扫描电镜在嵩草种子结构及发芽研究中的应用

[目的]为了描述西藏7种嵩草（喜马拉雅嵩草、大花嵩草、藏北嵩草、短轴嵩草、线叶嵩草、矮生嵩草、高山嵩草）种子的形态特征,阐明不同种子预处理方法提高其发芽率的机理。[方法]利用扫描电镜放大倍率大、分辨率高、图像直观等特点,在嵩草属牧草种子结构及种子萌发研究中引入扫描电镜,对青藏高原东部嵩草属几种嵩草种子的形态、解剖特征进行了观察,并且对其形态特征进行初步描述。时7种嵩草种子做了不同浓度的赤霉素、PEG、硫酸、氢氧化钠化学处理,对其果皮特征进行了电镜观察。结合发芽试验,对嵩草属牧草种子萌发率低的原因及不同处理影响嵩草属植物种子萌发的机理进行了初步分析。[结果]除喜马拉雅嵩草种子果皮最外层的表皮细胞细胞壁较薄、有裂孔外,其他都具有种子小、果皮厚、外表致密、保护组织机械性强等特征。不同种子预处理方法对果皮的影响不同。赤霉素、PEG对果皮几乎无机械破坏作用;硫酸对果皮有一定的破坏作用,但作用有限;氢氧化钠对果皮的机械破坏效果最好。[结论]嵩草属牧草种子在试验条件下萌发率与其种子的果皮特征关系密切。嵩草属牧草种子大多果皮坚硬致密、外覆光滑且厚的角质层是其萌发率低的主要原因。一定浓度的氢氧化钠溶液处理种子能均匀去掉果皮角质层,甚至破坏果皮最外层大型厚壁细胞．增大细胞间隙,使得中间纵向致密组织变得疏松,让水分和氧气易于进入种子,从而提高发芽率。     

不同处理对西藏7种嵩草种子果皮结构和发芽率的影响

【目的】观察了西藏7种嵩草(喜马拉雅嵩草、大花嵩草、藏北嵩草、短轴嵩草、线叶嵩草、矮生嵩草、高山嵩草)种子的形态特征,阐明不同种子预处理方法提高其发芽率的机理。【方法】对采自西藏的7种嵩草种子形态特征进行了扫描电镜观察,并对其中的喜马拉雅嵩草和藏北嵩草种子进行了赤霉素、PEG、H2SO4、NaOH处理后的扫描电镜观察;以未预处理种子为对照,对7种处理后的嵩草种子进行了萌发试验。【结果】除喜马拉雅嵩草种子果皮最外层表皮细胞的细胞壁较薄且有裂孔外,其他几种嵩草种子都具有果皮厚、外表致密、保护组织机械性强、胚位于胚乳之中果柄一侧等特征。不同预处理方式对果皮的影响不同,赤霉素、PEG对果皮几乎无机械破坏作用;硫酸对果皮有一定的破坏作用,但作用较为有限;氢氧化钠对果皮的机械破坏效果最好,使上述7种种子的发芽率依次由未经任何预处理的91%,0,76%,69%,14%,21%和0,分别提高到96%,90%,93%,96%,74%,63%和50%。【结论】嵩草属种子致密的果皮,限制了其气体的交换和水分的进入,过厚的果柄也限制了胚根和胚芽的穿破能力;NaOH处理种子能均匀去掉果皮角质层,甚至破坏果皮最外层的大型厚壁细胞,增大细胞间隙,使中间的纵向致密组织变得疏松,有利于水分和氧气进入种子,从而提高了发芽率。     

3种藏嵩草种子休眠及内源脱落酸含量的研究

在采用不同药剂处理破除嵩草种子休眠的基础上,利用高效液相色谱测定嵩草种子中脱落酸含量变化,探讨影响嵩草种子休眠的因素.结果表明:40%的NaOH处理使矮生嵩草及高山嵩草种子的发芽率达到最高,分别为56.00%和46.00%.处理前种子中的脱落酸含量分别为3.451和4.571 μg/g,处理后脱落酸含量分别为1.225和1.813 μg/g,分别下降了64.50%和60.34%.     

西藏东达山3种嵩草属植物叶片解剖结构的比较

为研究3种嵩草属植物叶片形态解剖特征,采用石蜡切片法,分析叶片表皮、叶肉、叶脉等解剖结构的差异,并比较分析叶片不同部位的解剖结构特征。结果表明:3种嵩属草植物叶表皮近、远轴面均由1层表皮细胞组成,线叶嵩草表皮细胞最大,其次为高山嵩草,大花嵩草最小。大花嵩草近轴面主脉凹陷处存在泡状细胞,高山嵩草和线叶嵩草近轴面无泡状细胞。3种嵩草叶表皮均具有较厚的角质层,近轴面角质层均厚于远轴面,线叶嵩草角质层最厚,其次是高山嵩草,大花嵩草最薄。叶肉没有栅栏组织与海绵组织的分化,但有发达的气腔。机械组织和维管束占叶片横切面面积的比例均较小,线叶嵩草最大,高山嵩草次之,大花嵩草最小。线叶嵩草维管束鞘总面积最大,高山嵩草次之,大花嵩草最小。3种嵩草属植物叶片不同部位解剖结构均存在差异,其中高山嵩草在叶片不同部位中存在极显著差异的结构最多,线叶嵩草次之,大花嵩草最少。可见,3种嵩草植物叶片解剖结构差异显著,可以作为分类学的重要依据;均具有典型的旱生植物特点,线叶嵩草和高山嵩草有较厚的角质层,而大花嵩草通过较小的表皮细胞和泡状细胞响应生境干旱化。     

大赖草种子的休眠和寿命

大赖草(Leymus racemosus (Lam.) Tzvel)主要生长于额尔齐斯河低阶地的固定、半固定沙丘上,是小麦育种中的重要种质资源及保护植物.种子萌发意味着植物从一个耐干旱和极端温度阶段(种子)过渡到一个脆弱的阶段(幼苗),是植物生活周期中的一个重要阶段,但目前,有关大赖草种子萌发的生活史特性的研究很少,研究了大赖草种子萌发的生活史特征得出:大赖草种子低温的条件下贮藏6、8、12、18和24个月时,萌发率的变化不显著(P>0.05),刚采收的大赖草种子的休眠类型为非深度生理休眠和条件休眠,层积处理可以促进大赖草的萌发(提高萌发率、萌发指数和缩短初始萌发时间),并能降低大赖草种子萌发所需的温度.大赖草的种子初始萌发时间长、萌发速率低及生态环境的恶劣是导致大赖草在自然生境中种群更新低的主要原因.     

大穗结缕草种子打破休眠的处理技术研究

[目的]探索既能有效地提高大穗结缕草种子发芽率又便于在生产中推广应用的种子处理方法。[方法]在综合考查各种可能影响大穗结缕草萌发和休眠因素的基础上,针对大穗结缕草种子深休眠的特性,研究了不同化学处理方法(H2O2、H2SO4、NaOH、丙酮和GA3)对大穗结缕草种子解除休眠的作用。[结果]在5种化学处理中,用浓度20%NaOH溶液处理大穗结缕草种子25min,再用清水清洗,对解除种子休眠效果最佳,10d发芽势达83.5%,比对照高出58.2百分点,15d发芽率达85%,比对照高出55.0百分点,已接近大穗结缕草种子的潜在发芽率,发芽历时比对照明显缩短。[结论]NaOH溶液处理大穗结缕草种子,既简便可行,种子发芽率又最高。在大穗结缕草种子工厂化处理中可采用此方法作为打破大穗结缕草种子休眠的措施。     

不同地区洽草种子萌发特性的比较

对来自不同地区的5个洽草种群的种子做了不同的处理萌发试验,结果表明：总的来说在3种温度处理的对照组中,洽草种子在25℃恒温下的萌发率效果最佳,低温显著降低了洽草种子的萌发率。而利用赤霉素浸泡种子后,在15℃恒温下所有洽草种群的种子萌发率从50%左右都提高到87%,萌发总天数缩短了8～10d;而在25℃恒温下,除了大青山的DY、DS洽草种子外,其他3种洽草的萌发率都提高。经过硫酸铜处理后只有来自锡林郭勒白音希勒（XD）地区洽草种子萌发率提高了0.2个百分点,其它经过硫酸铜处理的洽草种子平均萌发率下降了7～15个百分点;在15℃恒温下,经过硫酸铜处理的洽草种子都没有萌发。     

稗草休眠特性及其解除

研究了稗草在不同环境条件下的休眠特性及其解除方法。结果表明,稗草种子在成熟后都将进入休眠,不同环境条件下其休眠期不一样。2004年7月采集的稗草种子在地下贮存条件下5个月就能打破休眠,且持续6个月一直处于休眠解除状态。室内常温条件下需12个月才能打破休眠,而冰箱中贮存12个月不能解除稗草种子的休眠。1 000.0 mg/L赤霉酸浸泡240 h和硫酸浸泡10-20 min均能解除稗草种子的休眠,但其他处理不能有效解除稗草种子的休眠。     

高寒草地四种嵩草属植物叶表皮的微形态

利用光学显微镜和扫描电子显微镜对4种嵩草属(Kobresia)植物叶片的上、下表皮细胞特征进行了观察研究,并在光学显微镜下测量了上、下表皮细胞的大小、气孔器大小、气孔间距、气孔密度和气孔指数.结果表明:4种嵩草属植物叶有许多共同的特征,如表皮细胞具波浪状垂周壁、气孔器均分布在远轴面上,气孔器类型均为平列型等.4种嵩草属植物叶片两侧叶缘上均有刺毛,且线叶嵩草叶缘上的刺毛尖端有倒刺.气孔密度与气孔指数在种间差异显著(除高山嵩草和线叶嵩草之间无差异),可以作为嵩草属植物分类的辅助依据.     

白花鸭跖草生物学特性

白花鸭跖草为鸭跖草的新变种。利用白花鸭跖草种子开展试验,通过对比发现,白花鸭跖草除花色外,与普通鸭跖草没有差异。白花鸭跖草种子具有萌发孔,且种子萌发方式兼有子叶出土型与子叶留土型特点。白花鸭跖草种子具有休眠特性,但可以通过低温层积、GA3处理打破休眠,最适低温层积天数为4℃层积10 d,GA3最适浓度为15 mg/L。2,4-D对白花鸭跖草萌发抑制明显。     

环境因子对赶黄草种子萌发的影响

采用单因素试验设计,通过对赶黄草种子进行不同温度、土壤水分含量及光照强度的处理,研究了温度、土壤水分、光照对赶黄草种子萌发特性的影响,找到促使该种子萌发的最适环境因子。结果表明,影响赶黄草种子萌发的环境因子最适宜范围分别是:温度10~15℃、土壤水分55%、光照强度100%。该试验结果对赶黄草种苗培育具有直接指导的现实意义。     

青霉素对返魂草种子萌发及幼苗生长的影响

以单叶返魂草和宽叶返魂草为试验材料,以赤霉素为对照处理,研究了不同浓度的青霉素对返魂草种子萌发及幼苗生长的影响作用。结果表明：青霉素对宽叶返魂草种子萌发的作用不明显,而质量浓度为300mg/L的青霉素对单叶返魂草的种子萌发效果显著。质量浓度为100～500mg／L青霉素对2个品种的幼苗生长都有不同程度的促进作用,促进单叶返魂草幼苗生长的最适宜质量浓度为400mg／L。同浓度水平的赤霉素处理对返魂草种子萌发的促进作用大于青霉素,但其幼苗鲜重远低于青霉素处理组。     

香根草种子繁殖特性研究

对引入的香根草不同生态型进行了繁殖生物学习性观察。采收的香根草种子进行萌发试验，种子活力为100％；种子最高的发芽率为9．5％；变温条件有利于香根草种子萌发；种子储藏后发芽率下降；浸种、冷藏、表面灭菌处理对香根草种子萌发的影响不显著。     

返魂草种子内源萌发抑制物质的生理活性

为探明返魂草种子的休眠机理,加速萌发进程,采用多种溶剂浸提返魂草种子,研究其浸出液对自菜、小麦种子萌发及幼苗生长的影响作用．结果表明：返魂草种子中存在较强生理活性的内源活性抑制物质,且抑制作用随着提取液浓度的增加而增强．不同溶剂提取返魂草内源抑制物质的活性不同,以甲醇提取液的抑制活性最强,乙醚次之,水提液抑制作用不明显．采用温水浸泡返魂草种子可有效去除大部分内源抑制物质．     

艾草种子活力及休眠解除方法研究

本研究开展了艾草种子活力检测,种子活力为77.4%。探索了解除休眠的有效方法,研究结果表明：对细沙层积、温度及激素几个休眠因子进行调节,可部分改变艾草种子的休眠状态。其中,200mg/L 赤霉素浸种24h加变温处理效果最佳,萌发率为38.1%。     

化学试剂和GA3处理对稗草种子萌发的影响

研究了不同化学试剂NaOH、HCl、H2O2、KNO3及激素GA3处理对稗草种子萌发的影响.结果表明,不同化学试剂及激素GA3处理对稗草种子萌发率的影响存在较大差异.NaOH对其萌发促进作用最大,用1.5%NaOH溶液浸泡稗草种子24 h后,萌发率高达94.67%,显著高于对照(6.67%);HCl、H2O2、KNO3处理对稗草种子萌发虽有一定的促进作用,但萌发率均低于30%.GA3处理对稗草萌发有明显的促进作用,当浓度为800 mg/L时,萌发率为80%.     

不同环境因素对大赖草种子萌发的影响

针对大赖草种群的自然更新率低、实生苗少的状况,研究了水分、盐分和埋深处理对大赖草种子萌发的影响。结果表明,大赖草种子具有快速吸水的特性;较低浓度（5％～10％）的PEG处理对层积8周后大赖草种子萌发率影响不明显,随着PEG浓度的升高,萌发抑制作用增强;盐分对其层积8周后种子的萌发具有明显抑制作用,在0．2mol／LNaCl溶液中仅有17％的种子萌发,而将盐溶液中处理15d的种子转移至蒸馏水中后,种子恢复萌发率随盐浓度升高而升高;沙埋深度的增加使其种子的萌发率呈先上升后下降的趋势,当沙埋深度为4cm时,种子萌发率最高为30％。经综合分析,干旱少雨、盐碱及风蚀沙埋的自然环境是大赖草种子在自然状态下萌发困难的主要因素。     

外来植物粉花月见草种子萌发特性的研究

对粉花月见草种子在常温、低温处理下进行不同光照、温度、盐分、浸种方式的萌发试验研究。结果表明:常温处理全黑暗、全光照、自然光萌发率3%、78%、94%,发芽指数8.4、9.4、0.4;常温处理10℃、25℃、35℃萌发率71%、87%、16%,发芽指数4.7、5.7、1.6;常温处理0.01 mol/L盐胁迫萌发率84%,发芽指数7.2,随浓度升高而逐渐下降;3种浸种方式种子萌发率90%以上;低温处理萌发高峰提前且峰值高、萌发率、发芽指数上升。说明光照、一定温度范围内、低盐胁迫及浸种促进种子萌发,萌发率高,萌发速度快,有休眠特性,短期低温层积可解除休眠特征,快速蔓延成为入侵种。     

颖苞结构对结缕草种子休眠的影响

自然条件下种子处于休眠状态、发芽率低,限制着结缕草的大规模应用。休眠种子的扫描电镜照片显示颖苞表面致密光滑,颖孔被颖盖所覆盖,造成种子萌发过程水分难以透过。用Na0H或丙酮处理结缕草种子后,颖盖出现脱落,颖孔露出,颖苞表面变得粗糙,吸水实验表明颖苞透性得到显著提高,提前48小时以上达到饱和吸水量;发芽实验证明上述处理能有效打破种子休眠,种子提早2天发芽,发芽速度加快,在14天发芽率即达到90％以上。表明颖苞透性差是结缕草种子休眠的主要原因,改善颖苞透性能有效打破种子休眠。     

不同盐度对苦草、刺苦草和水车前种子萌发的影响研究

本文以沉水植物苦草、刺苦草及水车前为研究对象,分别研究了其在不同盐度下的种子萌发反应。结果表明：盐度是影响沉水植物种子萌发的环境因子之一,对沉水植物种子的萌发起到一定的抑制作用。水车前种子的累积萌发率显著高于苦草和刺苦草种子的累积萌发率,并且苦草和刺苦草种子的累积萌发率没差异。在湖泊沉水植被恢复与重建时,针对苦草、刺苦草以及水车前种子对盐度的耐受性和它们自生生活史特性,可以采取不同的措施恢复沉水植物。如采用无性繁殖的方式种植苦草和刺苦草;采取规划保护区的方式恢复水车前种群等。