蔗糖分解是寒冷条件下瓜子发芽的关键

　　

一个研究小组发现，耐寒甜瓜种子(THY)在低温下保持较高的中性转化酶活性，使蔗糖持续分解为葡萄糖，从而支持种子发芽。这与对冷敏感的IVF521种子形成了对比，后者的营养含量更高，但受到低温的抑制更大。这些发现强调了低温下甜瓜种子发芽背后的生理机制，表明用葡萄糖浸泡种子可以提高发芽率，从而可能提高寒冷气候下甜瓜的产量。

种子萌发是种子植物形态发生的关键阶段，是作物生产的重要性状。主要的营养物质，包括糖、脂肪和蛋白质，是发芽的重要能量来源。目前的研究强调了糖，特别是葡萄糖，在发芽过程中提供能量的重要作用。在萌发阶段，蔗糖被酸性和中性转化酶降解为葡萄糖，为种子萌发提供能量。瓜是冬季、春季和秋季广泛种植的蔬菜作物。然而，低温会抑制甜瓜种子发芽，影响作物产量。

一项研究(DOI: 10.48130/ Vegetable -0024-0020)发表在2024年7月2日的《Vegetable Research》上，旨在探索低温下甜瓜种子萌发过程中的糖代谢，并评估外源蔗糖和葡萄糖对提高发芽率的影响。

本研究以冷敏感型IVF521和耐寒型THY两个甜瓜品种为研究对象，在常温和低温条件下对其发芽率进行了分析。在正常条件下，IVF521种子在24小时的发芽率明显高于THY种子，但在36小时的发芽率没有差异。低温条件下，THY种子84小时开始萌发，108小时达到52%，而IVF521种子不萌发。糖代谢研究表明，IVF521种子淀粉和可溶性糖含量高于THY种子。两个品种在萌发过程中淀粉含量都有所下降，但在低温条件下，THY种子的可溶性糖含量较高。中性转化酶(NI)活性在两种条件下均较高，而酸性转化酶(AI)活性无显著差异。基因表达分析表明，常温和低温条件下，THY种子中CmNIs基因表达量较高。外源葡萄糖浸泡提高了低温条件下THY种子的发芽率，而蔗糖浸泡则抑制了其发芽率。低温条件下，IVF521种子ABA含量较高，GA含量较低，ABA/GAs显著高于低温条件。

该研究的首席研究员Hongyan Qi表示:“总的来说，蔗糖分解代谢可能在低温下瓜子发芽中起着关键作用。”

综上所述，研究发现THY甜瓜种子比IVF521种子具有更高的耐寒性，由于持续的中性转化酶活性，THY甜瓜种子在低温下具有更好的蔗糖到葡萄糖的转化。这种转化支持种子发芽，在外源葡萄糖中浸泡种子可以提高种子在寒冷条件下的发芽率。今后的研究应进一步探索糖代谢调控的分子机制以及葡萄糖在种子萌发中的作用，为低温条件下甜瓜生产提供帮助。

Sucrose catabolism play vital roles in seed germination of melon at low temperature