不同激素处理对拟南芥种子萌发和幼苗生长的影响

以哥伦比亚野生型拟南芥种子为试验材料,研究了不同浓度ABA、GA3和PAC对种子萌发和幼苗生长的影响.在无菌条件下,将拟南芥种子分别点种在添加不同浓度ABA、GA3和PAC的MS基本培养基中进行培养,然后对拟南芥种子的萌发情况进行统计.结果表明:当ABA浓度为0.2μmol/L、GA3浓度为0.5μmol/L、PAC浓度为0.5 μmol/L时,拟南芥种子萌发率与对照组基本相当;随着ABA和PAC浓度的升高,拟南芥种子萌发率不断降低,而GA3的作用与之相反.当ABA浓度为0.2 μmol/L时,幼苗的生长已受到明显的抑制,而PAC对幼苗生长的影响则较小.当ABA浓度达到1.0μmol/L时,即使种子能够发芽,幼苗也由于黄化而不能正常生长;随着GA3浓度升高,拟南芥幼苗的生长速度明显加快.     

拟南芥隐花色素在脱落酸调节种子萌发中的功能

隐花色素(Cryptochrome,CRY)在植物中介导蓝光信号传导,调节生长发育的多种过程。脱落酸(Abscisic acid,ABA)在种子萌发和幼苗发育中发挥重要作用。研究发现一些高等植物的CRY调节逆境中种子的萌发,但关于拟南芥CRY1在这一过程中发挥的作用及其机制尚不清楚。试验对拟南芥隐花色素CRY1功能缺失突变体和CRY1CRY2功能缺失双突变体种子萌发对脱落酸的响应进行了研究,利用荧光定量PCR技术检测脱落酸信号传导基因和代谢关键酶基因在cry1突变体中表达量的变化,结果显示CRY1负向调节脱落酸抑制的种子萌发,而且CRY1和CRY2在这一过程中发挥相反的作用。     

拟南芥ABI3基因缺失突变体的鉴定及对盐胁迫的响应

采用PCR和RT-PCR技术分别在DNA和RNA水平上对由于T-DNA插入所导致的拟南芥ABI3基因突变体进行鉴定,鉴定后将野生型Col-0与纯合abi3突变体种子分别置于含不同浓度NaCl的MS培养基上培养,测定萌发率、生物量和根长。结果表明:在NaCl胁迫下,野生型Col-0和纯合abi3突变体种子的萌发率、生物量和根长均随着NaCl浓度的增加呈现下降趋势。在相同NaCl浓度下,纯合abi3突变体种子的萌芽率、生物量和根长均低于野生型Col-0。当NaCl浓度达到150 mmol/L时,纯合abi3突变体种子的萌芽率、生物量和根长均降到最低,与野生型Col-0存在极显著差异。可见,拟南芥ABI3基因具有提高拟南芥抗NaCl胁迫能力的作用。     

SNP对干旱胁迫下拟南芥的生理影响

以拟南芥为材料,研究不同浓度的外源一氧化氮供体硝普纳(SNP)对干旱胁迫下拟南芥种子萌发、幼苗主根长和叶片超氧阴离子的影响。结果表明低浓度SNP(0.01 mmol/L)不影响种子萌发、幼苗主根长和幼苗的生长,显著降低拟南芥叶片中超氧阴离子(O2-.)的含量,从而提高植株的抗旱性。高浓度SNP(0.1mmol/L)不仅抑制种子萌发,还显著抑制幼苗主根长和幼苗的生长。而0.5 mmol/L SNP处理种子的萌发被完全抑制。     

基于SOAR1过量表达植物对ABA高耐受性的除草研究

为研究天然植物激素脱落酸(ABA)作为转基因植物选择性除草剂以实现环境友好型除草策略的可能性,采用改变拟南芥SOAR1基因表达的方法可以大幅度调控植物对ABA的耐受性,通过SOAR1基因过量表达获得对ABA耐受性高度增强的转基因植物。进一步通过植物在不同生长时期对ABA耐受性的试验检测ABA除草剂的有效浓度。结果表明,SOAR1过量表达转基因植物种子萌发和幼苗生长对ABA的耐受性超出了目前已知的极限,过量表达株系OE1、OE3和OE6所能够耐受ABA的最高浓度在种子萌发期为200μM,在幼苗期生长期为500μM。以最大限度抑制杂草生长发育和最少影响作物正常生长发育为前提,设定ABA除草剂的有效除草浓度范围在种子萌发期为3~100μM,在幼苗生长期为10~200μM。     

外源激素ABA对藜和灰绿藜种子萌发的影响

[目的]探究外源ABA对新疆荒漠地区植物藜和灰绿藜种子萌发及幼苗生长的调控作用.[方法]以藜和灰绿藜种子为材料,研究不同浓度(0、0.5、1.0、5.0、10.0μmol/L) ABA长时间(直播)与短时间(浸种)处理对上述两种种子萌发及幼苗生长的影响.[结果]外源ABA在低浓度下可促进藜种子萌发,对灰绿藜种子萌发无显著影响;高浓度ABA对两种种子萌发均起到抑制作用.不同浓度的ABA在直播及浸种处理下对藜幼苗生长均有促进作用,浸种处理对灰绿藜幼苗有不显著的促进但直播处理显著抑制其幼苗生长;高浓度(10.0μmol/L)短时间(浸种)处理对两种植物的幼苗生长均有促进效应,而高浓度长时间(直播)处理效果则相反.[结论]ABA做为胁迫因素在短时间内对两种藜科抗逆植物的种子萌发和幼苗生长均有促进效应,而长时间作用则使两种植物产生不同的适应策略,这种差异可能由于两种种子大小不同所导致.     

不同灭菌方法对烟草和拟南芥种子萌发及无菌苗生长的影响

[目的]在植物转基因研究中及时获得大量健壮的无菌苗是后续实验的基础.研究种子的灭菌处理方法对种子萌发及随后的幼苗生长的影响.[方法]以烟草和拟南芥种子为材料,通过比较次氯酸钠(NaClO)灭菌后用无水乙醇或/和灭菌水单独或交替处理的效果,研究其对拟南芥粘液质种子和烟草无粘液质种子的萌发和无菌幼苗生长的影响.[结果]无水乙醇对烟草种子萌发及幼苗生长有显著抑制作用,萌发率、幼苗根长和株高等均显著降低;无水乙醇短时间处理能促进拟南芥萌发、幼苗生长及叶片数的增多,而无水乙醇长时间处理只能促进拟南芥主根的伸长.结合种子萌发和幼苗的生长状况,10; NaClO处理4min后用灭菌水润洗对烟草种子灭菌效果最好;10; NaClO处理4 min后,先无水乙醇润洗2次,再灭菌水润洗3次对拟南芥种子灭菌效果最好.[结论]烟草和拟南芥均属于小种子类型,但二者最佳灭菌方法显著不同,为两种转基因模式植物烟草和拟南芥种子的灭菌方法提供参考依据.     

NaCl胁迫对拟南芥种子萌发与幼苗生长的影响

[目的]研究NaCl胁迫对拟南芥种子萌发与幼苗生长的影响。[方法]以拟南芥为材料,研究NaCl浓度分别在0、50、100、150、200mmol/L时对拟南芥种子萌发特性与幼苗生长的影响,并对其理化特性进行测定。[结果]随着NaCl浓度的增加,拟南芥种子的发芽势与发芽率均随之降低;幼苗鲜重随NaCl浓度的增加而下降,平均根长在低盐度下与对照组相比较长,但在高盐浓度下随着盐浓度的升高而减小;在NaCl胁迫下,拟南芥幼苗中脯氨酸和丙二醛含量均比对照组高。[结论]NaCl胁迫对拟南芥种子萌发具有一定抑制作用;NaCl胁迫会使拟南芥膜脂过氧化,从而使幼苗受到一定程度的损伤。     

拟南芥SOAR1基因响应ABA与渗透胁迫的表达分析

拟南芥PPR蛋白SOAR1是ABA信号转导的关键调节因子。为阐明SOAR1基因表达对ABA和渗透胁迫的响应,以及其对不同时期幼苗生长响应ABA的调控,通过拟南芥基因调控信息网站(AGRIS)分析了SOAR1基因上游可能的转录因子结合位点(顺式作用元件),并进行了不同时期幼苗受ABA诱导的生长抑制试验以及ABA处理、渗透胁迫条件下SOAR1基因的表达分析。结果表明,SOAR1启动子序列中存在多个潜在的应答ABA和逆境胁迫信号的顺式作用元件。SOAR1调控不同时期幼苗生长对ABA的敏感性,SOAR1表达调低的突变体soar1-2显著促进植物对ABA的敏感反应,而SOAR1过表达株系OE1则对ABA显著不敏感。基因表达分析结果显示,SOAR1表达量在低浓度ABA处理6 h后小幅度上调,高浓度ABA处理6 h后变化程度较低;而在低浓度ABA处理后萌发24 h的种子和生长7 d的幼苗中,SOAR1表达随ABA浓度增长而上调。在甘露醇和PEG-6000诱导的渗透胁迫处理后,SOAR1表达受到一定抑制。     

野生大豆AP2/RAV亚家族转录因子GsRAV3负调控拟南芥对ABA的敏感性

RAV亚家族蛋白包括1个AP2 DNA结合域和1个B3 DNA结合域。研究表明,GsRAV3是植物响应碱和ABA胁迫的重要调节因子。在碱和ABA处理下,野生大豆根系GsRAV3基因被诱导上调表达。与野生型相比,超量表达野生大豆GsRAV3的拟南芥在ABA胁迫下种子萌发状况和幼苗鲜重指标表现良好,对ABA敏感性降低。进一步研究表明,GsRAV3基因超量表达显著影响ABA合成和应答相关基因表达量。此外,GsRAV3定位于植物细胞核中,但在酵母细胞中未表现出明显的转录激活活性。综上所述,GsRAV3可能通过影响ABA合成及应答相关基因转录水平降低植物对外源ABA敏感性,表明GsRAV3在种子萌发和幼苗早期ABA信号传递过程中发挥重要作用。     

不同外源药剂预处理对低温胁迫下玉米种子萌发的影响

以玉米品种郑单958和辽单632为试验材料,研究不同外源药剂预处理对低温胁迫下玉米种子萌发的影响.结果表明:不同种类和浓度药剂预处理可影响郑单958和辽单632玉米种子的耐冷性,5 mg·L<'-1>GA<,3>促进10℃低温下各品种种子的萌发,有利于幼苗和根系的生长,但不利于壮苗;1 mg·L<'-1>浓度ABA浸种...     

种子活力与萌发的生理与分子机制研究进展

种子活力形成于种子发育的脱水阶段,与以往理解不同,近来研究表明种子脱水不仅仅是一个简单的失水过程,脱水与萌发存在一些相同的基因表达和代谢特征。萌发始于吸水膨胀,种子代谢恢复,胚根突破胚乳和种皮等外围包被组织完成萌发。种子萌发的质量关键在于储藏的mRNA的质量,另外,蛋白质稳定性和DNA完整性影响萌发的表型。激素作为一种信号小分子物质,浓度极小甚至是趋于零时对种子萌发仍具有非常重要的作用,近年来研究表明ABA/GAs的阈值范围调控种子休眠与萌发,其中,ABA几乎作用于种子萌发的全部过程,GA的作用并不像ABA那样广泛,主要在胚根突出时发生作用,且ABA和GA彼此抑制对方的合成与分解代谢基因,它们均可调控α-淀粉酶基因的转录。除ABA和GA外,近来发现AUX参与调控种子的休眠与萌发,其对胚根突出的调控比对子叶开展更加精细,AUX信号与ABA信号存在交叉,AUX通过其响应蛋白ARF10/16间接调控ABA信号通路中ABI3的稳定性来调控拟南芥种子休眠与萌发。与光照条件下相比,在土壤中萌发的幼苗将形成一个特异性的组织“顶钩”,它的主要作用是在幼苗“顶土”时保护顶端分生组织,“顶钩”形成与生长素的不均匀分布有关。为了提高种子活力,引发技术被运用于生产,引发的关键在于控制种子“萌而未发”,在“回干窗口”内及时脱水,引发过程中种子储藏的mRNAs和蛋白已经执行功能,回干后这种分子机制被“牢记”,再吸胀的种子可以迅速整齐的萌发。除毒害分子外,ROS还作为信号分子参与调控种子休眠释放、胚乳松弛和贮藏物动员,且其与激素分子ABA和GA等存在交互作用,ROS还参与蛋白的翻译和翻译后修饰调控种子萌发吸水和贮藏物动员。在种子萌发过程中,甲硫氨酸代谢是代谢核心,其代谢产物广泛参与调控种子萌发的一些生理生化反应,如：DNA的合成,蛋白质的稳定性,染色体结构的形成和重塑,生物素的合成等,另外还与激素分子ABA、GA、ETH和CTK及活性氧活性（氮）存在交互作用。近来还发现甲硫氨酸亚砜还原酶决定种子的寿命,它可能是种子活力的一个新的分子标记。本文将围绕上述内容对国内外研究现状进行综述,并对今后的研究热点,种子“提早”收获的感官依据,高活力种子田间出苗差异的分子机制,生长素在胚根突出时的重要作用,甲硫氨酸代谢,种子活力检测方法的选择等内容进行了展望。     

NaCl胁迫对3个臭椿种源种子萌发的影响

为研究臭椿种子发芽对NaCl胁迫的响应,在种子萌发期间用0(CK)、50、100和200mmol/L4种不同浓度的NaCl对3个臭椿种源的种子进行处理,结果表明:随着NaCl浓度的增大,各种源臭椿种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均呈下降趋势,发芽后幼苗的根长、苗高等也呈下降趋势;不同种源种子的萌发对NaCl胁迫的反应不同,河南宝丰种源的种子耐盐性最强,宁夏吴忠的种子耐盐性一般,宁夏彭阳的种子耐盐性较差。     

外源ABA和GA_3对NaCl胁迫下黄瓜种子萌发特性的影响

NaCl胁迫下,黄瓜种子的发芽势、发芽率、发芽指数和活力指数以及胚根长和鲜重均显著下降,且随NaCl浓度的增加下降的幅度增大.外源ABA和GA3浸种处理均能显著缓解不同浓度NaCl对黄瓜种子萌发的抑制作用,1×10-6mol/L ABA和25 mg/L GA3处理可使75 mmol/L NaCl胁迫下黄瓜种子发芽指数比对照分别提高81.67%和77.78%;同时外源ABA和GA3浸种处理还可不同程度地缓解NaCl胁迫对黄瓜种子α-淀粉酶活性的抑制作用,提高黄瓜幼苗子叶中超氧化物歧化酶活性.     

脱落酸和内源抑制物对洋白蜡种子休眠的影响

通过对洋白蜡种子发芽率和内源抑制物的分析测定,证明洋白蜡种子离体胚的萌发能力较高,发芽率可达90％以上,果翅和胚乳里含有ABA等内源抑制物。但种子成熟及贮藏过程中ABA的含量与胚萌发力的变化规律以及抑制物的生物测定结果均表明内源ABA不是抑制洋白蜡种子萌发的主要物质,洋白蜡种子的休眠可能是多种因子协同作用的结果。     

ABI1和GPA1在拟南芥生长发育中的作用

比较了gpa1-2a、bi1-1、cGα、WsL、er 5种基因型的拟南芥以及abi1-1和gpa1-2a、bi1-1和cGα的杂种纯合体的生长发育情况。结果表明,野生型的Ws发育最为迅速,abi1-1发育则最缓慢;杂种纯合体的发育介于亲本之间,在莲座叶片数上接近于父本,而在莲座半径上接近于母本。     

沙埋和种子大小对沙蒿种子萌发及幼苗生长的影响

研究实验室条件下不同深度的沙埋和种子大小对沙蒿种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明，沙埋深度对沙蒿的种子萌发率、休眠率、幼苗出土率及生物量均有显著影响。没有沙土覆盖时沙蒿种子即可萌发；0.5~5 cm的浅层沙埋下，种子萌发率、出苗率、幼苗存活率及生物量最高，休眠率最低；沙埋深度>5 cm 时，沙蒿的种子萌发率、出苗率、幼苗存活率及生物量随沙埋深度增加显著降低，而休眠率却显著升高；沙埋深度为12 cm时，种子不出苗，幼苗也不能存活。种子大小对沙蒿种子萌发率、出苗率、幼苗存活率及休眠率均无显著影响，但对幼苗生物量大小具有显著影响，在0~12 cm的沙埋深度中，除5 cm和7 cm深度下中粒种子和小粒种子萌发的幼苗的生物量间没有显著差异外，其他深度处理时，大粒种子萌发的幼苗的生物量显著高于同一沙埋深度下中粒种子萌发的幼苗生物量，后者又显著高于小粒种子萌发幼苗的生物量，因此研究认为，沙蒿种子最适宜沙埋深度为 1~ 3 cm的浅层沙埋。     

航空搭载对薰衣草种子萌发的影响

[目的]研究经太空诱变后薰衣草种子发芽及出苗的变异程度。[方法]以经太空诱变的薰衣草种子为试材,与未经太空诱变的种子进行发芽及出苗比较试验;同时研究了不同赤霉素浓度及不同浸种时间对太空搭载的薰衣草种子和陆地薰衣草种子发芽和出苗的影响。[结果]太空搭载的薰衣草种子较陆地薰衣草种子的发芽势、发芽率、发芽指数和出苗率均明显下降。在清水浸泡处理下,太空种子的发芽率为25.00%,发芽势为21.50%,发芽指数为1.904,分别比陆地种子降低了70.59%、74.71%和93.58%。赤霉素处理在一定程度上提高了太空种子的发芽指标,但与陆地种子相比,发芽率、发芽势和发芽指数仍较低,差异显著。不同浓度赤霉素浸泡时间对薰衣草种子发芽影响差异不显著。当赤霉素浓度为300 mg/L时,最有利于太空种子成苗。[结论]该研究为太空薰衣草育种奠定基础。