首先对种子进行如下两组处理：

a）完整种子：随机抽取 5组 4×50粒完整种子，在室温（ 10～ 25 ℃）条件下于水中浸泡 10d（此时种子充分吸胀，结果未发表）。

b）去壳种子：随机抽取 5组4×50粒完整种子，用胡桃夹子将薄壳山核桃夹出环形裂口，拔下胚根两端种壳，取完整种仁，在室温（ 10～ 25 ℃）条件下于水中浸泡 1 d（此时种仁充分吸胀，结果未发表）。

将完整种子与去壳种子放置在铺有湿润棉床的发芽盒中，其上用湿润脱脂棉覆盖，分别放至 15、25、30、35、40 ℃5个温度的恒温培养箱中培养。

从置床开始，每日统计种子萌发情况，以胚根突破种壳（去壳种子以胚根突破种皮）为发芽标准 ^[14-18]。萌发结束后，解剖种子，统计腐烂种子以及既未萌发也未腐烂的种子的数量。

随机抽取 3组 3×100粒完好的种子，在室温条件下于水中浸泡吸胀 10 d，而后放置在铺有湿润棉床的发芽盒中，分别放至 15、25、35℃的恒温培养箱内。浸泡时取样 3次，分别在吸胀 0（干种子）、 5、10 d时取样；放入恒温培养箱后，每个温度各取样 6次，分别在吸胀 12、14、16、 18、20、22 d时取样。每次取 3×10粒种子，剥去种壳，取出种仁，切碎混合均匀后，保存于 -70 ℃冰箱中备用。

由于吸胀过程中水分会导致总重变化，因此，测定内含物时，同时测定种仁的含水量，然后将测得的内含物含量换算为每 g干种仁中的含量。

每个生理指标均从 3×10粒薄壳山核桃混合样品中取 3×4 g进行测定。可溶性糖含量的测定采用蒽酮比色法 ^[19]；淀粉含量的测定采用碘显色法 ^[20]；粗脂肪含量的测定采用索氏提取法 ^[21]；可溶性蛋白含量的测定采用考马斯亮蓝 G-250 染色法 ^[19]；游离氨基酸测定采用氨基酸与茚三酮显色反应 ^[19]的测定方法 .

称取 10 g薄壳山核桃样品，按照 ^[23]中所述的方法进行酶液的提取后分成 3份，分别转移至 15、25、35 ℃的恒温培养箱中按照 ^[23]淀粉酶作用淀粉生成还原糖与 3,5-二硝基水杨酸的显色反应来测定酶活性。实验进行 3个重复。

按照 1.2中的方法取 2组 4×50粒完整种子与 2组 4×50粒去壳种子，将种子放置在铺有湿润棉床的发芽盒中，其上用湿润脱脂棉覆盖，加 4 mg/L α-淀粉酶抑制剂（菜豆素溶液），以加无菌水发芽种子为对照实验，放至 30 ℃的恒温培养箱中培养。从置床开始，每日统计种子萌发情况，以胚根突破种壳（去壳种子以胚根突破种皮）为发芽标准。

试验数据用 Excel 2003处理和数据分析采用 SPSS 17.0软件进行 Duncan多重比较。

种子萌发时呼吸速率加快，所需要的直接呼吸底物就是可溶性糖。在种子的萌发过程中，可溶性糖一方面作为能量来源被快速分解，另一方面又为胚细胞的生长和分裂提供了原料，是种子萌发整个过程中的重要营养物质。图3为不同温度下薄壳山核桃种子萌发初始阶段可溶性糖含量的变化：在室温吸胀 10 d内，种子中的可溶性糖含量不断上升，由 27.3 mg/g上升到 37.6 mg/g；而后，放入不同温度的恒温培养箱，在 15 ℃萌发温度下，可溶性糖含量一直下降，最终含量下降至 25.0 mg/g；在 25 ℃萌发温度下，可溶性糖先下降至 21.7 mg/g，从 18～ 22 d又有少量的上升；在 35 ℃萌发温度下，可溶性糖先迅速下降至 25.8 mg/g，之后可溶性糖又回升至 29.2 mg/g。

淀粉是种子中贮藏的最重要和最广泛的碳水化合物，种子萌发时，淀粉在淀粉酶的作用下降解为小分子的可溶性物质，同时释放出大量的能量供胚吸收利用，其含量的变化是种子代谢状况的重要指标。图4为不同温度下薄壳山核桃种子萌发初始阶段淀粉含量的变化情况：室温吸胀阶段，种子中的淀粉含量缓慢上升，由 1.91 mg/g上升到 2.22 mg/g；而后放入不同温度的恒温培养箱，在 15 ℃萌发温度下，淀粉含量先持续上升至 4.42 mg/g，之后含量又下降到 3.29 mg/g，呈现很明显的先升后降的趋势；在 25 ℃萌发温度下，一开始，淀粉含量下降至 1.56 mg/g，然后上升至 2.16 mg/g，之后下降至 1.33 mg/g，淀粉含量呈现出先下降后上升然后又下降的趋势；在 35 ℃萌发温度时，在 10～ 16 d，淀粉含量变化不大，而从 16～ 22 d含量下降至 0.89 mg/g。

图3 不同温度下薄壳山核桃种子萌发初始阶段可溶性糖含量的变化
Fig.3 Changes on soluble sugar content of the pecan seeds during initial germinating stages

图4 不同温度下薄壳山核桃种子萌发初始阶段淀粉含量的变化
Fig.4 Changes on starch content of the pecan seeds during initial germinating stages

脂肪是种子主要的贮藏物质之一，它与糖和蛋白质共同构成细胞的组成物质。种子萌发过程中，脂肪在脂肪酶的作用下水解成脂肪酸和甘油，再进一步转化为糖类，供胚利用。薄壳山核桃种子初始粗脂肪含量极高，达 77.3%±6.2%（即 773±62 mg/g）。图5为不同温度下薄壳山核桃种子萌发初始阶段粗脂肪含量的变化情况：无论是室温吸胀，还是在后期 3个温度中，种子中的粗脂肪含量变化很小，尤其是 15与 25 ℃中，22 d时粗脂肪含量为 751 mg/g与 732 mg/g，降低的量不足原含量的 5%；在 35℃中，粗脂肪含量下降最多，但也有 649 mg/g，降低的量仅约原含量的 15%。从图中还可以看出，即使中间的时间点，粗脂肪含量存在微弱的波动，但波动的幅度较小。

蛋白质是种子内贮藏的重要营养物质，在种子萌发时蛋白质水解产生氨基酸，用于新蛋白质的合成，为种子萌发和幼苗的生长提供氮素营养。另外，植物体内的可溶性蛋白部分是参与各种代谢的酶类，其含量的变化是了解植物代谢状况的一个重要指标。图6为不同温度下薄壳山核桃种子萌发初始阶段可溶性蛋白含量的变化情况：室温吸胀阶段，种子中的可溶性蛋白含量由 9.97 mg/g上升到 25.57 mg/g；而后放入不同温度的恒温培养箱， 15与 25 ℃条件下，可溶性蛋白变化的趋势基本一致，均为简单的先上升后下降的趋势，且转折点都在 16 d，而 35 ℃时可溶性蛋白的变化与之截然不同，表现出先上升后下降再上升的趋势，其上升点出现在 18 d，这可能是由于，原本作为贮藏的可溶性蛋白在萌发准备阶段先降解为氨基酸，而与薄壳山核桃种子萌发相关的代谢已启动后，新的蛋白质又被大量合成，用于胚根与胚芽的生长发育。

图5 不同温度下薄壳山核桃种子萌发初始阶段粗脂肪含量的变化
Fig.5 Changes on fat contents of the pecan seeds during initial germinating stages

图6 不同温度下薄壳山核桃种子萌发初始阶段可溶性蛋白含量的变化
Fig.6 Changes on soluble protein contents of the pecan seeds during initial germinating stages

在种子萌发过程中，贮藏蛋白质在蛋白酶的作用下逐渐分解为氨基酸，使游离氨基酸含量迅速增加，氨基酸运至种胚，构成新细胞的原生质。图7为不同温度下薄壳山核桃种子萌发初始阶段游离氨基酸含量的变化情况：从室温吸胀开始，以及种子放入 3个温度的恒温培养箱中的萌发，薄壳山核桃中的游离氨基酸均大幅上升，至第 22 d，在 35 ℃中，游离氨基酸从最初的 110.8 μg/g上升至 408.6 μg/g；在 25 ℃中上升至 347.3 μg/g；在 15 ℃中 273.6 μg/g，但相较于室温吸胀第 10 d的含量 264.9 μg/g变化很小。

由图8可见看出，温度对同一粒薄壳山核桃种子中的淀粉酶活性具有极显著（P＜ 0.01）或显著（P＜ 0.05）的影响，在 30 ℃时，淀粉酶活性高达 21 μ/g，是 25 ℃中淀粉酶活性的 6.3倍，是 15 ℃中淀粉酶活性的 17.9倍。

图9和图 10反应出 α淀粉酶抑制剂—菜豆素能够显著抑制薄壳山核桃种子在 30℃中萌发，加 入菜豆素以后，完整种子的萌发率从 83%降低至 61%，而去壳种子的萌发率也从 89%降低至 64%。

图7 不同温度下薄壳山核桃种子萌发初始阶段游离氨基酸含量的变化
Fig.7 Changes on free amino acid contents of the pecan seeds during initial germinating stages

图8 不同温度对薄壳山核桃种子中淀粉酶活性的影响
Fig.8 Effects of temperature on amylase activity in pecan　seed

图9 菜豆素对完整薄壳山核桃种子在 30℃中萌发的影响
Fig.9 Effects of phaseolamin on pecan seed germination at 30℃

3个温度下可溶性糖表现出截然不同的变化：在 15 ℃中可溶性糖始终降低，而 35与 25 ℃中可溶性糖的含量在下降一段时间后又先后出现了较大回升。可能是由于萌发过程中可溶性糖作为重要的能源物质需求量很大，因此前期均在消耗；而后期淀粉等高分子物质科转化为小分子糖，使可溶性糖得到了补充。

这一推测在淀粉与淀粉酶活性的测定结果中得到了证实：（ 1）15～ 30 ℃时，温度越高，薄壳山核桃种子淀粉酶活力也越高；（ 2）15℃中，淀粉的含量在相当长的一段时间中都持续升高；而在 25与 35 ℃中，淀粉含量维持不变一段时间后，在 16～ 18 d开始显著降低，这与可溶性糖含量上升的转折时间基本一致。因此认为，糖代谢与薄壳山核桃种子高温萌发的机制存在极大的联系。

另外，温度能够直接影响淀粉酶的活性，而淀粉酶活性抑制剂（菜豆素）能够显著降低薄壳山核桃种子在 30 ℃中的萌发率。这表明在一定温度范围内，温度可通过改变淀粉酶活性来调控薄壳山核桃种子的萌发。

前人研究也表明了糖类对种子萌发具有非常重要的作用：棉籽糖 ^[28-29]（也是一类可溶性糖）有利于胚根突破种皮；绿豆萌发初期，与糖类代谢相关的化合物——蔗糖、单糖、棉籽糖家族寡糖 ,与莽草酸代谢相关的羧酸和氨基酸等化合物含量均发生了显著性的改变 ,而棉籽糖家族寡糖的降解可能是绿豆萌发最主要的能量来源 ^[30]。

此外，蛋白质的代谢同样与温度存在一定的相关性。 15与 25 ℃条件下，可溶性蛋白变化的趋势基本一致，均为简单的先上升后下降的趋势，且转折点都在 16 d，而 35 ℃时可溶性蛋白的变化与之截然不同，表现出先上升后下降再上升的趋势，其上升点出现在 18 d，这可能是由于，原本作为贮藏的可溶性蛋白在萌发准备阶段先降解为氨基酸，而与薄壳山核桃种子萌发相关的代谢已启动后，新的蛋白质又被大量合成，用于胚根与胚芽的生长发育。

虽然种子中的游离氨基酸含量在 3个温度中有一定的差异，但是其变化趋势基本一致，并且在前期游离氨基酸含量差异不大；而随着萌发的进程的推进，游离氨基酸含量均提高，且温度越高游离氨基酸含量越高。这表明游离氨基酸也参与了对温度的响应。

在不同温度中，粗脂肪的变化很小。同样的，前人对白皮松 Pinus bungdan^[31]种子在萌发过程粗脂肪含量前期变化幅度不大，种子突破种皮后才开始大量利用脂肪，并且脂肪降解生成大量的糖。而阿月浑子 Pistacia vera^[32]、欧洲榛子 Corylus avellana^[33]等种子萌发过程也表现出相似的情况。因此，薄壳山核桃在高温中的萌发机制可能与油脂代谢无太大关联。