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种子是多数植物生命周期的开始。多年生木本植物种子往往存在休眠现象,以保证种子在适宜的时间、适宜的环境萌发。梨种子就存在休眠现象。目前关于梨种子休眠形成的分子机制还不清楚。NAC是植物特有的转录因子,参与植物种子发育、次生细胞壁生长、果实成熟等多个生理过程。但其在种子休眠解除中的作用还未见报道。本论文以梨砧木豆梨种子为试验材料,测定了豆梨种子发育过程中糖类物质(葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉)和激素(GA和ABA)的变化情况,及休眠解除过程中活性氧及其代谢相关酶和激素(GA和ABA)变化情况,并利用反义寡聚核苷酸技术研究NAC转录因子在豆梨种子休眠解除中的作用机制,主要结果如下:1、确定9个NAC基因结构特点。以参与豆梨种子休眠解除的miRNA164靶基因—9个NAC转录因子为对象,利用生物信息学方法,发现9个NAC基因所编码的蛋白质含有290-362个氨基酸,蛋白质分子量约为32604.7-40415.6 Da,等电点为6.1775-8.3422。其中PpNAC5、PpNAC134、PpNAC86、PpNAC42、PpNAC121、PpNAC34 和PpNAC138 为碱性氨基酸,PpNAC65和PpNAC145为酸性氨基酸。蛋白质疏水性数值显示只有PpNAC86是两性氨基酸,其余8个NAC都是极性氨基酸。系统分类和功能预测表明,9个NAC蛋白属于第Ⅱ类,PpNAC34和PpNAC138归类于NAC1亚组,介导激素信号通路;其余NAC归类于NAM亚组,其中PpNAC5、PpNAC134、PpNAC86可能与种子胚胎发育及萌发有关。2、确定豆梨种子在发育过程中的糖类物质和激素的含量变化,以及该过程中NAC基因表达情况。在整个豆梨种子发育过程中,葡萄糖含量先大幅度降低随后保持平稳,而蔗糖含量先大幅度增加随后趋于稳定,淀粉含量前期平稳后期大幅度增加。ABA含量逐渐增加,而GA含量表现出降低—平稳—降低的趋势变化。综合NAC表达情况,其中PpNAC65下调趋势与GA类似,PpNAC34和PpNAC138的上调趋势与ABA相似,暗示PpNAC34、PpNAC65和PpNAC138可能与豆梨种子发育进程有关。3、确定豆梨种子在休眠解除过程中的NAC基因表达情况,进一步确认PpNAC5、PpNAC65和PpNAC138在豆梨种子休眠解除过程中的作用。利用反义寡聚核苷酸技术分别抑制豆梨种子中相关NAC基因的表达。研究发现,与正常层积的种子相比,抑制处理的种子不同程度提前萌发。当PpNAC表达被抑制,GA含量和ROS含量及其合成相关基因表达被显著诱导;当PpNAC65表达被抑制,GA含量及其合成相关基因表达量显著增加;当PpNAC138表达被抑制,ABA含量及其合成相关基因表达量显著降低,而GA含量及其合成基因表达量显著提高。推测PpNAC5可能通过参与GA和ROS合成途径,PpNAC65通过调控GA合成途径,而PpNAC138则参与GA和ABA合成途径,从而调控豆梨种子休眠解除过程。通过上述研究,初步提供了NAC转录因子参与豆梨种子发育与休眠解除相关生理过程的证据。研究结果丰富了NAC基因家族成员在梨种子发育及休眠过程中的功能,也为生产上建立快速打破种子休眠,培养优质高效生长梨种苗提供理论依据。