三七种子脱水敏感机制及其贮藏特性研究

非正常性种子是药用植物种质资源保存的重点和难点。三七种子寿命短、不耐贮藏，常常造成严重的经济损失，是当前三七生产中亟待解决的重大问题。根据文献数据和本项目的前期研究判断，三七种子的脱水敏感性可能是其不耐贮藏的根本原因。但三七种子的脱水敏感性及其机制至今尚未见报道。本项目通过研究①三七种子对脱水的响应，②活性氧的产生与清除酶活性的变化，③线粒体的结构与功能，④脱水相关的蛋白质组的变化，从代谢作用、抗氧化系统、脱水保护性物质的存在等几个角度来探讨非正常性的三七种子的脱水敏感机制，寻找提高三七种子脱水耐性的方法，从而确定三七种子适宜的贮藏温度、含水量和发育状态，为解决三七种子的贮藏问题，保证生产用种安全，以及三七的种质资源的长期保存和品种选育研究提供理论依据。

非正常性种子的贮藏和脱水敏感机制研究是当前种质资源保存的研究重点和难点。三七种子不耐贮藏是当前三七生产中亟待解决的重大问题。本项目通过研究三七种子对脱水的响应、活性氧的产生与清除酶活性的变化、线粒体的结构与功能、脱水相关的蛋白质组的变化，来探讨三七种子的脱水敏感机制和贮藏特性，并取得了突破性的进展和创新性的成果。三七种子具有高度的脱水敏感性是其不耐贮藏的原因。在脱水敏感性机理研究方面，我们发现三七种子的脱水敏感性与抗氧化系统酶活性、脱水过程中线粒体的结构和功能受到破坏相关，脱水显著降低三七胚线粒体CCO酶活性和内膜的完整性，但外膜的完整性受脱水影响较小；建立了适合三七种子和胚的双向电泳方法，研究了种子脱水过程中的动态蛋白质组特征，发现了80个在脱水过程中表达水平变化的蛋白质，鉴定了25个蛋白点并进行了功能分析，这些蛋白质涉及代谢过程、生物调控等。在贮藏特性研究方面，我们发现控湿贮藏可有效延长三七种子的贮藏时间，延缓种胚发育。最佳贮藏方法是先控湿贮藏然后转移至低温层积湿藏，可贮藏种子6个月，是当前三七种子贮藏研究上的重大突破。上述结果为解决三七种子的贮藏问题，以及三七种质资源的长期保存提供了理论依据和新的信息。