外源抗坏血酸和谷胱甘肽启动对燕麦种子线粒体结构和功能系统缓解衰老损伤的影响GydF4y2Ba

背景GydF4y2Ba

种子老化引起的活力丧生对自然条件下的农业生产产生了不利影响。然而，启动是一种改善老年种子活力的经济有效的方法。本研究的目的是测试外源性抗坏血酸（ASC）和谷胱甘肽（GSH）灌注的有效性在修复老年燕麦时（GydF4y2BaAvena Sativa.GydF4y2Ba）种子，并测试该方法参与线粒体中结构和功能性系统的假设。GydF4y2Ba

结果GydF4y2Ba

燕麦种子在45℃下人工成20天，并用溶液灌注（1mmol L.GydF4y2Ba^{- 1GydF4y2Ba}）ASC，GSH或ASC + GSH在20°C之前或在衰老之前或之后的0.5小时。种子萌发，ASC-GSH循环中的抗氧化酶，细胞色素C氧化酶（COX）和线粒体苹果酸脱氢酶（MDOCOLINAL的脱氢酶（MDOCOLINON细胞的线粒体超微结构通过灌注后的燕麦种子显着改善了ASC后初始，GSH，或ASC + GSH，而他们的丙二醛和HGydF4y2Ba_2GydF4y2BaO.GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba内容显着下降（GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.05).

结论GydF4y2Ba

我们的结果表明，衰老后的ASC，GSH或ASC + GSH的启动可以有效缓解燕麦种子的老化损伤，并且ASC的作用比GSH更有效，但对ASC和GSH后灌注的积极影响不是优于初步后ASC修复老年燕麦种子的老化损伤。然而，用ASC，GSH或ASC + GSH预先引发在燕麦种子中无效，表明用ASC，GSH或ASC + GSH预先引发，不能抑制燕麦种子中老化损伤的发生。GydF4y2Ba

种子老化，导致自然储存条件下的活力丧失，是成功农业生产和生产力的主要问题。此外，由于遗传资源和土壤种子库系统功能障碍的短缺，种子老化也导致生态问题，例如植物生物多样性，草原退化和荒漠化的增强[GydF4y2Ba1GydF4y2Ba]．因此，种子活力的丧失是自然条件下食品和生态安全的主要挑战[GydF4y2Ba2GydF4y2Ba]．结果，有必要了解维持种子活力的可能方法和机制。GydF4y2Ba

反应性氧物种（ROS）的积累是储存过程中种子老化的主要原因，引起脂质过氧化，RNA损伤和蛋白质合成，DNA降解，以及膜完整性的丧失[GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba]．在种子老化过程中，活性氧的水平受到酶和非酶抗氧化系统的严格控制[GydF4y2Ba1GydF4y2Ba]．一次GydF4y2Ba^·GydF4y2BaO.GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba^-GydF4y2Ba通过电子传输链在种子衰老期间产生，迅速暗示成过氧化氢（H.GydF4y2Ba_2GydF4y2BaO.GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba）通过基质中的超氧化物歧化酶（SOD）[GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba]．HGydF4y2Ba_2GydF4y2BaO.GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba然后通过各种抗氧化途径消除，这对ROS的生产和清除至关重要GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba]．特别是，清除活性氧在很大程度上取决于分子抗氧化剂的可用性，如干种子中的抗坏血酸(ASC)和谷胱甘肽(GSH) [GydF4y2Ba8.GydF4y2Ba]．ASC和GSH是通过与ROS反应或参与ASC-GSH循环来维持净还原环境所必需的[GydF4y2Ba9.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba10.GydF4y2Ba]．重要的是，ASC-GSH循环是干燥和吸收的种子中的至关重要的解毒机制，主要位于胚胎中[GydF4y2Ba11.GydF4y2Ba]．在ASC-GSH循环中，抗坏血酸过氧化物酶（APX）通过使用ASC作为基材来降低ROS的毒性;然后通过NADH依赖性单羟基血慢性还原酶（MDHAR）或GSH依赖性脱氢血冰酸盐酶（DHAR）再循环在基质中，而GSH可以通过谷胱甘肽还原酶（GR）在基质中使用NADPH作为电子供体进行再循环[GydF4y2Ba12.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba13.GydF4y2Ba]．细胞ASC的下降表明种子衰老过程中抗氧化能力失效，因此有助于种子活力丧失[GydF4y2Ba14.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba15.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba16.GydF4y2Ba]．同样，细胞GSH也在迅速下降，在老化期间，种子活力伴随着迅速下降[GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba17.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba18.GydF4y2Ba]．在细胞水平下，种子衰老也降低了涉及ASC-GSH循环的几种酶的活性[GydF4y2Ba16.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba19.GydF4y2Ba]．因此，保持高水平的ASC和GSH对保证老化种子的活力非常重要。GydF4y2Ba

线粒体通常在植物代谢中发挥核心作用，作为三磷酸三磷酸腺苷（ATP）的主要来源[GydF4y2Ba20.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba21.GydF4y2Ba]．种子在很大程度上取决于线粒体呼吸，为他们的发芽提供强制性能量[GydF4y2Ba22.GydF4y2Ba]．然而，在种子衰老期间，几乎所有参与三羧酸循环中涉及的酶的活性显着降低，例如，榆树的老化（GydF4y2BaUlmus pumila.GydF4y2Ba）[GydF4y2Ba23.GydF4y2Ba[米（GydF4y2Ba奥雅萨苜蓿GydF4y2Ba）[GydF4y2Ba24.GydF4y2Ba)种子。线粒体超微结构受损，细胞色素c氧化酶(COX)和苹果酸脱氢酶(MDH)活性显著下降，从而造成线粒体能量供应不足和ROS激增[GydF4y2Ba24.GydF4y2Ba]．因此，线粒体在种子中的ROS中发挥着主导作用[GydF4y2Ba25.GydF4y2Ba]， ros相关线粒体功能障碍在种子老化中起关键作用[GydF4y2Ba23.GydF4y2Ba]．与细胞抗氧化系统类似，ASC-GSH循环也是氧化应激下线粒体中主要的抗氧化保护系统之一[GydF4y2Ba10.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba26.GydF4y2Ba]．在种子老化过程中，ASC和GSH的含量以及ASC-GSH循环酶的活性都有明显的降低[GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba25.GydF4y2Ba]．然而，通过提高ASC-GSH循环的抗氧化能力，仍然只有有限的了解如何增强线粒体功能。GydF4y2Ba

种子激发能有效修复细胞和线粒体成分，增强衰老种子的活力[GydF4y2Ba27.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba28.GydF4y2Ba]．增强种子寿命的机制可能与抗氧化剂相关[GydF4y2Ba29.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba30.GydF4y2Ba]．因此，用外源抗氧化剂，例如ASC和GSH引发，可以是有效改善老年种子活力的重要方法。研究表明，外源性ASC明显促进了许多植物中老化种子的萌发，例如洋葱（GydF4y2BaAllium Cepa.GydF4y2Ba）[GydF4y2Ba31.GydF4y2Ba] 和GydF4y2BaElymus sibiricus.GydF4y2Ba[GydF4y2Ba32.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba33.GydF4y2Ba]．尽管如此，以前的研究很少集中在外源ASC促进老年种子萌发的机制，特别是在线粒体水平。此外，外源GSH预处理还可以提高老化的萌发和抗氧化能力GydF4y2BaElymus sibiricus.GydF4y2Ba种子[GydF4y2Ba34.GydF4y2Ba]但仍然只有一些关于外源GSH改善老年种子活力的作用的研究。因此，有必要更好地了解外源ASC和GSH对老年种子的线粒体结构和功能的影响，以便更有效地保持活力。GydF4y2Ba

燕麦(GydF4y2BaAvena Sativa.GydF4y2Ba）是一种环保作物，广泛栽培，因为它可以适应各种环境压力。然而，燕麦颗粒通常具有高脂质含量，可以容易地导致酸速或劣化，因此限制其广泛用途作为种子或食物[GydF4y2Ba35.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba36.GydF4y2Ba]．因此，本研究旨在研究衰老燕麦种子的胚胎线粒体超微结构的修复、抗氧化能力的增强、脂质过氧化的缓解、呼吸功能的恢复等变化。为了更好地了解外源ASC和GSH对衰老种子线粒体的响应。GydF4y2Ba

ASC和GSH激发对衰老燕麦种子发芽率的影响GydF4y2Ba

燕麦种子老化后经ASC或GSH处理后的发芽率高于老化前(图2)。GydF4y2Ba1GydF4y2Ba）.没有显着的差异（GydF4y2BaP.GydF4y2Ba(> .0 0.05)的萌发率与未处理燕麦种子的萌发率有显著差异。而ASC、GSH或ASC + GSH处理的燕麦种子衰老后的发芽率显著(GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.05) higher than those aged and non-primed. The germination percentage of oat seeds primed with ASC + GSH after aging was significantly (P < 0.05) higher than those primed with GSH after aging, but the germination percentages of oat seeds primed with ASC or ASC + GSH after aging were not significantly (P.GydF4y2Ba> 0.05)。GydF4y2Ba

ASC和GSH启动对衰老燕麦种子胚根细胞线粒体结构的影响GydF4y2Ba

胚胎根细胞的超微结构观察表明，在衰老后施用于ASC，GSH或ASC + GSH的燕麦种子的线粒体结构优于老化前的底漆（图。GydF4y2Ba2GydF4y2Ba）.在衰老之前用ASC或ASC + GSH引发的燕麦种子的线粒体结构在涂抹于ASC或ASC + GSH之前，它们的内部线粒体膜和嵴是难以清晰的（图。GydF4y2Ba2GydF4y2Baa和c）。胚胎根细胞的线粒体膜在燕麦种子中清晰可见，非灌注（老化或一致）和在老化前用GSH引发的那些。然而，它们的嵴也是模糊的（图。GydF4y2Ba2GydF4y2Bab, d, h)。相反，在老化后以ASC或ASC + GSH为启动剂的燕麦种子中，可以清晰地看到胚根细胞的线粒体膜和嵴(图2)。GydF4y2Ba2GydF4y2Bae和g）。胚胎根细胞的线粒体结构也完整于燕麦种子，在衰老后用GSH引发，但它们的双膜是难以清晰的（图。GydF4y2Ba2GydF4y2BaF）。GydF4y2Ba

ASC和GSH对衰老燕麦种子胚细胞线粒体酶活性的影响GydF4y2Ba

在老化后，用ASC，GSH或ASC + GSH引发的燕麦种子的线粒体SOD，APX，MDHAR，DHAR和GR活性（GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.05) higher than in those primed before aging (Fig.3.GydF4y2Ba）.GydF4y2Ba

在衰老之前用ASC + GSH引发的燕麦种子的线粒体SOD活性显着（GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.05) lower than the others, but mitochondrial SOD activities of oat seeds primed with ASC + GSH after aging were significantly (P < 0.05) higher than the others (Fig.3.GydF4y2Ba一种）。老年人的线粒体SOD活动，非灌注燕麦种子没有显着（GydF4y2BaP.GydF4y2Ba> 0.05)。而未启动的燕麦种子(衰老或未衰老)线粒体SOD活性显著(GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.05) lower than those primed with GSH after aging.

线粒体APX的一个非灌注燕麦种子的活动显着（p <0.05）低于其他种子（图。GydF4y2Ba3.GydF4y2Bab）。在老化之前涂抹燕麦种子的线粒体APX活动（GydF4y2BaP.GydF4y2Ba > 0.05) different from those aged and non-primed, but mitochondrial APX activities of oat seeds primed with ASC or ASC + GSH after aging were significantly (P.GydF4y2Ba < 0.05) higher than the others. Mitochondrial APX activities of aged and non-primed oat seeds were significantly (P < 0.05) lower than those primed with GSH after aging.

衰老和未启动的燕麦种子线粒体MDHAR活性无显著性差异(GydF4y2BaP.GydF4y2Ba > 0.05) different from those primed before aging (Fig.3.GydF4y2Bac).但衰老后ASC、GSH或ASC + GSH启动的燕麦种子线粒体MDHAR活性显著升高(GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.05) than those primed before aging. The highest level of mitochondrial MDHAR activities was found in oat seeds primed with ASC or ASC + GSH after aging. There were no significant (P > 0.05) differences in mitochondrial MDHAR activities between unaged, non-primed oat seeds and those primed with GSH after aging.

线粒体DHAR活性在未老化、未启动的燕麦种子中最高，而衰老前启动ASC或ASC + GSH的燕麦种子最低，且衰老前启动ASC与ASC + GSH的差异无统计学意义(P > 0.05)。GydF4y2Ba3.GydF4y2Bad）。然而，老化后燕麦种子的线粒体DHAR活性显着显着（GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.05) higher than those aged and non-primed. Mitochondrial DHAR activities of oat seeds primed with ASC + GSH after aging were significantly (P.GydF4y2Ba < 0.05) higher than other aged oat seeds. Additionally, mitochondrial DHAR activities were significantly (P.GydF4y2Ba < 0.05) higher in oat seeds primed with GSH either before or after aging than in those aged and non-primed.

在一根未灌注的燕麦种子中，线粒体GR活性最高，但在老化之前用ASC或ASC + GSH引用的那些最低（图。GydF4y2Ba3.GydF4y2Bae).然而，衰老的、未启动的燕麦种子线粒体GR活性显著(GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.05) lower than those primed with GSH or ASC + GSH after aging.

ASC和GSH对线粒体H的影响GydF4y2Ba_2GydF4y2BaO.GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba和胚胎种子胚胎细胞中的MDA含量GydF4y2Ba

线粒体H.GydF4y2Ba_2GydF4y2BaO.GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba定义的非灌注燕麦种子的内容显着（GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.05) higher than those primed with ASC, GSH, or ASC + GSH after aging, but they were significantly (P < 0.05) lower than those primed before aging and those aged and non-primed (Fig.4.GydF4y2Ba一种）。线粒体H.GydF4y2Ba_2GydF4y2BaO.GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba衰老前以ASC + GSH处理的燕麦种子含量最高，但显著(GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.05) lower in oat seeds primed with GSH before aging than those primed with ASC before aging. Mitochondrial MDA contents of unaged, non-primed oat seeds were significantly (P.GydF4y2Ba < 0.05) lower than the others (Fig.4.GydF4y2Bab).衰老前经GSH处理的燕麦种子线粒体MDA含量显著(GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.05) lower than those aged and non-primed, but mitochondrial MDA contents of oat seeds primed with ASC or ASC + GSH before aging were not different from those aged and non-primed. Mitochondrial H_2GydF4y2BaO.GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba衰老后以ASC、GSH或ASC + GSH启动的燕麦种子MDA含量显著(GydF4y2BaP.GydF4y2Ba < 0.05) lower than those aged and non-primed, and the lowest level was observed in those primed with ASC or ASC + GSH after aging.

ASC和GSH引发对燕麦种子胚胎细胞线粒体Cox和MDH活性的影响GydF4y2Ba

ASC、GSH或ASC + GSH处理的燕麦种子衰老后线粒体COX和MDH活性变化相似，且均显著(P < 0.05)高于衰老前处理的燕麦种子(图3)。GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba）.衰老前启动ASC或ASC + GSH的燕麦种子线粒体COX和MDH活性显著(P < 0.05)低于衰老和未启动ASC或ASC + GSH的燕麦种子，且衰老前启动ASC + GSH的燕麦种子线粒体COX和MDH活性最低。衰老前经GSH处理的燕麦种子线粒体COX和MDH活性显著(P < 0.05)高于未经GSH处理的燕麦种子。衰老后ASC或ASC + GSH启动的燕麦种子和未启动的燕麦种子线粒体COX和MDH活性保持较高水平。GydF4y2Ba

功能完全的线粒体通常具有广泛的嵴结构和各种生化活性[GydF4y2Ba37.GydF4y2Ba，而ASC-GSH循环是线粒体在各种氧化应激下的主要抗氧化保护系统之一(图。GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba）[GydF4y2Ba39.GydF4y2Ba]．然而，线粒体超微结构损伤响应人工老龄化对线粒体功能产生负面影响[GydF4y2Ba25.GydF4y2Ba]．以前的研究还表明，参与ASC-GSH循环的抗氧化酶活性的减少伴随着线粒体超微结构损伤，是燕麦种子中老化的主要原因[GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba]．我们目前的研究结果表明，衰老对燕麦种子的负面影响可以通过ASC、GSH或ASC + GSH的后启动来有效修复(图)。GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba）.与老化和非灌注燕麦种子相比，线粒体SOD，APX，MDHAR，DHAR和GR活性均显着增加，在衰老后ASC，GSH或ASC + GSH的基础上均显着增加。此外，在衰老后的燕麦种子中，线粒体SOD和APX的活性几乎总是高于衰老后的ASC，GSH或ASC + GSH之后的比例，而不是在预测和非引发中（图。GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba）.这些结果表明，老化后启动可以防止燕麦种子中ASC-GSH循环'酶的抗氧化能力下降，因此有助于支持ASC和GSH去除ROS。类似地，引物不仅激活现有的酶，还改善了rRNA的完整性，导致种子中更高水平的蛋白质合成[GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba]．因此，线粒体hGydF4y2Ba_2GydF4y2BaO.GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba衰老后经ASC、GSH或ASC + GSH处理的燕麦种子MDA含量也低于未处理的燕麦种子(图2)。GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba）.上述结果表明，衰老后用ASC、GSH或ASC + GSH启动可以有效缓解燕麦种子的脂质过氧化。衰老后以ASC、GSH或ASC + GSH启动的燕麦种子，随着嵴逐渐出现，胚根细胞线粒体结构明显恢复(图)。GydF4y2Ba2GydF4y2BaD-G）。这与我们以前的发现一致，表明线粒体膜的完整性与老年燕麦种子的线粒体抗氧化剂和MDA含量的水平有关[GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba]．线粒体产生ATP是种子萌发过程中主要的能量来源[GydF4y2Ba25.GydF4y2Ba]但氧化改性可以减少种子老化期间COX和MDH的活性，导致ATP生产减少[GydF4y2Ba23.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba24.GydF4y2Ba]．在该研究中，线粒体Cox和MDH的活性在老化后涂有ASC，GSH或ASC + GSH的燕麦种子中保持高水平，这可能提供了更多的发芽能量（图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba)，其发芽率与未成熟、未启动的种子几乎相同(图。GydF4y2Ba1GydF4y2Ba）.这些阳性结果表明，外源ASC和GSH促进了衰老燕麦种子的萌发，可能依赖于线粒体结构的改善和线粒体抗氧化酶的激活。GydF4y2Ba

然而，在老化之前，在燕麦种子中未观察到ASC的积极作用。线粒体嵴在干燥和吸收的种子中是不良的显量[GydF4y2Ba1GydF4y2Ba]．然而，在老化之前用ASC或ASC + GSH引发，为线粒体结构和功能的发展提供了有利条件。豌豆报道了非常相似的结果（GydF4y2BaPisum一GydF4y2Ba）[GydF4y2Ba40GydF4y2Ba]和大豆（GydF4y2Ba甘氨酸最大GydF4y2Ba）[GydF4y2Ba41.GydF4y2Ba)种子。不幸的是，种子退化似乎首先局限于分生组织细胞的线粒体内[GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba，更有可能导致严重的线粒体结构和功能损伤。我们观察到，在衰老前，以ASC或ASC + GSH启动的燕麦种子胚根细胞线粒体结构恶化(图)。GydF4y2Ba2GydF4y2Ba)，这可能表明它们的线粒体膜系统在吸吮过程中难以恢复[GydF4y2Ba25.GydF4y2Ba]．线粒体形态的任何改变都与其功能的改变密切相关[GydF4y2Ba42.GydF4y2Ba]．与老化的非灌注燕麦种子相比，在老化前用ASC或ASC + GSH引发的燕麦种子中没有改善线粒体抗氧化酶的活性（图。GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba）.这些病症对于在这些种子的线粒体中除去ROS不利，因此他们的线粒体HGydF4y2Ba_2GydF4y2BaO.GydF4y2Ba_2GydF4y2BaMDA含量也保持在较高水平(图2)。GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba）.另外，他们的hGydF4y2Ba_2GydF4y2BaO.GydF4y2Ba_2GydF4y2BaMDA含量高于预测和非丙糖的含量（图。GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba），最终在其吸收过程中减少了许多酶的合成和限制ATP生产[GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba43.GydF4y2Ba]．因此，在老化前用ASC或ASC + GSH引发的燕麦种子中Cox和MDH的活性相对较低（图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba)，这些种子无法提供足够的能量供其萌发。种子萌发率的下降很可能是由于衰老大豆线粒体ATP水平的下降[GydF4y2Ba25.GydF4y2Ba]和elm [GydF4y2Ba44.GydF4y2Ba)种子。因此，在衰老之前用ASC或ASC + GSH引发的燕麦种子的萌发百分比没有显着（GydF4y2BaP.GydF4y2Ba > 0.05) different from those aged and non-primed, and they were visibly lower than those unaged and non-primed (Fig.1GydF4y2Ba）.这些结果表明，在衰老前用ASC或ASC + GSH启动并不能阻止种子衰老的发生，这与以往的研究结果一致[GydF4y2Ba45.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba46.GydF4y2Ba]．而衰老前与ASC或ASC + GSH启动的燕麦种子相比，衰老前与GSH启动的燕麦种子线粒体SOD、APX、DHAR和GR活性均增强(图)。GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba）.此外，它们的线粒体HGydF4y2Ba_2GydF4y2BaO.GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba和MDA内容物减少（图。GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba）因此，这些种子中的COX和MDH的活性也得到改善（图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba）.报告GSH通过ASC-GSH循环回收潜在ASC（图。GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba）[GydF4y2Ba39.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba47.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba48.GydF4y2Ba]但是这个过程可能需要很长时间才能完成，其效果也可能相对较弱。因此，线粒体结构和功能也可能相对较慢地发展，这可能在种子衰老过程中对线粒体产生温和的结构和功能损伤[GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba]．GydF4y2Ba

在我们的研究中，用GSH或ASC + GSH引发的燕麦种子的线粒体DHAR和GR活性显着高于老化后ASC的涂料（图。GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba）.这表明ASC再生通过用GSH或ASC + GSH后灌注，通过将ASC保持在降低状态下调节线粒体矩阵中的氧化还原的平衡（图，所述ASC再生在线粒体中保持相对强的水平。GydF4y2Ba6.GydF4y2Ba）[GydF4y2Ba39.GydF4y2Ba]．这与之前的细胞层面的研究一致[GydF4y2Ba38.GydF4y2Ba那GydF4y2Ba49.GydF4y2Ba]．而衰老后GSH启动的燕麦种子线粒体SOD、APX、MDHAR活性明显低于ASC或ASC + GSH启动的燕麦种子(图)。GydF4y2Ba3.GydF4y2Ba）和线粒体hGydF4y2Ba_2GydF4y2BaO.GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba这些种子中的MDA含量更高（图。GydF4y2Ba4.GydF4y2Ba）.这些结果表明，在老化后，用GSH引发的燕麦种子的抗氧化能力小于衰老后的ASC或ASC + GSH的抗氧化能力，因此提高了它们的脂质过氧化。因此，在老化后，用GSH引发的燕麦种子的线粒体Cox和MDH活性也明显低于老化后的ASC或ASC + GSH的那些（图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba），它们的发芽率也相对较低（图。GydF4y2Ba1GydF4y2Ba）.因此，这些结果表明，ASC引发的效果优于GSH引发，用于恢复燕麦种子的老化损伤。之前的细胞水平的先前研究还表明，ASC的存在对于确保种子萌发可能是至关重要的[GydF4y2Ba12.GydF4y2Ba]．意外地，线粒体hGydF4y2Ba_2GydF4y2BaO.GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba和MDA内容没有显着（GydF4y2BaP.GydF4y2Ba > 0.05) differences between oat seeds primed with ASC and ASC + GSH after aging (Fig.4.GydF4y2Ba），象征类似水平的脂质过氧化水平。因此，它们的线粒体Cox和MDH活性也没有显着（p> 0.05）（图。GydF4y2Ba5.GydF4y2Ba)，表明它们为老燕麦种子的萌发提供了相同水平的能量，其萌发能力也没有显著差异(P > 0.05)。GydF4y2Ba1GydF4y2Ba）.这些结果可能说明衰老后ASC + GSH启动对衰老燕麦种子损伤修复的积极作用并不优于衰老后ASC启动。也就是说，在燕麦种子中，GSH后激发可以诱导ASC的再生，但在足够的ASC条件下，这种作用并不明显。GydF4y2Ba

本研究结果提示，预启动ASC、GSH或ASC + GSH不能抑制燕麦种子的衰老损伤。幸运的是，ASC、GSH或ASC + GSH启动后均能有效修复燕麦种子的老化损伤，且ASC启动的效果大于GSH启动的效果。但老化后ASC + GSH启动对修复燕麦种子老化损伤的积极作用并不大于老化后ASC启动。GydF4y2Ba

种子样本GydF4y2Ba

2009年中国农业大学的牧草种子实验室收集了燕麦种子，并储存在-20°C的塑料袋中。原材料是由北京Houderui贸易有限公司的加拿大Dyck Forage＆Grasses Ltd。在2014年12月开始的实验开始时，种子的水分含量为9.8％（在鲜重的基础上），种子萌发百分比为89％，种子的油含量为5.0％。GydF4y2Ba

种子衰老和引发处理GydF4y2Ba

种子衰老处理：底漆或非灌注燕麦种子，在铝箔袋中立即密封10％水分含量10％的水分含量（45％相对湿度，RH）（0.12×0.17米GydF4y2Ba^2GydF4y2Ba)，在45°C水浴中陈酿20天。GydF4y2Ba

种子启动处理:在老化前或老化后，以鲜重为基础含水量为10% (45% RH)的燕麦种子，在20°C的ASC、GSH或ASC + GSH溶液中浸泡0.5 h(从0、0.5、1、3、6和12 h中选择)。这些溶液的浓度为1mmol LGydF4y2Ba^{- 1GydF4y2Ba}(从0、0.25、0.5、1、2、4和8 mmol L中选择GydF4y2Ba^{- 1GydF4y2Ba}）.之后，用去离子水冲洗两次种子，并在25°C和45% RH的黑暗条件下风干3天(以鲜重计算水分含量约为10%)。GydF4y2Ba

每种处理有四种重复，并且每次重复使用800燕麦种子（约20g）。GydF4y2Ba

对照1 (C1)由未老化、未发芽的种子组成(按鲜重计算含水量约为10%)。对照2 (C2)由成熟的、未发芽的种子组成(按鲜重计算含水量约为10%)。GydF4y2Ba

萌发试验GydF4y2Ba

发芽试验是根据国际种子试验协会的规则进行的[GydF4y2Ba50.GydF4y2Ba]．将来自每个样品的100种种子的四种复制置于培养皿中，用三个过滤纸用10mL去离子水润湿，并在20℃的恒定温度下置于生长室中。每天检查萌发10天。在第10天，计数普通幼苗的最终数量，测量幼苗的长度。GydF4y2Ba

胚胎根细胞线粒体的超微结构观察GydF4y2Ba

在不同的处理后随机选择种子样品。除去胚胎根部，在吸收4小时并没有胚胎突起后，除去并固定在4％戊二醛溶液中24小时，然后在4℃下置于冰箱中。通过用50mmol L漂洗加工胚胎根的样品GydF4y2Ba^{- 1GydF4y2Ba}磷酸钠缓冲液，用十六氧化锇固定，再次用缓冲液冲洗，用醇梯度脱水，并嵌入环氧树脂中。之后，使用LKB8800 III Ultramotome获得超薄切片。将切片置于铜网上，并用2％乙酸铀水溶液染色20分钟，然后用铅电子染色溶液（Katayama，大阪）进行5分钟。通过透射电子显微镜观察每次处理的二十次结果（Hitachi H-7500）。GydF4y2Ba

分离线粒体GydF4y2Ba

采用Yin等人的方法提取线粒体[GydF4y2Ba51.GydF4y2Ba]．具体的提取操作如前所述[GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba]．检测到的部分酶活性可能是由于该方法的微粒体污染最小的酶活性。GydF4y2Ba

酶化验GydF4y2Ba

SOD（EC 1.15.1.1）根据RAO和SRESTY确定活性[GydF4y2Ba42.GydF4y2Ba]．根据Nakano和Asada的方法进行APX（EC 1.11.1.11）活动[GydF4y2Ba52.GydF4y2Ba]．MDHAR (EC1.6.5.4)活性由Arrigoni等人测量[GydF4y2Ba53.GydF4y2Ba]．根据Dalton等人进行测定Dhar（EC 1.8.5.1）活动。[GydF4y2Ba54.GydF4y2Ba]．GR（EC 1.6.4.2）活动根据Madamanchi和Alscher进行了测定[GydF4y2Ba55.GydF4y2Ba]．如前所述，还进行了SOD，APX，MDHAR，DHAR和GR的详细测定方法[GydF4y2Ba7.GydF4y2Ba]．根据Neuburger等人进行Cox（EC 1.9.3.1）活性。[GydF4y2Ba56.GydF4y2Ba]并且被确定为550nm处的吸光度降低（εGydF4y2Ba_550GydF4y2Ba = 13.5 mmol^{- 1GydF4y2Ba} cm^{- 1GydF4y2Ba}由于细胞色素C氧化，25°C。通过监测340nm的吸光度的增加来测量MDH（EC 1.1.1.37）活性（εGydF4y2Ba_{340.GydF4y2Ba}= 6.2更易GydF4y2Ba^{- 1GydF4y2Ba} cm^{- 1GydF4y2Ba}由于纳米生产，25°C由于Glatthaar等人描述的方法。[GydF4y2Ba57.GydF4y2Ba]．将反应体系（1mL）与10μL线粒体（20μg线粒体蛋白）混合在所有酶测定中。GydF4y2Ba

HGydF4y2Ba_2GydF4y2BaO.GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba和丙二醛（MDA）内容GydF4y2Ba

HGydF4y2Ba_2GydF4y2BaO.GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba采用Patterson等的方法测定分离线粒体的含量[GydF4y2Ba58.GydF4y2Ba]．测定依赖于415 nm处过氧化钛络合物的吸光度值的变化，该变化由已知H的标准曲线计算得出GydF4y2Ba_2GydF4y2BaO.GydF4y2Ba_2GydF4y2Ba浓度。GydF4y2Ba

采用Bailly et al. [GydF4y2Ba59.GydF4y2Ba]，通过在532和600 nm处测定吸光度值计算。将100 μL分离出的线粒体加入含有20% (w/v)三氯乙酸和0.5% (w/v) 2-硫代巴比妥酸的3ml反应体系。GydF4y2Ba

统计分析GydF4y2Ba

通过对Windows版本13.0的SPSS进行差异（ANOVA）进行不同治疗中的平均差异的比较。邓肯的多个范围测试（GydF4y2BaP.GydF4y2Ba = 0.05) was used to compare the treatment means of physiological indicators for antioxidant systems and lipid peroxidation.

在当前研究期间使用和/或分析的数据集可从相应的作者获得合理的请求。GydF4y2Ba

APX：GydF4y2Ba

抗坏血酸过氧化物酶GydF4y2Ba

ASC：GydF4y2Ba

抗坏血酸酸GydF4y2Ba

ATP:GydF4y2Ba

三磷酸腺苷GydF4y2Ba

科克斯：GydF4y2Ba

细胞色素C氧化酶GydF4y2Ba

达:GydF4y2Ba

脱羟基血酸盐还原酶GydF4y2Ba

gr：GydF4y2Ba

谷胱甘肽还原酶GydF4y2Ba

谷胱甘肽:GydF4y2Ba

谷胱甘肽GydF4y2Ba

MDA：GydF4y2Ba

丙二醛GydF4y2Ba

MDH:GydF4y2Ba

苹果酸脱氢酶GydF4y2Ba

MDHAR:GydF4y2Ba

Monodehydroascorbate还原酶;GydF4y2Ba

RH:GydF4y2Ba

相对湿度GydF4y2Ba

ROS:GydF4y2Ba

活性氧GydF4y2Ba

草皮：GydF4y2Ba

超氧化物歧化酶。GydF4y2Ba

我们感谢我们的所有同事在我们的实验室提供有用的讨论和技术援助。我们非常感谢编辑和审核人员，以批判性地评估稿件并为其改进提供建设性评论。我们也非常感谢Radia Lyna Lahlou和Brendan Nuse仔细改进手稿语言。GydF4y2Ba

国家自然科学基金资助项目(no . NSFC31702171, no . 31572454);山西省自然科学基金资助项目(no . 201701D221154);山西农业大学科技创新基金资助项目(no . 2016YJ15)。资助机构只提供这项工作的实验费用和出版费用。资金被用于研究的设计、数据的收集、分析和解释、手稿的撰写以及开放获取支付。GydF4y2Ba

从属关系GydF4y2Ba

1. 山西农业大学动物科学与兽医学院，Taigu，030801GydF4y2Ba

   夏房山，朱慧森GydF4y2Ba

2. 牧草种子实验室/北京中国农业大学草原科学重点实验室，8号袁明园西路，北京100193GydF4y2Ba

   Fangshan xia，Hang Cheng，Lingling Chen，Peisheng Mao＆Mingya WangGydF4y2Ba

贡献GydF4y2Ba

FX和PM构思并设计了这项研究。FX和HC进行了实验。LC和HZ提供了新的试剂和分析工具。FX和MW分析了数据。FX和PM撰写了手稿。所有作者阅读并批准了手稿。GydF4y2Ba

相应的作者GydF4y2Ba

对应于GydF4y2BaPeisheng Mao.GydF4y2Ba。GydF4y2Ba

伦理批准和同意参与GydF4y2Ba

这些植物材料在世界各地广泛使用，采集植物样品不需要许可证。植物材料由中国农业大学牧草种子实验室采集。本文不包含任何与人类或动物的研究，也不涉及任何濒危或保护物种。GydF4y2Ba

同意出版物GydF4y2Ba

不适用。GydF4y2Ba

利益争夺GydF4y2Ba

两位作者宣称他们没有相互竞争的利益。GydF4y2Ba

出版商的注意GydF4y2Ba

Springer Nature在发表地图和机构附属机构中的司法管辖权索赔方面仍然是中立的。GydF4y2Ba

开放访问GydF4y2Ba本文根据创意公约归因于4.0国际许可证，这允许在任何中或格式中使用，共享，适应，分发和复制，只要您向原始作者和来源提供适当的信贷，提供了一个链接到Creative Commons许可证，并指出是否进行了更改。除非信用额度另有说明，否则本文中的图像或其他第三方材料包含在文章的创造性公共许可证中，除非信用额度另有说明。如果物品不包含在物品的创造性的公共许可证中，法定规定不允许您的预期用途或超过允许使用，您需要直接从版权所有者获得许可。要查看本许可证的副本，请访问GydF4y2Bahttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/GydF4y2Ba。Creative Commons公共领域奉献豁免（GydF4y2Bahttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/GydF4y2Ba）适用于本文中提供的数据，除非另有用入数据的信用额度。GydF4y2Ba

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