多花黄精种子萌发前后基因表达特征分析

多花黄精种子具有综合休眠现象,解析其种子萌发前后基因表达的变化,对探讨种子生理、打破休眠等具有重要作用。该研究基于高通量Illumina HiSeq 2500测序技术,对萌发过程的4个阶段进行转录组测序及生物信息学分析,剖析萌发前后差异基因表达特征。结果表明:(1)通过de novo组装,分别获得388231个Transcripts和178319个Unigenes。(2)萌发前后显著性差异表达的Unigenes有11817个,其中上调的有6405个,下调的有5412个。(3)GO富集分析表明,上调与下调的差异基因均主要富集在生物过程和分子功能中,主要参与代谢过程、催化活性等。(4)KEGG富集分析表明,差异基因主要富集于核糖体、植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢等通路中;上调的差异基因中富集在核糖体231个、植物激素信号转导56个、淀粉和蔗糖代谢76个,下调的差异基因中富集在苯丙烷生物合成48个、植物激素信号转导48个、淀粉和蔗糖代谢48个;40个差异基因参与了生长素通路中关键酶的合成;淀粉和蔗糖代谢通路中,编码蔗糖磷酸合酶等基因下调,而编码糖原磷酸化酶等基因则上调。该研究结果初步明确了植物激素信号转导与淀粉和蔗糖代谢在多花黄精种子萌发前后起着关键作用,并阐明了这两条通路上参与的关键基因,为多花黄精种子的生理、繁殖及育种等深入研究提供了参考。

不同萌发率胡杨种子萌发前后同工酶动态变化分析

对不同萌发率的胡杨种子萌发前后酯酶同工酶、过氧化物酶同工酶和超氧化物歧化酶同工酶电泳谱带的动态变化进行分析。研究表明:对于吸胀的种子,过氧化物酶同工酶没有表达;酯酶同工酶得到表达,且萌发率中等的种子表达最高;超氧化物歧化酶同工酶也得到表达,但萌发率高的种子几乎没有表达;对于干种子,酯酶同工酶没有表达,过氧化物酶同工酶得到表达,且萌发率中等的种子表达最高;超氧化物歧化酶同工酶得到充分的表达。

芸豆萌发前后淀粉理化特性变化

通过对芸豆萌发前后各时期淀粉理化特性进行研究,采用扫描电子显微镜法、激光粒度分布仪、X-射线衍射等方法测定淀粉理化特性变化并进行分析。结果表明:萌发过程中淀粉酶活性增加,在酶的作用下淀粉发生降解,淀粉的结构、组成等发生变化,从而影响淀粉的特性,对食品加工产生影响。随着萌发的进行,淀粉颗粒形态发生变化,完整的淀粉颗粒被破坏,表面出现不规则的缺痕和孔道,直链淀粉、支链淀粉含量比例先减小后增加,淀粉的溶解度先降低后增加,膨胀度先增加后降低。

“小麦萌发前后淀粉酶活力比较”实验的改进与探讨

对生物化学实验"小麦萌发前后淀粉酶活力的比较"进行了合理的改进,简化实验操作,减少实验误差,提高了实验结果的准确性。同时指出实验过程中应注意的若干问题,保证实验顺利完成。

元宝枫油的超声提取及其萌发前后神经酸含量分析

以元宝枫种仁为研究对象,油脂得率为评价指标,通过超声功率、超声时间、料液比单因素实验,建立元宝枫油超声提取方法。同时优化元宝枫种子萌发温度,利用气相色谱法分析了萌发前后种仁油中神经酸含量的变化,并通过MTT法分析了萌发前后元宝枫种仁油对神经细胞的影响。结果表明:通过单因素确定的最佳提取工艺条件为:超声功率200 W、超声温度25℃、料液比1∶12。元宝枫种子人工萌发的最佳温度是4℃,气相色谱分析显示萌发后元宝枫种仁油中神经酸含量显著上升,可达萌发前的1.5倍。结果显示元宝枫种仁油能够促进神经细胞的增殖,且萌发后的种仁油作用更强。

新疆高粱种质资源萌发期抗旱性综合评价

为研究新疆本土高粱(Sorghum)种质资源的抗旱性并筛选萌发期有效抗旱指标,以来源于不同地区的207份高粱种质资源为研究对象,采用PEG-6000溶液模拟干旱胁迫条件,对高粱萌发相关的10个指标进行分析,在主成分分析基础上采用隶属函数法对各高粱品种的抗旱性进行综合评价。结果表明:在干旱胁迫下,高粱的各萌发指标均受到影响。其中,相对发芽势与萌发抗旱指数相关性最强,前3个主成分累计贡献率为78.328%,分别反映高粱在干旱胁迫下的生长、萌发及发育情况。根据综合得分将207份种质划分为5类,即高度抗旱种质12份、抗旱种质28份、中等抗旱种质87份、干旱敏感种质64份和高度敏感种质16份。筛选出高粱萌发期抗旱性鉴定的重要指标为相对芽鲜重、萌发抗旱指数、相对干物质转运率,建立了可准确评估高粱萌发期抗旱性的回归方程,为高粱萌发期抗旱性种质筛选提供理论依据。

34份狼尾草萌发期抗旱性综合评价

为评价狼尾草抗旱能力,筛选优异资源,以34份狼尾草材料为对象,研究其PEG-6000胁迫下种子发芽特性,采用隶属函数法和聚类分析对狼尾草抗旱性进行综合评价。结果表明,5%的PEG-6000浓度处理下,狼尾草的发芽率、萌发指数、发芽指数较对照显著增加,表现为促进效应;随着干旱胁迫的增加,各材料发芽受抑作用明显。狼尾草胚芽长和胚根长随PEG浓度的增加呈逐渐下降趋势,其中胚芽较胚根对干旱更敏感。依据测定指标差异程度和变异系数,表明15%的PEG-6000是狼尾草萌发期抗旱性鉴定的适宜浓度。在此浓度处理下,34份狼尾草综合评价值在0.027~0.942之间,其中LW31最高,LW29最低。通过聚类分析所有材料被分为3类,其中LW4、LW9、LW11、LW31、LW42、LW20-2和LW21-1属抗旱材料,可作为狼尾草抗旱性新品种选育的基础材料。

GA3处理对盐胁迫下5种牧草种子萌发及幼苗生长的影响

盐胁迫是限制种子萌发和幼苗生长的关键因子,适宜浓度的赤霉素(GA3)可有效缓解盐胁迫对种子造成的不利影响。为了解GA3对盐胁迫下牧草种子萌发和生长的缓解效应,筛选出促进盐胁迫下5种牧草种子萌发和幼苗生长的最佳GA3浓度,本研究以100 mmol·L^(-1)的NaCl溶液模拟盐胁迫,以黑麦草(Lolium perenne)、‘朝牧1号’稗谷(Echinochloa crusgalli‘Chaomu1’)、羊草(Leymus chinensis)、紫花苜蓿(Medicago sativa)、白三叶(Trifolium repens)5种牧草种子为试材,选取不同浓度GA3进行浸种处理,测定其发芽率、发芽指数、根长、苗高、鲜重等指标。结果表明:GA3浸种可有效缓解盐胁迫对5种牧草种子萌发和幼苗生长造成的抑制作用,且不同浓度间作用差异显著(P<0.05)。150 mg·L^(-1)的GA3能有效促进黑麦草、羊草、紫花苜蓿和白三叶种子的萌发和幼苗生长;100 mg·L^(-1)的GA3能有效促进‘朝牧1号’稗谷的种子萌发,50 mg·L^(-1)的GA3能显著促进其种苗的生长。本研究结果对盐胁迫逆境下的牧草种植及土壤改良具有参考价值。

富含γ-氨基丁酸的萌发红小豆对T2DM小鼠肠道菌群的影响

为了研究富含GABA萌发红小豆对2型糖尿病(Diabetes Mellitus Type 2,T2DM)小鼠血糖水平及肠道菌群的影响,采用C57BL/6J小鼠为研究对象,通过高脂膳食+链脲菌素(Streptozocin,STZ)注射构建T2DM模型,选择不同剂量的富含GABA萌发红小豆对T2DM小鼠连续膳食干预6周,并利用16S rRNA测序技术对T2DM小鼠盲肠内容物的菌群结构和分布进行鉴定。结果显示:不同剂量富含GABA红小豆膳食干预可使T2DM小鼠FBG值明显下降,其中高剂量富含GABA红小豆(TF3)组FBG值为8.36±0.78 mmol/L,相比模型组(M)下降54.09%,干预效果最好。此外,TF3膳食可引起T2DM小鼠肠道菌群丰度发生显著(P<0.05)改变,门水平上Firmicutes丰度为35.96%,比M模型组下降53.17%,并可显著上调Bacteroidetes、Verrucomicrobia的菌群丰度(P<0.05)。表明TF3膳食改善糖脂代谢与Bacteroidetes、Verrucomicrobia优势菌丰度呈正相关,暗示高剂量富含GABA红小豆膳食可通过增加有益菌来缓解T2DM小鼠高血糖症状,为进一步解释T2DM与肠道菌群的关系提供参考。

芦竹属菌草腋芽萌发期耐盐性评价

【目的】筛选腋芽萌发期耐盐性较强的芦竹属菌草品种,为该类菌草耐盐品种培育提供参考。【方法】以国内外不同地区的12个芦竹属菌草品种为试材,对150 mmol·L^(-1) NaCl溶液处理后腋芽萌发期的各个指标(芽长、根长、芽鲜质量、根鲜质量、发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数)进行测定。利用模糊隶属函数法和聚类分析法对供试品种的耐盐性进行综合评价。【结果】与对照组相比,在150 mmol·L^(-1) NaCl胁迫下,所有供试品种的发芽势均降低,芽长、根长、芽鲜质量和根鲜质量都减小;除LZ_NO.1、LZ_NO.3和LZ_NO.7外,其他品种的发芽率均下降;活力指数受盐胁迫的影响最大。基于各指标耐盐系数隶属函数值的临近度对12个品种进行聚类分析,结果表明:LZ_NO.1、LZ_NO.3和LZ_NO.7为一类,属高耐盐型;LZ_NO.2、LZ_NO.4和LZ_NO.6为一类,属盐敏感型。【结论】腋芽萌发期耐盐性较强的芦竹属菌草品种为LZ_NO.1、LZ_NO.3和LZ_NO.7;根据活力指数可判定芦竹属菌草品种的质量优劣。

不同处理对“粉玉”系草莓种子萌发的影响

以“粉玉1号”和“粉玉2号”草莓种子为试材,研究了以纯净水为对照(CK),物理、化学和生物酶处理对草莓种子萌发的影响。结果表明,与对照相比,用98%浓硫酸浸种处理2~10 min种子萌发力显著提高,其中以浸种10 min效果最理想,处理后“粉玉1号”和“粉玉2号”发芽势分别提高8.26倍和23.36倍,发芽率提高19.5%和14.2%,平均发芽时间缩短50.4%和55.6%。乙酸、氢氧化钠和过氧化氢溶液处理对种子萌发有显著的抑制作用,处理后“粉玉1号”和“粉玉2号”比对照发芽势降低45.5%以上,发芽率降低9.7%以上。此外,砂纸打磨和浓硫酸浸种对陈种子萌发有促进作用,贮存1年的“粉玉1号”和“粉玉2号”种子经砂纸打磨处理后发芽势比对照分别提高3.00倍和7.73倍,发芽率分别提高60.2%和81.2%;98%浓硫酸浸种10 min处理后,发芽势比对照分别提高23.16倍和24.09倍,发芽率分别提高72.9%和122.6%。

实验室自繁大豆菌核萌发影响因素研究

采用人工繁育菌核进行萌发试验,研究人工繁育菌核与自然菌核萌发区别及培养时间、形成菌核的菌龄和保存方式对菌核萌发的影响。结果表明,PDA平板培养菌核萌发时间较少,采集菌核萌发时间最长及萌发率最低;PDA平板15 d形成菌核萌发时间短,培养30和45 d菌核萌发时间无明显差异;不同菌龄形成菌核萌发无差异;繁育菌核直接培养萌发时间最短,干燥储存时间越长,后续萌发培养时间越长。

外源Cd对川芎苓种萌发及幼苗生长的影响

本研究旨在探究不同浓度镉(Cd)对川芎苓种萌发和幼苗生长的影响。采用以石英砂为基质的水培试验,施加不同浓度CdCl 2·2.5 H 2O(0、0.1、0.25、0.5、1、2 mmol/L)溶液处理川芎苓种,研究Cd胁迫对川芎苓种萌发、幼苗生长、生理代谢及Cd含量的影响。结果显示,随着Cd浓度的增加,株高抑制率、根长抑制率上升;根、叶及节盘Cd含量显著升高;株高、根长、叶鲜重、根鲜重下降;抗氧化酶(过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶)活性、非酶系统物质(可溶性蛋白、谷胱甘肽、脯氨酸)含量以及丙二醛含量先升高后降低。研究表明,0.1~2.0 mmol/L Cd对川芎苓种萌发和早期幼苗生长均有明显的毒害作用,随着Cd胁迫浓度的升高毒害作用增强,其中川芎幼苗根对Cd胁迫最敏感。Cd胁迫下川芎幼苗生理生化指标整体上呈现低促高抑的Hormesis效应。川芎幼苗通过提高抗氧化酶活性和非酶系统物质积累,减少膜系统损伤、活性氧蓄积,缓解Cd毒害作用,提高耐受性。

不同培养基组分对“台农一号”杧花粉萌发和花粉管生长特性的影响

为筛选“台农一号”杧花粉体外培养最适培养基和培养时间,探讨不同培养基组分和培养时间对其花粉体外萌发及花粉管生长的影响,以15%蔗糖+25%聚乙二醇-4000+0.015%硼酸+0.03%钙+0.02%镁+0.01%钾为基础培养基,分别设置1、2、3、4、5、6 h培养,不同蔗糖、硼酸、聚乙二醇-4000、钙、镁、钾浓度梯度单因素及蔗糖、硼酸、聚乙二醇-40003个因素正交试验,统计比较不同处理的花粉萌发率和花粉管生长长度。结果表明,培养时间,培养基中蔗糖、聚乙二醇-4000、硼酸对花粉萌发及花粉管生长均有显著影响,而钙、镁、钾影响不显著。培养2~3 h即可统计花粉萌发率及测量花粉管长度。随着培养基中蔗糖、聚乙二醇-4000、硼酸浓度增加,花粉萌发率及花粉管长度均呈现先增加后降低的趋势,适宜浓度的3个组分能够促进花粉萌发及花粉管生长,浓度过高则起抑制作用。3个因素之间存在明显的互作效应,蔗糖与聚乙二醇-4000的互作效应突出。说明培养基中蔗糖、聚乙二醇-4000、硼酸是花粉体外萌发的必需成分,钙、镁、钾为非必需成分。“台农一号”杧花粉体外萌发及花粉管生长的最适培养基为15%蔗糖+20%聚乙二醇-4000+0.015%硼酸+0.03%钙+0.02%镁+0.01%钾,适宜培养时间为3 h,此条件下花粉萌发率达到83.40%。

不同种皮预处理对滇牡丹种子吸水特性及萌发的影响

[目的]了解不同种皮预处理滇牡丹种子的吸水特性及萌发情况。[方法]测定4种不同种皮预处理滇牡丹种子萌发过程的物理吸水曲线并拟合曲线回归方程,进一步观测该批种子在15℃温箱中的萌发情况并进行相关分析。[结果]滇牡丹种子吸水到饱和所需的时间为144~216 h,浸泡时间与吸水量之间的关系符合对数曲线;萌发情况以50℃热水处理的滇牡丹生根率最高,达93.33%,其平均根长、平均侧根数、平均芽长、侧根率、萌发率均在各处理中最高;平均根长与平均侧根数、侧根率呈极显著正相关,萌芽率与平均侧根数、平均芽长、侧根率呈显著正相关。[结论]不同种皮预处理能有效提高种子吸水率,减少种子浸泡时间;种子播前通过较长时间(144~216 h)的水浸泡可提高滇牡丹种子的生根率,宜采用50℃热水处理滇牡丹种子。

种衣剂处理对低温胁迫下花生种子萌发及幼苗生长和生理特性的影响

花生播种期易受低温胁迫,为明确种衣剂处理对低温胁迫下花生种子萌发、幼苗生长和生理特性的影响,以常温(25℃)处理为对照(CK),设8℃和10℃两个低温胁迫处理,各温度下设种衣剂包衣和清水浸润对照两种处理方式,研究种衣剂处理对低温胁迫下花生种子活力、幼苗干物质积累、根系形态特征和光合生理的影响。结果表明,相对于常温处理,8℃低温胁迫处理显著降低了花生种子发芽势(5.9%)、发芽率(7.7%)、发芽指数(11.0%)、种子活力指数(6.9%)和幼苗叶片SPAD值(11.4%),同时对幼苗根系生长产生抑制作用,其根长、根表面积和根体积较25℃常温和10℃低温胁迫处理分别显著降低50.0%~50.2%、44.9%~48.1%、48.2%~48.5%,但8℃低温胁迫处理对花生幼苗地上部和地下部干物质积累、最大光化学效率及胞间二氧化碳浓度、气孔导度、净光合速率和蒸腾速率等光合参数均无显著影响;种衣剂处理显著提高了8℃低温胁迫下花生种子的发芽势(8.2%)、活力指数(10.9%)和花生幼苗根长(45.1%)及根表面积(38.4%),但对10℃低温胁迫和常温处理均无显著影响,同时,种衣剂处理还显著提高了常温处理下花生幼苗干物质积累、最大光化学效率和功能叶片光合特性以及10℃低温下地上部干物质积累和最大光化学效率,但对8℃低温胁迫无显著作用。综上,花生种子萌发和幼苗根系生长对低温胁迫的响应更加显著,而种衣剂处理可以通过改善上述指标缓解低温胁迫,改善轻度低温胁迫和常温处理下花生幼苗生长的干物质积累和光合生理。

铁筷子的种子形态及萌发特性

通过观察铁筷子(Helleborus thibetanus)种子形态,测定种子吸水率及含水量等指标,探究不同温度及质量浓度赤霉素处理、赤霉素-温度协同处理对铁筷子种子发芽时间、发芽率、发芽势等指标的影响,探寻打破铁筷子种子休眠的最佳条件。结果表明:铁筷子种子的平均长度为(4.24±0.12)mm,平均宽度为(2.41±0.08)mm;25℃处理14 d后再4℃处理14 d的处理对铁筷子种子萌发有一定促进作用,此时种子的发芽率为90.00%,相较对照组提高了6.67%。质量浓度为200 mg·L^(-1)的赤霉素处理对铁筷子种子萌发的促进效果最佳,此时发芽率为96.67%,相较对照组提高了23.34%,发芽启动时间缩短了18.66 d。赤霉素-温度协同处理对铁筷子种子萌发无显著促进作用。

超声波处理对中棉113种子萌发和幼苗生长发育的影响

超声波处理可以促进种子萌发、提高陈旧种子发芽率,调控作物产量和品质。本研究旨在通过分析超声波处理对棉花种子萌发和幼苗生物量的影响,明确超声波处理对棉花种子萌发和幼苗生长发育的调控效应。以中棉113为试验材料,用频率40 kHz、功率200 W的超声波清洗器对中棉113的种子进行不同时间(20 min、30 min、40 min)处理,通过统计发芽率、发芽势、发芽指数和胚根长度,明确超声波处理调控种子萌发的适宜时间;通过调查和测定超声波处理后种子的出苗情况和两叶一心期材料的鲜物质质量和干物质质量,评估超声波处理对幼苗生长发育的影响。研究表明,超声波处理的种子发芽势和发芽指数显著高于对照组,随处理时间延长呈先上升后下降的趋势,其中超声波处理30 min的最高,且该处理种子胚根长度显著增长,出苗状况最佳。超声波处理后,种子出苗加快,两叶一心期幼苗鲜物质质量和干物质质量均显著提高。研究明确了适宜条件的超声波处理对中棉113种子萌发和幼苗生长发育具有促进作用,其中30 min为频率40 kHz、功率200 W的超声波的适宜处理时间。这些结果可为超声波技术在棉花生产实践中的应用提供科学依据。

六价铬对红芸豆种子萌发和幼苗生长的毒害作用及外源NO的缓解效应

为了研究铬(Cr)对红芸豆种子萌发和早期幼苗生长的胁迫作用及硝普钠(SNP,NO供体)的缓解作用,以红芸豆品种‘红芸3号’为试材,采用纸间发芽方法和水培法,研究Cr和外源NO对红芸豆种子萌发、种胚和幼苗抗氧化系统、幼苗光合特性以及营养元素吸收转运的影响。结果表明,20μmol·L^(−1)K_(2)Cr_(2)O_(7)胁迫诱发红芸豆种胚和幼苗氧化损伤,抑制幼苗对营养元素的吸收和转运,降低幼苗光合作用,进而抑制红芸豆种子萌发和早期幼苗的生长。添加100μmol·L^(−1)SNP(外源NO)可减轻Cr对种胚和幼苗的氧化胁迫伤害,降低Cr在幼苗中的积累,促进幼苗对营养元素的吸收和转运,增强幼苗光合作用。种子萌发生长72 h时,20μmol·L^(−1)K_(2)Cr_(2)O_(7)胁迫下添加SNP,种胚H_(2)O_(2)、O_(2)^(-)和MDA含量分别比Cr胁迫处理降低36.15%、30.96%和34.97%;Cr胁迫下,添加SNP幼苗生长10 d,根系H_(2)O_(2)、O_(2)^(-)和MDA含量分别比Cr胁迫处理降低55.25%、48.60%和33.54%,叶片H_(2)O_(2)、O_(2)^(-)和MDA含量分别比Cr胁迫处理降低27.71%、36.40%和53.85%,根系活力比Cr胁迫处理升高59.16%;幼苗根和叶中Cr含量比Cr胁迫处理降低69.14%和24.08%,幼苗根中Mg、Fe、Cu和Zn含量比Cr胁迫处理分别增加37.10%、17.96%、5.17%和13.60%,幼苗叶中Mg、Fe、Cu、Zn元素含量比Cr胁迫处理分别增加32.57%、29.49%、22.45%和36.07%;幼苗净光合速率和PSⅡ最大光合效率比Cr胁迫处理提高58.60%和11.27%。外源NO通过诱导种胚抗氧化酶活性提高,降低幼苗对Cr的吸收,促进幼苗对营养元素的吸收和转运,增强幼苗光合作用,缓解Cr对红芸豆种子萌发和早期幼苗生长的胁迫作用。

外源甜菜碱对高温胁迫下生菜种子萌发的影响

本研究以生菜高温敏感品种“黑木耳”为试验材料,研究外源甜菜碱对高温胁迫下生菜种子萌发的影响。结果表明,高温胁迫下,经过甜菜碱预处理后的生菜种子发芽率、发芽指数和种子活力与对照相比均显著提高。对种子相关生理指标进行测定,发现丙二醛(MDA)、过氧化氢(H_(2)O_(2))和超氧阴离子(O_(2)^(·-))与对照相比含量显著下调,而脯氨酸(Pro)含量增加,同时过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)三种酶活性显著上调。说明高温胁迫导致生菜种子中活性氧(ROS)水平升高并引起过氧化反应从而抑制种子萌发,外源甜菜碱可以通过增强抗氧化系统、清除活性氧,以及累积Pro,进而提高生菜种子的耐高温能力,起到很好的种子引发作用。