干细胞可在一定条件下无限增殖并分化产生不同类型的细胞，是胚胎发育以及组织器官生成、更新、修复和生理调节过程中至关重要的"种子细胞"。MYC作为多能转录因子直接调控干细胞中数千个活跃转录基因的表达，调节RNA聚合酶从启动子近端暂停中释放、促进转录延伸从而增强靶基因转录，并与多种表观遗传调控分子相互作用重塑染色质动态结构，广泛参与调控干细胞自我更新与多能性维持。MYC还可诱导体细胞重编程并与肿瘤干细胞的恶性生物学行为密切相关。探讨MYC诱导和维持干细胞生物学特征的分子机制，促进干细胞休眠、再激活、扩增和诱导分化的临床转化研究，可为再生医学、疾病建模和肿瘤靶向治疗等领域的后续研究提供理论支持。

水毛花(Schoenoplectiella triangulata)是一种广泛应用于湿地植被恢复中的挺水植物,探究不同地区水毛花种群种子的萌发特性与休眠特性对其种质收集和科学利用至关重要.该研究测定了水毛花种子形态特性、萌发特性的种群间差异,并对其休眠机制进行探索,结果显示:(1)水毛花的种子存在生理休眠,其形态、千粒质量和吸水特性在种群间存在显著差异.(2)光照和变温条件有助于水毛花种子的萌发.(3)低温沙藏、低温水藏和常温沙藏有助于水毛花种子休眠的解除;氟啶酮和赤霉素处理均有助于打破水毛花种子的休眠,但在不同地区水毛花种群间存在差异.(4)不同地区水毛花种群间种子形态特性、萌发特性以及休眠特性的差异与采集地的环境因子相关.该研究结果表明水毛花种子应用于湿地生态修复时应考虑种源的问题,在播种前对其进行适当处理可以提高发芽率和生态修复成效.

为了探究刺五加(Acanthopanax senticosus)种子的休眠类型以及种子萌发过程中生理和代谢特征,以东北地区刺五加种子为研究对象,分别在不同温度条件(20 ℃,4 ℃,20 ℃/4 ℃)下对种子进行140 d沙藏层积处理.通过观察胚的表型变化,筛选出5个典型时期.研究5个典型时期种子中的内源激素、主要营养物质及其水解酶、抗氧化系统和代谢组学的动态变化规律.结果表明:(1)刺五加种子吸水性能良好,20 ℃恒温条件只能促进胚的伸长,不能萌发.4 ℃恒温条件下胚率无增长.只有0～110d保持20 ℃恒温,110～140 d保持4 ℃恒温,胚率增长且种子能够萌发.(2)随着胚率增长,赤霉素含量上升,脱落酸含量下降,吲哚乙酸、吲哚丁酸和萘乙酸含量均下降;脂肪含量下降,可溶性糖含量上升.脂肪含量与脂肪水解酶活性呈显著负相关,与可溶性糖含量呈极显著负相关.(3)共筛选出92个差异代谢物,碳代谢、能量代谢和抗氧化代谢是主要的差异代谢通路.此外,倍半萜和三萜生物合成、脂肪酸生物合成、甘油脂类代谢等也存在差异.总之,刺五加种子属于形态生理性休眠,变温层积是打破种子休眠的必要条件,内源激素能够调控种子的休眠与萌发.脂肪等大分子营养物质被水解酶分解,为种子萌发提供物质和能量,这也是种子萌发的必要条件之一.该研究可为鉴定刺五加种子休眠类型以及人工繁殖提供理论依据.

目的:全缘铁线莲(Clematis integrifolia L.)是铁线莲属直立多年生草本或亚灌木,有很高的观赏价值,了解种子休眠特性及破眠方法可为其引种驯化和园林应用提供科学依据.方法:以全缘铁线莲种子为研究材料,通过纸培法探究控制条件下种子休眠及萌发的生物学特性.结果:果实形态成熟时种子尚不具备发芽能力,种子生活力为86.33%±2.87%,种皮(包括瘦果果皮)透水性良好,种胚无吸水障碍.种子浸取液对小白菜种子发芽及幼苗生长有显著抑制作用.果实形态成熟时种胚发育尚不完全,低温层积能促进种胚发育.低温层积90 d可将种子发芽率提高到73.33%±4.71%.使用200 mg·L-1赤霉素浸种24 h可使种子发芽率提高到61.11%±5.67%.结论:全缘铁线莲种子休眠是由于萌发抑制物和种胚分化不完全而导致的形态生理休眠,播种前将种子低温层积90 d或使用200 mg·L-1赤霉素浸种24 h可以有效打破种子的休眠从而促进种子萌发.

高等植物通常从种子萌发开始,经过营养生长和生殖发育后重新形成种子,由此完成世代更迭.种子中积累的碳水化合物、脂质、蛋白质及mRNA等大分子物质对于维持其发芽潜力至关重要,其中部分mRNA可长期保存而不被降解,被称为长寿命mRNA(即long-lived mRNA).在水稻(Oryza sativa)中,与萌发相关的long-lived mRNA在花后10-20天开始转录积累,花后20天至种子完全成熟期间,一些与休眠和胁迫响应相关的long-lived mRNA转录并保存在细胞中.Long-lived mRNA种类繁多,主要包括蛋白质合成类mRNA、能量代谢类mRNA、细胞骨架类mRNA及逆境响应相关的mRNA,如小热激蛋白和LEA家族蛋白.Long-lived mRNA的转录组分析表明,很多基因的启动子区域都包含脱落酸(ABA)或赤霉素(GA)相关的顺式作用元件,拟南芥(Arabidopsis thaliana)atabi5突变体种子中约有500个不同于野生型的差异表达long-lived mRNA,暗示ABA和GA是影响long-lived mRNA种类的关键激素.Long-lived mRNA通常与单核糖体和RBP蛋白交联在一起,以PBs(P-bodies)形式存在于细胞中,保护mRNA不被降解.与种子休眠相关的long-lived mRNA在种子后熟过程中逐渐被降解,而且一些特定long-lived mRNA的氧化修饰是种子打破休眠的一种生物现象.在种子长期贮藏过程中,long-lived mRNA的随机降解直接关系到种子的寿命和活力,保留下来的mRNA在种子吸胀初期被翻译成蛋白质,促进种子在吸胀早期快速萌发.该文综述了种子重要储存物质long-lived mRNA的特征和功能,并提出了本领域需要进一步研究的科学问题,以期为深入理解种子休眠、萌发与寿命的分子机制提供参考.

为了探寻羌活种子不同休眠阶段内生菌的群落结构组成和差异性,利用Illumina Miseq平台分别对羌活种子不同休眠状态(形态生理双重休眠状态(GSA)、形态休眠解除状态(GSB)、生理休眠解除状态(GSC))细菌微生物16S V5+V7区域和真菌微生物ITS1-IF区域的扩增片段进行高通量测序,结合生物信息学进行分析.内生细菌的多样性较内生真菌丰富.内生菌群落种类在门水平上类似;在属水平上,从GSA到GSB阶段,内生菌群落组成发生变化,从GSB到GSC阶段,内生菌群落种类相似.通过Alpha多样性分析发现,从GSA到GSB再到GSC阶段,内生细菌群落多样性显著增大后直到种子生理休眠解除变化不变,而内生真菌群落多样性在种子整个休眠解除过程中变化不大.内生细菌群落结构从GSA到GSB再到GSC阶段均发生了显著性变化,而内生真菌群落结构从GSA到GSB发生显著变化后直到种子生理休眠解除,群落结构变化不大.LEfSe分析发现内生细菌共有37个差异丰富的分类学分支(a=0.01,LDA≥2.0),内生真菌则无.本研究明确了羌活种子不同休眠状态内生菌群落结构组成和差异性,丰富了羌活种子内生菌资源信息,对进一步研究利用微生物方法促进羌活种子休眠解除技术具有一定的指导意义.

通过了解紫楠(Phoebe sheareri)种子休眠原因,采取机械、酸碱腐蚀、层积处理(5℃～25℃)等措施研究解除种子休眠的最佳方法.结果表明,种皮透水性差是抑制紫楠种子萌发的主要原因,种子休眠类型为物理休眠.酸碱腐蚀处理未能有效促进种子的萌发,浓硫酸和氢氧化钠处理种子不同时间(1～25 min)后,种子发芽率提高了33%～55%,但种子出现严重的伤害现象,其腐烂率高达 30%～97%.机械处理和层积处理均能有效打破种子的休眠,其中机械处理以去种皮处理效果最好,种子发芽率和发芽势分别提高了99.33%和76.00%,但操作耗时、费力.层积处理以25℃暖温层积45 d、25℃/15℃和5℃/25℃/5℃变温层积60 d效果较好,其发芽率达89%～93%,发芽势达79%～83%,且各层积处理间发芽率、发芽势没有差异;但与暖温层积相比,变温层积所需层积时间更长,种子腐烂率更高.25℃暖温层积45 d是破除紫楠种子休眠的最佳方法.

目的:掌握珍稀藏药材桃儿七(Sinopodophyllum hexandrum)种子萌发特性及休眠解除方法.方法:以采集的野生桃儿七种子为研究对象,使用3种植物生长调节剂乙烯利(ETH)、褪黑素(MLT)、赤霉素(GA3),对桃儿七种子萌发特性进行研究,设置不同浸种浓度、浸种时间探究对桃儿七种子萌发特性的影响.结果:ETH最佳处理条件为10 mg?L-1浸种24 h,种子第45 d时萌发率达90.0%,萌发时滞为17 d;MLT最佳处理条件为50 μmol?L-1浸种12 h,种子第45 d时萌发率达83.3%,萌发时滞为16 d;GA3最佳处理条件为200 mg?L-1浸种24 h,种子第45 d时萌发率达80.0%,萌发时滞为18 d.三者相比,ETH对促进桃儿七种子萌发效果最显著.结论:桃儿七种皮坚硬,酸蚀组和对照组种子的吸水饱和时间明显不同;种子内含有萌发抑制性物质是导致桃儿七种子休眠的主要原因;3种植物生长调节剂对桃儿七种子萌发均有显著影响(P<0.05).本研究探讨了打破桃儿七种子休眠并提高萌发率的有效方法,可为桃儿七规模化人工栽培提供科学指导及技术支撑.

为探求新疆野扁桃(Amygdalus ledebouriana)实生更新受限的障碍因子,更好的保护该种质资源和种群,以新疆巴尔鲁克山野扁桃当年种子为试验材料,研究种子吸水特性、不同层积时间、不同质量浓度赤霉素(GA3)和不同基质处理对种子休眠与萌发的影响,并对萌发抑制物进行探究.结果表明:(1)完整种子在层积80 d后解除自然休眠,而去种皮种子不需要层积就可萌发,添加300 mg·L-1 GA3培养可以提前打破去种皮种子休眠并提高发芽率.(2)萌发抑制物主要存在于外果皮和中果皮.(3)在原生境土壤中的萌发率比在营养土中高.

DOG1(Delay of germination 1)蛋白是种子休眠的一种主要调控因子,可与ABA协同作用来延迟种子萌发.核心脱落酸(ABA)信号转导途径和DOG1途径在蛋白磷酸酶2C(PP2C)中汇聚.DOG1调控种子休眠需要PP2C,并通过与ABA过敏感萌发(AHG1/AHG3)结合来增强ABA的信号转导.DOG1抑制AHG1的作用来增加ABA的敏感性和诱导种子休眠.近年来,DOG1对种子休眠与萌发的调控研究取得了显著进展.本文对该领域的研究成果进行了综述,主要包括:DOG1对种子成熟、休眠与萌发的作用,DOG1表达的转录调控机制以及DOG1对种子休眠与萌发的调控及作用机制,最后提出了在本领域需要进一步研究的科学问题.