摘要人参属植物多为珍贵的药用植物,已知部分种类的种子对脱水具有敏感性,而一些人参属植物种子的脱水耐性尚不明确.磷脂酶D(phospholipase D,PLD)基因在植物响应脱水胁迫中发挥重要作用,但针对不同脱水耐性的人参属植物种子,其PLD基因家族特征及其对脱水胁迫的响应机制尚不清楚.该研究以8种人参属植物种子为材料,测定脱水后种子发芽率及PLD活性,并分析脱水耐性与种子性状间的相关性.同时,通过生物信息学分析PnPLD和PvPLD家族特征及其在种子脱水胁迫下的表达模式.结果表明,人参属植物种子的脱水耐性由高到低依次为人参Panax ginseng、姜状三七P.zingiberensis、西洋参P.quinquefolius、金平人参 P.vietnamensis var.fuscidiscus、狭叶竹节参P.japonicus var.angustifolius、竹节参P.japoni-cus、三七P.notoginseng、屏边三七P.stipuleanatus.人参属植物种子的脱水耐性与种子形状(三维方差)显著负相关(r=-0.792),即种子越扁平脱水耐性越强.三七和金平人参中分别鉴定出18、19个PLD成员,可分为α、β、γ、δ、ζ 5个亚型.PnPLD和PvPLD的基因结构、亚细胞定位、理化性质等特征相似,启动子均包含与植物生长发育、激素响应以及非生物和生物胁迫相关的调控元件.脱水过程中,随含水量的降低,三七种子中PLD酶活性逐渐升高,金平人参种子中PLD酶活性先降低后升高;三七种子中PLDα和PLDδ的表达先升高后降低,金平人参种子中PLDα和PLDδ的表达逐渐降低.总之,人参属种子脱水耐性与种子形状显著负相关,金平人参种子耐脱水性和三七种子脱水敏感性可能与PLD酶活性及PLDα和PLDδ基因表达差异有关.该研究首次系统比较研究了人参属植物种子的脱水耐性,并解析脱水耐性差异形成原因及超低温长期保存的最佳含水量,为不同脱水耐性药用植物种子的短期及超低温长期储存提供理论基础.