白沙蒿种子萌发特性的研究I.粘液瘦果的结构和功能

白沙蒿 (Artemisia sphaerocephala Krasch.)是中国西北部沙漠的流动及固定沙丘上广泛分布的优势种灌木。瘦果小而轻 ,借助显微镜和扫描电镜对瘦果的形态结构进行了观察 ,其种子的种皮与果皮愈合 ,果皮外层为很厚的粘液层 ,其粘液层在遇湿后迅速吸水膨胀 ,其重量增至原来的 5 89倍。在自然生境中 ,粘液物质将沙粒粘附于瘦果的周围 ,使瘦果的重量发生变化。瘦果能长时间在水上漂浮 ,粘液物质有助于种子的萌发和苗的发育。白沙蒿产生三种不同颜色的瘦果 ,其种子具有不同的萌发速率但最终达到相同的萌发率。研究表明

不同降水量处理时5种蒿属植物瘦果粘液溶出

用粘沙法对科尔沁沙地西部5种蒿属植物冷蒿(Artemisiafrigida)、差巴嘎蒿(A.halodendron)、大籽蒿(A.sieversiana)、黄蒿(A.scoparia)、乌丹蒿(A.wudanica)进行了瘦果粘液溶出及粘沙量的比较。主要模拟埋深5mm、降水量为1、2、4、8mm时瘦果的粘液溶出。5种供试植物均有粘液瘦果。在降水量1mm时,供试植物的粘液瘦果就能溶出粘液。当降水量达到2～4mm时,典型的沙生植物乌丹蒿和差巴嘎蒿的粘液瘦果粘沙量平均值分别达到7.31～13.56mg、0.63～2.55mg。除冷蒿外,其它4种植物均有随降水增多、粘液溶出量加大的趋势。粘液瘦果比例从大到小的排序是冷蒿>乌丹蒿>差巴嘎蒿>大籽蒿>黄蒿。在各种处理时,粘沙瘦果百粒瘦果粘沙量由大到小的顺序是乌丹蒿>差巴嘎蒿>大籽蒿>冷蒿>黄蒿。溶出粘液粘沙后,冷蒿瘦果所形成沙团重量达到瘦果重量的5～7倍,差巴嘎蒿2～9倍,大籽蒿3～5倍,黄蒿5～8倍,乌丹蒿5～29倍。流沙先锋植物乌丹蒿和差巴嘎蒿百粒瘦果粘沙量较其它植物大、在较低降水量时这两种植物粘液瘦果粘沙量较大表明瘦果溶出粘液粘沙是植物针对沙地流动性的进化适应之一。

Comparison of Germination Strategies of Artemisia ordosica with Its Two Congeners from Deserts of China and Israel

Artemisia ordosica Krasch. is a dominant shrub occurring mainly on stable sand dunes in the Gobi Desert of China, in the Mongolian phytogeographic region. Achenes of A. ordosica germinate in light but poorly in dark and light is the limiting factor regulating the achene germination in sand depth. Achenes germinate in spring or autumn with an optimal temperature of 20 ℃. Achene mucilage can absorb large amounts of water and has important ecological function. Salt concentrations and sand moisture may regulate achene germination in sand. A. ordosica, A. sphaerocephala Krasch. and A. monosperma Delile. from different climates have similar responses to light, the underground location of achene, and sand moisture. Percentage of seedling emergence from different levels of sand depth is depends on the specific, temperature and intensity of light penetrating through the sand depths, as well as on sand moisture. The desert sand habitat seems to have had a dominant influence on the evolution of the germination strategies of these 3 Artemisia species.

Endo-Glycanhydrolases Activities in Artemisia sphaerocephala (Asteraceae) Mucilaginous Achene Germination Process

对白沙蒿 (ArtemisiasphaerocephahaKrasch .)种子萌发不同阶段的种胚提取物中几种可能降解果皮外层粘液物质的多糖内切酶进行了检测。研究结果表明 :多聚半乳糖醛酸酶在干燥胚中已存在并具较高的活性 ,但其活性随着种子吸涨及萌发而降低。此酶并不释放到种胚外。β 甘露聚糖内切酶随着种子的吸涨而增加并被萌发的种胚释放到种子外。纤维素酶在种子萌发的过程中不表现出活性。提取物中的所有多糖内切酶都无法降解果皮外层的粘液物质。

Exo-glycosidases Activities in Artemisia sphaerocephala Mucilaginous Achene Germination Process

白沙蒿 (ArtemisiasphaerocephalaKrasch .)是中国西北沙区分布的多年生植物。瘦果遇湿后其粘液层开始膨胀。对其种子萌发不同阶段的种胚提取物中几种可能降解果皮外层粘液物质的外切糖苷酶进行了检测。结果表明 :β 吡喃半乳糖苷酶在干种子中的活性很高 ,但是随着种子的吸涨而逐渐降低 ,在已萌发的种子中无法探测到。α和 β 吡喃阿拉伯糖苷酶、β 吡喃葡萄糖苷酶以及 β 吡喃甘露糖苷酶在种子萌发过程的胚提取物中也显示出了一些活性 ,但是这些活性在种胚外却无法探测到。所有胚提取物中的外切糖苷酶都无法降解果皮粘液物质。所有的证据都表明果皮外层的粘液物质无法在种子萌发的早期被水解。因此果皮粘液物质在干旱沙质条件下的生态功能被限制在吸收水分以及延长胚吸水的时间。