烟草PHYA基因的光温敏感性及生物学功能分析

烟草是一种对光照和温度要求都非常严格的喜光喜温作物,为了降低烟草品种对光照和温度的敏感性,扩大烟草品种的光温适应范围和种植区域。本研究克隆了NtPHYA基因,采用生物信息学方法预测了该基因在烟草上的功能,利用CRISPR/Cas9基因编辑技术创制NtPHYA基因敲除突变体,分析了NtPHYA基因对烟草种子和烟苗光温敏感性及烟株生长的影响。结果表明,烟草NtPHYA与番茄SlPHYA基因的蛋白质序列相似度达92.15%,具有极为相似的理化性质,推测NtPHYA基因与番茄PHYA基因一样具有调控光温度敏感性和生长发育的功能;NtPHYA基因敲除突变体的光合色素含量、光合特性指标以及主要农艺性状均显著高于野生型,不同光温处理下突变体的NtPHYA基因表达量、种子萌发率均显著高于野生型。结果说明NtPHYA基因具有调控烟草光温度敏感性的功能,敲除NtPHYA基因能增加烟草光合色素含量、提高光合效率、促进烟株的生长,拓宽了烟草的光温适应范围和种植区域。本研究结果为解析NtPHYA基因对烟草生长发育的调控机理提供了理论参考和研究材料,对光温低敏感性烟草品种的选育具有重要的实践意义。     

西藏色季拉山沙棘萌发特性研究

以西藏色季拉山沙棘种子为对象,研究不同光照和温度对种子萌发进程、萌发速率的影响,为该品种的种质资源开发利用提供理论基础。结果表明,种子在光照和黑暗条件下均能发芽。在光照条件下的最适萌发温度是5℃/1℃,萌发率为98.7%;在黑暗条件下的最适萌发温度是20℃/5℃,萌发率为95.0%。光照能有效促进种子萌发进程,播种时应选择有光地段。沙棘种子萌发温幅较宽,在5℃/1℃～20℃/5℃范围内均有较高的发芽率,而高温(30℃/15℃)抑制了种子的萌发。     

光敏色素研究进展构

综述了自20世纪20年代光敏色素被发现以来的研究概况及进展.主要包括(1)光敏色素作为主要光受体在调节从种子萌发到器官衰老的植物生长过程中所发挥的作用;(2)光敏色素的5种不同基因型及基因同源性和主要的反应方式,尤其是光敏色素的主要分子基因PhyA和PhyB在反应方式上的区别;(3)从生物化学和分子水平阐述了光敏色素的生理功能,其中包括光敏色素对细胞生长的调节,光敏色素是如何通过调节光周期反应进而调节了生长和开花的,光敏色素对基因表达的调控以及光敏色素与植物激素协同作用于植物生长和育性等;(4)虽然迄今为止人们极少研究光敏色素和植物激素在苜蓿秋眠中的作用,但对此方面提出了研究展望.     

光敏色素研究进展

综述了自20世纪20年代光敏色素被发现以来的研究概况及进展。主要包括：（1）光敏色素作为主要光受体在调节从种子萌发到器官衰老的植物生长过程中所发挥的作用;（2）光敏色素的5种不同基因型及基因同源性和主要的反应方式,尤其是光敏色素的主要分子基因PhyA和PhyB在反应方式上的区别;（3）从生物化学和分子水平阐述了光敏色素的生理功能,其中包括光敏色素对细胞生长的调节,光敏色素是如何通过调节光周期反应进而调节了生长和开花的,光敏色素对基因表达的调控以及光敏色素与植物激素协同作用于植物生长和育性等;（4）虽然迄今为止人们极少研究光敏色素和植物激素在苜蓿秋眠中的作用,但对此方面提出了研究展望。     

温度、盐分和光照对荒漠植物盐爪爪种子萌发特征的影响

为探索盐爪爪对荒漠干旱盐碱环境的适应性,研究了不同温度、不同盐分浓度及光照(光暗交替和全黑暗)处理对盐爪爪种子萌发的影响。结果表明,低温或高温能显著抑制盐爪爪种子萌发,种子萌发的适宜温度为30℃/15℃;在同一温度和光照条件下,盐爪爪种子的萌发率与萌发指数随着盐胁迫浓度增加呈现下降的趋势;温度和盐分对盐爪爪种子萌发存在交互作用,低温或高温均显著降低了盐爪爪种子萌发的耐盐性;在同一温度下,光暗交替与全黑暗条件下,种子萌发率有显著差异。在适宜温度下(30℃/15℃),光暗交替与全黑暗条件下种子耐盐临界值分别为393.6 mmol/L和259.0 mmol/L,极限值分别为664.7 mmol/L和403.3 mmol/L,光照能显著提高盐爪爪种子萌发时期的耐盐性。因此,温度和盐分可作为盐爪爪种子萌发时期主要限制生态因子,同时光照也可作为重要的调控生态因子。     

温度对狗尾草和金色狗尾草植物种子萌发的影响

以狗尾草和金色狗尾草种子为材料,研究了温度对具同属不同种植物种子萌发指标的影响,为分析种子萌发特点及其调控因子提供理论依据.实验设定6个温度处理和2个光照条件共12个处理.萌发指标包括萌发率、初始萌发时间、休眠率.结果表明:5℃/15℃和10℃/20℃是2种狗尾草种子萌发的适宜温度,低温和高温均显著抑制种子萌发;2种狗尾草种子初始萌发时间均随温度升高而缩短;同一温度下光照或黑暗对2种狗尾草种子萌发率无显著影响.温度对光照或黑暗环境下狗尾草种子休眠率无显著影响,对金色狗尾草种子休眠率影响显著.     

温度、光照和GA3对黑种草(Nigella damascena L.)种子萌发的影响

研究了黑种草种子的吸水特性以及温度、光照和GA3对其萌发的影响.结果表明:新采收的黑种草种子吸水迅速,具有明显的迅速吸水期和吸水平台期,不存在吸水障碍;具有一定程度的浅生理休眠和热抑制现象,且为需光种子,在恒温条件下仅在10,15℃有少量萌发,其中交替光照下的萌发率显著高于黑暗处理;在15℃/25℃变温和交替光照条件下的萌发率较高,但也仅有(61.5士7.6)％;0.1 mmol/L的GA3溶液可有效解除其休眠,使黑种草种子在15℃交替光照条件下的萌发率从(33.5±2.2)％升高至(76.7±7.0)％.     

需光性火龙果种子萌发特性的分析

用种子繁殖火龙果幼苗是非常有价值的育苗方式.本实验深入分析了火龙果种子萌发对温度、光照、赤霉素以及硝酸钾等因子的响应特性.结果表明:细小的火龙果种子在黑暗中不能萌发;播种深度较深时,出苗率急剧下降,甚至在8 cm深时不出苗.在黑暗中,即用赤霉素溶液和硝酸钾溶液预处理和培养,火龙果种子也未能萌发.在光照下,成熟的火龙果种子在8~30℃的范围内可以顺利萌发(100%),其中25℃/17℃下的萌发速率最快.由此可知,火龙果种子是需光性的.在实践中,可在光下育苗;待种子萌发后,再培土养苗是行之有效的方法.     

烟草种子后熟对GA和ABA代谢与信号基因表达及萌发的影响

为了探索适宜的烟草种子后熟条件及了解其作用机理,本研究以‘K326’新采收烟草种子作为对照(CK),比较了恒温25℃、自然变温下后熟一个月及后熟两个月时期种子中GA和ABA代谢与信号基因表达差异。结果表明,新采收烟草种子存在光休眠,后熟有利于打破光休眠;自然变温较恒温25℃处理更有利于加速种子后熟;随着后熟时间的延长,不仅种子萌发率提高,而且萌发速度也加快。种子后熟过程中,自然变温处理NCED6的相对表达量均低于恒温25℃处理。无论常温还是变温处理,种子后熟两个月后GA3ox2和CYP707A1的相对表达量较后熟一个月显著升高,而GA2ox2、ABI3、XTH2和TOC1显著降低。综上所述,在后熟过程ABA代谢和信号被抑制,而GA合成和信号被激发,从而加速种子后熟和促进其萌发。本研究结果为后熟作用释放烟草种子光休眠的现象提供理论依据。     

麻疯树种子萌发特性研究

比较分析了麻疯树种子在不同温度、种皮处理、光照条件及播种深度的发芽率和发芽势。结果表明，温度对种子的萌发有显著影响，30℃时最有利于种子萌发；剥壳种子发芽率显著高于未剥壳种子；而光照对种子萌发没有明显作用；播种过深会抑制种子萌发，实际生产中适于浅播。     

红花瘤果茶种子萌发的温光调控及生理特性变化研究

红花瘤果茶(Camellia rubituberculata)是贵州特有珍稀植物,颇具经济价值。为加强其保护利用和解决种子育苗技术问题,本研究检测分析了红花瘤果茶种子萌发的温度与光照调控及其萌发过程中生理特性的变化。结果表明:1)红花瘤果茶种子在15~35 ℃均能正常萌发,随着温度的升高,种子的发芽率和发芽势均呈先升高后降低的趋势,在 20 ℃时的发芽率和发芽势最高,可达到72.00%和40.33%,在0、10、24 h 3个光照梯度中发芽率差异不显著;2)浓度为200 mg ·L^-1 的赤霉素溶液不仅能促进红花瘤果茶种子的提早萌发,还能显著提高红花瘤果茶种子的发芽率和发芽势,不同浓度的高锰酸钾和聚乙二醇溶液处理不能促进红花瘤果茶种子的发芽;3)在不同温度条件下,红花瘤果茶种子可溶性蛋白质在种子萌发初期呈上升趋势,随后逐渐下降,在25 ℃时可溶性蛋白质下降速率最快;可溶性糖含量呈先下降后上升的趋势;丙二醛含量均呈不同程度的正向上升,在35 ℃下的丙二醛含量上升达到最大值;4)在恒温条件下,不同光照时间对红花瘤果茶种子内可溶性蛋白、可溶性糖及丙二醛含量无显著影响,红花瘤果茶种子可归属于光中性种子。     

傣药倒心盾翅藤种子萌发特性初步研究

目的:研究倒心盾翅藤种子的萌发特性。方法:测定倒心盾翅藤种子的形态、千粒重和含水量等指标,利用不同温度和光照、种子带翅或不带翅、不同成熟度、贮藏等处理对种子进行发芽试验,测定其发芽率、发芽势和发芽指数。结果:倒心盾翅藤种子发芽适温为25～35℃,其中30℃条件发芽率最高,光照或黑暗条件均可。果翅对种子的发芽率无显著影响,但会影响种子发芽速度和整齐度。不成熟种子采集后经过贮藏后熟,可显著提高发芽率。种子在室温条件下贮藏6个月,发芽率仍高达93.68%,但贮藏12个月后发芽率显著下降。结论:倒心盾翅藤种子属于高温萌发型、光中性种子;种子最适贮藏时间不超过1年。     

5种铁线莲种子萌发特性的研究

铁线莲是一种优良的藤本花卉,园林应用潜力较大.对5种铁线莲种子的外观形态进行了观察,测量了种子的千粒重、相对含水量和吸水率,并就光照和温度对铁线莲种子萌发的影响进行了研究.5种铁线莲种子的萌发试验结果表明:光暗交替条件下,大叶铁线莲和东方铁线莲种子萌发较易,3个温度梯度均适合其种子萌发.光照促进了铁线莲品种蓝丝带的种子萌发,其种子萌发适宜温度为20℃/10℃变温和25℃/15℃变温.铁线莲品种蒙古钟声和黄花铁线莲种子的最适发芽条件是光暗交替条件下的25℃/15℃变温.     

温度、CaCl2和光照解除桑树种子次生休眠的效果分析

以黑龙江省农家桑树的种子为试验材料,研究了外源钙浸种、提高温度和光照等对解除桑树种子次生休眠的影响.结果表明,常温(25℃)条件下,25 mmol/L CaCl2浸种24 h,可提高桑树种子的发芽率,其中,未休眠桑树种子的发芽率由81％提高到97％,次生休眠的桑树种子的发芽率由16％提高到44％.在25 mmol/L CaCl2浸种基础上进行不同温度(25,28,30,35,37℃)处理,以及相同温度下照光和遮光处理,进一步探讨次生休眠的桑树种子萌发对温度和光照的响应.结果表明,次生休眠的桑树种子的发芽率、发芽势和发芽指数随着温度的升高呈现先升高后下降的趋势,35℃温度处理的发芽率达到最高,可达90％左右,说明提高温度是解除桑树种子的次生休眠的有效方法.桑树种子萌发对光照不敏感,且照光对桑树种子的根长和茎长生长具有抑制作用.     

基质、光照和温度对羊耳菊种子萌发的影响

为了研究羊耳菊种子的萌发特性,观察了不同基质、光照和温度等条件处理对羊耳菊种子萌发的影响.种子萌发试验的基质分别为纱布、滤纸及细河沙;光照条件分别为黑暗和自然光2种;萌发温度分别为10,15,20,25℃.结果表明:1)种子萌发最佳基质为细河沙;2)种子在光照条件下具有较高的萌发率;3)最适萌发温度为25℃,萌发率达53.75％.本研究可为羊耳菊资源利用提供科学依据.     

红花瘤果茶种子贮藏特性及萌发过程中抗氧化酶活性的研究

针对红花瘤果茶(Camellia rubituberculata)物种濒危及自然繁育困难的问题,在不同的种子贮藏条件下,检测种子贮藏特性及其萌发过程中抗氧化酶变化。结果表明:1)红花瘤果茶种子在常温保存、干燥冷藏、干燥冷冻、拌沙冷藏、拌沙冷冻等5种条件下贮藏60 d后,种子的生活力均开始下降、拌沙冷藏60 d是最适宜的贮藏时间,种子生活力最高可达90.00%,而在贮藏120 d时生活力下降为30.00%。贮藏120 d后,种子劣变程度加深、发芽率和发芽势明显下降,冷冻贮藏的种子基本不发芽。2)在5种贮藏条件下,种子的粗脂肪含量均呈下降趋势,可溶性糖呈上升态势,可溶性蛋白质含量呈先上升后下降再上升的周期性变化规律。3)未经贮藏的种子在15℃、25℃、35℃条件下均能发芽,抗氧化酶活性随着温度的变化而差异显著,在萌发后期,过氧化物酶(POD)活性在15℃最高,25℃最低。35℃条件下的超氧化物歧化酶(SOD)活性低于15℃和25℃条件下的,25℃条件下的过氧化氢酶(CAT)活性高于15℃和35℃条件下的,温度一定时,光照时间对种子萌发过程中抗氧化酶变化的影响不显著。     

不同温度处理对玉米种子内藏真菌和种子发芽的影响

为了减轻玉米种传真菌病害的发生,需探索合理的种子处理方法以降低带菌率。以‘郑58’为试材,用PDA平板培养和滤纸发芽试验方法,测得不同温度处理后种子内藏真菌带菌率和发芽指标的数据。结果表明,30℃~50℃处理的种子均能带菌,带菌率在3.3%~23.3%之间,且随温度升高和处理时间延长而下降,真菌种类也随之减少。40℃和45℃(10~20 min)处理的种子带菌率为10%~13.5%,显著低于对照(P<0.05),45℃(30 min)和50℃处理的种子带菌率最低,为3.3%~6.7%。不同温度对种子发芽的影响存在一定差异。30℃无影响,35℃和40℃(10~20 min)明显提高了种子发芽势和发芽指数(P<0.05),40℃(30 min)使发芽率下降,45℃~50℃显著降低了各发芽指标(P<0.05)。40℃处理10~20 min,能有效降低种子内藏真菌带菌率33.5%~50.0%,促进种子发芽,可用于播前种子处理。     

温度、光照和水分对珍稀濒危树种崖柏种子萌发的影响

以崖柏种子为试验材料,研究不同温度条件、光照和持续黑暗、不同浸种时间等对种子萌发的影响,探讨适宜崖柏种子萌发的环境条件。结果表明:适宜崖柏种子萌发的温度为25℃,种子发芽率为88%,20℃和30℃条件下的种子发芽率分别为77%和33%。种子萌发进程在20℃和30℃条件下比在25℃条件下开始的时间晚,萌发持续的时间长。高温会显著提高种子霉变率,30℃条件下的种子霉变率高达40%;光照不是崖柏种子萌发的必要条件。在连续黑暗条件下种子仍可萌发,且种子发芽率、发芽指数、发芽势、霉变率等无明显差别。但在光照下种子持续发芽的时间短,种子霉变率低;浸种72 h、96 h和120 h对崖柏的种子萌发没有显著影响,但浸种120 h的种子发芽率低,霉变率高。浸种72 h即可以满足崖柏种子萌发对水分的基本需求。     

环境因素对不同地区牛筋草种子萌发的影响

为了探明牛筋草种子的萌发特性及其关键环境影响因子，为在复杂的农业环境条件下，对牛筋草综合治理奠定基础，本研究通过室内生测试验，研究了温度、光照、盐碱度、干旱、pH值等环境因子对河南安阳、江苏盐城和海南三亚3个地区牛筋草种子萌发的影响。结果表明，牛筋草种子最低发芽温度为10℃，当温度上升到30~35℃时，3个地区的牛筋草种子发芽率均达到最大值；在20/10~40/30℃的变温条件下均可发芽，且当温度为35/25℃时发芽率最高。变温和恒温处理条件下，光照对种子萌发的影响基本一致，均表现为低温条件下（恒温≤25℃，变温≤25/15℃），黑暗处理有利于牛筋草种子的萌发。牛筋草种子萌发受水势影响较大，随水势的增加，发芽率逐渐降低；盐碱胁迫可降低种子的发芽率，当NaCl浓度大于100 mmol/L或NaHCO3浓度大于150 mmol/L时，3个地区的牛筋草种子不能萌发；牛筋草种子在pH 5~10范围内均能正常萌发，所以pH值不是限制萌发的主要因素。     

紫果型黑蕊猕猴桃种子萌发特性研究

对采收的紫果型黑蕊猕猴桃(Actinidia melanandra)种子进行了不同温度、不同层积时间和不同浓度赤霉素处理的发芽试验,结果表明,不同温度的种子发芽率有极显著差异(p<0.01),多重比较显示平均发芽率结果为23℃>18℃>28℃>13℃,23℃的发芽率为72.67%。不同层积时间的种子发芽率有极显著差异(p<0.01),多重比较显示发芽率60 d>45 d>75 d>30 d>0,层积60 d的平均发芽率为79.67%。不同浓度赤霉素处理的种子发芽率有极显著差异(p<0.01),多重比较显示发芽率600 mg·L^-1>900 mg·L^-1>300 mg·L^-1>0,600 mg·L^-1的发芽率最高,为14%。紫果型黑蕊猕猴桃种子最佳萌发条件为:温度23℃,低温层积60 d,600 mg·L^-1的赤霉素浸泡种子。