植物种子萌发期耐盐碱性提高技术研究进展

种子萌发是种胚从生命活动相对静止恢复到生理活跃状态的生长发育过程,最易受到外部环境影响,其中盐碱胁迫是最严重的生态限制因素之一。中国盐碱地面积大、分布广,总面积约1亿hm^2,占全国土地面积的10%,盐碱逆境下种子萌发受阻已成为我国盐碱地植物天然更新和农林业生产的首要障碍因子。目前,已知植物种子萌发期耐盐碱性提高技术主要有物理方法、化学调控、生物途径和育种技术4个方面,其中物理方法包括种子引发、低温、超声波、微波、电场等物理因素处理;化学调控包括无机、有机外源物质调控;生物途径包括植物促生细菌和真菌共生;育种技术包括耐盐性鉴定筛选和转基因技术。综述了植物种子萌发期耐盐碱性提高技术研究进展,简述了这些技术的特点及不足,并提出了进一步开展工作的建议,旨在为解决我国盐碱地植物种子萌发受阻难题、实现盐碱地低成本规模化的生物修复和盐碱地区农林业生产提供参考。     

一种小麦蓝粒标记单体代换系4E（3D）的创制

以中国春3D单体和小麦-长穗偃麦草4E二体异附加系为材料,通过杂交、回交结合染色体鉴定等方法,培育出了一种具有蓝粒标记的小麦4E(3D)单体代换系.该小麦4E(3D)单体代换系籽粒为浅蓝色,能够正常生长,自交结实率为36.1%,其自交后代可分离出深蓝籽粒小麦4E(3D)二体代换系、浅蓝籽粒小麦4E(3D)单体代换系和白粒小麦3D缺体.结果表明,长穗偃麦草4E染色体对小麦3D染色体缺失有一定的补偿功能,对以染色体定向代换方式快速创制蓝粒标记小麦单体系统具有一定的参考价值.     

NaCl胁迫对红砂萌发的影响及萌发期耐盐性评价

探究盐胁迫对红砂种子萌发及萌发后生长和生理生化指标的影响,为解析红砂萌发期耐盐机制及后续研究提供数据支撑。以盐生植物红砂种子为试验材料,NaCl溶液模拟盐胁迫,研究不同浓度NaCl(0、50、100、150、200、300和400 mmol/L)处理下,红砂种子萌发及萌发后根长、株高、生理生化指标的变化趋势。结果显示:(1)与对照相比,50 mmol/L处理的红砂萌发率升高,植株根长、株高显著增加;随着处理浓度的升高,红砂的萌发时间推迟,萌发率减少,盐害率增加,根长、株高下降显著。当盐浓度增加到400 mmol/L时,红砂不能萌发,但仍保持萌发活力,400 mmol/L胁迫35 d的未萌发种子经复萌处理后,相对萌发率为105.43%。(2)随着NaCl浓度的增加,红砂中的丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)含量显著增加,过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性呈现不同程度的增加。(3)分别以相对萌发率、植株全长下降到对照的50%为标准,确定红砂的萌发耐盐阈值为273 mmol/L,最适盐浓度为45.78 mmol/L;萌发后生长耐盐阈值为388.19 mmol/L,生长最适盐浓度为50.59 mmol/L。红砂可在胁迫环境下长期保持萌发活力,待萌发条件适宜时,可快速集中大量萌发;红砂生长阈值浓度大于萌发阈值浓度,说明萌发期是其在盐胁迫下完成生活史的关键时期;随着盐浓度的增加,红砂的生长受到不同程度的抑制,植株在一定胁迫程度内可通过提高POD、SOD活性清除MDA,增加Pro含量从而减少胁迫危害,以维持正常的生理代谢。     

小麦细胞减数分裂染色体分离同步化遗传分析

利用缺体回交法获得了含一对小染色体的自花结实4D缺体中分别附加0、1和2条4E染色体的3种材料．对自花结实4D缺体小麦附加不同剂量4E染色体后．小染色体在细胞分裂终变期和中期的配对频率观察分析。证明了4E染色体具有促进小染色体与小麦正常染色体分离同步化的作用,且这种作用没有剂量效应。     

缺体小麦与黑麦杂种幼胚愈伤组织再生植株的染色体变异

对中国春6A缺体小麦与黑麦杂种幼胚愈伤组织不同无性世代再生植株体细胞染色体鉴定结果表明,随着愈伤组织培养时间的延长,再生植株染色体变异频率及变异范围明显增加。在分化的共计224株再生植株中,发生染色体变异的植株为80株,占35.7％,其中有3株为染色体嵌合株,1株发生了染色体结构变异。     

不同类型盐生植物适应盐胁迫的生理生长机制及Na+逆向转运研究进展

盐生植物是指能在离子浓度至少200 mmol/L以上的生境中生长并完成生活史的植物。盐生植物可分为稀盐盐生植物、泌盐盐生植物、拒盐盐生植物三类。本文从生长形态、生理和分子3个方面总结三类盐生植物响应盐胁迫的不同策略及研究进展,发现盐生植物在分子水平上主要通过Na⁺转运蛋白和为其提供能量的两类基因应对体内过高Na⁺,这可能是引起盐生植物生理和生长形态异于非盐生植物的重要因素。其中稀盐盐生植物主要通过液泡离子区隔化应对盐胁迫,并表现出肉质化生长形态;泌盐盐生植物通过将体内盐分排出体外应对盐胁迫,并进化出特有的生理结构——盐腺或盐囊泡;拒盐盐生植物通过将盐离子积累在皮层细胞液泡和根部木质部薄壁细胞中减少向上运输Na⁺,同时根部多栓质化减少Na⁺吸收。本综述旨在为今后研究盐生植物及其耐盐机制提供相关依据,为植物耐盐分子育种奠定基础。     

小麦及缺体小麦与黑麦杂种幼胚愈伤组织在长期继代中的染色体数量变异

对中国春及其６Ａ缺体与黑麦杂种幼胚愈伤组织在长期继代培养过程中愈伤组织的染色体数量进行了统计分析,结果表明：中国春×黑麦和６Ａ缺体×黑麦杂种幼胚愈伤组织在继代培养的前６０ｄ内细胞染色体数目分别稳定在２ｎ＝２８和２７;随着继代培养时间的延长,其染色体数量均发生变异主要表现为染色体数的减少;在第４２０ｄ至５４０ｄ培养期间两个组合愈伤组织丢失染色体的细胞比率明显增加,同时也发现了个别超出正常染色体数的细胞。第５４０ｄ后的愈伤组织染色体数量变异基本维持在这一水平。     

环境气体对植物种子萌发影响的作用过程研究进展

种子萌发受多种外界环境因素诱导和调控，且一旦种子萌发启动，胚将不可避免的生长或死亡，是一个不可逆的过程，决定着植物种群的繁衍、进化和农林业生产。大气和土壤中的多种气体对植物种子萌发具有重要影响，与固液物质相比，环境气体扩散速度快、影响范围大，是影响植物种子萌发的重要生态因子。目前，已知影响植物种子萌发的气体物质有环境气体分子、植物燃烟和植物挥发物3大类，其中环境气体分子包括氧气(O₂)和二氧化碳(CO₂)，以及一氧化氮(NO)、一氧化碳(CO)、硫化氢(H₂S)、二氧化硫(SO₂)、乙烯(C₂H₄)和氢气(H₂)等气体信号分子；植物燃烟包括纤维素衍生的karrikins和木质素衍生的丁香醛及多种植物源燃烟；植物挥发物包括烯类和烷类物质及多种植物组织挥发物。本文综述了环境气体对植物种子萌发影响的作用过程研究进展，分析了这些气体物质对植物种子萌发的影响作用方式，并提出了今后开展研究的建议，以期为气体物质调控种子萌发技术研发，实现种子萌发时...