外源6−BA对淹水胁迫下杂交新美柳叶片保护酶系统的影响

以1年生杂交新美柳扦插苗为材料,采用盆栽模拟淹水加外源6−BA处理,测定不同时期植株生物量、叶片SP含量、MDA含量以及SOD活性和POD活性,分析其对淹水胁迫和外源6−BA的生理响应。结果表明:淹水胁迫下叶片SP含量呈下降趋势并降低了光合产物积累,抗氧化酶活性先升后降,MDA含量在45 d时大幅增加;外源6−BA对胁迫下植株光合产物积累和保护酶系统具有显著影响。1年生杂交新美柳表现出较强耐涝性,前中期喷施30 mg/L浓度的6−BA对提高光合产物积累和增强叶片保护酶系统具有显著作用。

白皮松种子萌发过程中呼吸代谢和内源激素对温度变化的响应

【目的】确定白皮松种子萌发的适宜条件,揭示不同温度下种子萌发过程中的呼吸途径和激素变化规律。【方法】将种子置于不同温度下进行萌发试验,测定发芽率、发芽速率(SG)和平均发芽时间(MGT),并探索温度对磷酸己糖异构酶(PGI)、苹果酸脱氢酶(MDH)、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G-6-PDH)和6-磷酸葡萄糖脱氢酶(6-PGDH)联合酶活性以及赤霉素(GA3)、生长素(IAA)、玉米素核苷(ZR)、脱落酸(ABA)含量变化的影响。【结果】15和20℃下种子萌发率分别为87.33%和92.67%,温度升高到25和30℃,萌发率降至5%以下,10℃下无种子萌发;20℃下,种子中碳水化合物经糖酵解途径(EMP)初始降解后进入三羧酸循环(TCA),MDH活性升高,随着戊糖磷酸途径(PPP)途径活化程度不断推进,G-6-PDH和6-PGDH联合酶活性快速升高。25℃下,种子内PGI活性维持高水平,TCA循环启动但活化程度低;20℃下,种子中GA3、IAA和ZR含量升高,ABA分解代谢旺盛,GA3/ABA、IAA/ABA和ZR/ABA升高。25℃下,种子中ABA合成活动强烈含量升高,GA3/ABA、IAA/ABA和ZR/ABA降低。【结论】白皮松种子萌发的适宜温度范围为15~20℃,温度继续升高则产生热抑制;种子呼吸代谢类型和激素含量因温度变化而改变并以此发挥对萌发的调节作用。适温20℃下,种子呼吸以PPP为主,EMP-TCA占据一定比例,且胚中呼吸代谢较为活跃。种子内促生长类激素含量升高,抑制类激素分解代谢旺盛,向着种子萌发方向发展;高温25℃下,种子主要通过EMP进行呼吸代谢且抑制型激素含量占优势,萌发受阻。

种子休眠与解除的分子机制研究进展

种子休眠是植物适应性的重要组成部分,受到多种因素的共同调控。随着转录组学、蛋白质组学、代谢组学和分子生物学研究的发展,揭示了种子休眠的分子层面,这对于解除种子的休眠具有重要意义。本文综述了种子休眠诱导和解除过程中涉及的各种调控因子、环境因素的影响以及种子休眠的保护机制,为研究种子休眠和萌发提供依据。

碱性盐胁迫对伯乐树种子萌发及幼苗生长的影响

为探究伯乐树种子和幼苗的耐碱性盐能力及在不同浓度碱性盐环境中伯乐树种子萌发及幼苗生长的变化规律,通过对伯乐树种子和幼苗用0.1%~0.5%的碱性盐Na2CO3进行胁迫处理,测定其发芽、形态及生理指标,以观察伯乐树种子和幼苗对碱性盐的耐受程度。结果表明:低浓度碱性盐溶液对伯乐树种子的萌发和幼苗的生长具有一定的促进作用,当浓度达到0.1%时,与对照组相比,活力指数增加了79%,苗高和根长分别增加了46%、34%;高浓度碱性盐溶液处理则抑制伯乐树种子萌发及幼苗的生长,各项指标均下降,当浓度达到0.5%时,与对照组相比,苗高和根长分别降低了50%、33%;随着Na2CO3浓度的升高,可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、MDA活性、POD活性、SOD活性等在碱性盐胁迫下均呈现缓慢上升的趋势。因此说明伯乐树具有一定的耐碱性盐的能力。

紫梗籽银桂种胚发育与胚乳营养物质的变化研究

为研究桂花种胚发育过程及成熟机制,以紫梗籽银桂种子为研究材料,对其发育过程中胚和胚乳进行生物学观察,并对胚乳的可溶性糖、淀粉、可溶性蛋白和粗脂肪等含量进行了测定和分析。结果表明,紫梗籽银桂花期为9—10月,种胚的发育大约经历三个阶段:种胚开始形成期、种胚快速形成期和种胚成熟期。随着紫梗籽银桂种子的发育,胚乳可溶性糖含量呈上升的趋势,淀粉含量呈先降后升的趋势;可溶性蛋白含量前期比较平稳,后期呈上升趋势;粗脂肪含量不断增加。紫梗籽银桂种子各类营养物质快速积累发生在花后180 d之后,此期间种胚开始大量形成,到种子成熟阶段达到峰值。

NaCl胁迫对小叶栎生长和生理特性的影响

【目的】探究小叶栎Quercus chenii Nakai苗木在NaCl胁迫下生长及生理特性的响应机制,以期为小叶栎苗木在江苏滨海地区推广栽植提供科学理论依据。【方法】选取新沂市马陵山小叶栎种质资源库2年生小叶栎容器苗为供试材料,采用容器浇盐法控制土壤含盐量,设置4个NaCl浓度梯度,分别为土壤干质量的1‰、2‰、3‰、4‰,以去离子水浇灌苗木为对照(CK),研究不同浓度NaCl胁迫下小叶栎苗木生长及生理指标的变化情况,并通过综合分析法对其胁迫程度进行评价。【结果】小叶栎苗木体内各项生长和生理指标对NaCl胁迫均有不同程度的响应。随着NaCl胁迫浓度的增加,苗木株高增量和地径增量呈不断下降趋势,小叶栎降低苗木生长量以缓解NaCl胁迫的伤害。随着NaCl胁迫时间的延长,小叶栎苗木叶片POD活性呈下降趋势,苗木叶片相对电导率与盐害指数呈上升趋势,苗木叶片SOD活性、MDA、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白含量呈先上升后下降趋势。小叶栎苗木通过提高体内SOD、POD活性和可溶性渗透调节物质含量以提高苗木对NaCl胁迫的耐受性。【结论】根据耐盐性综合评价得出,小叶栎苗木对NaCl胁迫响应程度大小依次为:4‰>3‰>2‰>1‰>0(CK)。当NaCl胁迫浓度为3‰时,小叶栎苗木的各项生长和生理指标均受到了显著抑制,苗木可适应低于3‰浓度的NaCl胁迫,该浓度可作为小叶栎苗木在江苏滨海地区推广的临界参考浓度。

宝华玉兰大小孢子发生和雌雄配子体发育过程中解剖结构的变化

采用石蜡切片技术对宝华玉兰〔Yulania zenii(W.C.Cheng)D.L.Fu〕大小孢子发生和雌雄配子体发育过程中的解剖结构进行观察。结果显示:宝华玉兰的小孢子发生和雄配子体发育从8月上旬开始,至翌年3月上旬结束;其大孢子发生和雌配子体发育从12月中下旬开始,至翌年4月上旬结束,雌配子体成熟时间比雄配子体晚约30 d。宝华玉兰有雄蕊64~72个,离生,由下至上螺旋状排列,每个成熟花药具4个花粉囊;从孢原细胞开始,在经历了“孢原细胞分化期、小孢子母细胞形成期、单核绒毡层形成期、双核绒毡层形成期、小孢子发育期、二分体期、四分体期、单核居中期、单核靠边期、单核花粉期、双核花粉期”等过程后形成成熟花药。其成熟花粉为二细胞型;同一个花药中花粉囊发育不同步且小孢子四分体的排列方式不同;其雄配子体发育异常现象主要出现在四分体小孢子释放后,即在单核居中期前出现发育停滞现象,最终成熟花粉的败育率达61.3%。宝华玉兰的雌蕊由146~150个浅紫色离生心皮组成,由下至上螺旋状排列;每个心皮含2个胚珠,倒生、双珠被、厚珠心、边缘胎座;从胚珠原基开始,在经历了“胚珠发育初期、孢原细胞形成期、大孢子母细胞形成期、功能大孢子形成期、单核胚囊期、二核胚囊期、四核胚囊期、八核胚囊期”等过程后形成成熟胚囊。其大孢子为单孢子发生型,四分体直线型排列,合点端为功能大孢子,成熟胚囊为7胞8核蓼型胚囊;其雌配子体发育异常现象主要出现在二核胚囊期至八核胚囊期,最终成熟胚囊的卵细胞败育率达79.5%。研究结果表明:在宝华玉兰大小孢子发生和雌雄配子体发育过程中均出现发育异常现象,导致大部分的花药和卵细胞败育,这是宝华玉兰结实率低的重要致因之一。

温度对白皮松种子萌发过程中储藏物质代谢及酶活性的影响

【目的】探索温度影响白皮松(Pinus bungeana)种子萌发过程中水分、储藏物质含量和酶活性变化的生理机制,以揭示温度影响种子萌发的生理机制。【方法】将白皮松种子置于不同温度下进行萌发试验,检测温度对发芽率和萌发过程中含水率、可溶性糖、淀粉、蛋白质、粗脂肪含量及淀粉酶、蛋白酶和酸性磷酸酶活性等生理指标的影响。【结果】萌发温度为15和20℃时,种子发芽率达90%左右;当萌发温度升高到25和30℃,种子萌发受阻,发芽率急剧降至10%以下。20℃条件下,种子萌发过程水分含量变化分为快速升高期、滞缓期和重新快速升高期3个阶段;萌发过程中,种子内的物质代谢活动较为强烈:可溶性糖含量先降低后升高,6 d后淀粉开始水解,10 d后脂肪和蛋白质在相关酶的作用下分解为小分子物质供胚利用。25℃条件下,种子吸水始终停留在滞缓期;过高的温度抑制了酸性磷酸酶、淀粉酶和蛋白酶的活性,影响了脂肪、淀粉和蛋白质的降解;可溶性糖含量有所降低以维持种子“静止”状态。【结论】白皮松种子萌发的适宜温度条件为15~20℃,温度继续升高会产生热抑制;适温条件下(20℃),种子萌发优先利用胚自身贮藏的物质,最先利用的是碳水化合物,然后是蛋白质和脂类的动员,且脂肪大量降解始于胚根突破种皮后。高温25℃条件下,种子中的酶活性被抑制,物质分解代谢受阻,胚不能吸收和利用足够的营养来完成萌发。

休眠解除过程中紫楠种子生理生化特征的变化

【目的】探究紫楠(Phoebe sheareri)种子层积过程中营养物质、酶活性和内源激素的动态变化,揭示种子解除休眠过程中的内在生理机制,为其休眠解除与促进萌发提供理论依据。【方法】以新鲜饱满的紫楠种子为试验材料,采用低温和变温层积处理,测定层积过程中的生理生化指标。【结果】层积处理能解除紫楠种子休眠,低温和变温层积处理的发芽率分别为85.83%、72.75%。紫楠种子中初始淀粉含量为467.88 mg/g,在层积过程中逐渐下降。可溶性糖、可溶性蛋白和粗脂肪均被不同程度地分解。淀粉酶、酸性磷酸酶(APA)和过氧化物酶(POD)活性均不断增强。在整个层积过程中生长素(IAA)、异戊烯基腺苷(IPA)、赤霉素(GA_(3))含量不断增加,脱落酸(ABA)含量逐渐减少,IAA/ABA(质量比,下同)、IPA/ABA、GA_(3)/ABA不断增大。【结论】紫楠种子是中度休眠的种子,低温层积是加快紫楠种子萌发的较好方式。紫楠种子最主要的贮藏物质为淀粉,营养物质的转化与内源激素的协调作用均对紫楠种子休眠的解除起重要作用。

柠条种子丸粒化配方的筛选

【目的】比较几种较优的柠条种子丸粒化配方,提高播种精准度、种子出苗率并促进幼苗生长,解决干旱半干旱地区困难立地的造林问题,为林草种子丸粒化研究和应用提供理论依据。【方法】以柠条种子(内蒙古自治区林业和草原局提供)作为对象,采用不同黏着剂、填充料及保水剂(质量分数分别为0、3%、5%、7%)组成不同配方进行丸粒化处理。其中,黏着剂:羧甲基纤维素钠A(A1.0.75%;A2.1.0%;A3.1.25%;A4.1.5%),聚乙烯醇B(B1.2%;B2.4%;B3.6%;B4.8%)。填充料:C1[黏土20%(体积分数,后同)+滑石粉40%+高岭土40%],C2(黏土40%+滑石粉30%+高岭土30%),C3(黏土60%+滑石粉20%+高岭土20%),C4(黏土80%+滑石粉10%+高岭土10%),D1(黏土40%+滑石粉60%),D2(黏土60%+滑石粉40%),D3(黏土80%+滑石粉20%),D4(黏土100%)。从丸粒质量、裂解率、保水力、丸粒种子活性及丸粒种子萌发幼苗的生长状态等方面来评价丸粒化配方效果,进而筛选出柠条种子的最优丸粒化配方。【结果】经过初步筛选,得出A3C3(发芽率88.7%,活力指数33.8,鲜质量7.2 g)、B1C4(发芽率86.7%,发芽指数20.1,活力指数32.3,鲜质量10.9 g)、A2D3(发芽率89.0%,发芽指数19.7,活力指数29.4,鲜质量10.5 g)和B1D1(活力指数28.9,鲜质量9.8 g)为优良丸粒化配方;在初选的基础上添加保水剂后,得出最优丸粒化配方为M4(A3C3+7%保水剂),其平均发芽率91.0%,平均发芽指数22.5,平均活力指数35.9,平均鲜质量4.9 g。其次为配方M7(B1C4+5%保水剂),其平均发芽率90.3%,平均发芽指数21.9,平均活力指数36.0,平均鲜质量4.8 g。第三为配方M11(A2D3+5%保水剂),其平均发芽率92.7%,平均发芽指数22.7,平均活力指数37.4,平均鲜质量4.8 g。【结论】根据发芽率、发芽指数、活力指数、幼苗鲜质量以及保水力的测定,结合丸粒化种子外观形态及裂解率,筛选出了最优丸粒化配方,提高了柠条种子播种精准度、出苗率,并促进了幼苗的生长。

银杏种子脱水敏感性的研究

【目的】研究银杏种子脱水敏感性及相关的生理生化变化,为银杏种子贮藏、种质资源的保存及苗木生产提供理论依据。【方法】银杏种子于25℃、湿度(25±2)%条件下脱水67 d,种子含水量每下降5%左右时随机取样测定相关生理生化指标。【结果】当种子含水量降至45.1%时,发芽率并未有明显变化,然而,当种子含水量降至40.1%时,发芽率从开始的92%下降至50%;相关性分析表明种子含水量与发芽率之间存在极显著的正相关(r=0.910)。银杏种子脱水过程中,其相对电导率不断上升。此外,SOD活性变化与POD活性的变化基本相似,均呈现出先下降,后升高至最大值,再下降的趋势,只是其POD活性的上升比SOD早,说明POD的反应比SOD更为敏感。种子含水量与硫代巴比妥酸反应产物(TBARS)含量(r=-0.619)、相对电导率(r=-0.745)之间存在极显著的负相关关系。【结论】银杏种子对脱水高度敏感,表现出顽拗型种子特点。严重脱水降低了银杏种子抗氧化酶活性,并加剧了膜脂过氧化作用,导致种子活力下降乃至完全丧失。

桢楠种子脱水过程中的生理响应

【目的】通过对桢楠种子脱水过程中的生理响应进行研究,探讨恰当的脱水处理方式,为桢楠种子的长期保存提供必要的理论和技术支持。【方法】采用硅胶脱水的方法对桢楠种子进行脱水处理,当失水率在0、3%、6%、9%、12%、15%和18%时进行各项生理指标的测定,研究其脱水耐性。【结果】桢楠种子初始含水率为37.74%,初始生活力为89.41%,半致死含水率为29.09%,表现出较高的顽拗性。桢楠种子在硅胶脱水过程中,生活力逐渐下降;电导率和丙二醛(malondialdehyde,MDA)含量不断上升;超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性均先上升,之后急剧下降;同时,桢楠种子的SOD活性和CAT活性均分别与电导率和MDA含量之间存在显著负相关关系(相关系数分别为-0.833、-0.743、-0.819和-0.871)。随着脱水的进行,桢楠种子保护酶系统受到抑制,膜脂过氧化作用加强,引起其膜透性加剧,有害过氧化物积累,进一步引起种子生活力降低乃至完全丧失。【结论】桢楠种子表现出较高的顽拗性,在储藏过程中应特别注重其对水分的需求,种子储藏的最佳含水率为34.74%,在生产实际中含水率可控制在34.74%±3%。