野豌豆属4种植物种子萌发的积温模型分析

以青藏高原野豌豆属窄叶野豌豆(Vicia angustifolia)、山野豌豆(V. amoena)、歪头菜(V. unijuga) 3种野生植物与一种当地栽培植物救荒野豌豆(箭筈豌豆) (V. sativa) ‘兰箭3号’种子为材料, 在5、10、15、20、25及30 ℃下进行萌发实验, 应用种子萌发的积温模型对上述4种植物萌发对温度的响应特征进行了比较分析。结果表明: 1)基于萌发速率(1/T_g)对种子萌发温度最低温T_b值的估计受萌发率(g)的影响较小; 与此不同, 除‘兰箭3号’种子外, 对萌发最高温T_c值的估计, 受到g的显著影响。 这表明种群内所有种子个体萌发的T_b值相对恒定, 但T_c值在有些物种中变异较大; 2)基于重复概率单位回归分析估计的种子萌发T_b值与基于萌发速率估计的值较为接近; 而由此方法估计的T_c值则与萌发率为50%时的估计值较为接近; 3)相比多年生豆科植物歪头菜和山野豌豆, 一年生豆科植物箭筈豌豆‘兰箭3号’与窄叶野豌豆具有相对较低的T_b与T_c值; 4)积温模型可准确地预测休眠破除后豆科植物种子在不同温度条件下的萌发进程。     

埋藏条件下3种干旱荒漠植物的种子休眠释放和土壤种子库

对种子休眠的自然释放及其作用因素的研究, 是了解种子休眠生态学、种群适应机制的重要途径。以内蒙古阿拉善干旱荒漠区的3种主要植物牛枝子(Lespedeza potaninii)、唐古特白刺(Nitraria tangutorum)和骆驼蒿(Peganum nigellastrum)为材料, 研究了种子在野外埋藏18个月期间和4个埋深条件下的休眠释放特性和土壤种子库。3种植物种子在野外埋藏时(采收后5 ℃冷藏6个月)的休眠率分别为98%、95%和3%。结果显示, 埋藏过程中, 3种植物种子的休眠释放表现出不同的变化特性。对牛枝子而言, 置于地表(0 cm)的种子比埋藏于土中的种子的休眠释放快, 埋藏期末, 埋深0、2、5和10 cm的种子的休眠率分别为64%、87%、86%和82%。唐古特白刺种子埋藏6个月后, 各埋深的休眠已完全释放, 释放速率随埋深增加而加快。骆驼蒿种子具有典型的季节性休眠循环特性, 休眠率各年度最高点出现在10月份, 释放速率随埋深增加呈减慢趋势。埋藏期末不同埋深条件下, 牛枝子、唐古特白刺和骆驼蒿种子的平均田间萌发率分别为11%、12%和8%; 平均室内萌发率分别为3%、74%和42%; 而平均死种子率分别为3%、15%和10%。根据Thompson和Grime (1979)的土壤种子库分类体系, 供试的3种植物都属于持久土壤种子库类型。     

蒺藜苜蓿花器官特异基因的表达分析

蒺藜苜蓿(Medicago truncatula G.)花器官特异表达基因是参与其花器官形成与发育的重要基因。筛选蒺藜苜蓿的花器官特异表达基因, 寻找这类基因在其他模式植物中的直系同源基因, 并将其表达模式在不同植物间进行比较, 有利于深入的理解这类基因在蒺藜苜蓿花器官发育中的功能。根据蒺藜苜蓿表达谱, 并以其PISTILLATA(PI)基因为模板, 文章筛选了97个蒺藜苜蓿花器官特异表达基因(Ratio≥10, 且Z≥7.9)。通过同源比对, 确定了这类基因在拟南芥(Arabidopsis thaliana L.)、大豆(Glycine max L.)、百脉根(Lotus japonicus L.)和水稻(Oryza sativa L.)中的直系同源基因。对这类基因在5种植物中的表达量、表达部位和功能进行比较, 发现进化关系较近的植物, 直系同源基因的表达变异较小, 而进化关系较远的植物, 直系同源基因的表达变异较大。进一步对表达分化较大的直系同源基因进行启动子分析, 发现不同植物中直系同源基因表达模式的变化与启动子中调控元件的特性有关。