蒺藜集合繁殖体形态及间歇性萌发特性

蒺藜(Tribulus terrester)果实由5个集合繁殖体构成, 是一种常见的具集合繁殖体的一年生植物。该文对不同月份成熟的蒺藜果实及果实集合繁殖体的形态、活力、吸水率、萌发率及萌发速率进行了比较观察, 初步探讨其生态学意义。主要结果如下: 1)果实各集合繁殖体间在质量、附属物质量百分比、种子数、活力、吸水率、萌发率及萌发速率方面随其发育顺序依次减小, 存在显著差异; 2)果实平均活力及萌发率随成熟时间依次升高, 而吸水率依次降低, 平均活力及萌发率与果实成熟时间正相关, 而与吸水率负相关, 成熟时间越早, 活力及萌发率越低, 吸水率越高; 3)除9月最晚成熟的集合繁殖体在最适条件下均能萌发外, 其余月份的果实各集合繁殖体只能部分萌发, 且只有位于集合繁殖体长刺端的种子能萌发, 这种在当季只萌发部分种子, 剩下的种子仍然保持在一个扩散单元中并在数周、数月或数年间不规则地间隔萌发属于间歇性萌发。上述结果表明: 不同月份成熟果实及果实不同发育顺序的集合繁殖体在形态、活力及吸水率方面存在梯度变化, 这种变化可能是造成蒺藜间歇性萌发的主要原因, 这种萌发对策可以降低同胞后代间的竞争, 使其对可变环境中的生存风险进行有效的分摊, 为物种的延续提供保障。     

两种集合繁殖体形态及间歇性萌发特性——以蒺藜和欧夏至草为例

集合繁殖体(synaptospermy)是荒漠植物为适应恶劣环境条件而演化出的关键性特征,其作为植物生活史特性之一,有助于了解在荒漠环境下集合繁殖体植物的适应策略。蒺藜(Tribulus terrestris)和欧夏至草(Marrubium vulgare)分别为一年生及多年生草本植物,蒺藜扩散单位由一朵花发育而成的集合繁殖体组成,欧夏至草扩散单位由多朵花发育的集合繁殖体和种子组成,以这两种植物为材料,对其集合繁殖体形态、活力、吸水及萌发特性进行初步研究。结果显示:(1)蒺藜集合繁殖体依照发育成熟先后位置在质量、附属物刺的长度、附属物占质量百分比、种子数、活力、吸水量、萌发率及萌发速率均存在显著差异;欧夏至草集合繁殖体质量及吸水量明显大于种子,而活力、萌发率及萌发速率不存在显著差异。(2)萌发位置上,蒺藜集合繁殖体仅在长刺端位置的种子萌发,属非随机萌发,而欧夏至草集合繁殖体萌发不具有规律性,属随机萌发;萌发时间上,蒺藜和欧夏至草集合繁殖体在当季下均只萌发部分种子,具间歇性萌发特性。(3)对不同生活型植物而言,其集合繁殖体附属物对种子的保护、保水、扩散及萌发行为的功能相同,但一年生草本植物的萌发行为侧重于种群繁衍,因此蒺藜集合繁殖体在当季萌发率及萌发速率较高;多年生草本植物的萌发行为侧重于种群扩散,因此欧夏至草扩散单位多样化,且萌发率及萌发速率较低。     

不同发育时期黄皮种子脱水敏感性的研究

自花后４６ｄ到８８ｄ果实成熟．黄皮种子的发芽率由０升至１００％．而活力指数逐渐上升,到花后７４ｄ达到最大值,之后略有下降．每粒种子的呼吸强度在花后４６－６７ｄ持续增加,此后则渐渐减弱,但湿藏２ｄ后又回升．黄皮种子的发育明显超前于果实．花后７４ｄ时．每粒种子的干重已接近最大值,这时种子活力最大．而果实的鲜重虽然已接近最大值．但其干重却只有成熟时的７３％。花后４６－５３ｄ的种子,其发芽率小于１００％,轻微脱水能提高种子的发芽率及活力指数,花后６０ｄ至果实成熟．种子发芽率均为１００％．这时任何程度的脱水都会引起活力指数的下降,但不同发育时期的黄皮种子耐脱水力有差别．其中以花后６７ｄ的耐脱水力最强．花后８８ｄ果实成熟时种子的耐脱水力最弱。     

喀什霸王的结实和种子萌发特性

喀什霸王(Zygophyllum kaschgaricum)是生长于中国新疆南部荒漠环境的稀有种及二级保护植物。当前, 该物种在自然种群中呈分散式及片段化分布, 且种群密度低, 种群老龄化较严重。因此, 为了了解该物种种子萌发特性及其对荒漠环境的响应, 该文采用室内控制实验方法, 对该物种的自然坐果率、结籽率、种子吸水特性、种子休眠和萌发特性及对干旱胁迫的响应进行了比较研究。结果表明: 喀什霸王在自然种群中的坐果率及结籽率较低, 且种子的败育率较高。不同干藏时间种子的吸水速率间存在显著差异; 随着干藏时间的延长, 种子的吸水率逐步增强。刚成熟的种子在不同温度及光周期下均可萌发; 其中高温(10/20 ℃, 20/30 ℃)及黑暗条件下的萌发率比低温(10/5 ℃, 5/2 ℃)及光照条件下的萌发率高。不同干藏时间的种子在不同浓度赤霉素(GA₃)下的萌发率均较高; 但低温储藏时间对该物种种子的打破休眠及萌发率没有促进作用。以上结果说明该物种存在非深度生理休眠; 而干藏时间、高温且黑暗及高浓度(50 mmoloL ^-1) GA₃是打破休眠及促进种子萌发的最合适条件。高温条件下的干旱胁迫对喀什霸王种子萌发具有抑制作用; 春季和秋季降水量决定种子的萌发率。总之, 喀什霸王种子在物候上表现出的春秋季萌动及非深度生理休眠以提高幼苗存活力及保障种群稳定性, 是一种对新疆南部干旱及高温胁迫荒漠环境的适应策略。     

东北刺人参种子萌发影响因子的研究

东北刺人参(Oplopanax elatus Nakai)种子透水性良好,休眠后萌发不受其影响.种皮和胚乳的水提取物中存在萌发抑制物质,胚乳中提取物对白菜种子萌发的抑制效果比种皮更明显.种子自然脱落时胚尚未分化完全,处于心形胚阶段.种子需要先温暖层积以完成胚的分化与生长,然后转入低温层积完成生理后熟.同批种子胚的发育不完全同步,变温层积处理7个月有极少数种子萌发,连续变温层积处理17个月大部分种子萌发.不同年份受气候条件影响,种子产量和发芽率差异较大.种子耐贮性较强,贮藏2年的种子生活力变化不大,仍具有较高的萌发潜力.     

磁化水浸种对苦瓜种子萌发及对其幼苗生理指标的影响

目的 :研究磁化水对苦瓜种子萌发的影响。方法 :用不同强度的磁化水浸种处理苦瓜种子 ,测定其以下几个生理指标 :种子的发芽率、发芽指数、活力指数和幼苗中的酯酶以及抗坏血酸的含量。实验结果显示 :磁化水能够提高苦瓜种子的发芽率、发芽指数、活力指数 ,同时也能提高苦瓜幼苗的酯酶活性 ,但对抗坏血酸含量影响不大。结论 :一定强度的磁化水能提高苦瓜种子的萌发能力 ,并使幼苗生长整齐一致。     

云锦杜鹃种子萌发及对干旱胁迫的响应

以不同渗透势的PEG-6000溶液模拟干旱胁迫条件, 研究云锦杜鹃种子的萌发、幼苗生长和累积吸水率对干旱胁迫的响应。结果显示：种子于第14 d开始萌发,萌发期为8 d,总萌发率为45.5%±1.7%。在渗透势为-0.3～-0.6 MPa的溶液中, 种子的累计吸水率在第5 d就超过对照(蒸馏水中), 种子的萌发和幼苗的生长也优于对照, 说明云锦杜鹃种子不适合过于湿润的土壤环境中萌发。但溶液的渗透势≥-0.9 MPa时, 种子的吸水减缓、萌发率下降, 同时幼苗的生长也慢, 而当渗透势≥-1.8 MPa时, 种子不能充分吸涨、萌发, 说明云锦杜鹃种子对干旱胁迫比较敏感。另外, 经PEG溶液浸种2天后移入蒸馏水中,萌发率均有一定程度的提高, 其中经-0.3～-1.5 MPa的PEG溶液浸种后, 萌发率显著高于对照。提示用一定浓度范围的PEG溶液浸种可使休眠种子活化, 提高种子繁育的效率。     

九里香种子脱水耐性和萌发生理的研究

九里香种子自花后 42～ 77d,含水量和电导率逐渐降低 ,种子干重、发芽率、发芽指数和活力指数逐渐增加。硅胶脱水 1～ 6d后 ,种子含水量下降 1 0 %～ 3 5 % ,发芽率、发芽指数和活力指数均有不同程度的降低 ,不同发育时期九里香种子的脱水耐性有别 ,花后 42～ 70d不断增强 ,77d有所减弱。花后 70d的种子含水量降至 1 0 % ,种子发芽率无明显降低 ;含水量为 9%的种子在 4°C和 2 0°C的低温条件贮存 3 0d和 42d ,多数种子仍能萌发 ,这表明九里香种子是一种正常型种子。光照能促进种子的萌发 ;在 2 0～ 3 0°C、室温和 2 0 /3 0°C变温条件下种子萌发较好 ;光照和温度对种子萌发有单独影响 ,但又相互作用 ,同时光照对萌发的影响还与种子含水量有关。     

板蓝根种子的吸水特性及发芽条件研究

采用室内测定方法,对板蓝根种子的吸水特性及不同处理下种子的发芽率、发芽势和相对活力指数等进行比较研究。结果表明,板蓝根种子具有快速吸水的生物学特性,分为快速吸水期、缓慢吸水期和缓慢吐水期三个阶段,入水后2 h的吸水量达最大吸水量的73.29%,为快速吸水阶段;温度对板蓝根种子的萌发影响较大,最适发芽温度为30℃。光照、发芽床和种子预处理对板蓝根种子的萌发无明显影响。这说明板蓝根种子的萌发主要取决于水分和温度。     

小五台山15种蒿属植物种子形态及萌发特性研究

在实验室条件下观察了小五台山15种蒿属（Artemisia L．）植物种子的基本形态特征,同时进行了种子吸水和发芽试验。结果表明：15种蒿属植物种子近于倒卵形或长卵形,大小差异明显,大籽蒿（A．sieversiana）种子千粒重最大为0．474g,猪毛蒿（A．scoparia）种子千粒重最小仅为0．047g,其余13种种子的千粒重为0．057～0．184g之间。种子吸水率和吸水量与是否有粘液溶出有明显的关系,有粘液溶出的旱生植物种子吸水速率快、吸水量大。15种蒿属植物种子均无明显休眠特性,多数萌发率大于70％,最高可达100％,只有红足蒿（A．rubripes）和魁蒿（A．princeps）萌发率不足50％。蒿属植物种子吸水和萌发特性显示出该属大部分种类能适应北方春季干旱少雨的气候特点,利用少量水可顺利萌发。     

黑果枸杞种子萌发及幼苗生长对盐胁迫的响应

研究不同浓度(0、1、2、3、6、9、14、18g.L-1)的盐溶液(NaCl、MgSO4、盐渍土壤)对河西走廊中部荒漠边缘的黑果枸杞种子吸胀、萌发和幼苗生长的影响,并观察胁迫解除后种子的反应。结果表明:黑果枸杞种子吸胀速率随NaCl、MgSO4和土壤溶液浓度的增大呈先升后降的趋势,吸水速度随胁迫时间的延长而减慢;种子萌发率随3种盐浓度的增大而降低,盐胁迫解除后种子仍具有较高的萌发率;发芽指数、活力指数、根长、下胚轴随3种盐浓度的增大而降低或先升后降,根轴比随盐胁迫的增强先升后降;随3种盐浓度的增大,种苗损害率增大,3种盐的胁迫效应依次NaCl>MgSO4>盐渍土壤溶液。黑果枸杞种子萌发和幼苗生长对NaCl胁迫较为敏感,其耐受的临界阈值是6g.L-1;种子萌发能耐受较高浓度的MgSO4的胁迫,幼苗生长对MgSO4胁迫较敏感,其耐受的临界阈值是9g.L-1;种子萌发和幼苗生长对生境盐渍土壤具有较强的耐受能力和适应性。     

臭氧水浸种对黄瓜种子萌发及幼苗生长的影响

臭氧水处理10、30和50 min后的黄瓜种子,种子萌发及幼苗生长均受到促进,种子的发芽率和活力指数、萌发种子的过氧化氢酶(CAT)和淀粉酶的活性以及呼吸速率、幼苗的壮苗指数和根系活力均有提高;处理70和90min的黄瓜种子萌发和生长则受到抑制,种子电解质外渗,过氧化氢酶和淀粉酶活性下降.     

Effects of bird ingestion on seed germination of Sorbus commixta

To determine the effects of ingestion by birds on seed germination, we performed germination experiments in the field and laboratory with Sorbus commixta. The germination of four groups of seeds was compared: ingested seeds, seeds defecated in feces after feeding of fruits to birds; extracted seeds, seeds deliberately extracted from the fruit pulp; juiced seeds, seeds plus the juice of the pulp after seeds had been deliberately extracted from the pulp; intact seeds, seeds in untreated intact fruits. In the laboratory, intact and juiced seeds hardly germinated, but ingested and extracted seeds germinated. Thus, the pulp and its juice appeared to inhibit germination, but seeds could germinate without ingestion by birds once the seeds had been manually extracted from the pulp. In the field, intact fruits did not germinate in the first spring, because the seed was still covered with pulp. The pulp of intact seeds decomposed during the first summer, and thus, the seeds had the potential to germinate during the second spring. In fact, most intact seeds do not germinate during the second spring either, since they lose their viability during the first summer. Thus, under natural conditions, most seeds of Sorbus commixta cannot germinate without bird ingestion. Received: 5 July 1997 / Accepted: 7 November 1997     

稃的有无对大赖草种子扩散与萌发特性的影响

对大赖草[Leymus racemosus（Lam．）Tzvel．]带稃种子和去稃种子的扩散性、萌发率、活力及吸水性和失水性的差异进行了比较。结果表明：在静止空气中带稃种子的降落速度显著小于去稃种子,分别为3．96和4．81m·s-1;而在风速1和4m·s-1的水平气流中带稃种子的扩散距离（15．26和11．86cm）均显著大于去稃种子（27．80和21．60cm）。培养20d后,带稃种子和去稃种子的萌发率分别为99％和97％,差异不显著;在自然条件及60℃高温条件下,带稃种子和去稃种子的活力无显著差异。带稃种子的吸水饱和时间和吸水量均显著大于去稃种子,而其失水速率小于后者但二者差异不显著。研究结果显示：稃对大赖草种子萌发和活力均无显著影响,但可增加种子的风媒扩散能力、有效保持种子含水量并能降低种子失水速率,对大赖草适应干旱的沙漠环境具有重要作用。     

一种刺激肉苁蓉种子萌发和吸器发育的方法

以3种肉苁蓉属（Cistanche）植物种子为材料,研究了氟啶酮对肉苁蓉种子萌发和吸器发育的影响。结果表明：氟啶酮处理10天后种子开始萌发,然后,胚根顶端膨大,发育出吸器。管花肉苁蓉种子萌发率最高,达到82％;盐生肉苁蓉吸器诱导率最高,达到52％;对照处理的种子不萌发。这说明氟啶酮是有效刺激肉苁蓉种子萌发和吸器发育的信号物质。     

画眉草种子萌发对策及生态适应性

研究了画眉草种子在不同贮藏条件以及光照、温度和降雨等环境因素下的萌发对策.结果表明,画眉草新种子具有较强的内在休眠;4个月的干藏和冷藏处理对解除种子休眠作用不明显,但较长时间的贮藏（干藏1年）则能促进种子成熟.画眉草种子在光照和黑暗条件下都能萌发,但较强的光照更有利于种子萌发.种子萌发适宜温度是28 ℃,温度升高和降低都会导致画眉草种子萌发率下降;变温条件下（16～28 ℃）种子萌发率高于恒温28 ℃条件,但两个处理间的萌发率没有显著差异.种子萌发降雨阈值是10 mm,种子萌发率和萌发持续时间均随降雨量的增加而增加.画眉草种子具有迅速萌发和推迟萌发时间超过1年以上两种萌发对策.根据种子形态特征和萌发策略,推断画眉草具有持久土壤种子库.     

羊草种子休眠机制及破除方法研究

羊草种子休眠程度深、发芽率低是限制栽培利用的重要因子.采用不同破除羊草种子休眠的方法,测定各处理对种子萌发的影响,以探索破除羊草种子休眠的有效途径.结果显示:(1)刺破种皮的裸种子较完整种子的萌发率、吸水速率、生活力分别由对照的6%、63%、0%显著增加到60%、86%、94%.(2)完整羊草种子分别用清水浸种1 d、30% NaOH浸种80 min、清水浸种1 d后用30% NaOH浸种60min其萌发率由6%分别显著提高到36%、60%、84%,而各浓度赤霉素处理完整种子其萌发率较对照均无显著变化. (3)采用清水浸种1 d后用30% NaOH处理60 min,再施加200 μg/g GA3综合处理,可使羊草完整种子的发芽率由6%提高到91%,接近其种子生活力94%.研究表明,羊草种子的稃与种皮不影响种子水分的吸收,但影响种子对GA3的吸收、不同程度地阻碍大分子物质的渗入、限制羊草种子内部萌发抑制物的渗出,从而引起种子休眠;分析认为稃和种皮以及种子内部萌发抑制物质是引起羊草种子休眠的主要原因.     

不同发育时期小麦种子活力的变化及其对环境温度的响应

以济麦22和山农23号为试验材料,利用标准发芽试验法对不同年份小麦种子发育过程中的种子活力变化进行研究,分析环境温度对不同发育时期小麦种子活力变化的影响,为早期小麦种子的利用及高活力种子的生产提供参考依据.结果表明: 伴随着小麦种子发育,鲜种子在花后26 d左右出现发芽能力,之后其发芽率整体呈上升趋势;干种子发芽势、发芽率和发芽指数在花后5～8 d迅速升高,之后保持相对稳定,活力指数主要受到幼苗单株干质量的影响而持续升高,一般在完熟前4～6 d达到最大值;不同发育时期小麦干种子的田间种植及其后代种子的活力测定表明,济麦22花后17 d以后的干种子田间出苗较好,并可成穗结实,其后代种子的发芽率和活力指数在不同样品间无显著差异.环境温度对不同发育时期小麦种子活力变化的影响显著,小麦花后日平均温度均值、日最高气温均值以及日最低气温均值均高,且花后日温差均值大的年份,种子发育时间短、百粒重及种子活力达到最大值的时间较早;反之,发育时间较长、百粒重及种子活力达到最大值的时间较晚,但完熟期积温高,种子活力较高.     

Investigating seed dormancy in cotton (Gossypium hirsutum L.): understanding the physiological changes in embryo during after‐ripening and germination

• The dormancy of seeds of upland cotton can be broken during dry after‐ripening, but the mechanism of its dormancy release remains unclear.
• Freshly harvested cotton seeds were subjected to after‐ripening for 180 days. Cotton seeds from different days of after‐ripening (DAR) were sampled for dynamic physiological determination and germination tests. The intact seeds and isolated embryos were germinated to assess effects of the seed coat on embryo germination. Content of H₂O₂ and phytohormones and activities of antioxidant enzymes and glucose‐6‐phosphate dehydrogenase were measured during after‐ripening and germination.
• Germination of intact seeds increased from 7% upon harvest to 96% at 30 DAR, while embryo germination improved from an initial rate of 82% to 100% after 14 DAR. Based on T₅₀ (time when 50% of seeds germinate) and germination index, the intact seed and isolated embryo needed 30 and 21 DAR, respectively, to acquire relatively stable germination. The content of H₂O₂ increased during after‐ripening and continued to increase within the first few hours of imbibition, along with a decrease in abscisic acid (ABA) content. A noticeable increase was observed in gibberellic acid content during germination when ABA content decreased to a lower level. Coat removal treatment accelerated embryo absorption of water, which further improved the accumulation of H₂O₂ and changed peroxidase content during germination.
• For cotton seed, the alleviation of coat‐imposed dormancy required 30 days of after‐ripening, accompanied by rapid dormancy release (within 21 DAR) in naked embryos. H₂O₂ acted as a core link between the response to environmental changes and induction of other physiological changes for breaking seed dormancy.

     

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。