草食动物对植物种子的消化道传播研究进展

在Janzen提出“双F假说”之后,草食动物对植物种子的消化道传播就被广泛接受并做了大量的研究工作。草食动物对种子的消化道传播受到诸多因素的影响,这些影响因素概括起来包括4个方面,植物种子自身的结构特点(诸如种子大小形状、种子种皮结构、种子的休眠特征等),动物消化道特征,日粮结构,粪便物理状态。由于这些因素主要包括的植物种子和动物两方面,因此就派生出草食动物植物种子之间是否存在协同进化这一问题。笔者从草食动物消化道传播的理论基础、影响种子消化道传播的主要因素以及草食动物和植物之间在种子消化道传播中是否存在协同进化进行了系统综述,对近年来相关研究进行了总结,提出了在今后有关植物种子消化道传播研究中需要关注的热点。     

NaCl胁迫对四种荒漠植物种子萌发的影响

试验以采自内蒙古阿拉善荒漠4种优势植物:梭梭、红砂、驼绒藜和碱蓬种子为材料,在0～1.8 mol/L的NaCl范围内,研究了盐分胁迫对种子萌发的影响,探讨了经NaCl浸种预处理后种子的萌发恢复能力。结果表明,随NaCl浓度的升高,梭梭、红砂、驼绒藜和碱蓬种子的萌发和初生根生长均受到不同程度的抑制,总体来看,盐溶液浓度越高,抑制作用越明显。但轻度的NaCl胁迫可提高碱蓬种子的发芽率、发芽指数,促进驼绒藜种子的萌发。4种荒漠植物种子萌发的盐度阈值分别为1.8,0.6,0.9和0.5 mol/L,说明梭梭种子萌发的耐盐性最强,而碱蓬的耐盐性最弱。经NaCl浸种预处理的种子在适宜条件下可以恢复萌发,但浸种时间越长,种子受盐胁迫的影响越大,甚至其萌发完全被抑制。短时间的NaCl浸种预处理提高了红砂种子的发芽率,并显著提高了其发芽指数,刺激了梭梭、红砂和驼绒藜的初生根生长,而碱蓬的初生根生长则一直受到NaCl浸种预处理的抑制。     

PEG模拟干旱胁迫对四种荒漠植物种子萌发的影响

试验以内蒙古阿拉善荒漠4种优势植物:梭梭、红砂、驼绒藜和碱蓬种子为材料,在-3.0～0 MPa 的PEG渗透势下,研究了干旱胁迫对种子萌发的影响,探讨了经PEG浸种预处理后种子的萌发恢复能力。结果表明,随PEG渗透势的下降,梭梭、红砂、驼绒藜和碱蓬种子的萌发和初生根生长均受到不同程度的抑制,总体来看,PEG渗透势越低,抑制作用越明显。但是,轻度的干旱胁迫能促进红砂、驼绒藜和碱蓬种子的萌发,提高红砂和碱蓬种子的发芽指数,刺激了4种荒漠植物的初生根生长。4种荒漠植物种子萌发的最低渗透势阈值分别为-3.0,-2.1,-2.1和-1.5 MPa,说明梭梭种子萌发的抗旱性最强,而碱蓬的抗旱性最弱。经PEG浸种预处理的种子在适宜条件下可以恢复萌发,但浸种时间越长,种子受干旱胁迫的影响越大,甚至其萌发完全被抑制。短时间的PEG浸种预处理提高了红砂种子的发芽率,并显著提高了其发芽指数,刺激了梭梭、红砂、驼绒藜的初生根生长,而碱蓬的初生根生长则一直受到PEG浸种预处理的抑制。     

青藏高原东缘唇形科植物种子大小对萌发的影响研究

以青藏高原东缘地区24种唇形科(Lamiaceae)种子为材料,在室外自然光照条件下进行萌发试验,研究种子大小与萌发特性的关系,为当地的植被保护或恢复对策的制定提供一定的科学依据。结果表明:24种唇形科植物种子的百粒重为0.0061～0.5688 g,跨越2个数量级,平均大小0.1200 g,60%的物种种子百粒重小于0.1200 g,表明在青藏高原东缘唇形科植物种子中小种子占优势。种子大小与萌发率和萌发速率指数呈极显著负相关(P<0.01);种子大小与集中度呈极显著正相关(P<0.001);种子大小与萌发开始时间的相关性不显著。这些结果说明,这24种唇形科植物的大种子物种和小种子物种有2种相反的萌发对策:小种子萌发率高,萌发速率快,萌发历期短,萌发整齐性好;大种子与小种子相反,并共同与其扩散能力构成了一个由小种子物种(拓植能力)到大种子物种(竞争能力)的连续体,从种子萌发对策上解释了大、小种子物种在同一自然群落中如何共存的问题。     

光照对陕北退耕地主要植物种子萌发的影响

种子萌发过程中对光的感应能够保障种子在合适的条件萌发、出苗,因而光照的有无会对某些物种种子萌发产生影响。本研究以陕北黄土丘陵沟壑区退耕区10种主要植物种子作为研究对象,通过室内萌发法,在全光照与全黑暗两种条件下对种子萌发特征进行分析。结果表明,10种典型植物大部分种子萌发迅速,光照条件下在4 d内有7种植物种子萌发达到T_(50)(萌发种子数达最终发芽种子总数的50%),达到T_(50)所用时间最长的也只需9 d;试验物种中有7种光照条件下达T_(90)所用时间较少,且光照条件下不同物种的发芽指数差异显著(P 0.05);光照条件下种子萌发率显著大于黑暗条件下的有香青兰(Dracocephalum moldavica)、铁杆蒿(Artemisia sacrorum)、益母草(Leonurus artemisia)、菊叶委陵菜(Potentilla tanacetifolia)和败酱(Patrinia scabiosaefolia)。只有狗尾草(Setaria viridis)萌发率在黑暗条件下显著大于光照条件。其余植物种子萌发率在两种条件下差异不显著(P 0.05)。综上所述,光照是影响陕北退耕地植物种子萌发的重要因素,黑暗对研究中多数物种种子萌发具有抑制作用。因而,侵蚀淤埋遮光是植物更新的潜在限制因素。     

聚乙二醇对羊茅属4种植物种子萌发特性的影响研究

用不同浓度聚乙二醇(PEG)溶液作为渗透胁迫剂,对羊茅属Festuca 4种牧草种子的萌发情况进行了研究.结果表明,低PEG浓度(5%)促进中华羊茅F.sinensis和西北羊茅F.kryloviana胚根的生长,较高PEG浓度(10%～15%)显著抑制4种羊茅植物胚根和胚芽的生长及种子发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数的提高,PEG浓度对胚芽生长的抑制效应比胚根大.各植物胚根(芽)长、发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均随PEG浓度的增加呈显著降低变化(P＜0.05).胚根/胚芽比、发芽率、发芽势可作为羊茅属牧草种子萌发期抗旱性初步评定的鉴定指标.4种植物的抗旱性顺序为中华羊茅＞西北羊茅＞毛稃羊茅F.kirilovii和法恩苇状羊茅F.arundincea.     

苔草属植物种子休眠与萌发研究现状

苔草属（Carex）植物种类多,分布范围极广,适应性强,观赏价值高,是优良草坪及地被植物的新资源。可是,苔草属种子普遍具有很强的休眠特性,萌发率低,发芽起始晚,以及夏季次生休眠的诱导,故长期以来限制了苔草植物在草坪中的应用。总结了国内外苔草种子休眠和萌发的研究成果,对苔草种子的特性、休眠类型、休眠机制、破除休眠的方法、发芽需要的条件等方面进行了综述。同时,提出了今后苔草属种子休眠和萌发方面的研究方向。     

NaCl处理对4种牧草植物种子萌发的影响

为探究草木樨（Melilotus suaveolens Ledeb.）、沙打旺（Astragalus adsurgens Pall.）、沙米（Agriophyllum squarrosum（Linn.）Moq.）、蒙古冰草（Agropyron mongolicum Keng）4种牧草种子在不同浓度NaCl处理下的萌发情况,本试验采用50 mmol·L^-1,100 mmol·L^-1,150 mmol·L^-1,200 mmol·L^-1,300 mmol·L^-15种NaCl浓度处理这4种牧草种子,测定其种子的发芽率、发芽指数等。结果表明：低浓度NaCl（50 mmol·L^-1和100 mmol·L^-1）处理对草木樨和沙打旺种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数的影响不显著,但对沙米和蒙古冰草种子的发芽有显著抑制作用;当NaCl浓度达到150 mmol·L^-1和300 mmol·L^-1时,沙米和蒙古冰草种子均不能发芽;4种牧草种子对NaCl的耐受程度由强到弱的顺序为：草木樨、沙打旺、蒙古冰草、沙米。     

醉马草内生真菌共生体对其伴生植物种子萌发的影响

以我国西北部天然草原广泛分布的烈性毒草醉马草(Achnatherum inebrians)和其主要伴生种针茅(Stipa capillata)、硬质早熟禾(Poa sphondylodes)为供试材料,采用纸上发芽法(TP)测定醉马草地上部分的水浸提液对2种植物种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明:带菌(E+)醉马草的水浸提液对受体植物的种子萌发和幼苗生长主要表现抑制作用(P0.05),而且抑制作用随浸提液浓度升高而加强;不带菌(E-)醉马草的水浸提液对受体植物的种子萌发没有显著的影响,只有0.2 g/mL的水浸提液对幼苗的生长有显著的抑制作用。综上所述,带菌醉马草提取液对针茅和硬质早熟禾种子萌发和幼苗生长有强烈的抑制作用,而不带菌醉马草则对2种禾草没有显著的影响。     

贮藏条件和温度对4种蒺藜科植物种子萌发的影响

对河西走廊泡果白刺Nitraria sphaerocarpa、唐古特白刺N. tangutorum、骆驼蒿Peganum nigellastrum和驼蹄瓣Zygophyllum fabago 4种蒺藜科植物的种子经过冬季土壤埋藏和室温贮藏各80 d后,在5种温度（10 ℃、15 ℃、20 ℃、25 ℃、5 ℃/ 25 ℃）条件下进行了萌发测试。结果表明,唐古特白刺、骆驼蒿和驼蹄瓣的种子萌发主要受温度的影响,萌发率随温度升高而增大;唐古特白刺种子经过冬季埋藏后,培养在15 ℃和20 ℃条件下达到最大萌发率（40%50%）,而经室温贮藏后培养在25 ℃下有最高萌发率（40%50%）;骆驼蒿和驼蹄瓣种子经过冬季埋藏后,培养在5 ℃/25 ℃下达到最高萌发率（80%;90%100%）,经室温贮藏后,同样培养在5 ℃/25 ℃下也达到最高萌发率（60%70%;60%）;在10 ℃条件下,3 种植物种子的萌发率不足10%。泡果白刺的种子萌发主要受贮藏方式的影响,埋藏后种子萌发率显著大于室温贮藏的种子,埋藏后的种子培养在20 ℃或25 ℃下达到最高萌发率（60%70%）。     

温度对17种高寒草地植物种子大小与萌发特征关系的影响

种子大小是种子的重要属性之一,而温度是影响种子萌发的重要因素。本研究以在青藏高原东缘收获的17种植物种子为研究对象,通过设置不同温度条件(10、15、20、25℃)室内萌发试验,研究了温度对种子大小与种子萌发特征(发芽率、发芽势、发芽指数、平均发芽时间、死亡率及真菌侵染率)关系的影响。结果表明：1)整体上,种子大小与种子发芽率、真菌侵染率呈显著正相关关系(P <0.05),而与发芽势、发芽指数、平均发芽时间及死亡率均无显著相关关系(P> 0.05)。2)在10℃条件下,种子大小与种子发芽率无显著相关关系(P> 0.05),但在15、20和25℃条件下,种子大小与发芽率之间均呈显著正相关关系且随着温度升高相关性增强(P <0.05)。3)在各温度条件下,种子大小与真菌侵染率均呈显著正相关关系(P <0.05),且在25℃条件下两者相关性最强。因此,温度的增加不仅可以提高大粒种子的发芽率,同时也增加了其遭受病原真菌侵染的风险。本研究为气候变化背景下青藏高原植物种子的萌发与存活提供了理论依据。     

青藏高原东缘15种藜科和蓼科植物种子萌发特性

以青藏高原东缘15种藜科和蓼科植物种子为对象,在100%全自然光照和3%自然光强的人工遮荫条件下统计了植物种子的萌发率和相对光萌发率,分析了此15种植物种子在两种光照水平下的萌发率差异以及相对光萌发率与种子大小的关系。结果显示,各物种种子萌发对光照的响应没有一致性的规律,但相关分析结果表明,1)整体上,随着种子大小的增加,萌发对光照的依赖性逐渐降低(P<0.05); 2)不同生活型植物种子萌发对光照的依赖程度不同,即一年生植物种子萌发对光照敏感且随着种子大小的增加萌发对光的依赖性降低(P<0.001),而多年生植物种子萌发不依赖于光照(P>0.05)。证明种子大小和生活型共同影响着种子萌发对光照的响应。     

异龄苜蓿土壤浸提液对3种植物种子萌发的影响

采用自甘肃庆阳和定西地区不同年龄紫花苜蓿(Medicago sativa L.)土壤制备浸提液,应用纸上发芽法检测其对苜蓿、萝卜(Raphanus sativus L.)和小麦(Triticum aestivum L.)种子萌发的影响.结果表明:不同生长年龄苜蓿土壤浸提液对苜蓿种子萌发以及胚根和胚芽的抑制程度为年>3年>9年,在庆阳龄苜蓿土壤浸提液(00 g干土/L)中苜蓿发芽率下降18%,其胚芽和胚根显著受抑(P<0.0),比对照分别降低69%和80%.在平均降水391mm的定西,4年以下苜蓿土壤无明显自毒性;苜蓿秋季翻耕休闲有利于3个供试种的萌发及胚根和胚芽的生长,有效解除了年龄以上苜蓿土壤的自毒效应,苜蓿-小麦轮作系统中,苜蓿后茬小麦建植不受苜蓿毒性的影响.     

温度、冷层积和化学试剂处理对3种莎草科植物种子萌发的影响

为明晰莎草科植物种子萌发特性,提高莎草科牧草种子的萌发率。本文以3种莎草科种子为研究对象,采用8种温度条件、3种化学试剂和冷层积处理法,结合扫描电子显微镜技术研究莎草科种子对各种处理的萌发响应过程。结果表明：变温下种子的萌发率显著高于恒温下的萌发率,华扁穗草(Blysmus sinocompressus)和帕米尔薹草(Carex pamirensis)种子最适萌发温度分别为15℃/25℃和15℃/30℃;华扁穗草为萌发喜光性种子、帕米尔薹草为萌发光不敏感性种子;冷层积处理和化学试剂+冷层积综合处理能显著提高华扁穗草种子的萌发率,并显著降低萌发时滞;化学试剂+冷层积综合处理能使帕米尔薹草种子的萌发率达到70%以上;青藏薹草(Carex moorcroftii)种子在化学试剂+冷层积下萌发率最高达到10%;一定浓度的硫酸(H₂SO₄)、氢氧化钠(NaOH)、次氯酸钠(NaHClO)溶液均能破坏种皮,更易于水分和氧气进入种子,从而促进种子萌发。     

高寒/亚高寒草甸植物种子萌发特性及其影响因素

种子萌发是植物生活史的关键阶段,强烈影响着物种建植、种间共存和群落结构。本研究选取青藏高原东缘高寒/亚高寒草甸为研究区,选择104种常见植物开展萌发试验,探讨种子萌发特性的影响因素。结果表明,高寒/亚高寒草甸植物种子的萌发行为受到系统发育的强烈控制,科分类单元分别能够解释50.74%、35.22%、19.68%、16.57%和37.92%的萌发率、萌发时间以及萌发不确定性、同步性和变异性。高寒/亚高寒草甸植物的萌发特性还受到生活史特征的影响：多年生植物的平均萌发时间比一年生植物长5.21 d,不确定性高0.73;种子大小每增加1 mg,平均萌发时间延长1.07 d,萌发不确定性升高0.14,同步性降低0.03;在小株、中株、大株3类株高中,大株植物的萌发率、萌发不确定性及变异性较高,同步性较低。此外,海拔梯度上的广布种的平均萌发率比狭布种高6.89%,平均萌发时间短1.20 d。在高寒/亚高寒草甸植物群落中,系统发育是决定种子萌发特性的重要约束条件,物种通过采取快速同步萌发的机会主义对策、“两头下注”的异步萌发对策等不同的萌发策略应对不可预测环境。     

十种荒漠植物种子萌发对温度的响应

温度是影响植物种子萌发和出苗最重要的环境因子之一,研究植物种子萌发对温度的响应,对确定物种的适宜播种时期和预测田间出苗率等有着重要的意义。以10种荒漠植物:沙冬青、白沙蒿、沙打旺、中间锦鸡儿、柠条锦鸡儿、无芒隐子草、梭梭、杨柴、花棒和霸王种子为材料,在5~40 ℃范围设置了8个温度条件,测定种子萌发的动态变化,通过积温模型分析了供试植物种子萌发的温度三基点:萌发的基础温度(Tb)、适宜温度(To)、最高温度(Tc)以及萌发的温度时间值(θ_T)。结果表明:在参试物种阈值中,To以无芒隐子草最高,为33.7 ℃,其次是沙冬青为28.3 ℃,其他物种在17.4~24.9 ℃;Tb以沙打旺最低,为0.3 ℃,其次是梭梭为1.9 ℃,其他物种介于6.7~15.0 ℃;Tc以梭梭最高,为45.3 ℃,其次是无芒隐子草为43.9 ℃、沙打旺43.3 ℃、沙冬青39.7 ℃,其余物种在25.0~34.2 ℃;梭梭萌发温度范围最大,为1.9~45.3 ℃,而霸王最小,为15.0~30.0 ℃。供试物种在亚适温条件下,种子萌发的温度时间值从小到大依次为:沙冬青(79 ℃·d)、梭梭(94 ℃·d)、白沙蒿(114 ℃·d)、杨柴(127 ℃·d)、霸王(132 ℃·d)、花棒(177 ℃·d)、沙打旺(184 ℃·d)、中间锦鸡儿(217 ℃·d)、柠条锦鸡儿(302 ℃·d)、无芒隐子草(334 ℃·d)。     

青藏高原东北部酸模属植物种子萌发特性的研究

研究了青藏高原东北部高寒地区蓼科酸模属(Rumex)5种植物种子特征，结果表明发芽温度范围、发芽适温、发芽所需的天数以及发芽率对种子萌发特性有不同的影响。     

静电场对早熟禾中子萌发的影响

对早熟禾（优异）种子进行了不同电场强度（１．０ｋｖ／ｃｍ、２．０ｋｖ／ｃｍ、３．０ｋｖ／ｃｍ、４．０ｋｖ／ｃｍ、５．０ｋｖ／ｃｍ） （１０ｍｉｎ、２０ｍｉｎ、３０ｍｉｎ）的处理,发现静电场能提高其发芽率。