羊草种子萌发相关基因的筛选及表达分析

前期实验表明,变温处理(28 ℃ 12 h/16 ℃ 12 h)可显著提高羊草种子的萌发率,且羊草种子萌发中的第1天是接受变温信号的关键时期。以此为研究基础,结合羊草种子变温萌发的转录组测序数据,针对羊草种子萌发初期对变温处理的响应筛选出与种子萌发、休眠及低温相关的基因24个,利用测序结果中这些基因的RPKM值制作基因表达热图并分析其表达差异。以萌发率高、低的两种羊草种质的种子为材料,对24个基因在恒温12 h(28 ℃)和变温1 d(28 ℃ 12 h/16 ℃ 12 h)萌发处理中的表达分别进行了定量分析。结果表明,与恒温对照相比,变温处理12 h后,表达明显上调的基因有SAIN1,PP2C62,EXPB3,EXPB4,GA3ox,EXPA2和EXPA7,而表达明显下调的基因有bHLH49,GID1,ABI8,Chi1,11833,CBF3,NAC2,PP2C72,SAIN2和5423。通过进一步分析相关基因在高、低萌发率两个种质中表达的差异,筛选出其中可能与羊草种子萌发相关的基因有几丁质酶基因Chi1,转录因子基因CBF3,羊草新基因5423,赤霉素合成基因GA3ox,细胞松弛素蛋白基因EXPB4和羊草新基因SAIN1,将为下一步阐明羊草种子萌发的分子作用机理奠定基础。     

种质及变温对羊草种子萌发的影响

针对羊草种子萌发率低的问题,对43份不同种质的羊草种子,在两种变温条件下的萌发率进行了研究,并对恒温、变温、变温时长、变温时段对羊草种子萌发率的影响进行了测试。结果表明,羊草种子萌发率受种质影响较大,不同种质的羊草种子萌发率变幅为10%~95%,差异极显著。此外,羊草种子萌发亦受温度调控,恒温条件下(16、20、22、28、37 ℃)种子萌发率均较低,变温28 ℃(12 h)/16 ℃(12 h)则显著提高了种子萌发率,增幅为50%~90%。且变温处理对种子萌发有“时间剂量累加效应”,即变温处理时间越长,萌发率提高越大。在第1、2天时变温处理的种子萌发率与恒温对照相比,达到极显著差异,且在24 h内接收低温信号的剂量时长在2~16 h,高于16 h萌发率不随时间增加,低于2 h萌发率提高不显著。此外还发现,萌发24 h之内,羊草种子对变温处理有一个敏感的“窗口期”,即8~12 h,在这个时段内变温处理对种子萌发率提高最为显著。     

羊草种子萌发条件的探讨

本文对羊草种子萌发时所需要的条件进行了研究，结果表明：羊草种子适宜在15～25℃或20～30℃（2变温、预冷＋0．2％KNO3预处理的条件下进行萌发。     

新银合欢种子的萌发检验

通过用4个不同恒温、1个变温及用80 ℃热水、98%的浓硫酸不同时间分别浸种对新银合欢Leucaena leucocephala种子进行发芽试验,研究不同处理水平和不同处理组合对新银合欢种子萌发的影响.结果表明:在不同处理水平下,新银合欢种子发芽率、发芽势的最佳温度分别为18 ℃16 h/28 ℃8h 变温和20 ℃恒温,发芽率、发芽势的最佳热、酸蚀处理分别为酸蚀20和45 min;在不同处理组合下,新银合欢种子发芽率、发芽势最佳处理组合均是18 ℃16h /28 ℃8h 变温与98%浓硫酸浸种45 min的组合.     

沙生针茅种子破除休眠的方法

为破除沙生针茅(Stipaglareosa)种子休眠,采用不同种子处理方法,测定各种处理对种子萌发的影响,明确解除种子休眠的有效途径。结果显示,1)解除种皮休眠:60℃蒸馏水浸泡种子24h,种子吸水率、发芽率、发芽势分别达到26.32%、38%和32%;机械划破种皮,种子发芽率达到34%。2)解除胚生理休眠:-20、-20℃变温处理96h,发芽率、发芽势分别达到48%和46%;切除种子3/4胚乳,发芽率、发芽势分别达到58%和54%;用80mg·L-1赤霉素(GA3)水溶液浸泡种子24h,发芽率、发芽势分别达到54%和48%。3)解除种子综合休眠:采用变温+浸泡+GA3方法,发芽率、发芽势分别达到78%和76%。种子存在的萌发抑制物对种子发芽的影响大于种皮不透性对种子发芽的影响。种子发芽高峰期集中于前2~5d,切除胚乳和GA3水溶液浸泡种子,发芽高峰期集中于前2~8d。     

无芒隐子草和条叶车前种子破除休眠研究

对无芒隐子草和条叶车前种子休眠特性和破除休眠的方法进行了研究.结果表明,35/20℃变温可有效破除无芒隐子草种子的休眠,20℃恒温条件下, 0.02%,0.05%和0.10% GA3都可有效破除条叶车前种子的休眠,二者休眠均属于胚休眠类型;而25/10,25/15,30/20,40/20和50/20℃变温都不能破除无芒隐子草种子休眠;20/10,25/10,25/15和30/20℃变温,0.2% KNO3和60%,70%,80%,90% H2SO4浸泡处理均不能破除条叶车前种子休眠.0.02% GA3处理不同时段的条叶车前种子а-淀粉酶活性均高于对照,其中以培养24 h相差最大,为对照的11.3倍.GA3诱导条叶车前种子大量萌发前 48 h出现а-淀粉酶活性高峰,而对照出现在大量萌发前 108 h.无芒隐子草和条叶车前标准发芽初次统计时间分别在第3和第3天,末次统计时间应分别在第10和第8天.     

温度对8个野生早熟禾材料萌发特性的影响

以8个野生早熟禾（Poa）种质种子为萌发试验材料,设6个恒温和2个变温处理,探讨其萌发的适宜温度范围,为野生早熟禾引种驯化和开发利用提供依据。结果显示,10~35 ℃恒温范围内,随温度升高,野生早熟禾材料种子的萌发速度、发芽率、发芽势、发芽指数、胚芽长、胚根长、苗鲜质量均表现出先增大后降低的趋势。8个温度处理下,野生早熟禾种子在20~30 ℃恒温萌发速度最快,初始萌发时间4～5 d,10 ℃恒温萌发速度最慢,初始萌发时间11～14 d,比最快萌发速度延迟6～10 d。以发芽率、发芽势和发芽指数3个萌发指标为主要依据,并参考胚芽和胚根长、苗鲜质量,认为波伐早熟禾（P.poophagorum）、草地早熟禾(甘南)（P.pratensis）和小药早熟禾（P.micrandra）种子最适宜萌发温度为20 ℃恒温;草地早熟禾(兴隆山)、草地早熟禾(肃南)、草地早熟禾(渭源)、草地早熟禾(天祝)和硬质早熟禾（P.sphondylodes）种子最适宜萌发温度为25 ℃恒温。对大多材料种子而言,较高的恒温（25 ℃）有利于胚芽生长,较低的恒温（20 ℃）或变温有利于胚根生长,5 ℃/20 ℃和10 ℃/25 ℃两个变温条件下的各项指标低于对应高温20和25 ℃恒温处理。     

模拟干旱胁迫及温光对海乳草种子萌发的影响

试验以海乳草种子为材料,通过设置有无光照(光照周期为12h,光照强度为7200lx,12h黑暗)7种恒温和3种变温(5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃;10~20℃、15~25℃、25~35℃)筛选海乳草种子适宜的萌发条件,在此条件上模拟干旱及设置不同盐碱梯度,通过发芽率、发芽指数、活力指数探讨不同盐碱和干旱胁迫对海乳草种子萌发的影响。结果表明:(1)海乳草种子萌发属于光促型,在有光条件下,25℃或20~30℃萌发效果最好,并且变温有助于发芽;(2)海乳草种子的活力及生活力均随渗透势升高呈下降趋势,-0.735MPa渗透处理下,其种子几乎不发芽;(3)不同渗透势即不同盐碱浓度对海乳草种子萌发初期影响显著,随盐碱浓度升高,种子的发芽力及生活力均逐渐降低。低渗处理(-0.46Mpa)下,Na2CO3对种子萌发的抑制作用显著高于NaCl,且随渗透势升高抑制效果加重。     

5种处理方法对沙生针茅种子萌发影响的研究

为了揭示沙生针茅（Stipa glareosa）种子萌发机理,探索促进其种子萌发的方法,以其种子为材料,采用室内控制试验,测定不同处理对种子萌发的影响。结果显示：60℃蒸馏水浸泡种子24 h,-20℃、20℃低温变温处理96 h,80 mg·L^-1赤霉素（GA₃）水溶液浸泡种子24 h,均能提高种子的发芽率和发芽势,且以80 mg·L^-1 GA₃处理效果最好。     

羊草种子休眠和萌发的激素调控研究

采用脱落酸(ABA)、赤霉素3(GA₃)、赤霉素4+7(GA₄₊₇)3种外源激素和氟啶酮(fluridone,FL)、多效唑(paclobutrazol,PA)2种激素生物合成抑制剂处理羊草种子,研究其对羊草种子休眠和萌发的影响,结果表明,低浓度外源ABA对羊草种子休眠和萌发无影响,高浓度显著抑制其萌发;ABA的生物合成抑制剂FL可逆转ABA对萌发的抑制作用,表明吸胀过程中ABA的合成是维持羊草种子休眠的重要原因;GA₄₊₇ 显著促进羊草种子萌发,而GA₃没有影响;GA的生物合成抑制剂PA可显著降低种子萌发率,但其抑制作用可为外源GA₃所逆转,说明GA对于非休眠种子的萌发是必须的;FL+PA处理后,尽管吸胀过程中ABA的合成受到抑制,但种子的萌发率仍显著降低,进一步支持GA是种子萌发所必需的结论。除FL溶液冷层积8周可显著破除羊草种子休眠外,其他介质冷层积均不同程度的诱导种子形成二次休眠,这一过程可能与冷层积中ABA含量的增加有关。     

低温对羊草和牧冰草种子萌发率的影响

在25℃、5℃、4℃和18℃温度条件下,对根茎禾草羊草和牧冰草种子分别处理一周和两周,并置于玻璃培养皿和土壤盘中进行发芽检测,结果表明:3种低温处理的种子萌发率均有显著提高;羊草种子在处理温度为5℃、4℃和18℃时, 萌发率基本一致,显著高于25℃处理;牧冰草种子随着处理温度的降低,萌发率显著提高,以18℃处理效果最好;7d的低温处理效果显著高于14d;在室温、16h光照和8h黑暗条件下,土培的种子萌发率极显著高于置于玻璃培养皿的种子萌发率。     

低温对羊草和牧冰草种子萌发率的影响

在25℃、5℃、-4℃和-18℃温度条件下，对根茎禾草羊草和牧冰草种子分别处理一周和两周，并置于玻璃培养皿和土壤盘中进行发芽检测，结果表明：3种低温处理的种子萌发率均有显著提高#羊草种子在处理温度为5℃、-4℃和-18℃时，萌发率基本一致，显著高于25℃处理#牧冰草种子随着处理温度的降低，萌发率显著提高，以-18℃处理效果最好；7d的低温处理效果显著高于14d；在室温、16h光照和8h黑暗条件下，土培的种子萌发率极显著高于置于玻璃培养皿的种子萌发率。     

青海鹅观草和无芒鹅观草种子萌发条件及特性的研究

对产地，收获时间，贮藏条件相同的青海鹅观草和无芒鹅观草种子进行了１５、２０、２５、３０℃四种恒温及１０－２５、１５－２５、１５－３０、２０－３０℃四种变温处理，测定其萌发适宜温度；相继以适宜萌发温度，分别结合预冷，光照和０．２％硝酸钾三种预处理及低温、变温等措施测定两种子适宜的破除休眠技术。结果表明；鹅观草种子适宜萌发为１５－２５℃、１５－３０℃变温及２０℃恒温，青海鹅观草还适宜１０－２５℃的低变     

二色胡枝子种子萌发特性的研究

本文对二色胡枝子种子萌发条件及硬实问题进行了研究。萌发试验温度设恒温和变温共9个水平；光照设立光（光照时间分为：8h、24h)暗共三个水平；发芽床设立纸上，纸间、砂间和土中4个处理，试验结果表明，黑色种皮种子的硬实率（最低硬实率为53.3%)高于灰色种皮种子（最低硬实率为24.0%)；灰色种子以20℃恒温，光照，纸上或纸间条件下发芽为最佳。黑色种子以25℃恒温，纸上条件下发芽为最佳。二色胡枝子种子萌发率低的主要原因是种子硬实率高和不适宜的萌发条件。     

不同处理对北方嵩草种子萌发的影响

用3种不同质量浓度的化学试剂（NaOH、GA和CaCl2）分别处理北方嵩草Kobresia bellardii种子,将其置于5、10、15、20和25 ℃恒温条件下进行光照培养。结果表明,温度和3种化学试剂及化学试剂的不同质量浓度显著影响种子的萌发率、萌发指数及幼苗高度（P<0.001）,且温度对种子的萌发影响更大。北方嵩草种子在1025 ℃条件下萌发,适当质量浓度的3种化学试剂对种子的萌发均有一定的促进作用。在低温下,较高质量浓度的化学试剂处理的种子其萌发率和萌发指数较高;而在较高温度下,较低质量浓度的化学试剂处理的种子其萌发率和萌发指数较高。在20和25 ℃,对照组及用3种化学试剂处理的种子其萌发率和萌发指数较高,幼苗生长较快。其中在25 ℃,用5 g/L CaCl2处理种子其萌发率最高,可达84%;在20 ℃,用20 g/L NaOH处理种子其萌发速率最快,萌发指数最高, 为5.26。     

塔落岩黄芪种子发芽标准的确定

试验探讨了果壳、光、温度、发芽床对塔落岩黄芪种子萌发的影响。温度设处理２０℃、２５℃、３０℃恒温及１５￣２５℃和２０￣３０℃变温；恒温下设黑暗与光照２个处理；发芽床设纸上、纸间、竖纸卷、沙上、沙中５个处理。试验选出了最适合于塔落岩黄芪种子萌发的最佳组合，并根据塔落岩黄芪种子萌发时的发育特征，确定了种苗鉴定标准和初次、末次计数时间。     

温度与盐碱胁迫交互作用对羊草种子萌发与幼苗生长的影响

羊草(Leymus chinensis)是我国东北松嫩盐碱化草地上的建群植物。为明确羊草在种子萌发与幼苗生长阶段对盐、碱胁迫及与温度交互作用的响应,采用3个温度处理(20/10℃,30/20℃和35/25℃),并混合2种中性盐(NaCl:Na₂SO₄=9:1)与2种碱性盐(Na₂CO₃:NaHCO₃=9:1)分别模拟土壤盐、碱胁迫条件进行研究。结果表明:随着盐碱胁迫浓度的增加,羊草种子的发芽率、发芽速率、叶片长度与根系长度均呈下降趋势,且在碱胁迫下其降幅更大;另外这2种胁迫均对羊草幼苗根生长的抑制作用更强。温盐、温碱交互作用显著影响羊草种子的萌发与幼苗生长,其中30/20℃处理下羊草生长最好;在盐胁迫下,当盐浓度<200mmol·L^-1时,低温是影响种子萌发的主要因素,随着盐度继续增加,高温则加剧了盐胁迫对种子萌发的抑制作用;在碱胁迫下,即使碱浓度较低,高温与其交互作用也极大地加剧了对种子发芽的抑制。因此,盐、碱胁迫及温盐、温碱交互作用对羊草种子萌发与幼苗生长的抑制作用明显不同,碱胁迫及其与温度交互作用对羊草的伤害更大。     

青藏高原东部常见禾本科植物种子大小变异及其与萌发的关系

禾本科植物在青藏高原分布较广,选取该地47种常见禾本科植物,观测其种子大小变异,并在人工气候室内做萌发试验,研究了在变温(12 h 10℃/12 h 20℃)、无光照条件下,禾本科植物的种子大小对萌发特性的影响。结果表明:高寒草甸禾本科植物种子百粒重范围为0.006 9~1.436 3 g,平均重量为0.192 1 g,重量大小变异达到了近3个数量级。60%的种子在0.006 9~0.148 9 g,种子大小聚类分析后,归为组1的有28个物种(0.006 9~0.148 9 g),说明高寒草甸禾本科以较小的种子占绝对优势。种子大小与萌发指数、萌发率都成正相关,与萌发开始时间呈负相关,这说明对于高寒草甸禾本科植物来说,种子越小萌发越快,萌发开始时间越早,而萌发率却越低,反之亦然。试验结果反映了禾本科植物种子大小在一定程度上对萌发特性起着重要的作用。     

一年生早熟禾种子萌发适宜温度研究

【目的】探究一年生早熟禾（Poa annua）种子萌发适宜温度。【方法】试验以甘肃省16个不同地区的野生一年生早熟禾种子为材料,设4、8、12、16、20、24、28和32℃8个恒温处理,研究温度对一年生早熟禾种子萌发的影响。【结果】随着温度的升高,一年生早熟禾种子的发芽率、发芽势、发芽指数、胚根长、苗鲜重、活力指数均呈先增后减趋势,胚芽长呈逐渐增大趋势。结论 隶属函数综合评价表明,光照周期为16 h光照/8 h黑暗,相对湿度55%的恒温条件下,野生一年生早熟禾种子适宜萌发温度范围为16～24℃,最适萌发温度为24℃。     

温度对川西柳叶菜种子萌发特性的影响

设置4个恒温、4个变温温度梯度,对川西柳叶菜(Epilobium fangii)萌发种子进行处理。测定发芽天数、发芽率、发芽势和发芽指数等指标,分析温度对种子萌发特性的影响。结果表明:温度对始发芽天数、发芽率、发芽势及发芽指数均有显著影响(P0.05);恒温利于种子萌发,变温不能促进萌发;恒温18℃下种子的发芽势、发芽率、发芽指数最大,过高或过低温度均抑制种子的萌发;川西柳叶菜种子具有一定休眠性,休眠机理待于深入研究。