d， 種子發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)均顯著上升， 平均發(fā)芽時(shí)間顯著縮短。授粉后16～19 d， 不同時(shí)期種子的發(fā)芽勢(shì)與發(fā)芽率無(wú)顯著差異， 然而授粉后19 d種子的發(fā)芽指數(shù)與活力指數(shù)顯著高于授粉后16 d的種子， 平均發(fā)芽時(shí)間也顯著縮短。授粉后19～34 d， 不同成熟度種子的發(fā)芽率與發(fā)芽勢(shì)無(wú)顯著差異。從種子生活力和活力變化趨勢(shì)看， 19 d時(shí)達(dá)到最高水平， 生活力一直保持至34 d不變， 但活力水平在31～34 d時(shí)， 發(fā)芽勢(shì)和平均發(fā)芽時(shí)間保持不變， 發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)有所下降。從種子生活力與活力水平看， 種子的收獲時(shí)間宜在授粉后19～34 d （表2）。

2.2 不同成熟期雜交水稻種子幼苗質(zhì)量的變化

授粉后10～19 d， 不同成熟期的Y兩優(yōu)689水稻幼苗根數(shù)、苗高、苗鮮重和苗干重均顯著上升， 而幼苗根長(zhǎng)無(wú)明顯變化規(guī)律。授粉后19～31 d， 不同成熟期種子幼苗的根數(shù)和苗干重?zé)o顯著差異， 授粉后25 d種子幼苗的苗高顯著低于其他4個(gè)時(shí)期。授粉后34 d采收種子的幼苗， 其根數(shù)和苗高顯著低于授粉后 31 d， 二者在根長(zhǎng)、苗鮮重和苗干重間無(wú)顯著差異（表3）。

隨著種子成熟度的提高， Y兩優(yōu)689雜交水稻種子生活力與活力的平均模糊隸屬函數(shù)呈先上升后下降的變化趨勢(shì)。授粉后28 d和34 d采收的種子發(fā)芽率模糊隸屬函數(shù)值較大。授粉后19 d采收種子的發(fā)芽勢(shì)、活力指數(shù)和平均發(fā)芽時(shí)間的模糊隸屬函數(shù)值均較高。綜合考慮種子的生活力與活力， 授粉后19 d采收種子的平均函數(shù)值最高， 其次分別是授粉后28、31和34、22、25、16、13和10 d采收的種子（表4）。

授粉后22 d采收的Y兩優(yōu)6809雜交水稻種子幼苗的根數(shù)、苗高和幼苗干重的模糊隸屬函數(shù)值均較高。授粉后25 d采收種子的幼苗干重與鮮重均較高。綜合考慮幼苗的各項(xiàng)指標(biāo)， 授粉后 31 d采收種子幼苗平均模糊隸屬函數(shù)值最高， 其次分別是授粉后22、34、19、25、28、16、13和10 d采收的種子（表5）。

表2 不同成熟期Y兩優(yōu)689雜交水稻種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和平均發(fā)芽時(shí)間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

表3 不同成熟期Y兩優(yōu)689雜交水稻種子幼苗的根數(shù)、根長(zhǎng)、苗高和幼苗鮮重、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

表4 不同成熟期Y兩優(yōu)689雜交水稻種子的發(fā)芽勢(shì)、發(fā)芽率、發(fā)芽指數(shù)、活力指數(shù)和平均發(fā)芽時(shí)間的模糊隸屬函數(shù)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

表5 不同成熟期Y兩優(yōu)689雜交水稻種子幼苗的根數(shù)、根長(zhǎng)、苗高和苗鮮重、苗干重的模糊隸屬函數(shù)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

圖1 不同成熟期Y兩優(yōu)689雜交水稻種子發(fā)芽與幼苗質(zhì)量的平均模糊隸屬函數(shù)值Fig.1 Mean fuzzy subordinate function value in seed germination and seedling quality at different maturation stages of Y Liangyou 689 hybrid rice

授粉后19 d采收的種子， 其發(fā)芽與幼苗質(zhì)量顯著高于授粉后10～16 d采收的種子批。綜合考慮不同成熟期雜交水稻種子發(fā)芽與幼苗質(zhì)量， 模糊隸屬函數(shù)值最高的是授粉后 31 d收獲的種子， 授粉后19、22、25、28和34 d收獲的種子其綜合模糊隸屬函數(shù)值均較高（圖1）。

2.3 不同成熟期雜交水稻種子含水量與鮮重和干重的變化

授粉后10～28 d Y兩優(yōu)689雜交水稻種子， 含水量整體呈下降趨勢(shì)。如授粉后 10～16 d種子的含水量顯著下降， 下降了22.2%。授粉后19～28 d， 種子含水量呈先下降后上升的趨勢(shì)。其中授粉后16～19 d和25～28 d種子含水量呈上升趨勢(shì)。這可能和當(dāng)時(shí)的天氣有關(guān)， 因?yàn)槭诜酆?0 d、19 d和28 d均為降雨天氣， 且當(dāng)時(shí)空氣相對(duì)含水量都在 95%以上（表6）。授粉后16～28 d， 種子鮮重?zé)o顯著變化且達(dá)最大值。授粉后10～16 d， 種子干重顯著上升， 其千粒重由11.640 g上升至19.047 g。授粉后16～22 d， 種子干重間無(wú)顯著差異。授粉后22～28 d， 種子干重?zé)o顯著變化且達(dá)最大值（表6）。

2.4 不同成熟期雜交水稻種子可溶性寡糖含量的變化

Y兩優(yōu)689雜交水稻種子成熟過(guò)程中， 還原性糖與非還原性糖含量均有顯著的變化。種子內(nèi)水蘇糖含量在授粉后10～19 d呈上升趨勢(shì)， 授粉后19～22 d， 含量無(wú)顯著變化且達(dá)最高值， 授粉后22～25 d顯著下降，授粉后25～28 d， 趨于穩(wěn)定達(dá)最低值。種子內(nèi)棉子糖含量在授粉后10～13 d顯著上升， 授粉后13～16 d無(wú)顯著變化， 授粉后16～28 d呈持續(xù)上升趨勢(shì)且授粉后28 d達(dá)最大值。種子內(nèi)蔗糖含量在授粉后10～19 d呈上升趨勢(shì)且在授粉后19 d達(dá)最大值。授粉后19～25 d呈下降的趨勢(shì)， 授粉后25～28 d呈上升的趨勢(shì)（表7）。

隨著種子成熟， 種子內(nèi)葡萄糖在授粉后10～16 d呈先上升后下降的趨勢(shì)， 授粉后 16～19 d顯著上升且在授粉后19 d時(shí)達(dá)最大值， 授粉后19～28 d顯著下降。種子內(nèi)果糖含量在授粉后10～13 d無(wú)顯著變化， 授粉后13～16 d顯著下降且授粉后16 d達(dá)最低值， 授粉后16～19 d顯著上升， 授粉后19～22 d無(wú)顯著變化， 授粉后22～25 d顯著下降， 授粉后25～28 d無(wú)顯著變化（表7）。

表6 不同成熟期Y兩優(yōu)689雜交水稻種子含水量及其鮮重和干重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

表7 不同成熟期Y兩優(yōu)689雜交水稻種子中水蘇糖、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）

2.5 不同成熟期雜交水稻種子熱激蛋白 64SHsp18.0 和Os03g0267200基因相對(duì)表達(dá)量的變化

授粉后10～19 d， Y兩優(yōu)689雜交水稻鮮種子內(nèi)64SHsp18.0基因的表達(dá)量呈上調(diào)的變化趨勢(shì)， 授粉后19 d采收的種子其基因相對(duì)表達(dá)量最高。授粉后19～25 d， 此基因的表達(dá)量下調(diào)（圖2-A）。熱激蛋白基因Os03g0267200的表達(dá)量具有相似的趨勢(shì)， 如授粉后10～19 d， 鮮種子內(nèi)Os03g0267200的相對(duì)表達(dá)量上調(diào)，特別是授粉后16～19 d， 基因的表達(dá)量上調(diào)極其明顯。授粉后19～28 d， 此基因的表達(dá)量明顯下調(diào)（圖2-B）。

2.6 種子成熟過(guò)程中含水量、鮮重、干重、可溶性寡糖等物質(zhì)含量及sHSPs基因相對(duì)表達(dá)量與種子生活力和活力的相關(guān)性

Y兩優(yōu) 689雜交水稻種子成熟過(guò)程中， 種子內(nèi)棉子糖、水蘇糖和蔗糖等 3個(gè)指標(biāo)均與種子發(fā)芽率呈顯著正相關(guān)， 而含水量與種子的發(fā)芽率呈顯著負(fù)相關(guān)。種子內(nèi)棉子糖、水蘇糖、蔗糖等 3種物質(zhì)的含量以及64S Hsp18.0和Os03g0267200等2種小熱激蛋白基因的相對(duì)表達(dá)量與種子的發(fā)芽勢(shì)呈顯著正相關(guān)。鮮種子與干種子的千粒重均與種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)無(wú)顯著相關(guān)性（表8）。

Y兩優(yōu)689雜交水稻種子成熟過(guò)程中， 棉子糖、水蘇糖和蔗糖物質(zhì)的含量以及 64S Hsp18.0和Os03g0267200基因的相對(duì)表達(dá)量均與種子發(fā)芽指數(shù)顯著正相關(guān)。棉子糖和水蘇糖的含量以及 64S Hsp18.0和Os03g0267200基因的相對(duì)表達(dá)量均與種子活力指數(shù)顯著正相關(guān)。種子成熟過(guò)程中含水量、千粒重、葡萄糖和果糖含量變化與種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)的相關(guān)性均不顯著（表9）。

Y兩優(yōu)689雜交水稻種子成熟過(guò)程中， 種子含水量與種子的平均發(fā)芽時(shí)間呈顯著正相關(guān)， 鮮種子與干種子的千粒重均與種子的平均發(fā)芽時(shí)間呈顯著負(fù)相關(guān)， 而可溶性寡糖及2個(gè)小熱激蛋白均與種子平均發(fā)芽時(shí)間的相關(guān)性不顯著（表10）。

圖2 不同成熟期Y兩優(yōu)689水稻種子64S Hsp18.0 （A）和Os03g0267200 （B）基因相對(duì)表達(dá)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

表8 Y兩優(yōu)689雜交水稻種子成熟過(guò)程生理生化的變化與種子發(fā)芽率和發(fā)芽勢(shì)之間的直線回歸關(guān)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）

表9 Y兩優(yōu)689雜交水稻種子成熟過(guò)程中生理生化變化與種子發(fā)芽指數(shù)和活力指數(shù)間的直線回歸關(guān)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）

3 討論

本文的研究結(jié)果表明， Y兩優(yōu)689雜交水稻種子成熟過(guò)程中， 種子活力逐漸升高， 授粉后19～34 d種子的生活力和活力均保持較高水平。劉信［22］對(duì)春江15和中組1號(hào)2個(gè)水稻品種研究的結(jié)果也表明水稻種子生理成熟較早， 授粉后10 d就具有發(fā)芽能力。Y兩優(yōu)689水稻種子成熟過(guò)程中含水量呈下降趨勢(shì)，且與種子發(fā)芽率和平均發(fā)芽時(shí)間顯著相關(guān)， 然而授粉后19 d遇陰雨天氣時(shí)， 含水量又有所上升。有研究認(rèn)為利用雄性不育系制種， 噴施赤霉素后植株易倒伏， 種子在穗上易萌動(dòng)發(fā)芽［23］。因此在Y兩優(yōu)689雜交水稻制種后期， 保證其較低含水量水平非常重要。近年來(lái)， 很多實(shí)踐和研究都表明， 水稻穗萌發(fā)在我國(guó)很嚴(yán)重， 一般年份穗發(fā)芽率為5%左右， 但成熟期遇陰雨天氣， 其穗芽率少則 10%， 多的可達(dá)到90%［24］。先前對(duì)雜交水稻Y兩優(yōu)689的研究表明， 授粉后19 d其種子的長(zhǎng)、寬、厚、種皮、胚、胚乳、千粒重等大部分生理指標(biāo)均達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)［25］， 本文的發(fā)芽試驗(yàn)更加證明Y兩優(yōu) 689雜交稻授粉后19 d，其種子即生理成熟， 因此可通過(guò)提早收獲來(lái)避開(kāi)陰雨天氣， 降低稻穗萌發(fā)率。

表10 Y兩優(yōu)689雜交水稻種子成熟過(guò)程中生理生化變化與種子平均發(fā)芽時(shí)間（MGT）的直線回歸關(guān)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）

Y兩優(yōu) 689雜交水稻品種成熟過(guò)程中， 授粉后22 d采收的種子， 其千粒重達(dá)最大值， 此后無(wú)顯著變化， 然而授粉后19 d采收的種子活力指數(shù)最高。授粉后10～22 d種子的千粒重均與種子生活力和活力顯著相關(guān)。因此種子千粒重可作為Y兩優(yōu)689雜交水稻種子成熟過(guò)程中活力的判斷指標(biāo)之一。一般認(rèn)為種子干物質(zhì)重最大時(shí)種子質(zhì)量最佳， 有研究發(fā)現(xiàn)ZR02和金23A/ZR02兩個(gè)雜交水稻品種的種子最大萌發(fā)率與最大干重同時(shí)出現(xiàn)［6］。不過(guò)先玉335、鄭單958和吉祥1號(hào)3個(gè)雜交玉米成熟過(guò)程中， 種子百粒重不到最大百粒重90%時(shí)的活力最高［26］?？梢?jiàn)種子活力最高值的出現(xiàn)與種子千粒重最高值出現(xiàn)時(shí)間不一定完全吻合， 具體還要看作物類別和品種。

種子中所含的糖類包括多糖（主要是淀粉）、寡糖（水蘇糖、棉子糖、半乳糖等）、二糖（主要是蔗糖和麥芽糖）和單糖（葡萄糖、果糖和甘露糖等）。本研究發(fā)現(xiàn)， 棉子糖、水蘇糖和蔗糖均與種子生活力和活力顯著相關(guān)， 而葡萄糖和果糖與之不相關(guān)。這與前人的研究結(jié)果相符， 糖的含量確實(shí)可作為指標(biāo)來(lái)顯示種子的活力和耐貯藏能力［27-28］。蔗糖是高等植物光合作用主要終產(chǎn)物之一， 有研究發(fā)現(xiàn)蔗糖合成基因的表達(dá)與大豆、棉花和擬南芥種子的發(fā)育相關(guān)。蔗糖合成酶基因在豆科種子發(fā)育過(guò)程中表達(dá)量急劇上升［29-30］， 抑制蔗糖合成酶基因的表達(dá)將影響纖維素和果膠的合成， 進(jìn)而停止棉花種子發(fā)育［31］， 蔗糖含量顯著上升的擬南芥突變體， 其種子體積變小且種皮所占比例加大， 種胚所占比例縮?。?2］。研究還發(fā)現(xiàn)種子發(fā)育過(guò)程中棉子糖、水蘇糖和蔗糖含量的變化影響其抗逆性。板栗種子脫落時(shí)其子葉和胚軸中棉子糖和水蘇糖含量最高， 二者可能抑制板栗種子的褐變［33］。當(dāng)大豆種子成熟時(shí)棉子糖、水蘇糖和蔗糖的含量較少， 會(huì)導(dǎo)致其對(duì)冷害更加敏感， 且田間出苗率也顯著下降［34］。近年來(lái)關(guān)于糖類在種子脫水耐性獲得上的研究頗多， 研究發(fā)現(xiàn)棉子糖和水蘇糖與巴拿馬栗種子脫水耐性有關(guān)［35］， 而水蘇糖對(duì)于大豆種子發(fā)育中脫水耐性的形成起重要作用［36］。雜交水稻成熟過(guò)程也是種子逐漸脫水的過(guò)程， 棉子糖、水蘇糖和蔗糖含量的上升有助于脫水耐性的增強(qiáng)。Lehner等［37］也發(fā)現(xiàn)小麥種子脫水過(guò)程中種胚內(nèi)的蔗糖和棉子糖均呈上升趨勢(shì)。推測(cè)對(duì)于禾本科作物， 寡糖類對(duì)于種子成熟過(guò)程中發(fā)芽能力的形成發(fā)揮重要作用。寡糖的積聚可促進(jìn)種子細(xì)胞玻璃化的形成或者在磷脂雙分子層內(nèi)作為水的替代物抑制相變的發(fā)生［38-39］， 保護(hù)遭受脫水脅迫的種子。

本研究發(fā)現(xiàn)， 雜交水稻種子成熟過(guò)程中，64SHsp18.0和Os03g0267200小分子熱激蛋白基因的相對(duì)表達(dá)量均在種子授粉后19 d急劇增加。值得注意的是， 授粉后 19 d種子的生活力與活力均趨于穩(wěn)定， 推斷64SHsp18.0和Os03g0267200小分子熱激蛋白與雜交水稻種子活力形成有關(guān)。事實(shí)上， 雜交水稻種子成熟過(guò)程也是逐漸脫水的過(guò)程， 快速脫水會(huì)對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生一定的滲透壓力。Wehmeyer等［16］發(fā)現(xiàn)擬南芥種子發(fā)育過(guò)程遭遇脫水脅迫， sHSPs表達(dá)量急劇上升至最高水平。小熱激蛋白（sHSPs）還是植物響應(yīng)逆境及發(fā)育信號(hào)合成的一類低分子量（15～30 kD）熱激蛋白， 研究發(fā)現(xiàn)高溫逆境條件下水稻種子成熟過(guò)程中堊白的發(fā)生率與sHSP的表達(dá)量有關(guān)［40］。有研究發(fā)現(xiàn)， 逆境條件下， 轉(zhuǎn)入熱激蛋白基因的植株光合系統(tǒng)穩(wěn)定性較非轉(zhuǎn)基因植株高［41］。不過(guò)小熱激蛋白基因是如何調(diào)控種子發(fā)育與活力的， 還有待進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

雜交水稻Y兩優(yōu)689制種過(guò)程， 授粉后19～34 d的種子， 生活力與活力均較高， 授粉后 19 d種子，蔗糖、棉子糖、水蘇糖的含量以及 64S Hsp18.0和Os03g0267200基因的相對(duì)表達(dá)量均達(dá)最大值。同時(shí)種子成熟過(guò)程中千粒重、含水量、蔗糖、棉子糖和水蘇糖等物質(zhì)含量以及64S Hsp18.0和Os03g0267200基因的相對(duì)表達(dá)量均與其生活力和活力顯著相關(guān)， 可用于判斷成熟過(guò)程中種子的發(fā)芽潛力。

以國(guó)際文化活動(dòng)提升藝術(shù)品格?；趪?guó)際化現(xiàn)代城市的建設(shè)定位和年輕多元的市民結(jié)構(gòu)，以優(yōu)質(zhì)品牌活動(dòng)打造為突破口，辦好“荷蘭郁金香大樂(lè)團(tuán)音樂(lè)會(huì)”“亞歷山大室內(nèi)樂(lè)團(tuán)中西室內(nèi)樂(lè)作品音樂(lè)會(huì)”“卓別林電影原聲音樂(lè)會(huì)”等文化演出，豐富市民的國(guó)際文化視野和時(shí)尚選擇。

References

［1］王仁祥， 曹文亮， 肖層林， 謝建華.株 1 S雜交組合制種不同收獲期種子貯藏特性研究.種子， 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， 何建華， 沈雪林， 戴華軍， 吳錫清.不同收獲期和貯藏時(shí)間對(duì)雜交粳稻種子活力的影響.種子， 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 thermal 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 components and seed vigor during development stages of F1seeds of sh2sweet corn.J Zhejiang Univ-Sci B， 2008， 9∶ 964-968

［5］孟慶立， 關(guān)周博， 馮佰利， 柴巖， 胡銀崗.谷子抗旱相關(guān)性狀的主成分與模糊聚類分析.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)， 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］黃先暉， 楊遠(yuǎn)柱， 姜孝成.水稻種子脫水耐性的形成及其與貯藏特性的關(guān)系.種子， 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

［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 potential 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 integrated 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 organization 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

［18］Chauhan H， Khurana N， Agarwal P， Khurana P.Heat shock factors 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， C?meD.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 between polyamine changes in embryos of maize and seed imbibitional chilling tolerance.Seed Sci Technol， 2009， 37∶ 59-69

［22］劉信.水稻種子耐干性機(jī)理和超干種子貯藏穩(wěn)定性的研究.浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文， 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］肖層林， 劉愛(ài)民， 張海清， 肖曉， 余雪晴.中國(guó)雜交水稻制種技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展方向.雜交水稻， 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］王業(yè)文， 張瑩， 靳西彪， 魏毅， 朱建清.抗穗萌藥劑組合的篩選及其抑制種子發(fā)芽的同功酶電泳研究.種子， 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］朱麗偉.雜交水稻種子成熟過(guò)程活力、生理生化和耐藏力的變化及脫水劑應(yīng)用效果的研究.浙江大學(xué)博士學(xué)位論文， 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］樊廷錄， 王淑英， 王建華， 楊珍.河西制種基地玉米雜交種種子成熟期與種子活力的關(guān)系.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)， 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 desiccation 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， Toussaint A， Baudoin J.Characterization and expression profile analysis of a sucrose synthase gene from common bean （Phaseolus 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，F(xiàn)urbank 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-Nú?ez J G， Tiessen A.Mutation of the transcription factor 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， 朱誠(chéng).頑拗性板栗種子成熟前后褐變與可溶性糖的關(guān)系.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)， 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.Accumulation of soluble carbohydrates during seed development and maturation of low-raffinose， low-stachyose soybean.Crop Sci，2009， 49∶ 329-341

［35］李永紅， 馬穎敏， 許柏球， 趙梁軍.巴拿馬栗種子發(fā)育中可溶性糖變化與種子脫水耐性的關(guān)系.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2009， 42∶2882-2891 Li Y H， Ma Y M， Xu B Q， Zhao L J.Relationship between dehydration 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， C?me D， Corbineau F.Changes in wheat seed germination ability， soluble carbohydrate and antioxidant enzymes activities in the embryo during the desiccation 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］郭鵬， 隋娜， 于超， 郭尚敬， 董新純， 孟慶偉.轉(zhuǎn)入甜椒熱激蛋白基因CaHSP18提高番茄的耐冷性.植物生理學(xué)通訊，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）

DOI：10.3724/SP.J.1006.2016.00714

*通訊作者（

Corresponding author）∶ 胡晉， E-mail∶ jhu@zju.edu.cn**同等貢獻(xiàn)（Contributed equally to this work）

收稿日期Received（）∶ 2015-08-14； Accepted（接受日期）∶ 2016-03-02； Published online（網(wǎng)絡(luò)出版日期）∶ 2016-03-11.

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，*

1Seed Science Center， College of Agriculture and Biotechnology， Zhejiang University， Hangzhou 310058， China；2Research Center of Buckwheat Industry Technology， Guizhou Normal University， Guiyang 550001， China；3Zhejiang 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 raffinose， 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