不同水曲柳无性系种子休眠差异

以18个水曲柳无性系种子为研究材料,经过不同层积处理后,在适宜温度下比较无性系种子萌发表现,同时分析其萌发表现与种子胚生长变化之间的关系。结果表明:经不同层积处理后,不同水曲柳无性系种子休眠程度存在差异。1、2和6号无性系种子休眠程度较浅,经较短时间(共18周)变温层积处理可解除休眠,其中2、6号种子发芽率达75%以上;13、14、15、16号无性系种子通过延长2周低温层积时间(共20周)可解除休眠;4、8、11和12号无性系种子通过延长2周暖温层积时间(共20周)可解除休眠;5和18号无性系种子休眠程度较深,需同时延长暖温和低温层积时间(共22周)才能解除休眠;3、7、9、10、17号无性系种子延长2周层积时间(共20周)可解除种子休眠,其中延长暖温或低温层积时间对种子休眠的影响差异不显著。在层积处理过程,不同无性系种子胚长、胚率、胚质量比的变化规律不同,6、7、11号等无性系种子相对延长2周低温层积时间有利于胚生长,2、5、17号等无性系种子相对延长2周暖温层积时间有利于胚生长,但通过层积过程中种子胚生长变化情况并不能准确判断不同无性系种子休眠程度上的差异,应通过种子的萌发表现来判断不同无性系种子休眠差异。研究结果可为生产实践中选择种子休眠较浅的无性系母树采种育苗提供参考依据。

西红花花芽分化及其花期调控研究进展

西红花(Crocus sativus)既是传统的中药材,具有凉血解毒,散郁开结的功效;又是天然香料和染剂,被广泛用作食品、化工行业原料,因其较高的食药用价值和经济价值,近年来社会需求量日益增加。然而1朵西红花仅3根柱头(常被称为“花丝”)可入药,且花期较为集中,导致人工采收压力大和花丝损耗等问题,严重影响西红花的产量,制约了西红花产业的发展。花芽分化和花期调控是影响西红花产量和品质的关键因素。了解西红花花芽分化以及花期的影响因素,对缓解花期采收压力、减少花丝损耗和提高西红花产量具有积极作用。本文概述近年来关于西红花花芽分化过程中的形态特征以及营养物质、内源激素含量和抗氧化酶活性等方面的研究进展,总结了温度、光照、植物生长调节剂等调控技术对西红花花芽分化和花期的影响,同时梳理了西红花成花诱导以及花发育相关基因,以期为实现西红花花期精准调控提供理论基础。

四季花金花茶花芽分化进程及叶片内源激素变化

四季花金花茶(Camellia perpetua)为山茶属中唯一几乎全年开花的珍稀濒危植物。为探究其花芽分化进程及不同花发育时期和年生长周期叶片内源激素变化,该研究通过石蜡切片,观察四季花金花茶花芽分化进程,采用酶联免疫吸附法测定不同花发育时期叶片及年生长周期内有花芽和无花芽叶片的脱落酸(ABA)、吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA3)和玉米素核苷(ZR)含量的变化规律。结果表明:(1)四季花金花茶花芽分化顺序由外向内进行,分为6个时期,共历时35 d,从花芽分化至开花约2个月。(2)花芽形态分化期叶片ABA、GA3的含量及GA3/ABA、(IAA+GA3)/ZR的比值较高,IAA、ZR的含量及IAA/ABA、ZR/ABA的比值较低。(3)年生长周期内有花芽叶片ABA、IAA、ZR的含量整体上高于无花芽叶片;IAA/ZR及(IAA+GA3)/ZR的比值整体上低于无花芽叶片。综上表明,四季花金花茶花芽分化至开花时间较短;高水平的ABA、GA3及低水平的IAA、ZR有利于花芽分化;较高水平的ABA、IAA及ZR有利于花芽发育。该研究为该物种持续开花机理的阐明提供了参考依据。

湿地松无性系松脂组分分析及评价

为从湿地松种子园现有的速生材用无性系中选择产脂力强、松脂品质高的优良无性系,并高效利用湿地松良种资源。该研究以湿地松第一代种子园内36个无性系为材料,测定其树脂质量流速以及胸径生长量,进一步采用GC-MS分析其松脂组分,并基于上述指标利用相关性分析、聚类分析对参试的36个无性系进行综合评价。结果表明:(1)共鉴别出了21种松脂成分,包括8种单萜成分和13种二萜成分。(2)相关性分析显示,树脂质量流速(RMR)与单萜含量显著正相关,与枞酸型树脂酸呈弱的负相关,与海松酸型树脂酸无明显关联。(3)从松节油含量、树脂质量流速、枞酸型树脂酸、海松酸型树脂酸4个维度对参试无性系进行聚类分析,可将36个无性系分为三大类,并且各类型间差异显著,第1类的表现要远好于其他两类。(4)在产脂力高的基础上,6-44、4-11-1、1-38、3-64四个无性系单萜含量高,4-11-1、3-64、2-0420、3-468四个无性系海松酸型树脂酸含量高,而无性系2-173枞酸型树脂酸含量较高。该研究定性分析了湿地松的松脂组分,定量评估了36个无性系的产脂力与组分含量,为湿地松脂用无性系的选择奠定了基础。

“环境影响番茄果实色泽变化”实验的PBL教学实践

运用问题导向学习(PBL)教学方法,以番茄果实着色不均的品质问题为教学实验切入点,引导学生查阅文献解析影响果实品质的环境因子,鼓励学生基于文献查阅结果提出合理设想。根据实验假设,教师引导学生设计不同温度及光照强度组合的多因子实验。通过果实表型观察、叶绿素/番茄红素含量测定、果实硬度分析及荧光定量PCR检测基因表达等植物生理学综合性实验,逐步引导学生发现高温通过抑制番茄红素关键基因的表达抑制番茄红素的合成,从而导致果实着色不均的机理。通过实验,学生能切实感受农业生产与科学研究的紧密联系,体会理论指导实践的重要意义。因此,PBL法结合农业生产实际问题设计的教学实践对培养学生专业知识的综合应用、训练学生的科学思维及创新研究能力具有重要作用。

不同品种文冠果种子萌发对低温储藏的响应

为研究不同文冠果品种种子的休眠与萌发机理,该文选择4个文冠果品种[‘普通’(PT)、‘奇红’(QH)、‘沃丰’(WF)、‘沃石’(WS)]种子作为研究材料,分别在-20℃下进行不同时间段(30、60、90、120、150 d)的储藏处理,测定各阶段文冠果种子的发芽指标,并对储藏前、储藏后、萌发7 d间的种子内含物、激素水平进行研究。结果表明:(1)-20℃储藏能显著提高小粒种子(PT、QH)的发芽质量,处理60 d的效果最好,其发芽率分别达48.3%、58.3%,但大粒种子WF、WS品种的效果低于前两者。(2)-20℃储藏60 d及种子湿沙萌发7 d内,4个品种油脂含量、种壳厚度均出现显著下降,在3~7 d下降幅度大(WS除外);而种仁含水量在萌发1~3 d内快速增加,之后缓慢增加到第7天的峰值,种仁可溶性糖等指标都在发芽3~4 d时显著积累。(3)低温冷藏可提高文冠果小粒品种种子的GA/ABA和tHor/ABA的比值,进而促进油脂降解、种壳变薄,从而解除种子的休眠。总之,文冠果种子大、种壳厚、硬度大、生理后熟是导致其休眠的主要原因,属综合休眠类型;低温冷藏可破除种子休眠,提高其种子的发芽率,小粒品种效果好于大粒品种;大粒品种如‘沃石’可通过延长低温冷藏时间(150 d)提高种子发芽率(38.7%);低温冷藏+湿沙萌发是一种快速和简便的促进文冠果种子萌发的方法。该研究结果为文冠果优良品种的推广和种子解休眠机制的研究提供了技术支持和理论基础。

冷等离子体处理对盐胁迫下燕麦种子萌发及幼苗生长的影响

为探究冷等离子体处理对盐胁迫下燕麦耐盐性的影响,以坝莜14号燕麦种子为试验材料,选用5和6 kV的电压对燕麦种子进行不同时长(30 s、15 s×2)的冷等离子体处理,测定不同浓度的NaCl溶液(0.5、1.0、1.5 g·L^(-1))胁迫下燕麦种子萌发和幼苗生长及生理指标。结果发现,冷等离子体可以显著提高燕麦种皮亲水性及燕麦种子的吸水率,缓解盐胁迫对燕麦株高和根长的影响。基于隶属函数对燕麦抗盐能力进行综合评价分析发现,冷等离子体处理参数为5 kV、30 s和6 kV、15 s×2时,1.5 g·L^(-1)浓度胁迫下燕麦的抗盐能力提高,且随着胁迫强度的增加,5 kV、30 s参数下,冷等离子体处理对盐胁迫的缓解作用效果逐渐增强。

榄李开花生物学和繁育系统

为揭示榄李(Lumnitzera racemosa)濒危机制及开展相关保护行动,对广东珠海淇澳担杆岛省级自然保护区引种的榄李进行野外观测,观测榄李开花动态,结合运用杂交指数(OCI)、花粉-胚珠比(P/O)、花粉活力测定和柱头可授性测定、人工授粉等试验对榄李的繁育系统进行研究。结果表明:(1)榄李群体始花期为5月16日左右,盛花期为5月25日—7月1日,末花期为7月5日—8月31日,群体花期时间约106 d;花序花期持续时间为5~18 d,持续平均时间为(10.80±3.58)d;榄李单花花期持续时间为7~13 d,平均时间为(9.1±1.3)d。(2)开花当天花粉活力最高,达58.73%,第2天活力下降,第3天花粉已不具备活力;开花第1天柱头可授性最弱,后逐渐加强,第3天柱头可授性最强,达100.00%,雌雄蕊成熟时间不一致。(3)榄李杂交指数(OCI)为4,繁育系统以异交为主,部分自交亲和,需要传粉者;花粉-胚珠比(P/O)为5740.50±1318.20,繁育系统为专性异交;由授粉试验可知,繁育系统为自交和异交同时存在的混合交配系统。综合上述,榄李的繁育系统为以异交为主,部分自交亲和,需要传粉者。

ABCG转运蛋白参与植物雄性育性调控的研究进展

利用雄性不育系制种是利用杂种优势的最有效的途径,尤其对小麦(Triticum aestivum L.)、水稻(Oryza sativa L.)等自花授粉作物的杂种优势利用具有十分重要的意义。ABCG(ATP-binding cassette G transporter)转运蛋白属于ABC(ATP-binding cassette transporter)转运蛋白中的一个大亚族,参与植物各种生物过程,包括调控雄性育性。本文概述了ABC转运蛋白的特点与分类,并系统阐述了ABCG转运蛋白参与调控植物花粉壁和花药角质层发育的研究现状,同时也对ABCG转运蛋白目前研究所存在的问题提出了建议,并对后续的研究进行了展望。

CaCl_(2)处理对‘凤凰李’采后保鲜效果的影响

为探究CaCl_(2)处理对‘凤凰李’采后保鲜效果的影响,以‘凤凰李’为材料,采用2%CaCl_(2)溶液浸泡15 min,以未处理的‘凤凰李’作为对照组(CK),处理完成后放在冷库中贮藏,每6 d测定‘凤凰李’的腐烂率、硬度、可溶性固形物、可滴定酸、还原糖、黄酮和花色苷含量等指标。结果表明,经过CaCl_(2)处理的‘凤凰李’,贮藏第48天时,果实腐烂率为4.78%,花色苷含量为1.61 mg/100 g,均低于对照组;果实硬度为352.22 g,可溶性固形物含量为12.18%,可滴定酸含量为0.49%,还原糖含量为95.22 mg/g,总黄酮含量为133.94 mg/100 g,均高于对照组。总体来看,CaCl_(2)处理对保持‘凤凰李’的贮藏品质具有一定的效果。

小麦籽粒灌浆特征及影响因素的研究进展

本文对小麦籽粒灌浆特征及影响因素研究进展进行了综述。小麦籽粒灌浆过程中,粒重的增长进程(即灌浆进程)呈"S"型变化趋势,目前通常用Logistic生长方程、Richards生长方程和三次多项式方程对该"S"型曲线进行模拟。这些方程中的参数,如灌浆持续期、最大灌浆速率、平均灌浆速率、最大粒重等均表征着一定的生物学意义,其中灌浆速率主要由遗传控制,灌浆持续期主要取决于环境因素。从现有文献看,灌浆速率是决定籽粒重量的关键性参数,而灌浆持续期与籽粒重量间的相互关系仍有待进一步研究。小麦开花时有相当数量的贮藏性物质以非结构碳水化合物形式贮藏在叶片、茎鞘和茎秆中,在籽粒灌浆期间分解并向籽粒转移,对籽粒重量的贡献率达1/3以上,描述物质转移的指标包括干物质转移量、干物质转移效率和转移干物质对籽粒的贡献率等,小麦遗传特性、养分供应水平和气候条件均影响小麦灌浆期间的物质转移,如杂种小麦的干物质转移效率和转移干物质对籽粒的贡献率均明显高于亲本,适量增施氮肥能够促进开花后营养器官贮存光合产物向籽粒中的运转,提高籽粒可溶性糖含量,灌浆期间受到干旱胁迫时,转移干物质对籽粒的贡献率明显增加;环境温度、光照、土壤水分和养分(特别是氮素)状况对小麦灌浆过程及相关参数有显著影响。过去虽?

桃果实采后软化过程中内源IAA、ABA和乙烯的变化

以玉露桃果实为试材,分析了桃果实后熟衰老进程中内源ABA、IAA和乙烯水平的变化,探讨其相互关系,以及对果实后熟软化进程的调控机制。结果表明,桃果实乙烯跃变始于采后第3天,跃变峰值出现在采后第8天;采后初期ABA含量迅速积累,于采后第3天达到高峰,随后趋下降;但IAA水平在果实后熟软化进程中呈持续下降趋势。ABA和IAA水平在后熟软化末期均有所增加。

濒危植物缙云卫矛繁育系统研究

运用花粉萌发、联苯胺-过氧化氢法、花粉-胚珠比、杂交指数和套袋实验等方法，对缙云卫矛（Euonymus chloranthoides Yang）花粉活力、柱头可授性及繁育系统进行了研究。结果表明：缙云卫矛花粉-胚珠比为7641340，杂交指数等于3，结合人工授粉和套袋实验结果可以确定该物种的繁育系统属于自交亲和，有时需要传粉者。根据套袋实验及实地观察可以推测该物种以风媒传粉为主。其花粉活力较高，持续时间较长，花粉质量可能不是导致该物种濒危的主要原因。其雌雄性功能表达具一定的重叠期，提高了同株异花授粉的几率，雌雄性功能表达在时间上的差异不是影响其结实率的主要原因。气候条件对传粉过程的限制可能是导致该物种濒危的原因之一。

自交不亲和甘蓝的花粉萌发与花柱内保护酶活性变化

研究了柱头提取液对自交不亲和甘蓝花粉萌发、花粉管生长以及自花、异花授粉过程中花柱内过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)活性动态变化.结果表明:自花柱头提取液能显著抑制花粉萌发和花粉管的生长,而异花柱头提取液能提高花粉萌发率和花粉管的生长;授粉过程中花柱内SOD,POD和CAT活性都显著上升,而自花授粉上升幅度明显低于异花授粉.花柱内蛋白质含量在授粉过程中都会上升,但自花授粉在授粉后最初3～5min出现一个含量峰值.

大蒜体细胞胚胎发生过程中抗氧化酶活性变化及某些生理特征

以大蒜的发芽叶基(鳞茎)为外植体诱导体细胞胚胎发生,研究大蒜体胚发生过程中SOD、POD和CAT 3种抗氧化酶的活性以及可溶性糖和可溶性蛋白质含量变化.结果表明:在大蒜体胚发生过程中,SOD、POD和CAT活性变化与胚性愈伤组织的诱导及体胚的发育密切相关,POD对体胚的诱导起主导作用,而SOD和CAT在体胚的发育和成熟中起主导作用.可溶性糖和可溶性蛋白质累积与大蒜体细胞胚胎发生密切相关.

葱胞质雄性不育花蕾生化物质含量和能量代谢酶活性的动态变化特征

以葱胞质雄性不育系CA及其同核异质保持系CB为试材,研究了花蕾发育过程中IAA、GA3、ZR、ABA含量以及细胞色素氧化酶(COD)和ATP酶(ATPase)活性、可溶性糖、游离氨基酸和可溶性蛋白质含量的动态变化规律。结果显示:(1)葱不育系花蕾的IAA和GA3含量在败育过程中显著低于保持系,而ZR和ABA含量则较保持系有不同程度的盈积。不育系花蕾COD和ATPase活性以及游离氨基酸含量、可溶性蛋白质含量在中蕾期后显著低于保持系,可溶性糖在不同发育时期均基本低于保持系。(2)不育系花蕾IAA和GA3含量与可溶性糖含量变化均呈显著正相关,不育系ZR和保持系ABA含量则分别与COD、ATPase活性以及可溶性糖、可溶性蛋白质含量存在负相关关系。研究表明,葱胞质雄性不育系花蕾中IAA和GA3亏缺,而ZR和ABA盈余,各种内源激素含量和营养物质含量与能量代谢有关酶活性相关性不尽相同。

雌雄异株植物对干旱胁迫响应的性别差异

依据大量的文献,从生长和生殖、生理和代谢以及遗传和分子生物学特性等方面对干旱胁迫条件下雌雄异株植物的性别差异特征及抗性差异进行了总结和分析;在此基础上,提出了进一步研究的方向。结果表明:由于雌雄异株植物的雌株和雄株间存在不同的繁殖消耗、生存策略以及适应进化特征,因而,在干旱胁迫条件下雌株和雄株的形态结构和生长特性、生殖分配、生理生化特征(包括光合特性、水分利用效率、保护酶系统与渗透调节物质水平等)以及分子生物学特征(包括核酸序列、同功酶谱和蛋白质组学特性等)也均具有不同的变化趋势,且因植物种类、习性(草本或木本)和生长阶段的不同而异。总体上看,在干旱胁迫条件下,多数雌雄异株种类的雄株具有更佳的生长特性、更高的光合速率和水分利用效率,细胞中保护酶活性和渗透调节物质含量也较高,因而,对干旱环境的抗性及适应性也强于雌株。根据上述分析结果,认为今后应从种群水平和分子水平开展雌雄异株植物在干旱胁迫条件下性别差异特征的相关研究。

苹果果实糖积累特性与品质形成的关系

以富士和国光苹果为研究对象,对其果实发育过程中糖含量及其代谢关键酶活性的变化进行测定分析,以揭示糖分积累代谢特性对果实品质形成的影响.结果表明:(1)富士和国光均为己糖积累型果实,富士果实以积累果糖最多,果糖/葡萄糖(F/G)值为1.56,而国光以积累葡萄糖最多,F/G值仅为0.68;蔗糖在两品种中含量和所占比例均很低,在近成熟期富士高于国光.(2)富士果实蔗糖磷酸合成酶(SPS)和蔗糖合成酶(SS)活性均随果实糖的累积量增加而显著升高,酸性转化酶(AI)活性也渐趋升高,而中性转化酶(NI)活性波动不大,且其糖累积与AI和SPS活性相关性最大,而与NI相关性不大,SS的作用主要表现在发育后期;在国光果实糖积累过程中SPS起主导作用,SS和NI的作用主要表现在发育前期,而AI的作用不大.(3)富士和国光果实淀粉含量变化趋势相同,在淀粉积累高峰之后,富士果实淀粉降解速度更快,其淀粉含量迅速下降且低于国光,此时其相应淀粉酶活性也高于国光.研究发现,富士和国光果实糖积累和淀粉代谢均存在显著差异,从而直接或间接地影响着果实糖代谢过程,进而导致果实品质的显著差异.

氮素营养水平对冬小麦碳氮运转的影响

在大田试验条件下,研究了不同施氮水平对2种穗型冬小麦品种花后干物质和氮素积累与运转的影响及其与产量和品质的关系,以探讨氮素营养水平对冬小麦碳氮运转的影响.结果显示,适宜的施氮量(180 kg?hm-2)能够极显著增加2种穗型冬小麦品种叶片、茎鞘等营养器官花前贮藏物质及花前贮藏氮素的再运转量和运转率以及总再运转量和运转率,也能够极显著增加成熟期籽粒氮素含量和花前贮藏氮素总运转量对籽粒氮素含量的贡献率.各施氮处理对2种穗型小麦品种花后氮素积累量对籽粒氮素含量贡献率的影响效应不明显.结果表明,适宜的施氮量有利于小麦籽粒和蛋白质产量的提高.

植物生殖分配影响因素的研究进展

由于植物生殖分配受到诸多因素的影响,结合近几年植物种群生殖分配的研究结果,从外界干扰、逆境胁迫、植物的生物学特性等三大方面来分析植物生殖分配的影响因素,总结了在不同影响因素下植物种群生殖分配的变化规律,并提出了今后需要重点研究的内容,以促进植物生殖分配领域的进一步发展。