水稻种子的休眠特性是一个重要的农艺性状,与稻米品质和稻种质量(特别是种子的穗发芽抗性)直接相关。我国南方地区水稻在成熟收获季节常遇高温多雨天气,容易出现穗发芽现象,使水稻种子的制种质量显著降低；另一方面,在育种和种子生产中,如果水稻种子在播种时存在较深的休眠现象,导致难以出苗或出苗率很低,不利于及时进行种子活力检验和纯度鉴定。因此,探讨水稻种子的休眠特性及其生理机制,可为选育具有不同休眠程度的水稻品种和采取相应对策解决水稻种子的穗发芽问题提供理论依据,从而确保水稻育种和种子生产的产量和质量。本论文研究以不同类型水稻品种或株系的刚收获的种子为试验材料,测定其萌发率,以及萌发处理过程中种子的吸水速率、呼吸速率、α-淀粉酶活性、酸性磷酸酶活性、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量的变化,对其休眠特性和生理机制进行了评价和分析。此外,还初步检测了种子休眠相关的OsVP1、Sdr-4和TRAB1基因在具不同休眠特性的水稻种子中的存在,并通过荧光定量PCR,分析了这些基因的表达差异。研究结果如下：1、茶陵野生稻种子具有极强的休眠特性,其休眠期在3个月以上。研究表明,刚采收的茶陵野生稻成熟种子在适宜条件下完全不萌发,贮藏3个月后萌发率也只有46%。2、28个两用核不育系水稻品种或株系的种子的休眠特性存在明显差异,5个品系表现极强休眠特性(发芽率≦5%),8个品系表现强休眠特性(发芽率为6%-40%),7个品系有中度休眠特性(发芽率为41%-70%),S318有浅休眠特性(发芽率为71%)；株1S无休眠特性(发芽率为93%),6个品系表现特殊休眠特性。3、699个不同的水稻品系(其中包括耐寒品系143个,越冬品系383个)的种子的休眠特性存在明显差异,其中20个品系表现极强休眠特性(发芽率≦5%)；、73个品系表现强休眠特性(发芽率为6%-40%)；140个品系表现中度休眠特性(发芽率为41%-70%)；290个品系有浅休眠特性(发芽率为71%-90%),146个品系无休眠特性(发芽率90%以上),30个品系表现特殊休眠特性。4、果皮(谷壳)对种子的休眠特性有显著影响,吸水速率和呼吸强度变化与水稻种子的休眠特性有直接联系。去果皮(谷壳)后,水稻种子的萌发率显著提高,吸水速率和呼吸速率明显上升,且在不同休眠特性品种间存在显著的个性差异,对休眠特性强的品种影响较大,对无休眠特性品种的影响较小。果皮(谷壳)对水稻种子萌发的抑制作用可能是机械阻碍或存在萌发抑制物质。5、无论是新鲜的干种子还是萌发处理(3d)的种子,其α-淀粉酶活性和可溶性蛋白含量都与种子的休眠特性强弱呈负相关,可作为衡量种子休眠特性强弱的重要生理指标；酸性磷酸酶的活性与种子活力呈正相关,但不同休眠特性的水稻种子中酸性磷酸酶活性与其休眠特性强弱不成比例；可溶性糖含量高低与种子的休眠特性强弱也不成比例。6、已报道的与种子休眠特性相关的OsVP1、Sdr-4和TRAB1基因,在具有不同休眠特性的水稻品种的种子中的表达存在明显差异,但不与种子的休眠特性强弱呈线性关系。
