光信号与激素调控种子休眠和萌发研究进展

休眠是种子植物在长期进化过程中产生的适应性性状, 通过抑制种子在不适宜的环境中萌发进而保证植物能够在逆境中生存。此外, 休眠有助于种子的长距离运输和扩散, 因此休眠对种子延续和物种保存具有重要意义。种子由休眠向萌发的发育转变不仅关系到物种的繁衍, 而且对保证农业生产中作物的产量和品质也具有重要作用。种子的休眠和萌发受到内源激素和外源光信号的共同调控。其中, 外源光信号主要通过调控内源ABA和GA的生物合成及信号转导进而调控种子休眠和萌发。该文系统综述了外源光信号和内源激素调控种子休眠和萌发的作用通路以及两类信号通路之间的交互作用, 旨在为农业生产中利用光和激素调控种子休眠与萌发提供参考。     

光信号与激素调控种子休眠和萌发研究进展

休眠是种子植物在长期进化过程中产生的适应性性状, 通过抑制种子在不适宜的环境中萌发进而保证植物能够在逆境中生存。此外, 休眠有助于种子的长距离运输和扩散, 因此休眠对种子延续和物种保存具有重要意义。种子由休眠向萌发的发育转变不仅关系到物种的繁衍, 而且对保证农业生产中作物的产量和品质也具有重要作用。种子的休眠和萌发受到内源激素和外源光信号的共同调控。其中, 外源光信号主要通过调控内源ABA和GA的生物合成及信号转导进而调控种子休眠和萌发。该文系统综述了外源光信号和内源激素调控种子休眠和萌发的作用通路以及两类信号通路之间的交互作用, 旨在为农业生产中利用光和激素调控种子休眠与萌发提供参考。     

泡桐和木麻黄种子的光萌发研究

自50年代Borth wick等人报告莴苣(Grandrapids)种子萌发要求特定光谱和光敏素的作用机理以来,种子的需光性研究受到广泛的重视。已经确认光对种子萌发的效应是通过光敏素对红光和远红光的两种可逆转形式的 Pr 和Pfr 来实现的。尽管 Pfr 如何激活种子萌发的生理过程迄今还很少了解,但人们认为光敏素在种子光萌发中的作用是有其特定的生态学意义,尤其许多喜光先锋树种和杂草的细小种子     

光照和温度对滇丁香种子萌发的影响

研究了不同光照和温度条件对滇丁香(Luculia pinciana)种子萌发的影响。结果表明,滇丁香种子是需光种子,有明显的光休眠现象;种子在光下萌发的最适温度范围为20~25℃,8~10d开始萌发,2~3周萌发完全,萌发率可达97%,温度的升高或降低均会降低种子萌发率。在15~30℃,用250mg/L GA₃处理24h能代替光照解除光休眠。     

中国境内睫毛婆婆纳生态特征研究

睫毛婆婆纳是地中海周缘地区的重要农田杂草 ,对其个体生理生态学和种群生态位研究表明 ,睫毛婆婆纳种子在通气性良好的土壤中具有高的萌发率 ;含水量为 1 0～2 0 %的土壤 ,有利于其种子萌发 ;种子萌发对 pH值要求并不严格 ;低温能促进其种子萌发 ;光合作用特征与波斯婆婆纳比较接近 ,属于耐阴植物 ;种子呼吸强度比同属其它杂草略低 ;种群在南京地区的实际生态位宽度比同属的波斯婆婆纳、婆婆纳要小 .生态位重叠值计测表明 ,睫毛婆婆纳与同属的两种杂草有最为相似的生态要求 .     

贵州毕节喀斯特地区优势植物种子萌发特性初步研究

对采自贵州毕节地区的11种植物的种子萌发特性进行了初步研究,结果表明：①盐肤木、火棘、化香、云贵金丝桃与白栎种子在4周之内能够萌发;除云贵鹅耳枥胚坏死之外（萌发实验前后对种子进行解剖）,其他5种植物的种子都未萌发,处于不同的休眠状态。②盐肤木、化香、云贵金丝桃的种子光照时的萌发率远高于黑暗时的萌发率,具有显著差异,尤其是云贵金丝桃,因此3种植物种子均属于喜光性种子;而火棘与白栎种子有无光照都可以萌发,而且萌发率没显著差异,因此属于光不敏感或光中性种子。③盐肤木、云贵金丝桃的种子在30℃较高温条件下萌发最好;白栎、火棘种子在15℃、20℃低温条件下萌发更好;化香种子萌发温度既不能低于20℃也不能高于25℃。④刺异叶花椒种子吸水率高达85%,胚包埋在胚乳之中非常微小、未分化,因此可以初步判定属于形态休眠或者形态生理休眠;而平枝荀子、西域旌节花、云南旌节花种子吸水率都在20%以上,胚长/种子长都超多1/2,并且胚已发育完全,应属于生理休眠;小果蔷薇种子吸水率约27%,胚长/种子长都达2/3,并且通过对种子的解剖发现胚还未发育,应属于形态生理休眠。     

团花种子休眠和萌发生理的初步研究

对种子休眠和萌发的问题已有许多研究和论述,并确定这一过程是受内源抑制剂和促进剂间的相互作用控制的。温带林木种子的休眠,如欧洲榛、白蜡树、苹果、红松等要经过低温层积才能解除。在这过程中种子内发生了物质变化和生理后熟。但对热带种子的休眠报导不多。我们就对团花种子的休眠和解除的研究,为这方面提供一些资料。团花[Anthocephalus chinensis(Lam)     

毛叶山桐子种子休眠与萌发特性的研究

目的：探究毛叶山桐子种子(Idesia polycarpa Maxim. var. vestita Diels)的休眠类型和解除休眠的最适方法，为生产实践中的种苗繁育提供一种能有效解除毛叶山桐子种子休眠和提高萌发率的方法。方法：以成熟的毛叶山桐子种子为材料，研究种子的水分透性及温度、光照、去垢剂、后熟、层积和植物激素对种子休眠与萌发的影响。结果：(1)种子具有发育成熟的胚，种皮被有蜡质层但具有透水性；(2)在10～35℃和交替光照(12 h光照/12 h黑暗，光强度为144μmol·m^-2·s^-1)下萌发30 d，种子的萌发率低于30%，具有休眠特性；(3)种子在完全黑暗条件下几乎不萌发，是一种需光性种子；(4)4℃和10℃层积30 d显著地增加种子的萌发速率和萌发率，后熟90 d则对种子萌发没有影响；(5)GA3能部分解除种子的休眠和促进萌发，将萌发率提高至56.7%，氟啶酮则没有作用。结论：毛叶山桐子种子的休眠类型为非深度生理休眠，解除休眠和促进萌发的最适方法是将种子在4℃或者10℃中层积30 d，然后在25℃和交替光照中萌发。     

光对种子休眠与萌发的影响（上）

无论需光、忌光还是非感光性种子,其萌发或休眠,取决于萌发时种子内所建立起来的Ｐｆｒ水平。种子内的Ｐｆｒ水平受到诸多因素的影响。非感光种子在成熟时已存在适合萌发的Ｐｆｒ水平;需光种子在不同程度地接受白光或红光照射后,方可达到适宜的Ｐｆｒ水平;忌光种子萌发要求的Ｐｆｒ水平较低,因此萌发需要较长时间黑暗。既使休眠的感光种子,萌发时对光暗的需求也不是绝对的,萌发温度、Ｏ２供应及某些化合物的处理等都可使种子     

光对种子萌发的影响机理研究进展

种子萌发是植物成功实现天然更新的关键环节, 需要适宜的温度、水分或光照条件。对于需光性种子, 光照是决定其萌发与否或萌发率高低的主要因素。光对植物种子萌发的影响不仅是一个复杂的生理过程, 也是受到调控的信号传递和基因表达过程。该文系统总结了影响种子萌发的光照属性、光与水/热耦合作用和种子的光属性(光敏色素)与种子萌发的关系, 明确了光调控种子萌发的生态意义; 重点综述了种子内光敏色素调控种子萌发的生理反应模式和光敏色素的光信号转导途径。试图为全面评估光对种子萌发的影响和将来开展更深入的研究提供参考。     

Differences in seed dormancy and germination in amphicarpic legumes: manifold bet-hedging in space and time

两型结实豆科植物种子休眠和萌发的差异：空间和时间上多样性的两头下注策略 通过休眠而实现的在空间或时间上的传播是生物体对它们所经历的环境施加影响的主要过程之一。在植物中，由于这两种传播都是通过种子进行的，而且两者在适应性方面发挥的作用也是类似的，因此预测它们之间存在较强的进化相关性。在本研究中，我们使用了两型结实的植株来研究这些进化相关性，这类植株能同时产生具有高度空间传播力的种子以及不会传播的地下种子。我们对经不同组合的休眠过程破坏处理(即干燥后熟、冷积层和物理划伤)后的种子的萌发百分比进行了评估，以研究两种两型结实豆科植物——野豌豆(Vicia amphicarpa L.)和山黧豆(Lathyrus amphicarpos L.)，以及同它们亲缘关系很近的两种单型结实类群——救荒野豌豆(Vicia sativa L.)和红山黧豆(Lathyrus cicera L.)的飞播种子和地下种子在休眠和萌发方面的变化情况。研究结果表明，空间传播和时间传播之间存在着复杂的相互作用。在刚完成传播时，空播种子比地下种子更具休眠性，但当种子经后熟处理而开始物理休眠时，这种趋势也随之逆转。单型结实植株种子的萌发百分比高于其两型结实的同属植株，并在后熟处理后都同样失去了休眠性。相反，两型结实植株的种子则表现出同时受生理休眠和物理休眠调节的不同休眠性策略，预计这可能使出苗时间发生变化，从而提供了多层次多样化的两头下注策略(bet-hedging)。这一策略能够使植株依赖于丰产季中的历史有利区域而不阻碍空间和时间上的迁移，从而有可能在不可预测性很高的条件下具有适应性。     

新疆干旱区植物藜的种子异型性及其萌发机理

新疆干旱区分布的植物藜(Chenopodium album)的种子有黑色和褐色两种类型。对藜的异型性种子从形态结构、不同环境因素及激素或化学物质对萌发的影响以及同工酶谱等方面进行了研究,并对其萌发及适应异质环境的机理进行了讨论。结果表明:(1)藜的异型性种子在形态结构、萌发休眠特性等方面都存在明显差异:黑色种子种皮厚且硬,休眠,萌发慢,萌发率低;褐色种子种皮薄而软,不休眠,萌发快且萌发率高;(2)黑色种子的休眠可通过切除胚根外缘种皮得以完全解除;(3)赤霉素、乙烯利对黑色种子的萌发无明显促进作用;KNO3可较显著促进黑色种子的萌发;协同使用乙烯利和KNO3时,可显著提高黑种子萌发率,完全打破休眠;(4)黑色种子和褐色种子的酯酶、过氧化物酶及过氧化氢酶同工酶谱带存在差异;(5)黑色种子的萌发需要光照,而褐色种子则对光不敏感;低温贮藏对二者的萌发均无显著影响,尽管黑色种子的萌发率有波动。研究结果初步显示黑色种子的休眠是内源(胚)和外源(种皮)因素共同所致。藜的种子异型性及其萌发机理的形成是其对新疆干旱区异质化环境的高度适应。     

箭叶淫羊藿种子的休眠类型与萌发研究

箭叶淫羊藿具有重要的药用价值和较大的市场需求,但其种子休眠和萌发特性目前仍不够清楚,严重影响了其产业化育苗与栽培。为探明其种子的休眠类型及释放休眠和促进休眠的最适方法,该文以箭叶淫羊藿的成熟种子为材料,研究种子对水分的吸收、种子的脱水耐性,以及温度、层积和植物激素对种子休眠与萌发的影响。结果表明:(1)箭叶淫羊藿种子不具有物理休眠,而具耐脱水性。(2)在4～25 ℃和黑暗条件下,种子萌发率为零,具有休眠特性。(3)胚与种子的比值非常小,4 ℃和10 ℃及变温层积能显著地促进胚的生长发育以及增加种子的萌发速率和萌发率。(4)赤霉素和氟啶酮显著增加种子的萌发速率和萌发率。综上认为,箭叶淫羊藿种子的休眠类型为形态生理休眠(MPD),释放休眠和促进萌发的最适方法是先将种子在10 ℃中层积30 d,再置于4 ℃环境中让其萌发。该研究结果为箭叶淫羊藿的产业化育苗提供了参考。     

青阳参种子的萌发

青阳参（Cynanchum otophyllum）种子在11月成熟时有休眠习性。收获后将其种子种植在自然温室内,到第二年的春天种子才会萌发,且大多数种子在3月28至4月4日间萌发,这期间的日平均最高和最低温度分别为19．0℃和9．9℃。层积能有效地打破青阳参种子的休眠,休眠种子通过大约1周的层积便能萌发。种子在有光的条件下层积1周后转移到25／15℃的黑暗条件下萌发率可达到75．4％。青阳参种子不论在有光的条件下还是在黑暗环境中层积2～3周后转入30／20和25／15℃进行变温处理,其萌发率最低能达到66．4％,而转入20／10℃变温处理其萌发率最多只能达到20．1％,但若层积6周,即便在20／10℃变温处理的情况下其萌发率也可以达到65．3％以上。     

树木种子休眠及其破除的途径

许多健全饱满未受损伤的树木种子,往往在温度、湿度、氧气和光照等适宜的情况下却不能萌发,这叫做休眠的种子。休眠是植物的一种有益的生物学特性。它是植物在对外界不良条件的适应过程中所形成的。并且和人工与自然选择有密切关系。     

乙烯与水浮莲(Pistia stratiotes)种子需光性休眠的关系

水浮莲种子是一种奇特的需光种子。在黑暗中,GA_2或BA均不能代替光照诱导萌发,可是0.1μl/l乙烯却能引起部分种子萌发,在1000μ1/1乙烯的作用下,发芽率可达80％,接近全光照处理的萌发水平(91％发芽率)。ACC也能诱导水浮莲种子的萌发,0.1 mM浓度可获30％发芽率。在较短光照下,ACC对种子萌发有增效作用。在光照前应用ACC,其诱导效应大于两者同时施用。在照光萌发中,种子的内源ACC含量及乙烯释放量均显著增加。CoCl_2和AOA均能抑制光的诱导萌发。推论光打破休眠诱导萌发的作用是与乙烯的生成密切相关。     

种子的休眠与萌发

讨论种子休眠与萌发的相关概念,包括休眠、萌发、初生休眠、次生休眠、休眠种子、非休眠种子及休眠循环等;同时介绍2个影响较大的种子休眠类型的分类体系,并对休眠与萌发的调控机制进行综述。     

濒危植物巴东木莲种子休眠与萌发特性的研究

巴东木莲(Manglietia patungensis)为我国特有种, 属国家重点保护植物。为找出其生殖环节中的致危因素, 作者对巴东木莲种子休眠与后熟过程中的形态和萌发特性进行了研究。结果表明, 巴东木莲种胚发育不完全可能是种子休眠的主要原因, 在其后熟过程中胚不断分化、发育成熟; 种皮具有较好的透性, 与休眠的关系不大; 种子不同部位均存在萌发抑制物, 胚乳中高含量的萌发抑制物是影响胚萌发的重要因素。内源激素ABA和IAA在巴东木莲种子休眠与萌发过程中起着重要作用, ABA是引起休眠的关键因素, IAA有助于种子的萌发, IAA/ABA相对含量的变化对种子的休眠和萌发产生重要影响。巴东木莲种子的休眠是由种子本身的形态和生理特点引起的综合休眠, 在4℃低温保湿条件下才能完成其形态和生理后熟过程, 而自然条件下, 巴东木莲种子成熟时正值秋季少雨, 很容易失水而不能完成其后熟过程而失去生活力, 这可能是导致该物种自然更新困难的重要原因。     

不同居群准噶尔无叶豆果实和种子特性及种子萌发差异

研究准噶尔无叶豆(Eremosparton songoricum) 6个居群间果实和种子特性及种子萌发差异, 以揭示异质生境下准噶尔无叶豆果实和种子的生态适应机制。结果显示: 居群间准噶尔无叶豆的植株距离(F = 2.34, p = 0.03)和植株冠幅(F = 8.49, p < 0.01)存在显著差异, 沙漠北缘E、F居群和沙漠腹地C居群(受人类干扰剧烈)的植株距离和植株冠幅高于沙漠腹地A、B、D居群; 居群间准噶尔无叶豆果实和种子的长度、宽度、厚度、重量存在显著差异, 居群E、F和C的大部分参数显著高于其他沙漠腹地居群; 居群间果实多子性(F = 6.96, p < 0.01)也存在显著差异, 居群C的果实多子性最高((32.50 ± 4.79)%); 萌发结果表明, 居群间新鲜的成熟种子萌发不存在显著差异, 且萌发率都低于15%; 所有居群的大部分种子都存在物理性休眠现象, 人为划破种皮能显著提高种子萌发率, 但在低温(15/5 ℃)条件下, 所有居群的种子萌发率都较低, 说明低温抑制了种子萌发; 经人为划破种皮解除物理休眠后, 种子的休眠没有完全释放, 居群C、E和F (大种子居群)的种子萌发率显著高于居群A、B和D (小种子居群) (F = 30.77, p < 0.01), 说明准噶尔无叶豆种子不仅存在物理性休眠现象, 也可能存在生理休眠现象。不同程度的种子复合休眠可能是准噶尔无叶豆不同居群适应古尔班通古特沙漠的重要生存策略。     

光和不同打破种子休眠方法对紫茎泽兰种子萌发及幼苗状态的影响

紫茎泽兰是著名的外来入侵植物,作为入侵的第一步,发芽及其幼苗生长应该与其强入侵能力有关.基于此,通过不同光照强度处理和不同打破休眠方法的双因素实验,旨在探讨紫茎泽兰种子是否具有需光萌发特性以及低温、水杨酸、聚乙二醇,硝酸钾等常规打破休眠方法和光照如何共同影响其萌发、幼苗生长等问题.结果表明:在全光照条件下,不同处理的紫茎泽兰种子的萌发率均大于63％,铝箔纸覆盖的遮光条件(0.23％光照)萌发率均大于60％,而在完全黑暗条件下,其萌发率较低(均小于30％),这表明紫茎泽兰种子具有需光萌发的特性.有别于以往对其它植物种子的报道,低温处理、水杨酸处理、聚乙二醇处理和硝酸钾处理不能代替光照打破种子休眠,显示紫茎泽兰种子可能处于一种强迫休眠状态(种子静态).全光照与水杨酸处理、PEG处理对幼苗生长具有交互影响:黑暗下水杨酸处理浓度与幼苗生物量成正相关(P＜0.05),但全光照和加铝箔下不相关(P＞0.05);全光照下PEG处理浓度与根长显著正相关(P＜0.05),而加铝箔和黑暗下不相关(P＞0.05).紫茎泽兰种子需光萌发特征及其幼苗生长特点是人为破坏表土壤、深层土壤种子库地表化导致快速入侵的基础.结果也为通过引入适宜树种造林来控制光照因子对紫茎泽兰进行生态控制提供了理论依据.