大豆种子硬实突变体M_(zp661)的鉴定和基因定位

【目的】硬实是种子物理休眠的表现特征,也是大豆驯化的一个重要性状。硬实性虽然有利于种子在不良环境中生存,但是在生产实践中会严重降低大豆出苗率,同时影响产量和加工品质。采用混合群体分离测序(bulked segregant analysis sequencing,BSA-Seq)解析大豆种子硬实性状的遗传基础及候选基因,为大豆硬实的分子机理研究提供理论依据。【方法】经甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变大豆中品661种子获得硬实突变体M_(zp661),将其与栽培大豆中黄13(父本)杂交构建重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体,对不同株系的种子进行硬实性、吸水率和种皮解剖结构鉴定。选取RIL群体中硬实型和正常吸胀型2种极端材料分别构建混池,利用BSA-Seq技术检测不同极端材料及亲本基因型,结合欧式距离(euclidean distance,ED)和delta SNP-index、delta InDel-index关联分析方法,开展大豆种子硬实遗传位点的挖掘,进一步利用生物信息学分析、大豆不同组织的转录组数据和基因注释信息挖掘显著关联区域的候选基因。【结果】突变体M_(zp661)后代中,吸胀型种子各部位均具有吸水能力,种子体积随浸水时间延长不断增大,然而,硬实型种子浸水36 h内体积未发生变化,随着浸水时间的持续延长,种皮开始局部出现皱缩,并逐渐向其他部位扩散,子叶恢复吸胀能力。硬实型种子种皮表面光滑且结构紧密、角质层呈规则的网状结构、栅栏层较厚,而吸胀型种子表皮有气孔且结构松散、角质层有微小的裂缝、栅栏层较薄,表明突变体M_(zp661)种子硬实与种皮不透水/气相关;ED和delta SNP-index、delta InDel-index关联分析方法不仅鉴定到已报道种子物理休眠遗传位点qHS1,而且检测到1个一致性关联区域Chr.06:45897227—47746047,该区间共含有189个基因,转录组数据及基因注释挖掘到种子中特异高表达的Glyma.06G275300可能为该关联区域调控大豆种子硬实的关键候选基因。【结论】大豆突变体M_(zp661)种子硬实由种皮不透水/气所致,利用BSA-Seq法鉴定到Glyma.06G275300可能为影响种皮结构的候选基因。

菜豆种子硬实分析和破除研究

为了探讨菜豆种子硬实形成的影响因素以及破除硬实方法,为菜豆种子硬实破除研究奠定基础。以菜豆‘盛冠’种子为试验材料,测定种皮成分、结构和酶活性以及通过干湿交替和机械处理测定发芽指标。结果显示,菜豆种皮成分(除了原花青素)对种子硬实性有显著影响;与非硬实种子相比,硬实种子各细胞层种皮更厚,种子和种皮的蛋白酶活性更低,而过氧化物酶和多酚氧化酶活性更高。随干湿交替次数增加,硬实种子发芽指标呈上升趋势。干湿交替处理种子3次时,发芽势、活力指数和发芽指数分别是对照组的21倍、9倍和8倍。经机械处理后的硬实种子其发芽率、发芽势、活力指数和发芽指数分别是非硬实种子的1.07倍、3.4倍、4倍及3倍。研究发现,菜豆种子硬实受种皮成分、种皮结构和酶活性的影响,干湿处理使种子通透性增加,起到了打破种子休眠、促进种子萌发的效果,干湿交替处理3次和机械处理,均对菜豆种子萌发和破除硬实有显著积极影响。研究旨在筛选出高效破除种子硬实的方法,为农业生产中提高种子出苗率提供技术支撑。

多序岩黄芪种子破除休眠及种子引发研究

为破除多序岩黄芪种子的休眠,提高种子的发芽率,采用研磨、H2O2、酸、碱处理进行种子硬实的破除,并进行了种子的引发处理。结果表明:多序岩黄芪种子为高硬实种子,用浓硫酸处理9min效果较好,使硬实率下降为87%,发芽率达24.8%。用190mg/L的GA3+15%PEG组合进行种子引发,种子的发芽率高达62.20%,发芽势达44.30%,发芽时间比对照提前1d,种用价值和整齐度均可大幅度提高。建议在生产中,将种子用浓硫酸处理9min,再用190mg/L的GA3+15%PEG组合进行种子引发,以提高出苗率。

长柄山蚂蟥种子的硬实处理方法研究

为提高豆科植物长柄山蚂蟥坚硬种壳种子的萌发率,采用热水处理、划破种皮、石英砂研磨和微波处理4种方法处理长柄山蚂蟥种子。结果表明,热水浸泡及划破种皮处理能显著提高其发芽率、发芽势、发芽指数,其中热水浸泡处理中70℃为最优。与其他处理相比,该处理操作更为省工省时、安全、简便易行,建议在实际生产中采用此方法。

小麦生产应用现状及制曲小麦育种思路

小麦是我国第2大主粮作物,除用于制作食品外,制曲酿酒、石油化工等轻重工业消费也是重要的应用领域。随着社会的发展,小麦消费结构也在不断改变,多样化的产业需求促进了小麦品种迭代更新,供给侧的小麦生产改革升级对保障我国粮食安全和市场需求具有重要作用。基于我国小麦生产应用现状,总结了制曲用小麦的特点和要求,分析了当前市场上主要制曲小麦的优缺点,并对今后制曲小麦的多样性育种研究进行了探讨。

不同硬实程度的刺槐种子活力差异性研究

以始温 80℃水浸种 1～ 4d吸胀的刺槐种子视为不同硬实程度的种子T1 、T2 、T3及T4 ,与第 4天仍未吸胀的刺槐硬实种子 (记作Tr)为试材对其种子活力差异性进行研究。结果表明 :随着硬实程度的提高 ,即Tr>T4 >T3>T2 >T1 ,种子的发芽势、发芽指数、活力指数、呼吸速率呈上升趋势 ;而电导率呈下降趋势。通过测定人工逆境 (盐胁迫、低温、人工老化 )处理种子的SOD酶活性和MDA含量 ,发现硬实种子具有较高的抗逆性 ,且其抗逆性随硬实程度的增高而增强 ,进一步证实了硬实种子具有较高的活力水平。

蓝花棘豆硬实种子特性的研究

每天从发芽皿中挑选吸胀的蓝花棘豆种子作为对照。第一天的称为CK1，依此类推分别为CK2，CK3……等。对照种子的硬实程度随着吸胀时间的延长而增强，即CK5＞CK4＞CK3＞CK2＞CK1。将第八天尚未吸胀的作为硬实种子。用浓硫酸处理25分钟。结果表明，硬实种子的发芽率、活力指数、脱氢酶活性及抗逆性均高于对照。后者CK1→CK5的上述指标呈逐渐上升趋势。硬实种子的电导率则低于对照。后者CK1→CK5电导率呈下降趋势。综上所述，作者认为蓝花棘豆中硬实种子的活力高于非硬实种子，其活力随着硬实程度的增加而递增。

银合欢硬实种子处理方法研究

采用7种不同方法对银合欢Leucaena leucocephala种子进行处理,结果表明,用98%的浓硫酸对银合欢种子进行处理5 min效果最好,发芽率达86%;其次是水温80℃浸种10 min,发芽率达74%;80℃高温干燥10 min和机械摩擦种皮效果比较差,发芽率仅19.3%和15.3%;酒精、40%的氢氧化钠、不同浓度萘乙酸(NAA)浸种对银合欢的发芽率没有影响,最佳处理的大田试验结果与实验室结果相吻合。

7种硬实种子特性的研究

每天从发芽皿中挑选吸胀种子作为对照。第1天为CK1，依次类推分别为CK1，CK2……等。对照种子的硬实程度随吸胀时间延长而增强，即（CK8＞CK7＞……CK1。直至吸胀率低于2％时，将未吸胀种子视为硬实种子，并用浓硫酸处理。实验结果表明，硬实种子的发芽率、苗鲜重，活力指数，ATP水平均高于对照。后者CK1～CK5的上述指标呈逐渐上升趋势。硬实种子的电导率则低于对照。后者CK1→CK5电导率呈下降趋势。综上所述，作者认为7种种子中，硬实种子的活力高于非硬实种子，其活力随着硬实程度的增加而递增。

刺槐种子硬实破除方法探讨

硬实是豆科植物普遍存在的现象。硬实种子不透水 ,必须经过适当处理来提高种皮的透性种子才能萌发。研究表明 :热水浸种、砂擦处理、浓硫酸浸泡、切除部分子叶对刺槐硬实的破除均有作用。以热水 (10 0℃ )浸种 2 4 h为最好 ,硬实种子发芽率达 79.33%。若应用逐次增温处理效果更好。本研究为刺槐硬实种子利用提供了依据。

多花木蓝和二色胡枝子种子硬实特性与活力关系的研究

将多花木蓝和二色胡枝子种子在恒温25℃下吸胀,每24 h取出吸胀种子,14 d后未吸胀的种子为硬实种子(H)。硬实种子切破种皮后吸胀24 h,与非硬实种子进行发芽试验和各项活力指标测定。结果显示,每日内吸胀的种子数量随时间推移以一定的比例下降,多花木蓝种子吸胀相对缓慢,第5天以后吸胀率降到1%以下,胡枝子种子第3天以后吸胀率就降到1%以下。2种牧草种子都显示出硬实种子的发芽率、发芽指数和活力指数、脱氢酶活性、酸性磷酸酯酶活性均高于非硬实种子,而电导率值、浸出液可溶性糖含量和丙二醛含量低于非硬实种子,这表明硬实种子的活力高于非硬实种子。而非硬实种子中,根据以上各活力指标判断,晚吸胀的种子比早吸胀的种子活力高。

不同处理方法破除扁蓿豆品系90-36种子硬实的效果研究

扁蓿豆品系90-36硬实率高达41%。采用打磨、KNO3、KMnO4、HCl、NaOH、H2O2、H2SO4、赤霉素、高温干燥、热水浸种、低温放置和液氮处理12种方法,探讨破除其种子硬实的适宜方法。结果表明:98%H2SO4处理25～60 min,发芽率可达90%左右,硬实率可下降到8%以下;砂纸打磨能使发芽率达84%,硬实完全破除;30%H2O2处理40 min、400 mg/LGA处理24 h、70℃干燥处理0.5 h、0.3%KMnO4处理2 h可破除部分硬实。

扁蓿豆荚果和种子发育及硬实发生的关系

通过对萹蓿豆不同发育阶段荚果和种子形态学特征和生理学特征的调查,来判断该物种硬实发生的时间及种子含水量与硬实之间的关系。结果显示,盛花后第33～36天荚果和种子几乎都变为棕色,种子的长、宽和厚显著减小,荚果大小变化也明显;此阶段荚果和种子鲜重在达到最大值后下降到最小,荚果和种子含水量达到最小值(20%左右);此时种子开始出现硬实,种子硬实率与种子含水量呈显著的负相关关系。因此,种子硬实受种子成熟度影响,而且与种子含水量有关。扁蓿豆荚果和种子的形态学特征和生理学特征的变化可以作为指示硬实发生的指标,其中荚果和种子的形态学特征可以作为判断种子发生硬实时间的快速有效的指标,但荚果和种子的干重不能作为指示硬实发生的指标。

硫酸处理打破扁蓿豆不同品系种子硬实的效果研究

扁蓿豆4个品系93-21、90-36、00-61、00-81的种子硬实率很高,分别为24%、38%、60%和89%。利用不同浓度硫酸对扁蓿豆4个品系的种子进行不同时间处理,结果发现98%硫酸处理打破扁蓿豆各品系种子硬实的效果均很好,能使其发芽率提高到90%以上。从综合发芽率、发芽指数和活力指数来看,98%硫酸破除各品系种子硬实的最佳处理时间不同,分别为20min、25min、30min、40min,其它浓度的硫酸处理只对硬实率较低的品系93-21起一定作用,能使其硬实率降低11%-15%,而对硬实率较高的其它3个品系不起作用。

草木樨种子成熟过程中的活力特性及产量形成

草木樨种子成熟过程中活力特性和产量形成机制研究的结果表明 ,种子在盛花后45d达到生理成熟 ,其荚果干重和种子活力最高。种子硬实率随着成熟度的加深而提高。新收获的高硬实种子可用种子浸出液电导率和 TTC法测定活力。浓硫酸浸泡 2 0～ 30 min可有效打破硬实。种子最高产量在盛花后 36d获得 ,种子适宜收获期是盛花后 33～ 42

石榴种皮木质素合成相关转录因子基因PgMYB的克隆与表达

为初步探讨石榴(Punica granatum L.)籽粒硬度产生机理及转录因子基因PgMYB在石榴种皮木质素生物合成途径中的作用,测定了不同石榴品种籽粒硬度及种皮总木质素含量并分析两者关系,利用RT-PCR结合RACE技术,克隆了‘红玉石籽’石榴的1个MYB转录因子基因(PgMYB),通过实时荧光定量PCR技术分析了PgMYB的相对表达量。结果表明:(1)石榴籽粒硬度与种皮总木质素含量呈显著正相关关系,相关系数为0.906。(2)PgMYB基因cDNA全长1 088bp,开放阅读框921bp,编码蛋白由306个氨基酸组成,N端具有2个MYB DNA结合结构域,是植物中一个典型的R2R3-MYB转录因子;同源分析显示,该基因编码的氨基酸序列与银合欢的MYB1和拟南芥的MYB4一致性分别高达89%和84%。(3)在不同籽粒硬度石榴品种中PgMYB的表达与籽粒硬度和种皮总木质素含量呈负相关关系。(4)在石榴各个发育时期中,PgMYB表达与种皮总木质素含量同样呈负相关关系。推测该基因可能抑制石榴种皮总木质素的生物合成。

苜蓿硬实种子对人工老化时间处理的生理响应

以5份具有不同硬实程度的苜蓿（Medicago sativa）种子为材料,研究加速老化24~96 h对其种子发芽及生理生化特性的影响,以确定引起苜蓿种子硬实变化的内在生理因素。结果表明：经过老化处理的种子发芽率、电导率较处理之前均有所提高,人工加速老化处理可以增加细胞膜的渗透性,部分解除硬实。在具有最高硬实率的种子样品MS-1中,随着老化程度的加剧,种子发芽率、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）活性及丙二醛（MDA）含量均呈下降趋势,而电导率上升;在老化72 h之后发芽率、电导率、SOD、CAT活性下降,MDA则进一步积累。在硬实率最低的种子样品MS-4中,老化48 h后的电导率、MDA含量上升,CAT、SOD的活性下降。样品MS-2,MS-3,MS-5中各项生理指标没有一致性的变化规律。因此,种子硬实率高的耐受性好,而发芽率高的并不代表种子活性也高。

小冠花种子休眠与萌发的研究

小冠花种子中的硬实率达20～60％，破除硬实用浓硫酸浸泡20分钟。实验中将吸胀的种子作为对照，将第五天尚未吸胀的种子作为硬实。将处理后的硬实种子与对照同步发芽，测试其生理生化指标。结果表明，硬实种子的发芽率、活力指数、ATP含量和抗逆性均高于对照，而电导率则低于对照，表明小冠花的硬实粒是高活力种子。

浸种处理对圆叶决明种子萌发的影响

为寻求圆叶决明(Chamaecrista rotundifolia)种子硬实破除技术,开展热水和硫酸浸种处理对2个圆叶决明品种种子萌发的影响试验。结果表明,未浸种条件下闽引圆叶决明、闽引2号圆叶决明种子硬实率分别达56.3%、76.0%。初始温度为100℃热水浸种3 min,闽引圆叶决明种子硬实率降至11.7%,发芽率升至42.7%,发芽指数达32.1,高于其他热水浸种处理。不同热水浸种处理闽引2号圆叶决明的种子硬实率无显著差异。98%硫酸浸种10 min,闽引圆叶决明、闽引2号圆叶决明的种子硬实率分别降至1.3%、0,而且发芽指数均达峰值,分别为58.9、37.0,相应的发芽率分别为64.7%、80.0%。

扁蓿豆种子发芽试验方法的研究

以采集于甘肃镇原、天水和景泰的3份扁蓿豆种子为材料,研究了浓硫酸浸种、温度以及光照、预冷处理条件下扁蓿豆种子的发芽特性,确定扁蓿豆种子适宜发芽条件及发芽试验的初次和末次记数时间。结果表明,98%浓硫酸浸种10-40min均显著提高了扁蓿豆种子的发芽率和发芽指数,其中30-35min处理下的发芽率和发芽指数最高。3份扁蓿豆种子在15-30℃温度范围内均能发芽,适宜发芽温度为25℃恒温,其次为30℃恒温。8h、750-1250lx光照有利于扁蓿豆幼苗的子叶脱离种皮,也有利于鉴别种苗健康程度。5℃预冷7d处理对扁蓿豆种子发芽促进作用不明显。在25℃恒温光照条件下扁蓿豆种子发芽试验的初次和末次计数时间分别为第6d和第14d。