真盐生植物囊果碱蓬(Suaeda physophora)脱水种子子叶叶绿素特征及其对植物萌发阶段适应盐渍环境的生态意义

本研究观察到囊果碱蓬(Suaeda physophora)脱水种子子叶含有深绿色色素, 分别在645和663 nm波长下测定了脱水种子子叶和黑暗中在去离子水半浸没12 h的种子子叶内色素含量及其在400~700 nm波长范围内的光谱吸收特征曲线, 并与囊果碱蓬真叶内的叶绿素光吸收特征曲线进行比较, 结果显示这种色素是叶绿素, 其光吸收特征曲线与真叶叶绿素的几乎完全相同, 表明这种叶绿素具有和真叶叶绿素相近的生理功能. 通过光合能力测定发现, 囊果碱蓬脱水种子吸水6 h后就能进行光合放氧. 用电子显微镜观测了在去离子水和700 mmol/L NaCl溶液中处理1天和10天的囊果碱蓬种子的叶绿体形态, 同时对胚根细胞质膜的受损伤程度进行了组织化学染色观测, 并以同为黎科、且脱水种子子叶中也存在叶绿体的旱生植物白梭梭(Haloxylon persicum)为对照进行同步观测. 结果表明, 相对于非盐生植物白梭梭, 高盐度下囊果碱蓬种子的子叶叶绿体结构、胚根细胞质膜均保持完好, 表现出很强的抗盐能力. 黑暗条件下囊果碱蓬种子在去离子水和700 mmol/L NaCl溶液中的萌发过程是渐进式的, 72~84 h才能达到萌发高峰; 但是在700 mmol/L NaCl溶液中浸泡10天而未萌发的种子移到去离子水中以后的恢复萌发则是爆发式的, 在24 h之内即达到萌发高峰, 并且这些种子具有光合能力. 因此可以推断, 高浓度的盐分对于真盐生植物囊果碱蓬的快速恢复萌发具有激发效应, 这种特性保证了种子在自然条件下能够在早春短暂的、适宜的土壤低盐分条件下迅速萌发; 干燥种子子叶中保留的具有完整结构的叶绿体则可通过光合作用保证萌发了的幼苗迅速生长, 建立种群.     

小车前（Plantago minuta Pall.）种子表面粘液物质的吸水特性及其对种子在干旱环境中萌发的影响

为了理解荒漠短命植物小车前(Plantago minuta Pall.)种子表面的粘液物质对种子在干旱环境中萌发的作用,在室内控制条件下研究了粘液物质的吸水保水特性、剥离粘液物质的种子(无粘液种子)和保留粘液物质的种子(粘液种子)在-1.15～-0.15 MPa不同渗透胁迫条件下的萌发状况.结果表明: (1)小车前种子表面的粘液物质干重占粘液种子干重的5.6%;在去离子水中,粘液物质可以吸收相当于其自身干重217.1倍的水分;粘液物质的存在使得小车前种子的吸水倍数由2倍增加至14倍,从而保证为种子萌发提供充足的水分;(2)干燥的粘液种子吸水2h后即达到饱和,而吸水饱和后的粘液种子在室温下晾置,经过48h后又干燥失水恢复至原重;(3)在去离子水中或低渗透胁迫(-0.33～-0.15 MPa) 条件下,粘液物质吸水作用能促进小车前种子萌发,粘液种子3d的发芽势和10d的总萌发率均显著高于无粘液种子;在高渗透胁迫(-1.15～-0.73MPa)条件下,粘液种子3d的发芽势显著低于无粘液种子的,而10d的总萌发率与无粘液种子的没有显著差别,表明粘液物质在干旱条件下可能从种子而非外界环境中吸取水分,减缓了种子萌发速率.通过上述结果可以认为小车前种子表面的粘液物质在早春干湿交替剧烈的荒漠生境中起到通过调节水分来调节种子萌发的作用,这种萌发策略大大降低了因大批种子同时萌发导致幼苗受旱甚至种群灭亡的潜在风险.