光照、干旱交互作用对野大麦种子萌发和幼苗生长的影响

本研究对野大麦(Hordeum brevisubulatum)种子进行室内萌发实验,以PEG模拟干旱胁迫,研究了3种光照(全光,遮阴,黑暗)、3个PEG浓度(0%,10%,15%)及其二者互作对种子萌发和幼苗生长的影响。结果表明,在相同光照条件下,随着PEG浓度的增加,种子发芽率、根长和芽长均有下降的趋势。轻度干旱(10%PEG)胁迫时,遮光和黑暗条件下种子的发芽能力显著高于对照,且在黑暗处理下萌发的各项指标均达到最大值;重度干旱(15%PEG)胁迫时,黑暗处理促进了种子的萌发和幼苗生长。光照、干旱及其二者互作对种子萌发和幼苗生长均有显著影响;野大麦种子萌发及幼苗生长对干旱的响应依赖于光强,遮光可缓解干旱胁迫对野大麦种子萌发和幼苗生长的伤害,提高其抗旱性。     

温度和干旱胁迫对川西北高寒沙区3种优势植物种子萌发的影响

利用气候箱培养,分析温度和PEG浓度变化对川西北高寒沙区3种优势植物鲜黄小檗(Berberis diaphana)、金露梅(Potentilla fruticosa)、大果圆柏(Sabina tibetica)种子萌发的影响。结果显示:大果圆柏种子在该实验处理条件下没有萌发;金露梅萌发最适温度为25℃,鲜黄小檗种子15℃萌发情况最好,发芽指数和发芽势较高,35℃时3种植物均不能萌发;轻度干旱胁迫(5%PEG浓度)与对照组相比,发芽率、发芽指数、发芽势总体上差异不显著;中度干旱胁迫(10%PEG浓)显著减低了其发芽率、发芽指数、活力指数,对发芽势的影响较小;当重度胁迫时(20%PEG浓度),显著抑制了种子萌发,鲜黄小檗种子的萌发率与对照相比下降了96.67%,但低温条件下重度干旱胁迫时,金露梅种子的萌发率与对照相比差异不显著。抗旱性综合评价的结果显示,金露梅、鲜黄小檗种子萌发阶段的抗旱性强弱表现为金露梅强于鲜黄小檗。2种植物种子萌发对温度和水分变化响应的差异,体现各自对生境的适应特性。     

甘蓝型油菜TIP4;1基因的克隆与表达分析

水孔蛋白是位于质膜和液泡膜等生物膜上主要负责水分跨膜运输的通道蛋白。为了分析甘蓝型油菜种子萌发过程水分调控的分子机制,采用RT-PCR法从甘蓝型油菜种子中克隆了液泡膜内在蛋白(Tonop last intrinsic proteins,TIPs)TIP4;1基因片段序列,并对甘蓝型油菜种子TIP4;1基因在种子萌发过程及干旱、低温和盐胁迫下的表达进行了qRT-PCR(Quantitative Real-time PCR)分析。结果表明,TIP4;1基因在干种子中表达水平很低,但是在种子萌发过程中表达量增加。此外,在干旱、低温及盐的胁迫处理下,TIP4;1基因的表达上调,结果暗示着该基因可能参与了甘蓝型油菜种子萌发和逆境响应过程。随着研究的深入,水孔蛋白的水分调控机制将进一步被揭示,这对于解决干旱胁迫和盐胁迫等实际问题具有重大现实意义。     

干旱胁迫对白刺花种子萌发的影响

为了解白刺花抗旱性的生理效应,为其在喀斯特干旱地区的生态复原与重建提供理论和实践基础,本研究运用不相同的浓度PEG-6000(聚乙二醇)溶液(0%,5%,10%,15%,20%)模拟干旱胁迫,通过生理指标萌发率、电导率、POD、CAT、α-淀粉酶,研究干旱胁迫下对白刺花种子萌发的影响。结果显示:在不同干旱胁迫下,白刺花种子有类似的发芽势,但白刺花种子萌发率在中浓度干旱处理明显高于重浓度干旱和零干旱处理。重浓度(20%PEG)干旱胁迫处理使白刺花种子萌发起始时间比零干旱和中浓度干旱胁迫处理要迟;而抗氧化酶POD、CAT对于干旱胁迫的响应不同,与对照组相比,中度(10%PEG,15%PEG)处理使白刺花种子POD、CAT活性增强,而重浓度20%PEG干旱胁迫处理对于酶活性有明显的抑制作用。说明,在低浓度PEG胁迫下,白刺花种子具有较强的抵抗能力,提高浓度和长时间的处理能力有限。     

外源SLs和纳米K2MoO4对干旱胁迫下油菜种子萌发的影响

干旱胁迫是油菜种子萌发和生长发育的主要限制因子之一。以甘蓝型油菜品种Q2（抗旱型）和秦优8号（干旱敏感型）为试验材料,研究干旱对油菜种子萌发的影响,探讨外源生长调节物质独脚金内酯（SLs）和纳米材料（n-K₂MoO₄）对干旱胁迫下油菜种子萌发的生理调控作用。结果表明,干旱胁迫显著抑制种子萌发,SLs和n-K₂MoO₄均可显著提高发芽率,增加幼苗干重和子叶叶绿素含量,提高超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性及可溶性糖、脯氨酸含量,降低丙二醛含量。0.10µmol/L GR24+0.24mmol/L K₂MoO₄对干旱胁迫下种子萌发和氧化损伤的缓解效应较好。外源SLs和n-K₂MoO₄通过提高油菜种子萌发期的保护酶活性和渗透调节物质含量来提高抗旱性。本研究表明植物激素和纳米材料在农业生产中具有应用价值。     

PEG模拟干旱胁迫下不同大麻品种萌发期抗旱性评价

萌发期是大麻生长周期中的一个关键时期,此期的干旱对大麻生长及产量有着重要的影响。本研究选用云麻1号等10个大麻品种为实验材料,采用PEG-6000模拟干旱胁迫的方法,对大麻萌发期的抗旱性进行分析和评价。通过高渗透压下初步筛选出萌发性和抗旱性较好的5个大麻品种。在不同PEG浓度下大麻萌发期抗旱性评价中发现,低浓度PEG溶液能促进大麻种子萌发,随着PEG浓度的增加,大麻种子萌发受到的抑制作用越大,当PEG浓度为20%时,不同品种的萌发指标差异显著,可以在此浓度下,进行抗旱性大麻品种(系)的筛选鉴定。通过隶属函数法综合评价发现,云南的3个大麻品种表现出较强的抗旱性,其中云晚6号萌发期的抗旱性最强。     

甘蓝型油菜DH群体苗期抗旱性的评价

中国油菜主产区常常受到秋冬旱和春旱危害而影响产量及品质。本文通过盆栽试验,以株高(PH)、根长(RL)、地上部干重(SDW)、根干重(RDW)、根冠比(R/S)、总干重(TDW) 6个性状的抗旱系数作为抗旱性评价指标,对甘蓝型油菜DH(doubled haploid)群体的118个株系及其亲本进行苗期抗旱性评价,筛选极端抗旱DH系。结果表明,与对照相比,干旱严重抑制了甘蓝型油菜苗期的生长,6个评价指标均表现出显著差异,其中根干重的变异系数最大;在对照和干旱条件下,群体各株系各性状均表现出超亲连续分离,大部分呈正态分布,抗旱条件下的分离更为明显;相关性分析表明,地上部干重、根干重和总干重抗旱系数可作为甘蓝型油菜苗期抗旱性的主要评价指标;     

PEG-6000模拟干旱胁迫对亚麻种子萌发的影响

为了解决亚麻在干旱环境下的有效存活问题,以四种亚麻品种为试验材料,采用PEG-6000模拟干旱胁迫,研究亚麻种子在萌发期对干旱胁迫的生理生态响应及抗旱性评价。研究结果表明,低浓度的模拟干旱胁迫能促进种子的萌发速度和数量,其中5%处理下四种供试材料的种子发芽率均高于对照。随干旱胁迫的增加,四种亚麻品种的株高明显降低,根长变化不大,地上部和地下部含水率均呈下降趋势。根据隶属函数值法计算出四种亚麻品种在种子萌发期的抗旱性为轮选3号＞定亚23号＞轮选2号＞陇亚8号,各指标相关性分析结果表明发芽率与地上部含水率显著负相关,根鲜重与抗旱性呈显著正相关关系。     

甘蓝型油菜种子萌发期耐铝毒特性综合评价及其种质筛选

种子萌发是油菜植株形态建成的重要阶段,铝毒是酸性土壤中影响其种子萌发的主要因素之一,因此筛选出种子萌发过程中耐铝毒种质对油菜生产及研究具有重要意义。本研究利用5份甘蓝型油菜品种(系)筛选出油菜萌发期耐铝毒种质资源处理的适宜胁迫浓度为90μg mL~(-1)。并以该浓度处理148份甘蓝型油菜品种(系)种子,于萌发期测定其发芽势、发芽率、鲜重、干重、根长和芽长等指标,通过铝毒胁迫耐性综合评价值(A值)、平均隶属函数值(ASF值)、对铝毒加权耐性系数(WAC值)、相关性、频数、主成分、灰色关联度、聚类和逐步回归分析等鉴定萌发期耐铝性,建立萌发期对铝毒耐性综合评价模型并筛选出适宜的评价鉴定指标。结果表明, 148份甘蓝型油菜的萌发期各指标在品种(系)间存在显著差异;筛选出萌发期耐铝毒甘蓝型油菜品种(系) 01188、WH-20、A109、甲预31棚等。根据灰色关联度及回归分析结果认为,在油菜萌发期测定其根长、芽长、鲜重、发芽率和发芽势,通过回归方程估算其A值,可以初步判断甘蓝型油菜种质的耐铝毒特性。     

白芥和甘蓝型油菜属间杂种后代种子结构比较

白芥具有很多优良的农艺性状,从白芥和甘蓝型油菜属间体细胞杂种后代中筛选出多个具有黄籽或趋向黄籽性状的株系,利用光学显微镜和电子显微镜技术观察它们种子的结构。回交后代种皮解剖结构与甘蓝型油菜相似,而与白芥相差较远。种皮色素主要分布在栅栏层,甘蓝型油菜和部分后代株系中有色素分布,而白芥和部分黄籽后代株系中没有色素分布。栅栏层在甘蓝型油菜中最厚,在白芥中最薄,而后代介于两者之间。回交后代和甘蓝型油菜种皮表面纹饰为网-穴状,白芥为沟槽状或水疱状。胚子叶细胞面积以白芥最小,甘蓝型油菜最大,后代介于两者之间;而蛋白体面积指数以白芥最大,甘蓝型油菜最小,后代介于两者之间。超微结构观察表明,亲本和后代蛋白体均为球状晶体蛋白体,油体有大、小两种,其大小在亲本和后代间有差异。上述结果表明,回交后代株系种子解剖结构与甘蓝型油菜相近,种皮颜色、色泽深浅和栅栏层厚度,以及胚子叶细胞大小、油体和蛋白体等受亲本白芥的影响而发生变化。     

PEG-6000胁迫对小麦种子材料萌发的影响

以6份小麦种子为材料,采用不同浓度PEG-6000溶液模拟干旱胁迫,通过种子萌发过程中相对发芽率、相对发芽指数、胚根长、胚芽长、相对抗旱指数、相对活力指数等指标对6份玉米材料种子抗旱能力进行测试.结果表明,小麦种子萌发期的相对发芽率、相对发芽指数、相对活力指数与干旱胁迫呈负相关;6份小麦种子材料萌发期的抗旱性表现为:荣...     

不同品种燕麦萌发期抗旱性比较

为了研究不同燕麦品种萌发期的抗旱能力,采用培养皿发芽法,用不同浓度聚乙二醇-6000(PEG)溶液模拟干旱胁迫环境,对6个燕麦品种进行研究,测定各个品种的种子发芽率、发芽势、活力指数、根长、芽长度及株重等指标。结果表明:5%PEG可促进裸燕麦不同品种种子萌发。随着PEG浓度的升高,对种子萌发产生抑制作用,并随PEG浓度的增加,抑制作用逐渐加强。采用综合打分法,确定了6个燕麦品种萌发期抗旱性为坝莜1号﹥白燕2号﹥H 44﹥晋燕2号﹥冬选2-65-2﹥白燕11号。     

食用蒲公英种子萌发对PEG-6000模拟干旱胁迫的响应

采用浓度分别为0％、5％、10％、15％、20％和25％的PEG-6000溶液模拟干旱条件,测定蒲公英种子在不同干旱胁迫条件下的日相对萌发率、发芽势、发芽指数、活力指数及上下胚轴长度等指标,研究了蒲公英种子萌发及幼苗生长对PEG-6000模拟干旱胁迫的响应,探讨了经20％、25％ PEG-6000浸种预处理后种子的萌发恢复能力.结果表明:5％PEG-6000胁迫下提前了萌发高峰、提高了发芽率,促进了种子的萌发;10％PEG-6000胁迫显著降低了种子发芽势,但未对其发芽率产生显著影响;高度水分胁迫(15％ PEG-6000浓度)显著抑制了蒲公英种子的萌发,并延长其萌发时间,但是,其种子萌发率仍是对照的73.35％,说明蒲公英具有很强的抗旱性.当重度胁迫时(20％、25％ PEG-6000浓度)蒲公英种子未见萌发,解除胁迫后遇充足水分,蒲公英种子即立刻快速整齐的萌发,表现为蒲公英种子对较强干旱环境的适应性,也是野生植物的生存策略之一.     

PEG-6000干旱胁迫对16个苜蓿品种种子萌发的影响

采用不同浓度PEG-6000模拟干旱胁迫的方法对16个苜蓿品种种子萌发期的抗旱性进行比较,并对苜蓿萌发期抗旱性评价指标进行了筛选.研究结果表明:不同浓度PEG-6000胁迫对苜蓿种子的发芽率和发芽势均有抑制作用,随着胁迫强度的增强,种子的发芽率和发芽势明显下降.相对发芽率、相对发芽势和半致死水势(耐旱临界水势)可作为苜蓿品种萌发期耐旱性评价指标.根据发芽率、相对发芽势和半致死水势3个抗旱指标的评价结果,一致认为:苜蓿王、金皇后、爱菲尼特和德国德贝种子萌发期抗旱性较强,FGZT 106,敖汉和West blend抗旱性较弱.     

模拟岩溶旱钙胁迫对宽叶雀稗种子萌发的影响

为揭示宽叶雀稗种子萌发期对岩溶地区旱钙胁迫的适应性,以不同渗透势(-0.1 MPa、-0.3 MPa、-0.5 MPa)的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫、不同浓度(5 mmol·L~(-1)、25 mmol·L~(-1)、50 mmol·L~(-1))的CaCl_2溶液模拟钙盐胁迫、不同浓度的CaCl_2溶液和PEG-6000溶液配合模拟旱钙胁迫,测定各胁迫处理下宽叶雀稗种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、胚芽及胚根的长度和干重,并采用隶属函数综合分析宽叶雀稗种子萌发期对胁迫的耐受程度。结果表明:1)-0.1 MPa干旱胁迫下宽叶雀稗的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均显著高于对照,-0.5 MPa干旱胁迫下,萌发指标则显著降低。-0.1 MPa和-0.3 MPa干旱胁迫下胚根的长度和干重显著高于对照。2) 5 mmol·L~(-1)和25 mmol·L~(-1)CaCl_2处理下,宽叶雀稗各项萌发指标均较对照明显提高,在50 mmol·L~(-1)CaCl_2处理时各项萌发指标均较对照明显降低。3)旱钙胁迫环境下,-0.1 MPa干旱胁迫和5 mmol·L~(-1)和25 mmol·L~(-1)CaCl_2混合胁迫可以促进宽叶雀稗种子萌发,-0.5 MPa干旱胁迫和50 mmol·L~(-1)CaCl_2混合胁迫抑制宽叶雀稗种子萌发,且抑制程度较单一胁迫更大。干旱、钙盐及旱钙胁迫对宽叶雀稗种子萌发具有低促高抑的特点。隶属函数综合分析表明,促进宽叶雀稗种子萌发的胁迫界限为:-0.1 MPa干旱胁迫,5 mmol·L~(-1)和25 mmol·L~(-1)钙盐胁迫,及-0.1 MPa+5 mmol·L~(-1)、-0.1 MPa+25 mmol·L~(-1)、-0.3 MPa+5 mmol·L~(-1)旱钙胁迫。     

扁蓿豆不同种质材料种子萌发期抗旱性比较

采用5个PEG渗透势梯度模拟干旱胁迫,以黄花苜蓿作对照,探讨了4份扁蓿豆种质材料种子萌发期的抗旱性。通过对种子相对发芽率、相对活力指数和半致死渗透胁迫强度3项指标的综合分析,扁蓿豆种质材料在种子萌发期的抗旱性高于黄花苜蓿,4份扁蓿豆种质材料抗旱性大小顺序为:材料4>材料1>材料3>材料2。其半致死渗透胁迫强度分别为:-1.30MPa、-1.03MPa、-0.85MPa、-0.78MPa。     

糯玉米自交系芽期抗旱性鉴评

通过PEG溶液人工模拟干旱胁迫条件,对50份糯玉米自交系进行了萌发期的抗旱性评价.结果表明,水分胁迫对相对发芽势、相对发芽率、胚芽长、胚根长、萌发抗旱指数、贮藏物质转化率等均有不同程度的影响.与此同时,使用隶属函数法对糯玉米自交系进行了抗旱性的综合评价,其中G 35、Y 52、Y3-5、Y 9-6为萌发期抗旱性较强的4个品种;Y2-4、G 04、Y 8-5、Y 1-10、Y 3-12为萌发期抗旱性较弱的5个品种;其余则为萌发期抗旱性中等的品种.     

红花种子萌发期抗旱性鉴定与评价

为了探索红花耐旱机制及为选育耐旱品种提供理论依据,本文研究了干旱胁迫对红花种质萌发及生长状况的影响。采用聚乙二醇(PEG-6000)模拟干旱胁迫处理,对干旱胁迫下10个红花种质萌发率及幼苗生长指标进行测量,并对各测量指标进行模糊隶属函数分析。结果表明低浓度的PEG对红花种子萌发有一定程度的促进作用；当浓度为15%时,对各指标的抑制作用明显,因此本研究选用15%的PEG浓度鉴定红花种质的抗旱性。在干旱胁迫下红花发芽势、发芽率、下胚轴重、子叶重等降低,胚芽生长受到抑制,干旱对不同种质的根长和根重的影响不一致。通过种子萌发抗旱指数及隶属函数值对红花种质萌发期抗旱性进行综合评价,其中BXY1465为萌发期抗旱性强的材料,BXY512、BXY426、BXY1466以及BXY1859属于萌发期抗旱性中等的材料,BXY1805、BXY2527、BXY2110、BXY750以及WH0086属于萌发期抗性弱的材料。     

人工合成甘蓝型油菜抗旱性及DNA甲基化水平分析

甘蓝型油菜是具有重要经济价值的多倍体物种,是优质食用植物油和饲料蛋白质的重要来源之一。但是其驯化历史较短,遗传背景狭窄,且在整个生命周期中都对干旱胁迫敏感,因此培育高产耐旱品种是甘蓝型油菜的重要育种目标之一。本文用15%PEG-6000模拟干旱胁迫,对人工合成甘蓝型油菜不同世代(S1～S4)及其二倍体亲本进行不同时间的胁迫处理,并结合表型观察,以及叶片中丙二醛(MDA)、可溶性蛋白含量、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等生理指标的测定,初步了解上述材料的抗旱性差异。结合表型观察和叶片中相对含水量分析,发现人工合成甘蓝型油菜S1～S4及其亲本的抗旱性表现为甘蓝 Bn-S3 Bn-S4 Bn-S1 Bn-S2白菜型油菜。干旱胁迫后Bn-S3、Bn-S4的POD及SOD活性较高,MDA含量较低,表明Bn-S3和Bn-S4能更加有效地清除活性氧(ROS),对过氧化损伤的防御能力更强。通过HPLC分析发现所有材料的甲基化水平在胁迫12 h时最高,其中亲本白菜型油菜Br的甲基化水平最高, Bn-S1和Bn-S4介于两亲本之间,而Bn-S2和Bn-S3低于两亲本。甲基化敏感多态性分析也显示人工合成甘蓝型油菜在干旱胁迫后,甲基化和去甲基化水平均发生了明显的变化,表明植物的甲基化变化可能有利于提高其抗旱能力。     

甜菜ARF基因家族生信分析及种子萌发期差异表达

本研究旨在了解甜菜种子在萌发期,干旱环境条件下,ARF基因家族的表达差异。对处理组（15%PEG模拟干旱胁迫）和对照组（蒸馏水）萌发期3个阶段（干种子、种壳开裂、露白）甜菜样品进行了转录组测序。采用生物信息学方法对甜菜ARF基因系统进化、蛋白保守结构域、染色体分布、干旱下差异表达量进行了分析。氨基酸序列分析表明,甜菜萌发期ARF转录因子含有8个保守元件,8个保守元件的结构域所含有的氨基酸位点数量不一致,推测与相应的DNA分子进行结合和行使功能有关,在染色体上呈不均匀分布。转录组测序结果表明,干种子,种壳开裂和露白这3个时期,对照条件下和干旱条件下,EntrezID-104886784,104903260,104908672三种基因表达均量逐渐升高,且升高趋势明显。干旱胁迫条件下种壳开裂时,EntrezID-104886784表达量升高最为明显,其次是EntrezID-104903260,EntrezID-104908672表达量升高较少;对照中EntrezID-104908672,EntrezID-104886784表达量升高明显。而到了露白的时候,仅EntrezID-104903260表达量升高最为明显。甜菜基因组共有14个ARF转录因子,其中3个转录因子在干旱胁迫下差异表达,且预测干旱条件对EntrezID-104908672,EntrezID-104903260两个基因影响显著。