毛竹种子人工老化过程中生理生化变化

研究人工老化过程中毛竹种子活力及其生理生化变化过程.结果表明:人工老化处理后,种子发芽率、发芽指数和活力指数均先快速下降后缓慢下降,活力指数下降较发芽率和发芽指数快.老化6天时活力指数下降72％,老化12天时种子活力基本丧失.伴随着种子活力下降,表现出种子浸出液相对电导率和可溶性糖含量升高,MDA含量升高,POD,SOD和CAT酶活性降低,可溶性蛋白质含量降低,内源GA3和IAA含量降低,ABA含量升高,GA3/ABA比值降低等一系列生理生化变化.相关分析表明:SOD活性、CAT活性、可溶性蛋白和GA3,IAA,GA3/ABA,与种子活力呈极显著正相关;种子浸出液相对电导率、MDA和ABA含量呈极显著负相关.膜脂过氧化引起的生物膜损伤是加速毛竹种子老化的重要原因,内源激素失衡也是影响种子萌发和加速老化的主要因素之一.     

山楂种子呼吸代谢与休眠的关系

为了探讨山楂种子呼吸代谢与休眠的关系,将山楂种子层积处理一个冬季,测定层积前后呼吸代谢的变化。结果表明,山楂种子经层积处理后,细胞膜透性增加;G6PDH,MDH,CAT和SOD活性提高,呼吸加强;呼吸代谢以磷酸戊糖途径为主,酵解-三羧酸循环和无氧呼吸的总和变化不大,由非糖物质作为呼吸基质的比例显著增加。     

两种层积处理方式对北美鹅掌楸种子4种内源激素物质含量变化的影响

应用酶联免疫吸附法(ELISA)测定了低温层积和低温裸层积两种种子层积处理方式对北美鹅掌楸种子4种内源激素物质IAA、GA3、ZR和ABA的含量变化情况.研究结果表明,两种种子处理方式均对北美鹅掌楸种子的4种内源激素物质含量变化有影响.经层积处理后,北美鹅掌楸种子中的生长促进物质IAA和GA3含量较未经层积处理的对照种子内源激素含量有显著的提高,而其种子中的萌发抑制物质ABA的含量比未经层积处理的对照降低,特别是其种子中的IAA/ABA和GA3/ABA的比值显著增加.     

山楂受精能力与其花粉和雌蕊生理生化特性的关系

用受精能力强的野生山楂的花粉给受精能力差的3个栽培品种‘面楂’、‘敞口’、‘大金星’授粉，并对野生山楂和栽培山楂花粉与雌蕊的部分生理生化指标进行了比较。结果表明，野生山楂的花粉能显著提高栽培山楂种子含仁率。栽培山楂与野生山楂花粉生活力无显著差异，但栽培山楂花粉萌发率较低。花粉管生长速度较慢，其中‘大金星’花粉在25℃培养24h不能萌发。栽培山楂雌蕊提取液对栽培山楂和野生山楂花粉萌发都有抑制作用。与野生山楂相比，栽培山楂花粉中类胡萝卜素、游离脯氨酸和可溶性蛋白质含量较低，酚类化合物含量和POD活性较高，其中‘大金星’花粉中类胡萝卜素和可溶性蛋白质含量最低。酚类化合物含量和POD活性最高。雌蕊中IAA氧化酶活性明显高于野生山楂，而可溶性糖含量低于野生山楂。‘敞口’、‘大金星’和‘面楂’雌蕊中POD同工酶分别比野生山楂多2、3、4条酶带，而花粉POD同工酶谱无区别。     

糙叶杜鹃扦插生根过程中生理生化分析

以野生糙叶杜鹃半木质化茎段为试材,采用植物生长激素KNAA和KIBA对插穗进行处理,测定不同生根期内源激素IAA,GA3,ZR,ABA,以及茎段扦插过程中可溶性糖、全氮含量和相关抗氧化酶活性变化.结果表明:2 000 mg·L-KNAA+2 000 mg·L-KIBA处理对插条生根具有显著影响,处理后的插穗生根率达到78.65％.在扦插生根过程中,较高浓度的内源IAA含量有利于根原基分化形成,GA3含量上升与插穗愈伤组织的诱导、不定根的形成呈正相关性,低水平的ABA更有利于糙叶杜鹃扦插生根;插穗在根原基分化和愈伤组织形成时期需要消耗一定的内源ZR;在生根过程中IAA/ABA比值较小,这可能是糙叶杜鹃扦插难生根的主要原因之一;插穗在生根过程中可溶性糖含量的增加、氮素含量的降低均有利于插穗不定根的生成.在扦插生根过程中氧化酶活性呈规律性变化,SOD,POD,PPO活性在愈伤组织诱导期上升,愈伤组织形成后略有下降,其中POD,PPO活性在不定根的形成期上升;生根后期糙叶杜鹃的CAT活性维持在较高的水平.     

淹水胁迫对夹竹桃主要生理生化特性的影响

通过模拟长江滩地季节性淹水,以夹竹桃为研究对象,分析其内部生理生化指标对淹水胁迫的响应。结果表明:在淹水胁迫下超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量明显增加,与对照组相比均有极显著差异(p0.01)。随着淹水深度加深,SOD、POD、CAT活性和MDA含量总体上呈现增加趋势,轻度淹水和深度淹水处理间SOD活性有显著差异(p0.05),POD活性有极显著差异(p0.01),而CAT活性和MDA含量无显著差异。随着淹水时间延长,SOD活性整体上升,差异增大;POD活性36 d时达到最大值,与其它时间段有差异;CAT活性在轻度淹水处理下随着淹水时间延长差异增大;MDA含量12 d时最大,与其它时间段存在极显著差异。淹水胁迫解除后,SOD、POD、CAT等酶活性和MDA含量逐渐降到正常水平。夹竹桃在受到淹水胁迫后,体内氧化自由基的积累能迅速诱导保护酶活性的升高,有效降低毒性物质MDA的含量,说明夹竹桃具有极强的耐水淹能力。     

解除休眠的水曲柳种子对不同脱水条件的萌发和生理响应

【目的】比较不同脱水条件对解除休眠的水曲柳种子干燥脱水后萌发的影响,并探索在不同条件下脱水过程中种子内部的生理变化,为解除休眠水曲柳种子的再干燥贮藏提供理论和技术依据。【方法】以解除休眠的水曲柳种子为材料,采用单因素设计,比较种子在7种温度(5,10,15,20,25,30,35℃)条件下干燥脱水后的萌发能力,再设计双因素试验,分析脱水温度(常温20℃和低温5℃)、脱水速率(快速和慢速)及其交互作用对干燥脱水后种子萌发的影响,并测定不同脱水条件下种子中抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性,丙二醛(MDA)含量,可溶性糖、可溶性蛋白和淀粉含量,以确定种子细胞膜透性、抗氧化系统酶活性和贮藏物质代谢对不同脱水处理的响应。【结果】经不同温度脱水处理后种子的发芽率和发芽指数呈现随脱水温度的升高先上升后下降的趋势,种子发芽时间则呈现出随脱水温度上升而先下降后上升的趋势。常温(20℃)脱水种子的发芽能力最强,高温(35℃)或者低温(5℃)脱水种子发芽能力较弱。与常温脱水相比,低温脱水种子相对电导率和丙二醛含量显著增加,胚中POD和CAT酶活性显著降低,种子中可溶性糖和淀粉含量无明显变化,但可溶性蛋白含量显著降低。与慢速脱水相比,快速脱水种子相对电导率和丙二醛含量显著增加,胚中SOD和POD酶活性显著降低,种子中可溶性糖和淀粉含量无明显变化,但可溶性蛋白含量显著降低。【结论】解除休眠的水曲柳种子最适的干燥脱水温度是20℃,高温(35℃)或者低温(5℃)脱水会导致种子发芽率和发芽指数下降,发芽时间延长。低温(5℃)或快速脱水后种子细胞膜透性和丙二醛含量显著增加,种子中可溶性蛋白含量和胚中抗氧化酶活性均显著降低,从而引起种子萌发能力下降。胚中的抗氧化酶活性对低温和快速脱水反应不同,POD和CAT对低温脱水更敏感,而SOD则对快速脱水更敏感,SOD、POD和CAT 3种酶必须协同作用才能够维持活性氧自由基处于对细胞无害的较低水平。种子低温或快速脱水过程中脱水保护功能下降主要与蛋白质的变化有关,与可溶性糖和淀粉关系不大。     

东京野茉莉种子休眠特性的研究

以浙江省遂昌县东京野茉莉新鲜种子为材料,通过对种子透水性、种被机械阻力、离体胚培养、发芽抑制物质提取及种子层积过程中的生理生化变化的研究,并利用赤霉素(GA3)进行发芽前预处理,探讨种子休眠机理及破除方法。结果表明:1)离体胚并无休眠特性,胚外组织中也不存在发芽抑制物质。尽管种子透水性影响其发芽率,但胚乳和种壳的机械束缚是东京野茉莉种子休眠的主要原因之一。2)层积后再机械处理可解除种子休眠。休眠能被赤霉素和(或)低温层积处理解除,说明种子同时存在生理抑制,其休眠类型属于综合性休眠。3)贮藏物质在层积过程中的动员与种子萌发率的提高密切相关,种内可溶性糖含量(R=0.885)、POD活性(R=0.658)与休眠的解除呈显著正相关。4)层积30 d后1 200 mg/L GA3处理的种子发芽率最高,为54%。胚的外覆物控制东京野茉莉的种子休眠,休眠解除的过程伴随种子内代谢水平的提高。     

PEG处理对连香树种子萌发与芽苗生长的影响

以连香树种子为试验材料,研究不同质量浓度PEG对种子萌发的影响.结果表明:适宜质量浓度(140～301 g·L-1)的PEG预处理连香树种子,能促进种子萌发和芽苗生长,增加渗透凋节物质如可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸的含量,提高保护性酶SOD,POD和CAT的活性,降低MDA含量,修复膜系统损伤,提高其抗旱性.在干旱胁迫下,伴随PEG质量浓度的增加,连香树种子萌发和幼苗生长受到抑制,可溶性蛋白含量先升高后降低,可溶性糖、脯氨酸和MDA含量升高,保护性酶SOD和CAT的活性升高及POD活性下降.连香树对干旱胁迫较为敏感,PEG质量浓度≥95 g·L-1对种子萌发、芽苗胚轴和胚根生长产生抑制作用.     

氯化钙、ABA和蔗糖预处理对解除休眠水曲柳种子低温脱水萌发的影响

【目的】比较氯化钙、ABA和蔗糖预处理对解除休眠水曲柳种子低温脱水萌发的影响,并探索在不同预处理条件下脱水过程中种子内部的生理变化,为揭示种子脱水耐性调控的生理机制提供参考依据。【方法】以解除休眠的水曲柳种子为材料,利用不同浓度(10~(-2),10~(-3),10~(-4),10~(-5) mol·L~(-1))的氯化钙溶液、不同浓度(10-3,10-4,10-5,10-6mol·L~(-1))的ABA溶液或不同质量浓度(1,10,50,100 g·L~(-1))的蔗糖溶液浸泡种子24 h,以蒸馏水浸泡种子24 h为对照,比较不同处理种子在低温(5℃)条件下干燥脱水后的萌发能力,确定几种预处理措施对种子低温脱水萌发的影响。再依据上述试验结果,分别选择出提高种子萌发能力最有效的处理浓度:氯化钙10-3mol·L~(-1)、ABA 10-6mol·L~(-1)、蔗糖100 g·L~(-1),以经上述溶液预处理24 h后低温脱水的种子为材料,以蒸馏水浸泡24 h后低温脱水种子为对照,进行种子浸出液相对电导率、种子抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖、可溶性蛋白和淀粉含量测定,分析不同预处理措施对种子细胞膜透性、抗氧化系统酶活性和贮藏物质代谢的影响。【结果】10-3mol·L~(-1)氯化钙或10-6mol·L~(-1)ABA预处理可显著提高种子在低温(5℃)下脱水后的发芽率和发芽指数,缩短发芽时间;100 g·L~(-1)的蔗糖预处理可显著提高种子在低温(5℃)下脱水后的发芽率,但在提高发芽指数和缩短发芽时间上并没有明显效果。10-3mol·L~(-1)氯化钙预处理的种子,胚中SOD活性在低温脱水后显著提高,种子相对电导率和MDA含量显著降低;10-6mol·L~(-1)ABA预处理的种子,低温脱水后胚中POD活性明显提高,种子相对电导率和MDA含量显著降低;100 g·L~(-1)蔗糖预处理的种子,低温脱水后胚中SOD和POD活性均显著提高,种子相对电导率和MDA含量显著降低。氯化钙、ABA或蔗糖预处理,显著降低了种子胚和胚乳中可溶性蛋白的含量,显著提高了胚中可溶性糖的含量。【结论】适宜浓度的氯化钙(10-3mol·L~(-1))、ABA(10-6mol·L~(-1))和蔗糖(100 g·L~(-1))预处理(尤其是氯化钙或ABA预处理)能够提高水曲柳种子低温脱水后的萌发能力。氯化钙、ABA和蔗糖预处理,会显著提高低温脱水条件下种子胚中的抗氧化系统酶活性,更好地维持细胞膜结构的完整性,降低细胞的离子外渗和MDA含量。但不同预处理种子胚中的抗氧化酶活性表现不同,氯化钙预处理提高胚中SOD活性的作用更明显,ABA预处理提高胚中POD活性的作用更明显,而蔗糖预处理则同时提高胚中的SOD和POD活性。氯化钙、ABA和蔗糖预处理后低温脱水过程中种子胚中可溶性糖含量显著增加,这可能是种子低温条件下脱水保护功能提高的原因之一。     

山楂种子抑制物质的提取分离及生物测定

为了更深入地了解山楂种子的休眠机理,以野生山楂种子为试材,用80%的甲醇溶液对其内果皮、种皮和种胚进行浸提,然后测定提取物对白菜种子发芽的影响;将浸提物分离成A、B、C、D、E、F、G共7相,浓缩后分别测定其对白菜种子发芽的影响。结果表明,山楂种子的内果皮、种皮、种胚均含有发芽抑制物质,其抑制作用依次减弱。7个分离相中除了种皮的A相及内果皮的G相对白菜种子发芽没有影响外,其余各相均显著抑制发芽。     

4种槭树种子的休眠原因及催芽方法试验

乡土树种鸡爪槭、色木槭、元宝枫和美国红枫等4个树种的种子都具有显著的休眠特性。采用人工介入手段进行休眠原因和催芽技术试验研究,结果表明:这4种槭树种子的种皮含有的化学物质和机械性阻碍导致了槭树种子的休眠;采用层积处理和GA3赤霉素浸种,能明显缩短种子的休眠期;彻底解除供试种子的休眠方法就是延长浸种沙藏层积的时间。措施,对保证育苗生产,提高出苗率和出苗整齐度有一定的研究价值。文章从层积处理和赤霉素处理入手,研究不同条件下催芽处理的效果,以此解释休眠的原因。     

Roles of gibberellins and abscisic acid in dormancy and germination of red bayberry (Myrica rubra) seeds

Intact seeds from freshly harvested fruits of Myrica rubra (Sieb et Zucc.) were dormant and required 8 weeks of warm stratification followed by 12 weeks of cold stratification for germination. Exogenous application of gibberellic acid (GA(3)) to intact fresh seeds was effective in breaking dormancy, with > 70% of seeds germinating when treated with 5.2 mM GA(3) and incubated at a day/night temperature of 30/20 degrees C for 20 weeks. Removing the hard endocarp or endocarp plus seed coat of fresh seeds promoted germination, and addition of GA(3) to the embryo accelerated germination. The gibberellins GA(1) and GA(4) were more effective than GA(3) in promoting germination of seeds with the endocarp removed. Endogenous contents of GA(1), GA(3), GA(4), GA(7) and GA(20) were quantified by gas chromatography-mass spectrometry-selected ion monitoring in the endocarps, seed coats and embryos of fresh seeds treated with 5.2 mM GA(3). The content of GA(3) decreased in the endocarp during incubation, whereas GA(1) contents increased in the endocarp and seed coat. A high GA(1) content was detected in the endocarps and embryos of newly germinated seeds. We speculate that GA(3) was converted to GA(1) during incubation and that GA(1) is involved in seed germination. Endogenous abscisic acid (ABA) contents were measured in fresh seeds and in warm and cold stratified seeds. The ABA content in fresh seeds was distributed in the order endocarp > seed coat > embryo, with the content in the endocarp being about 132-fold higher than in the seed coat and embryo. Total ABA content of seeds subjected to warm or cold stratification, or both, was 8.7- to 14.0-fold lower than that of fresh seeds. Low contents of endogenous GA(1), GA(3), GA(7) and GA(20), but elevated contents of GA(4), were found in the seed coats and endocarps of warm plus cold stratified seeds and in the seed coats and embryos of newly germinated seeds. These observations, coupled with the finding that GA stimulated germination of dormant Myrica seeds, provide evidence that endogenous ABA inhibited release of dormancy and that endogenous gibberellins, especially GA(4) or GA(1), or both, are involved in germination.     

东北地区刺楸种子解除休眠及催芽育苗的研究

通过不同试验材料、GA3应用和变温层积催芽对比试验,对刺楸种子解除休眠进行研究的结果表明:鲜种+GA3+(15℃,30 d;冷冻,90 d;-4~0℃,90 d)处理方法发芽率达到90.2%,出苗率达到81.5%;气干种温水(72 h)+GA3+(13~18℃,90 d;0~4℃,90 d)处理方法发芽率达到76.3%,出苗率达到66.4%。采用鲜种进行变温催芽处理对刺楸种子发芽率、出苗率和1年生苗木质量提高具有显著作用(p<0.01和p<0.05)。研究表明,刺楸种子属于形态-生理休眠类型,采用鲜种+GA3+变温层积催芽的综合处理方法能有效解除刺楸种子休眠。     

日本厚朴种子催芽试验

日本厚朴种子具有休眠习性,常规层积方法催芽时间长且播后发芽率不整齐。研究了昼夜变温、阶段变温以及不同浓度GA处理结合低温层积的方法对日本厚朴种子催芽的效果,实验结果表明:GA处理结合低温层积的方法催芽效果最佳,且随GA浓度升高,催芽效果稍呈上升趋势;昼夜变温处理效果次之,阶段变处理效果最差。     

八棱海棠种子解除休眠方法的研究

对八棱海棠种子分别进行赤霉素溶液浸泡处理、低温裸层积、低温层积以及赤霉素与低温层积结合等处理,而后进行发芽试验,统计分析发芽率、发芽势和发芽指数等指标.结果表明:赤霉素溶液浸泡不能完全打破种子休眠;低温层积是解除种子休眠的有效方法,层积80 d后,即可解除种子休眠;赤霉素溶液浸泡后,再低温层积可显著缩短层积时间.     

赤霉素浸种与低温层积对桂花种子发芽的影响

对桂花种子进行了层积前赤霉素浸种与低温层积相结合的催芽试验。结果表明，桂花种子具有休眠特性，低温层积能够增进桂花种子萌发。层积前用赤霉素浸泡促进桂花种子萌发的作用明显，试验以3000mg／L赤霉素浸泡2天和2000mg／L赤霉素浸泡2天或4天最好，极显著或显著地高于其它处理组合。赤霉素浸泡必须与低温层积相结合，其作用效果才能发挥，试验中以层积60天最好。清水浸泡促进萌发的效果不明显。     

Variation in germination character of Robinia pseudoacacia L. (Leguminosae) seeds at individual tree level

To demonstrate the seed dormancy and germination characters of Robinia pseudoacacia L., an exotic tall tree species in Japan, we applied scarification, cold stratification, diurnal thermal regime, heat shock, and/or winter weathering treatments to the seeds. These characters differed markedly among three seed sources (Trees K, B, and I). Scarification revealed that most seeds from Tree K showed physical dormancy, whereas those from Tree B had no physical dormancy. The seeds from Tree I showed weak physical dormancy so that the seeds eventually germinate without any treatments as time goes by. The physical dormancy in Tree K was broken by a long, high heat shock treatment. The results imply that seeds from Tree K respond to fire in natural conditions. Seeds from Tree I responded to a wide range of thermal regimes, except for long, high heat shock. In contrast, most seeds from Tree B absorbed water during cold stratification and some germinated. However, many seeds from Tree B died in the soil during the winter, presumably because of microbial and fungal infections. Seeds from Trees I and B acquired physical dormancy by weathering during the winter, implying that seedpods that remain in the crown function as an aerial seed bank. R. pseudoacacia may be able to produce various levels in dormancy with respect to the winter condition.     

油松种胚休眠特性及解除胚休眠的方法

对油松种子的离体胚进行培养试验.结果表明:油松种胚具有休眠特性,种子属于中度休眠特性的种子,且不同种粒之间休眠深浅有差异;赤霉素对解除油松种胚休眠也有一定作用,但效果不及低温层积处理,经过低温层积的种子没必要再用赤霉素来解除胚休眠.低温层积简便、成本低,是油松种子播前预处理的最好方法之一.     

美国桂花种子低温层积过程中内源激素的动态变化

美国桂花种子属于深休眠类型,在自然条件下,隔年才能萌发。对美国桂花种子低温层积过程中内源激素的变化进行分析。结果表明：赤霉素（GA）的含量先降低后升高;生长素（IAA）的含量在最初的45天变化不明显,之后逐渐增加;脱落酸（ABA）的含量逐渐减少。赤霉素与脱落酸和生长素与脱落酸的比值呈现出基本增加的趋势。外源GA的浸泡对促进种子解除休眠有着重要影响,这进一步证实了赤霉素（GA）是美国桂花种子萌发的促进物质。