需光种子的萌发

本文试从五大类植物激素以及呼吸代谢等方面简述需光种子萌发研究的历史、现状和发展,并结合作者自己的工作对需光种子萌发研究的方法、理论假说和某些实验结果稍加评论。同时从钙调素和多胺角度指出这一领域研究的可能方向。

论种子的需光性

近代种子生理的研究揭示了种子的需光萌发和它的作用机理,所以我们在许多种子萌发的生态环境中要考虑到光的因子。本文列举53科100多属的需光种子的材料,并对它的概念、类型、发生、萌发习性与条件、光敏素的作用及其生态学意义进行介绍与分析。

需光性火龙果种子萌发特性的分析

用种子繁殖火龙果幼苗是非常有价值的育苗方式。本实验深入分析了火龙果种子萌发对温度、光照、赤霉素以及硝酸钾等因子的响应特性。结果表明:细小的火龙果种子在黑暗中不能萌发;播种深度较深时,出苗率急剧下降,甚至在8cm深时不出苗。在黑暗中,即用赤霉素溶液和硝酸钾溶液预处理和培养,火龙果种子也未能萌发。在光照下,成熟的火龙果种子在8~30℃的范围内可以顺利萌发(100%),其中25℃/17℃下的萌发速率最快。由此可知,火龙果种子是需光性的。在实践中,可在光下育苗;待种子萌发后,再培土养苗是行之有效的方法。

温度、光照和GA3对黑种草(Nigella damascena L.)种子萌发的影响

研究了黑种草种子的吸水特性以及温度、光照和GA_3对其萌发的影响。结果表明:新采收的黑种草种子吸水迅速,具有明显的迅速吸水期和吸水平台期,不存在吸水障碍;具有一定程度的浅生理休眠和热抑制现象,且为需光种子,在恒温条件下仅在10,15℃有少量萌发,其中交替光照下的萌发率显著高于黑暗处理;在15℃/25℃变温和交替光照条件下的萌发率较高,但也仅有(61.5±7.6)%;0.1mmol/L的GA_3溶液可有效解除其休眠,使黑种草种子在15℃交替光照条件下的萌发率从(33.5±2.2)%升高至(76.7±7.0)%。

皱叶酸模种子萌发对光照和温度的响应

光照和温度是影响植物种子萌发的两种重要环境信号,且两种信号转导途径间存在交互作用.目前对于光、温信号如何协同调控种子休眠与萌发还知之甚少.以光温双敏性的皱叶酸模种子为材料,通过在选定的两种高低不同的温度下进行光暗交替培养,观测萌发响应,试图一窥光温互作机制.结果表明:皱叶酸模种子属于需光性种子,其萌发被交替光照处理促进,被全黑暗处理抑制,且光照和温度之间存在极显著的交互作用.不管是在较低的15℃还是在较高的25℃条件下,仅交替光照预培养1 d的种子,其萌发在一定程度上受到随后全黑暗培养的抑制;仅在较低的15℃条件下,且全黑暗预培养时间大于等于6 d时,后续的交替光照培养无法完全抵消之前全黑暗预培养对萌发的抑制作用,且全黑暗预培养的时间越长,这种萌发抑制作用越强,越不易被后续交替光照培养所逆转;而在较高的25℃条件下,全黑暗预培养对萌发的抑制均能被后续的交替光照培养所抵消,而使最终累积萌发率达到和交替光照对照组相同的水平.这意味着,相比于光照,温度对皱叶酸模种子的萌发更重要,且光照和黑暗处理的时间也很重要,或者说皱叶酸模种子萌发的需光性依赖于温度和时间.这很可能与光温二受体光敏色素有关,有待进一步研究.

光和绿色植物的生命

千百年来人们就知道光是植物生活不可缺少的重要条件。“万物生长靠太阳”便是人们用来说明光对植物生活重要性的一种通俗的说法。然而,人们真正了解光对植物生命活动的作用还是近几十年的事。光合作用是人们研究较早较深入的一项工作。光是绿色植物进行光合作用的能量来源这早已是人们的常识了,确实,光合作用过程中的许多环节。

亚高山区华中碎米荠种子的休眠/萌发生理及出苗模式

幼苗出土的季节性选择是增加幼苗建成成功率所必需的。基于种子休眠/萌发对温度和光照的响应,本文研究了华中碎米荠在渝东北亚高山区生境中的出苗模式。新成熟的华中碎米荠种子是非深度生理休眠的,经过1个月的低温（4°C）层积处理后,休眠解除。低温层积之后的非休眠种子只有在光照和适宜的温度下才能萌发。枯草覆盖与土壤掩埋能明显抑制种子萌发。种子的暗休眠特性有利于形成土壤种子库。当光照充分时,种子在生境中的出苗高峰发生于5~6月,而且其发生模式与水和温度的季节性变化趋势是同步的。

濒危植物川东灯台报春的种子休眠/萌发生理及出苗模式

川东灯台报春是一种绝迹百年而又被重新发现的濒危植物,唯一的一个极小种群仅见于重庆城口县的大巴山。基于种子休眠/萌发对温度和光照的响应,本文研究了川东灯台报春的出苗动态。新成熟的川东灯台报春种子是非深度生理休眠的。经60 d冷层积打破休眠的种子只有在光照和适宜的温度下才能顺利萌发。覆土能明显抑制种子萌发。种子的需光性可能有助于形成种子土壤种子库。当光照充分时,种子野外的出苗高峰发生于4-6月。而且,其出苗模式严格地受制于气温和降水的季节性变化格局。

非生物因子对东方香蒲种群有性更新的影响

消落带的淹水时机、持续时间与频次对其生态条件、湿地植物更新与生物多样性等有着极大的影响。为解析三峡库区消落带东方香蒲(Typha orientalis)有性更新过程中的多种非生物因子的调节作用,本文基于三峡库区水文的时空变化特点,研究了淹水、温度、光和萌发基质等多种非生物因子对东方香蒲种子萌发和幼苗存活的影响。结果表明:东方香蒲种子是需光性的,且对萌发温度和基质有明显的偏好性;在湖水中,随着入水深度的增加,种子萌发率降低;当入水深度达2 m时,种子萌发率下降至4.5%;模拟淹水试验中,东方香蒲幼苗在全淹56 d后仅有21%的存活率,当淹水时间超过60 d后则存活率为零,而在非淹水和半淹水条件下幼苗却生长良好;据此认为,严重的淹水胁迫是东方香蒲种子难以萌发及幼苗死亡的直接原因;当光、温度和萌发基质等都适宜时,种子才能顺利萌发。综合而言,东方香蒲种群的有性更新受阻是三峡库区消落带水位变化主导下的多种非生物因子共同驱动的。