高温对种子的保存具有负面影响,随着全球温度上升以及极端高温天气的持续频繁出现,种子耐热性直接影响着种子保存后的质量,甚至关系到农业生产和种子产业的发展。本文通过研究不同温度和时间对种子保存的影响,建立种子耐热性的鉴定方法,并从形态学、基因组学、表观遗传学和蛋白组学等方面,系统的研究种子耐热性的分子机制。主要结果如下:1.通过研究种子在不同温度和时间保存下生活力的变化,发现高温保持3个月时种子生活力下降,下降幅度在品种间存在差异,选取60℃作为种子耐热性的鉴定温度;明确了甘蓝型、白菜型和芥菜型油菜的种子耐热性均存在基因型差异;同时发现472份甘蓝型油菜种质的种子耐热性存在丰富的遗传变异,并从生态类型、地理分布和育成年代分析了种子耐热性的变异规律。2.对种子耐热性的相关性状与农艺和品质性状进行了相关性分析,发现热胁迫后种子的发芽率和发芽指数均与千粒重、单株产量、全株干重和小区产量呈极显著正相关,与含油量呈极显著正相关。3.热胁迫对油菜耐热品种和热敏感品种的种子超微结构的影响程度不同,种子在高温胁迫下,耐热品种细胞结构能保持较好的完整性,而热敏感品种细胞结构则发生了明显变化。超高温胁迫后,两个品种的细胞结构都遭到了一定程度的破坏,但热敏感品种的细胞结构相对破坏更严重。4.利用Illumina公司开发的60K芸薹属SNP芯片,对472份甘蓝型油菜种质的种子耐热相关性状进行了全基因组关联分析。结果发现,发芽势关联到4个SNP标记位点,均位于A1染色体上;发芽速度检测到3个标记位点,分别位于A2,A6和C7染色体上。5.种子经热胁迫后DNA甲基化水平下降,甲基化状态发生了改变;耐热品种和热敏感品种在热胁迫过程中均发生甲基化和去甲基化现象,发生去甲基化的条带数多于发生甲基化的条带数。通过相关性分析发现发芽势、发芽率、下胚轴长和活力指数与双链DNA内部发生甲基化的条带数呈负相关,而与双链DNA外部发生甲基化的条带数呈正相关。6.利用iTRAQ技术对热胁迫下种子的蛋白组学进行了分析,鉴定到2515个有定量信息的可靠蛋白。根据蛋白的表达倍数和P值筛选差异表达蛋白,种子在40℃处理后的差异表达蛋白有87个,70℃处理后有99个,40-70℃处理后有88个。层次聚类分析发现,三种温度处理后种子的差异蛋白表达模式相似。亚细胞定位发现差异蛋白分布范围较广,主要定位在细胞质、细胞核、叶绿体、线粒体和质膜上。差异表达蛋白按其功能划分为18大类,其中包括未知功能的蛋白、翻译,核糖体结构和生物合成、翻译后修饰,蛋白转角和分子伴侣、碳转运和代谢相关蛋白等。通过GO功能显著性富集分析,发现差异表达蛋白主要富集在细胞组成和生物过程的代谢途径;同时进行了KEGG的分析,差异表达蛋白共参与了10个代谢途径,其中碳代谢、丙酮酸代谢和糖酵解等代谢途径在不同温度处理条件下均显著受到影响。