文献类型： 中文期刊

作者： 杨煜峰 ¹ ; 毛华菊 ¹ ; 陆定志 ¹ ;

作者机构： 1.浙江省农科院作物所生理组

期刊名称： 杂交水稻

ISSN： 1005-3956

年卷期： 1986 年 04 期

页码：

摘要： 近年来,水稻杂种优势与酶体系的关系已有综述报道(李继耕,1980;邓鸿德等,1986), 业已证实,杂种优势产生的原因与酶体系变化的关系十分密切。湖南杂交水稻研究中心和易琼华等( 1984)的研究,肯定了酯酶同工酶显性互补酶谱可作为水稻杂种优势预测的生化指标之一。但对淀粉酶同工酶的研究尚未见报道。1984年我们研究生提出了淀粉酶活性作为水稻杂种优势的早期预测指标。本试验通过淀粉酶同工酶分析,进一步验证和探讨杂交水稻及其三系种子萌发过程中淀粉酶的变化规律,以期探明杂交水稻幼苗生长优势与酶活性的关系,并为水稻杂种优势早期预测积累必要的资料。 一、材料与方法 供试材料为杂交组合汕优6号及其亲本三系珍汕97A、珍汕97B和IR26,以常规品种广陆矮4号、农虎6号为对照。 种子在室温(20℃左右)下浸种2天后播于垫有湿润滤纸的培养皿中,于30℃± 1℃的培养箱中进行暗培养。以开始浸种时为零天,从浸种后1-12天每天取样测定。每样品取IOO。。胚乳,加提取液(*,ZS一甘氨酸缓冲液, 11H8.3) 1.SUll,研磨成匀浆,经8030转/分离心30分钟,取上清液为酶提取液,于一20℃下保存备用。 采用盘状聚丙烯醉胺凝胶电泳。分离胶浓度7%,每管加样列的,室温下硷性系统中进行电泳,电流2.smA/管。淀粉酶显色参照章哲等(1980)的方法,将胶柱浸入l%可溶性淀粉溶液(用0.04M PH7.04酸缓冲浪配制)。在37℃放置30分钟后,用蒸馏水漂洗,再浸入0.005MI。-KI＄液中,室温下几分钟负染色显出酶带。 为检定a一淀粉酶,将酶提取液在70℃保温15分钟以钝化8一淀粉酶(Bild。rback1973),然后进行电泳,出现的酶带便为 a一淀粉酶。 二’.结果与分析 (一)萌发过程中胚乳淀粉酶同工酶的变《也 水稻种子在萌发过程中淀粉酶同工酸带逐步出现,数目逐步增加,最终各品种均达到三条酶带,即A、B和C带(图!、2)。它们的迁移率在品种间无差异,三者分别为0.60、0.47和0.20,其中A带最先出现,C带通常最后出现。 从活性上看(图2),A带活性最强,酶带最宽,C带最弱,酶带最窄;但各带均有一个弱一强一弱的变化过程。一般在6—8天各带达最大活性,而后逐步减弱,但直至萌发后12天三条酶带均未消失。这与我们测定淀粉酶活性变化的结果基本一致。 Okamoto等(1978)用等电聚焦电泳方法在水稻萌发种子中也分离出三条酶带,亚进行了检定,证明其中有二条(A、B)为a一淀粉酶,一条(C带)为B一淀粉酶。我们在70C处理酶提取液15分钟后的酶谱中发现B带明显消失,仅保留了A、CC条带,表明A、 C为 a一淀粉酶(图 1)。这与Okamoto的淀粉酶同工酶谱有所不同,可能是由于所用的分离方法上的差异所致。 (二)不同品种之间淀粉酶同工酶谱的差异 易琼华等(1984)报道在杂交水稻干种胚中可测出酯酶同工酶的杂交带或互补带,游以此来预测优势的强弱和检验种子的纯度。但淀粉酶同工酶的情形不同,杂交水稻及其三系和对照品种都只有三条一致的酶带。品种间的差异表现在酶活性增强和酶带出现的迟早上。 各品种淀粉酶同工酶活性达到最强的时间稍有差异,汕优6号、珍汕97A、珍汕97B和农虎6号的酶活性均于浸种后第7天左右达到最强IIR26和广陆矮4号分别于第8天和第6天达到最强。 各品种淀粉酶带出现的时间如表1所示。汕优6号和珍汕97A、珍汕97B的A带均在浸种0天即干种于中就可测出IB、C带于浸种后第M大出现,其中珍汕97B的C带于浸种后第4天才出现。IR26和M个对照品种广陆矮4号和农虎6号的A、B、C带分别于浸种后第2、4、5天出现,其中农虎6号的A带较迟,于浸种后第3天出现。从上述结果看,汕优6号的淀粉酶同工酶的表现倾向于其母本不育系和保持系,各带的出现明显早于其它品种。我们曾经的实验表明,汕优6号种子淀粉酶活性在萌发前三天有显著的优势,而后阶段优势便逐渐减少或消失。从本试验结果看,这种优势变化的原因可归因于汕优6号在种于萌发初期淀粉酶同工酸酶带出现早、酶活性强的特点。以后各品种相继均出现了三条酶带,且各带达到最大活性的时间基本相近,萌发后期差异更小。所以后期汕优6号的酶活性优势也就逐步消失。 三、,j’结和讨论 本试验用盘状聚丙烯酸胺凝胶电泳技术从杂交水稻汕优6号及其亲本三系等6个品种胚乳组织中分离出淀粉酶同工酶的三种主要组分(八、B、C带),经检验,其中A、C带为a一淀粉酶(图1)。杂交水稻在种于萌发初期淀粉酶同工酶各带出现较早,活性较强,具有明显优势;之后备品种相继出现了三条酶带,立于浸种后第6──8天先后达到最大活性(图2、表卫),优势便不明显,这与杂交水稻的淀粉酶活性于萌发初期(l—3天)优势明显,而在后阶段优势逐渐减弱或消失的结果完全相吻合。杂交水稻种子萌发初期淀粉酶活性强和淀粉酶多型性阶段特异性无疑是杂交水稻幼苗生长优势的重要生理基础之一。 关于禾谷类作物等淀粉型种子的发芽以及淀粉酶的合成位点,早已引起生物学研究中的关注。通常认为水稻干种子中不存在有a一淀粉酶,只有在萌发过程中诱导形成( T。nab。, 197D; L1。。,IOtO等1979) l而日一淀粉酶在干种子以酶原的形式存在,但也只能在萌发过程中通过酶解或非酶解作用而激活(O j。。。。,。O t O等, 198 0)。从本试验结果看,汕优6号、珍汕97八和珍汕97B的A带在浸种0—1天已出现(表1、图2),说明杂交水稻干种于预存有a一淀粉酶。鉴于淀粉酶同工酶测试快速简便而且敏感,因此我们认为浸种后第一大(:一淀粉酶A带的出现及其活性的强弱[IJ试作杂种优势的预测指标之一。另外,杂文水稻淀粉雨同工酶的行为倾向于其母本不育系,所以也可作为不育系的选育指标。至于它的实用性和正确性如何尚有待进一步研究。 (参考文献略)杂交水稻及其亲本三系种子萌发过程中淀粉酶同工酶分析@杨煜峰$浙江省农科院作物所生理组 @毛华菊$浙江省农科院作物所生理组 @陆定志$浙江省农科院作物所生理组