化学发光法种子活力快速检测的机理研究

【作者】 刘学俊； 邢达； 张玲瑞； 李波；

【机构】 华南师范大学激光生命科学研究所、暨激光生命科学教育部重点实验室；

【摘要】 种子品质直接影响农业的收成和农业现代化的水平,检测、筛选优质品种从而提高种子品质是提高农业生产力的主要途径。传统种子活力检测中的生化生理分析方法耗时费力、过程繁琐,而且对被测试的种子破坏性极大,限制了其在农业生产中的实际应用。因此发展一种快速、无损的种子活力检测方法。我们实验室陈文莉等通过检测种子超微弱发光和化学发光的来检测种子的活力。超微弱发光与种子的代谢强弱有关,海萤荧光素类似物(2-methyl-6-(p-methoxyphenyl)-3,7-dihydroimidazo[1,2_] pyrazin-3-one MCLA)作为学发光探针检测到是种子吸胀初期产生的活性氧(reactive oxygen species ROS),其发光强度与种子的活力呈正相关。但水稻种子吸胀初期产生的ROS与种子活力强弱这种正相关的生理机制还没有研究。水稻中存在NADPH氧化酶(NOD)的基因,实验结果表明NOD专一性抑制剂二甲基苯碘(diphenyleneiodonium DPI)能明显抑制种子细胞以及细胞膜蛋白提取物与NADPH反应产生的ROS, 而热失活的种子细胞和细胞膜蛋白提取物中加入NADPH没有ROS的产生。因此种子中可能固有NOD酶活性, 并且这种酶的活性可能是产生ROS的主要来源。处于凝胶状态的干种子细胞质因吸水而变得有流动性, 细胞内的NADPH和O2能被细胞膜上的NOD催化而产生O2-。而O2-能与MCLA反应产生化学发光,这种发光强度同时与种子细胞中NOD的活性和NADPH的产率有关。在种子老化过程中NOD的活性下降,NADPH的产率直接反映种子的代谢强度,也就是种子活力的一个重要指标。因此检测种子与MCLA的发光的强弱也就反映种子活力的强弱。更多还原