苦参（Sophora flavescens Ait.）为豆科槐属多年生落叶亚灌木或草本植物,是一种常用中药材。苦参野生资源分布广泛,但需求急剧增加且野生资源的减少,所以近年来市场供应以人工栽培为主,苦参种子存在硬实性,吸胀速度缓慢、发芽率低、发芽缓慢、出苗不整齐等问题较为严重。目前对硬实性的研究较少,对苦参硬实性基因的研究几乎没有,所以研究苦参硬实性的特征与机制,探寻苦参种子休眠的原因具有重要意义。试验以苦参种子以及不同时期的苦参种皮为材料,观察其种子形态特征;通过浓硫酸、摩擦、热水等方法处理,探讨了苦参种子的硬实与萌发特性。采用石蜡切片法,对不同时期的苦参种皮的组织解剖学进行研究,探讨了种子硬实与种皮结构的关系。以大豆硬实性Gm Hs1-1基因为参照,采用PCR克隆获得控制苦参硬实性基因Sf Hs1-1,并利用q RT-PCR对不同时期的表达量进行检测;然后利用生物信息学工具对该硬实性基因进行分析,探寻硬实性基因在休眠中的作用。本试验结果如下:1.苦参种子为椭圆形或倒卵状球形,种皮呈现浅棕色或棕褐色,表面平滑有光泽,有明显的种脐,质地较坚硬。硬实率高达90%以上,不同种源种子大小不一,种子长度为4.50-5.88 mm,种子的宽度为3.46-4.43 mm,长宽比为1.30-1.43。种子千粒重为41.18-58.90 g,不同种源的苦参种子的生活力有很大差异,最低仅为38%,最高为98%。2.苦参具有很高的硬实率,硬实率最低为87%,最高达99%;不同的硬实破除方法能显著降低硬实率。3.以发芽率作为参考,浓硫酸处理、摩擦处理和热水浸种与未处理相比都能显著提高种子发芽率,不同种源的最优处理不同。4.苦参种皮由角质层、栅栏层、骨状石细胞、厚壁细胞层、薄壁细胞层构成,具有典型的豆科种皮结构特征,是相对复杂的种皮结构;随着种子的发育,苦参种皮的厚度增加,角质层加厚,栅栏组织细胞排列更加紧密且所占比例明显增加。5.克隆得到的苦参SfHs1-1基因,其开放阅读框为1386bp,编码461个氨基酸。氨基酸序列中含有1个的保守结构域,为碱性磷酸酶家族。通过软件分析,Sf Hs1-1的蛋白分子式为C₂₃₆₀H₃₆₇₁N₆₄₇O₆₆₂S₁₅,分子量为52267.15k D,等电点为9.21,稳定系数为33.94,是一个稳定的亲水性蛋白;在空间上形成无规则卷曲-β-折叠-无规则卷曲-α-螺旋-无规则卷曲等复杂构型,主要定位于质膜中;在不同时期的种皮中表达量不同,整体呈现先上升后下降的趋势,在第5周时的表达量最高,为今后进一步研究其功能提供了基础。