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七叶一枝花(Paris polyphylla var.chinensis)为百合科重楼属珍稀植物,是云南白药、宫血宁等多种中成药的主要原材料——重楼的基源植物之一。但七叶一枝花种子具有极长的休眠期,在自然条件下需经过两冬一夏才能萌发,这加剧了重楼在中药材市场的供需矛盾。为探索七叶一枝花种子萌发的特性及分子机理,本研究采用石蜡切片技术对不同生理状态下的七叶一枝花种子进行结构分析,并通过顺序窗口采集所有理论质谱模式(sequential window acquisition of all theoretical mass spectra,SWATH)对萌发过程中关键时期种子的蛋白质进行分析。本研究初步筛选出了在此过程中的差异表达蛋白(DEPs),并从基因水平对关键代谢通路中的DEPs进行定量分析。与此同时,还利用高效液相色谱及ELISA技术对萌发过程中相关代谢物的含量变化进行分析。主要结果如下:(1)以22℃湿沙层积条件下培养的不同时期七叶一枝花种子为样品,以4℃湿沙层积条件下同时培养的种子为对照,进行形态学观察与石蜡切片分析。结果表明,在22℃湿沙层积条件下,七叶一枝花种子在第20天时虽然仍处于球形胚阶段,但其胚乳已经开始被分解;在第30天种子开始发芽,种胚稍有增大;第40天时发芽率已达64.28%,种胚发育为短柱形;第50天时上胚轴明显增长,种胚发育为鱼雷形;第80天子叶已经形成,胚根长约1.5 cm。而4℃条件下,整个培养时期内七叶一枝花种子的外部形态无明显变化,种胚始终处于未分化的球形胚阶段。形态学观察及萌发率分析结果显示,种子露白前第10天、露白初期、露白后第20天以及胚根突破种皮长度达到1.5 cm时,是七叶一枝花种子萌发的关键时期。(2)以22℃湿沙层积条件下露白前第10天、露白初期、露白后第20天以及胚根突破种皮长度达到1.5 cm时的七叶一枝花种子为样品,以4℃湿沙层积条件下同期培养的种子为对照,对其肽段混合样品进行SWATH质谱分析。共获得11092个多肽,匹配到1787个蛋白。筛选后获得749个DEPs,将所得DEPs进行功能注释,在COG数据库中DEPs占比较多的功能类别为翻译后修饰、碳水化合物转运与代谢等;在GO数据库中注释到最多DEPs的分子功能类别是结合和催化活性;在KEGG数据库中共获得103条通路,包括碳水化合物代谢、次级代谢产物的生物合成等。(3)本研究着重分析了MAPK信号转导途径、糖酵解途径、ABC转运蛋白及磷酸戊糖途径4个代谢通路中相关蛋白的表达模式。结果表明,在22℃培养条件下,MAPK信号转导途径中仅有CAT在蛋白水平和基因水平的表达量均显著上调;糖酵解途径在两个培养组中的代谢活动强度相当;而磷酸戊糖途径在22℃培养组中的代谢强度高于4℃培养组;ABC转运蛋白家族中鉴定到的DEPs包括ABCC14和ABCC2,且ABC转运蛋白在七叶一枝花种子萌发的启动阶段发挥重要作用。(4)利用高效液相色谱技术对22℃及4℃湿沙层积条件下不同时期的七叶一枝花种子中重楼皂苷Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ、Ⅶ含量进行测定。结果表明,在22℃条件下培养的七叶一枝花种子中含有重楼皂苷Ⅱ、Ⅵ和Ⅶ,而4℃条件下,种子内只含有重楼皂苷Ⅱ和Ⅶ。且22℃条件下,七叶一枝花种子内重楼皂苷总含量在第50天之前低于4℃培养条件下的种子,而50天之后又高于4℃培养的种子。结果表明,七叶一枝花种子内的重楼总皂苷含量较低时可促进种子萌发,含量较高时则抑制种子萌发。(5)同时对上述各时期七叶一枝花种子中ABA、IAA、ZT、GA3含量进行测定。结果显示,在22℃培养条件下,ABA,ZT,GA3含量变化均呈单峰型曲线且均在第40天达到最高值。而IAA呈双峰型曲线,在第20天达到最高值。在4℃培养条件下,ABA,IAA,GA3在第20天达到最高值。另外,在第30天,即种子开始萌发时,22℃培养条件下种子中四种激素含量均高于4℃条件下的种子。从变化规律来看,ZT对七叶一枝花种子的萌发及发育具有促进作用。