不同棉花种质资源耐热性的田间鉴定

随着全球气候变暖,高温胁迫已经成为影响棉花产量的主要因素之一。中国棉花种植区,在7月和8月棉花花铃高峰期经常出现周期性极端高温胁迫,导致蕾铃脱落,降低了产量,因此棉花耐热性种质的筛选迫在眉睫。本试验在新疆吐鲁番自然高温条件下,调查200份不同棉花种质资源的脱落率、花粉活力、叶片萎蔫程度、花粉形态、不孕子率等田间性状。然后选择29份不同耐热性种质在河南安阳种植,调查30、35、40、45和50℃离体培养条件下的花粉萌发率。不同耐热性种质资源在自然高温条件下的鉴定指标和室内离体培养花粉萌发率存在着极显著的差异。而且不同鉴定指标间也存在着不同的相关性。结合田间调查结果和花粉离体培养萌发率,将29份种质划分为耐高温型、较耐高温型、高温较敏感型和高温敏感型种质,并初步确定了耐热性的鉴定指标。     

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。     

春季小降雨事件对科尔沁沙地尖头叶藜萌发的影响

通过人工模拟降雨试验研究了科尔沁沙地优势草本植物尖头叶藜萌发和幼苗建成对春季小降雨事件(2、4、8 mm和自然降雨)的响应。结果表明:不同降雨处理对尖头叶藜的萌发和幼苗建成有显著影响(P0.05)。8mm降水量是促使尖头叶藜萌发的最小降雨阈量。不同降雨量处理下尖头叶藜萌发数量大小顺序为:8mm处理对照4 mm处理2mm处理;而高度和冠幅依次是2 mm处理(2.23 cm和7.15 cm2.)对照(2.03 cm和6.21 cm2)4mm处理(1.86 cm和5.01 cm2)8mm处理(1.48cm和4.72 cm2);降雨量为8mm的地上生物量最多(45.26 g/m2),对照为35.49g/m2、4mm处理为26.54g/m2、2mm处理为15.26g/m2。尖头叶藜幼苗的水分利用效率与每次降水量呈显著地正相关关系,随着每次降雨量的增大地上生物量逐渐增大。本试验中各处理的总降雨量一致,但地上生物量不同且差异显著。每次降雨量×降雨次数的分布状况影响了尖头叶藜幼苗的地上生物量。科尔沁沙地尖头叶藜萌发及其幼苗建成在密度、形态和水分利用效率和地上生产力上对不同模式的小降雨做出了积极的响应。     

龙津蕨的配子体发育特征及其系统学意义

采用改良Knop's营养液液体培养基于25℃恒温培养箱中培养龙津蕨(Mesopteris tonkinensis)的孢子,每天光照12 h,黑暗12 h,光照强度为2 500 lx。用光学显微镜观察记录其孢子萌发、配子体发育的全过程,为龙津蕨系统学的研究提供配子体发育方面的详实资料。结果表明:成熟孢子深褐色,不透明,两侧对称,极面观椭圆形,赤道面观圆角三角形,具单裂缝,孢子周壁具密集的脊状褶皱。播种后15 d左右萌发,形成2~5个细胞长的丝状体。孢子萌发类型为书带蕨型(vittaria-type)。具单细胞假根,不含叶绿体,基部膨大。20 d左右发育成片状体,30 d左右形成幼原叶体,幼原叶体不对称,成熟原叶体心脏形对称,56 d左右形成成熟原叶体,原叶体发育类型为铁线蕨型(adiantum-type)。幼原叶体仅左右两翼顶端细胞产生乳突毛状体,成熟原叶体边缘及背腹面都具少量乳突毛状体,毛状体由单细胞构成。68 d左右精子器开始出现,精子器近圆球形,由基细胞、环细胞、盖细胞构成。75 d左右颈卵器出现,成熟颈卵器颈部由3层细胞构成。其侧面观柱状,顶面观为铜面状。颈卵器垂直于原叶体表或向原叶体基部倾斜。另外,根据已知的金星蕨科其他属的配子体发育特征,发现龙津蕨配子体发育的这些特征与他们存在较大的区别,因此龙津蕨系统学位置还有待于进一步研究。     

海州常山花粉低温贮藏及其生理生化特征研究

以海州常山花粉为研究材料,探究了贮藏方式、贮藏时间、贮藏温度及预冻方式、低温解冻方式对花粉萌发率的影响,以及-80 ℃及4 ℃低温贮藏过程中海州常山花粉保护酶活性和渗透调节物质含量的变化,以筛选海州常山花粉的培养方法及贮藏条件,为其杂交育种奠定基础。结果表明：（1）进行低温贮藏时,花药和散粉两种贮藏效果差异不显著;不同的预冷方式对花粉低温贮藏影响并不显著;-80 ℃贮藏条件下,37 ℃水浴解冻效果显著优于室温解冻。（2）海州常山花粉在-80 ℃低温下贮藏90 d后仍具有7.99%的萌发率,更有效的保持了花粉萌发率。（3）随着低温胁迫时间的延续,4 ℃及-80 ℃两种低温条件下贮藏的海州常山花粉超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性均呈现出先升后降的趋势。（4）4 ℃及-80 ℃两种低温贮藏的海州常山花粉可溶性糖含量及-80 ℃低温贮藏的海州常山花粉可溶性蛋白含量,随着低温胁迫时间的延续,呈现出先升后降的趋势;4 ℃低温贮藏条件下的海州常山花粉可溶性蛋白含量呈现逐渐下降的趋势。研究认为,海州常山花粉更适宜于在-80 ℃低温下长期贮藏,它可以通过提高自身的SOD、POD活性,增加可溶性糖和可溶性蛋白累积来增强抗寒性,维持自身活力。     

梅与山桃远缘杂交亲和性初步研究

为培育早花抗寒梅花新品种,以梅(Prunus mume)品种‘江梅’(P.mume‘Jiangmei’)、‘淡丰后’(P.mume‘Dan Fenghou’)与山桃(P.davidiana)、‘白花’山桃(P.davidiana‘Alba’)为亲本进行杂交试验,记录种间杂交结实率,观察花粉管生长,对未成熟胚进行培养。结果表明:(1)梅与山桃、‘白花’山桃杂交结实率很低,‘江梅’ב白花’山桃未结果,结实率最高的组合为‘淡丰后’×山桃,也仅有7.4%,且杂交果实的果核内部分胚干瘪、败育。(2)山桃和‘白花’山桃的花粉在梅柱头上都能正常萌发,但花粉管生长受抑制,多数花粉管到达花柱中部即弯曲、缠绕、断裂,花粉管生长过程中有大量的胼胝质产生,表现较低的杂交亲和性,但不同种间杂交亲和程度又有所不同。(3)通过未成熟胚培养获得了杂种苗。研究表明,梅与同属种杂交存在不亲和性,幼胚拯救是获得梅与李属其他种远缘杂交杂种苗的有效途径。     

马铃薯杂种无性株系的SSR鉴定及花粉育性和染色体构型分析

为明确马铃薯‘MB09’ב陇薯7号’杂种F1无性株系在DNA和细胞遗传学水平上的差异,该试验以亲本材料为对照,利用SSR分子标记技术对其20个优良无性株系(F1无性系一代)的DNA指纹特征进行分析,并采用常规制片镜检方法对已选出的8个杂种优良株系(F1无性系二代)的花粉育性及花粉母细胞减数分裂中期Ⅰ(PMCMⅠ)的染色体配对构型进行了研究,为马铃薯杂交新品系选育提供分子细胞遗传学依据。结果显示:(1)试验共筛选出2对SSR特异引物C57和S25,通过PCR扩增建立了能识别出这20个杂种株系及其双亲的SSR指纹图。(2)杂种优异株系F1-1、F1-2、F1-7、F1-11、F1-13、F1-14、F1-15和F1-20的花粉可育率变幅为36.73%~87.08%,并以株系F1-7最高(87.08%),而且显著超过高亲(83.33%),说明各优良株系花粉育性有一定差异。(3)对8个优异株系花粉母细胞的PMCMⅠ观察发现,各优良株系的染色体配对构型明显不同,均包括单价体、二价体、三价体和四价体4类,其中二价体构型的比例最高,其介于49.13%~82.91%之间,其中以株系F1-7的二价体比例最高(82.91%)。该研究明确了20个马铃薯杂种优良株系的SSR指纹特征和8个优异株系的花粉育性及染色体配对构型差异。     

中国淫羊藿属药用植物花粉特征及其分类学意义

淫羊藿属(Epimedium L.)植物多为常用药材,分类和药材鉴定较为困难。该文采用扫描电镜对中国产淫羊藿属31种药用植物花粉的形态、大小和表面纹饰等进行了比较观察。结果显示:(1)淫羊藿属植物花粉形态多为长球形,少数为球形,大小为(15.5~25.0)×(27.3~48.1)μm,极面观多为三裂圆形,具三孔沟。(2)花粉粒外壁表面纹饰有网状、条网状、条纹状等类型。(3)花粉粒外壁纹饰如网眼的形状、大小和网脊表面特征等在各物种间有一定差异。研究结果为淫羊藿属药材鉴定与植物分类提供了重要的参考。     

盐胁迫对低温预处理石榴种子萌发及幼苗生理生化的影响

以催芽‘峄城大青皮甜’石榴种子为材料,经2~4℃低温预处理5、10和15d,置于不同盐分梯度下进行种子萌发试验,并测定分析幼苗生长、细胞保护酶活性、可溶性糖和脯氨酸含量及电导率变化,以阐明盐胁迫下低温预处理对石榴种子萌发和幼苗生长及生理生化的影响。结果显示:(1)适当的低温预处理和低盐胁迫能提高石榴种子的发芽率和发芽势,低温处理5d和0.1%低盐环境下有利于壮苗生长。(2)适当时间的低温预处理(5d)可显著提高石榴幼苗的保护酶(SOD、POD、CAT)活性,长时间的低温预处理(15d)却降低了幼苗的保护酶活性;随着盐浓度的升高石榴幼苗的保护酶活性也逐渐升高,并在盐浓度为0.3%时均达到最大值,说明当盐浓度高于0.3%时超出了石榴幼苗保护酶系统的调节范围,从而发生盐害。(3)低温预处理5d和10d降低了幼苗可溶性蛋白和脯氨酸的含量;随着盐浓度的升高幼苗可溶性蛋白和脯氨酸的含量也逐渐升高。(4)5d和10d的低温预处理可以提高石榴幼苗细胞膜透性,随着盐浓度的升高相对电导率也显著升高。研究表明,在低盐环境下,适当时间的低温预处理能显著促进石榴种子萌发生长,其幼苗能通过调整自身渗透调节物质可溶性蛋白和脯氨酸含量以及体内保护酶活性,降低细胞膜脂过氧化程度,保证细胞膜的完整性,维持正常的细胞代谢活性,从而有效减轻盐胁迫对植株的伤害,表现出较强的抗盐性。     

弥勒苣苔种子的休眠萌发特性（英文）

弥勒苣苔为中国特有的濒危植物,一度被认为灭绝后又被重新发现,引起了学界及公众的广泛关注。种子库是保护珍稀濒危物种的一种有效手段,对物种开展种子保存需要较为深入的了解其种子休眠及萌发特性;但对于弥勒苣苔,现有资料十分有限,本研究系统地探讨了弥勒苣苔种子的休眠状态及萌发习性。在对其种子进行X光透视后,发现其种子的胚发育完全,且基本充满整个种子,因此认为该种子不具有形态休眠。在多个变温及恒温条件下对新鲜种子进行萌发测试,发现在较高温度(高于20℃)下萌发率很高且萌发迅速,赤霉素及低温层积处理能够显著提高种子在较低温度下(低于20℃)的萌发率,因此可以判定其种子存在浅的生理休眠。种子在恒温下的萌发率比相应的变温下萌发率要高,可能是其对所处荫蔽环境的一种适应。硝酸钾对种子萌发有显著的促进作用,在野外环境下,硝酸钾有对生境空窗及较少竞争的指示作用。