种子休眠与萌发的机制一直是植物生理学研究领域的热点问题之一。黄栌(Cotinus coggygria Stop.var.cinerea Engl.)是一种重要的园艺树种,具有重要的观赏价值和经济价值。黄栌种子具有休眠,给园林育苗带来了一定的困难。一些休眠解除方法的研究结果显示,黄栌属种子中可能存在着物理休眠和生理休眠,但缺乏系统和直接的实验数据,并且各休眠成分相应的休眠水平和休眠型也是不清楚的。而鉴定一个物种种子休眠的类型(包括休眠水平和休眠型),不仅有利于在生产上采取有效的休眠解除方法,而且对于进一步研究种子休眠的机制也是必需的。　　 本文以新采收的成熟的黄栌种子(实际上是果实,即自然散布单位)为实验材料,通过种子的形态解剖、吸水曲线、离体胚萌发、划破种皮、层积、干藏和GA3处理,全面评价了黄栌种子的休眠与萌发特性,鉴定了种子休眠的原因以及休眠类型、休眠水平和休眠型,并分析了温度、光照、干藏和外源植物激素(GA3、6-BA和乙烯利)对种子休眠解除与萌发的影响以及休眠解除过程中内源植物激素(ABA和GA3)的含量变化和呼吸速率的变化。此外,通过发育后期不同成熟度种子的萌发实验,不同种源地以及同一种源地不同采收年份的种子的层积和萌发比较实验,分析了黄栌种子休眠特性的发育变化以及地理变异和“时间变异”。最后通过蛋白质组学的方法,初步探讨了黄栌种子休眠解除的相关机制。实验结果如下:　　 黄栌种子具有复合休眠,即Type3浅生理休眠和物理休眠。5℃冷湿层积可有效地解除黄栌种子的休眠,而15和30℃暖湿层积则无明显效果。冷湿层积的适宜时间为30-60 d。干藏(后熟)对黄栌种子物理休眠的解除(即胚周围结构的透水性)无效果,但对其生理休眠的解除具有一定的促进作用。6-BA和乙烯利不促进新鲜采集的划破种皮种子生理休眠的解除与萌发;GA3则显著促进新鲜采集的划破种皮种子生理休眠的解除与萌发;而且GA3的这种促进作用对干藏和划破种皮的种子更为显著,即干藏和GA3处理对于黄栌种子休眠解除与萌发的促进具有加成作用。已解除休眠的种子的适宜萌发温度为10℃,且不需要光照。黄栌种子的萌发受光抑制,但这种光抑制在一定程度上可被冷湿层积和乙烯利处理克服。　　 黄栌种子的休眠可能是对生长环境的一种适应。提出了一个生产上黄栌种子休眠解除和萌发的方案。以北京香山为例,种子通常在每年的5-6月成熟,新鲜采集的黄栌种子经浮选晾干后,先在室温下干藏5-6个月,然后冬天在户外用湿沙层积到第二年的早春(60-90 d),当地表温度≥10℃时即可播种育苗。　　 黄栌种子的休眠特性是在种子发育过程中,伴随着成熟脱水逐渐获得的。不同种源地的黄栌种子,其休眠特性具有地理变异。同一地区不同年份采集的种子,其休眠与萌发特性也存在着差异,即“时间变异”。　　 冷湿层积30 d的种子与新采收的种子相比,有13个差异蛋白点,其中5个为上调蛋白点,8个为下调蛋白点。冷湿层积60 d的种子与新采收的种子相比,有22个差异蛋白点,其中5个为上调蛋白点,17个为下调蛋白点。两种冷层积处理有7个差异蛋白点,其中2个为上调蛋白点,5个为下调蛋白点。通过MALDI-TOF/TOF MS分析,鉴定了4种与黄栌种子休眠解除与萌发相关的蛋白,ATP合酶β亚基(ATPaseβ subunit)，蛋白热激同系蛋白(HSC70),天冬氨酸蛋白酶1(aspartic proteinase1,AP1)和肌动蛋白(actin),这4种蛋白都在休眠解除的过程中被下调。认为,(1)种子休眠的维持比休眠的解除需要更多的能量。所以,ATP合酶β亚基伴随着休眠解除被下调。(2)种子休眠对于胚根突破其周围结构实际上是一种胁迫,随着休眠的解除,胁迫也随之消失。因此,起保护作用的HSC70随着休眠解除被下调。(3)黄栌种子休眠解除或许涉及AP1的蛋白降解与蛋白加工的生物功能。(4)冷湿层积解除种子休眠涉及种子中低温刺激的信号转导,肌动蛋白或许在其中起着重要作用。冷刺激信号一旦启动休眠解除程序,就不再需要冷刺激,因而起着低温信号转导作用的激动蛋白的相对表达丰度在休眠解除后即下降为0。