种子在贮藏过程中活力下降,在田间萌发出苗过程中常遇干旱、湿冷等多种逆境,进而导致出苗率低、苗弱的现象时有发生。高活力种子具有较强的抗逆性,明显的生长优势和生产潜力,选用高活力种子播种在农业生产上具有重要意义。因此,研究逆境条件下小麦种子活力与主要相关酶活性及其基因表达差异,对进一步认识种子活力的生化和分子基础具有一定的参考价值。本研究通过标准发芽法、田间出苗试验和加速老化、冷浸、干旱胁迫逆境试验,测定16种不同基因型小麦品种的种子活力,利用主成分分析、聚类分析对种子活力进行综合评价,筛选出高活力和低活力的小麦品种,对两种不同活力水平的种子进行标准发芽试验和逆境发芽试验,测定萌发过程中可溶性糖及可溶性蛋白含量的变化、α-淀粉酶活性、半胱氨酸蛋白酶活性及相关基因表达量,探讨分析不同基因型小麦种子逆境萌发过程中主要相关酶活性及基因表达差异,明确在逆境胁迫条件下,主要相关酶活性与种子活力、基因表达量的关系。主要研究结果如下:1.不同小麦品种种子发芽逆境胁迫抗性评价通过标准发芽法和逆境试验,测定16种不同基因型小麦种子活力,以各种条件下测定的活力指数的抗逆指数和田间出苗率作为衡量抗逆性的指标,通过主成分分析和聚类分析,将16个小麦品种划分为3类,豫农949、豫麦49-198、鲁原502、郑育麦9987、石麦21、山农23号、石新828属高活力品种;许农5号、豫农982、唐麦8号、济麦20、济麦22、济南17号、山农20属中活力品种;长4738和轮选061属低活力品种。用不同小麦品种抗逆性的综合评价值(D值)可以对其种子活力进行综合评价。2.小麦种子萌发过程中α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性及其基因表达量、贮藏物质含量的变化在标准发芽、人工老化、干旱和冷浸胁迫条件下,随着萌发时间的延长,α-淀粉酶活性整体呈现逐渐升高的趋势;半胱氨酸蛋白酶活性整体呈现先降低后升高的趋势;可溶性糖含量呈现先小幅度升高后小幅度降低再迅速升高的趋势;可溶性蛋白含量呈现逐渐下降的趋势;α-淀粉酶基因表达量整体呈先上升后下降的趋势;半胱氨酸蛋白酶基因表达量整体呈现上升的趋势,但不同处理不同品种其表达又各有特征。3.小麦种子萌发过程中α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性与种子活力的相关性在标准发芽条件下,种子萌发过程中α-淀粉酶活性与活力指数呈极显著正相关,而在逆境萌发过程中,其相关性不显著。冷浸胁迫处理后,种子萌发过程中半胱氨酸蛋白酶活性与活力指数呈显著正相关,但在标准发芽、干旱胁迫、人工老化处理后,其相关性不显著。4.α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性与其基因表达及可溶性糖和可溶性蛋白含量的关系种子萌发期间,不同萌发条件下,α-淀粉酶活性与可溶性糖含量达到极显著正相关,半胱氨酸蛋白酶活性与可溶性蛋白含量相关性不显著。α-淀粉酶和半胱氨酸蛋白酶活性与其基因表达并没有直接关系。