水分胁迫条件下高粱种子的吸水机制及其可溶性糖代谢的变化

以高梁杂交种晋杂８６－１为材料研究了种子吸水萌动过程中胚与胚乳两部分的水分状况及可溶性糖变化的过程。结果表明：在吸水萌动过程中种胚和胚乳在水分及糖代谢方面具有不同的特点。     

水分胁迫下紫花苜蓿和高粱种子萌发特性及幼苗耐旱性

利用PEG溶液(水势梯度:-0.1～-0.5MPa)模拟水分胁迫,研究了紫花苜蓿(品种:阿尔冈金和陇东)和高粱(品种:抗四)种子的萌发能力的变化及对萌发环境的最低水分需求,并进行种间差异比较.结果显示:PEG水分胁迫通过限制种子有效水分的吸收而抑制了其萌发,且随着胁迫强度的增加,萌发能力减弱,主要表现在:萌发率、吸水速率、萌发活力、萌发胁迫指数等随胁迫强度的增加而下降,根芽比则随之增加.另一方面,种子群体萌动、萌发和出苗达50%概率时间随胁迫强度的增加而越发延迟,且各阶段对环境临界水势的需求不同,出苗阶段最为严格,说明种子出苗过程对环境水分胁迫最为敏感,耐旱能力最弱.相比之下,在同等胁迫条件下,高粱种子的萌发能力较苜蓿种子受到影响较小,各个阶段对环境水势的需求也相对较为宽松.因此,苜蓿苗期对干旱胁迫的忍耐能力不及高粱,且出苗过程中对环境水分条件的需求存在品种间差异.     

盐碱胁迫对两种高粱种子萌发及幼苗生长的影响

以纤维高粱和普通高粱种子为材料,将NaCl、Na2SO4和NaHCO3按不同比例混合,模拟15种盐度和碱度各不相同的复杂盐碱条件,采用培养皿纸上发芽法研究了混合盐碱胁迫对两种高粱种子萌发及幼苗生长的影响,以探讨两种高粱种子和幼苗的耐盐碱能力及在盐碱胁迫下的变化规律。结果表明,低盐低碱环境促进了两种高粱种子的萌发;随着盐碱胁迫的增强,高粱种子的萌发率、萌发指数与对照相比均显著下降,而纤维高粱的累积萌发率下降幅度较普通高粱小,表明纤维高粱对盐渍环境的适应性略高于普通高粱。在高粱幼苗生长过程中,随着盐碱胁迫的增强,两种高粱的幼根和幼芽长均显著下降,且与对照均具有显著性差异。盐度对两种高粱的萌发率、萌发指数、幼苗长均有极显著影响,盐度与pH相互作用对两种高粱的幼根长有极显著影响。     

不同环境条件对沙米种子萌发的影响

用控制试验研究了沙米(Agriophyllum squarrosum)种子萌发对温度、水势和埋深的响应模式.结果显示,在人工模拟科尔沁沙地4月(5℃/20℃)、5月(10℃/30℃)和7月(20℃/40℃)的夜/昼土壤温度条件下,沙米种子的最终萌发率分别为86%、91%和96%,各温度处理的前3 d累计萌发率分别为14%、66%和32%.在5月温度条件下,种子萌发曲线为陡直的单峰状,其他两月呈多峰状.0 MPa水势下,沙米种子的总萌发率为50%,当水势低于-0.4 MPa时,发芽率小于10%.当种子的埋藏深度分别为0.5、1.0、2.0和4.0 cm时,出苗率分别为91%、78%、41%和22%,埋深达到8 cm时,没有种子出苗.研究表明,沙米种子在不同条件下萌发率差异显著,其萌发特征有利于种子在不适环境条件下减少种子库的无效损耗,而在环境条件适宜时快速萌发,提高幼苗存活机会,从而使沙米对流沙生境表现出良好适应能力.     

海南省入侵杂草假高粱种子萌发特性研究

为了解环境对假高粱(Sorghum halepense)种子萌发的影响,对海南岛假高粱种子的萌发特性进行了研究.结果表明,假高粱种子的萌发率较高,均在85％以上,在昼夜温度35℃/25℃下的萌发时间最短(2.64 d);浓硫酸处理可提高种子萌发率;浓硫酸处理、赤霉素浸泡和研磨均能缩短种子萌发时间;种子在土壤表层的萌发率...     

朱唇种子吸水特性及其在干旱胁迫下萌发特性

种子粘液质是植物在长期适应环境过程中形成的,该物质对于种子的扩散、定居、生存力的改善、萌发、幼苗生存乃至抵御有毒化学物质毒害等都具有重要的生态学意义。朱唇为唇形科鼠尾草属多年生草本植物,原产美洲热带地区,现已广泛栽植于世界各地。为了理解朱唇种子表面的粘液物质吸水特性和种子在干旱胁迫下的萌发特性,该研究以朱唇种子为材料,运用光学显微镜和扫描电子显微镜观察以及种子萌发试验的方法,对种子和粘液层的形态结构、粘液质对种子萌发的影响进行了研究。结果表明:朱唇种子为卵形,表面为负网状结构,千粒重为(1.611±0.0084)g,无粘液种子吸水倍数为3,粘液种子吸水倍数为25,粘液层吸水倍数为122。粘液和无粘液种子及粘液层的重量都随吸水时间的延长而增长,但脱水过程要远长于吸水过程。朱唇种子吸水2 h达到饱和,经过36 h可干燥失水恢复原重。不同浓度PEG对朱唇种子的萌发均有影响,发芽势随PEG浓度升高而显著降低。朱唇种子在5%PEG胁迫下发芽率最高达(90.00±8.66)%,20%PEG胁迫下发芽率最低为(76.67±10.41)%,低浓度PEG对朱唇种子萌发有一定促进作用。这说明朱唇种子为速萌型种子,其粘液质在种子吸水过程中起到举足轻重的作用,能保证短时间内有充足的水分供其萌发。     

水分胁迫下高粱叶片的渗透调节与延伸生长的关系

高粱抗旱品种3197B比不抗旱品种三尺三在水分胁迫条件下ψ_S下降低。在相同ψ_S时,3197B相对含水量高于三尺三。水分胁迫期间,3197B能始终维持比三尺三较高的ψ_P。在中度和严重水分胁迫时,3197B几种渗透物质积累均高于三尺三,其中可溶性糖和K~ 对渗透调节贡献最大。水分胁迫下,3197B正展开叶渗透调节能力较强,ψ_P维持较高,临界膨压低,叶片扩张性能小、故生长速率随ψ_W下降较慢。     

模拟水分胁迫对不同种源麻楝种子萌发能力的影响

以麻楝6个种源种子为试验材料,用不同浓度的聚乙二醇(PEG)溶液模拟干旱胁迫,探讨干旱胁迫对种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数以及幼苗苗高和胚根长及根苗比的影响,为麻楝的引种和推广种植提供依据。结果显示:(1)不同水势胁迫处理均降低了麻楝种子的发芽率和发芽势,当水势为-0.40MPa时延缓了种子萌发进程;种子的发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数均随干旱胁迫强度的增加呈明显下降的趋势;当胁迫水势为-0.86MPa时,干旱胁迫处理的种子在试验结束时仍未能萌发,即-0.86MPa是麻楝种子萌发的临界水势。(2)当胁迫水势高于-0.40MPa时,麻楝幼苗的胚根长度与对照组差异不显著且长于对照组,说明高于-0.40MPa的水势有利于麻楝种子胚根的生长;麻楝幼苗苗高生长则是随着PEG浓度的升高而逐渐减缓。(3)适当的干旱胁迫可以增大各种源麻楝幼苗根苗比,且在胁迫水势高于-0.20MPa时都达到最大值。研究表明,麻楝种子具有一定的抗干旱胁迫的萌发能力,并以来自缅甸的Khin Aye Pale和泰国的Phu Wiang材料较强,来源于中国三亚和马来西亚Ulu Tranan的较弱。     

丹参种子的吸水特性及发芽条件研究

丹参(Salvia miltiorrhiza Bunge)种子具有快速吸水的生物学特性,在10℃和25℃下,种子入水10min后吸水量即可达到种子原重的4．5倍左右,至2h吸水量分别达到原重的10．5和11．7倍。温度对种子的吸水速率无明显的影响。丹参种子发芽的最适宜温度在25～30℃,在实验室条件下,采用滤纸床25℃时,一级种子发芽率可达83％,混级种子为74％。同时发现,预先冷冻、PEG—4000引发和GA3浸种处理可以明显提高丹参种子的发芽率。采用超声波处理和PEG引发技术可以使贮藏1a的陈种子发芽率达到45％以上。     

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。     

玉米种子萌发成苗不同阶段需水阈值的研究

用渗透势不同的聚乙二醇（ＰＥＧ）６０００模拟外界环境水分条件,对玉米不同品种的种子在萌动、萌发及成苗三个阶段需水的量化研究表明,种苗的抗旱性随吸水进程的推进而减弱;种子在萌动、萌发及胚芽伸长至一定长度的时间（ｔ）与外界环境水势（ｗ）之间存在着１／ｔ＝ａ＋ｂｗ的关系,据此推算出不同品种在不同成苗阶段的需水阈值,发现不同品种在同一成苗过程中对环境水分条件的反应不同,它们的抗旱性也不同。     

高粱苗(Sorghum vulgare)水分亏缺时所累积的游离脯氨酸的来源

在完全营养液中,用Glu或Ala替代Ca(NO_3)_2为氮源时,在水分胁迫条件下可得到同样程度的Pro累积量。但是用Ser为氮源时,在正常水分条件下Glu和Ala的相对含量较少,Ser和Gln相对含量较高,在水分胁迫条件下,Pro的累积受到抑制。在缺钾营养液中培养时,植株游离氨基酸中Glu和Ala相对量较少,Ser和Gln相对量较高,在水分胁迫条件下,Pro累积也受到抑制。在缺钾营养液中,用Glu或Ala替代Ca(NO_3)_2为氮源时,在水分胁迫条件下Pro的累积可达到甚至超过完全营养液中Pro的相对量。     

高粱不同器官生长对NaCl胁迫的响应及其耐盐阈值

用砂基培养研究高粱不同器官生长对NaCl胁迫的响应及其耐盐阈值。NaCl胁迫下,独角虎和糖高粱均表现为生长叶叶鞘鲜重下降最大,其次是生长叶叶片、成熟叶叶鞘和叶片变化最小。长期胁迫单株叶片数及叶面积也明显下降。相同胁迫情况下,糖高梁的生长抑制明显大于独角虎。独角虎和糖高粱耐盐阈值分别为135和82mmol／LNaCI。以上结果表明独角虎耐盐能力明显大于糖高粱。讨论了不同器官生长抑制的机制。     

沙冬青种子萌发及幼苗生长特性

沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)是亚洲中部荒漠特有种,由于其分布的环境条件特殊,现存植被天然更新困难,人工育苗、造林存在一定问题。为改善种皮透水性,获得整齐一致的发芽,分别用21.5 (室温)、40、60、80和90 ℃的温水浸种5 min。结果表明: 60 ℃温水浸种效果最好,与对照相比,显著地提高了种子发芽势,并有效地降低硬实率。对比分析了15、20、25、30、35和40 ℃环境温度下种子萌发的特性,种子发芽最适温度是30 ℃,而胚根及下胚轴伸长最快的温度为25~30 ℃。较低温度下种子发芽延续时间较长,并且种子萌发后下胚轴和胚根伸长缓慢,易形成畸形(胚根严重扭曲、缢裂)幼苗。15 ℃时畸形幼苗占发芽种子数的28.1%,而30~40 ℃时仅占5.2%~8.6%。温度过高不利于种子萌发及幼苗生长,40 ℃时,吸胀种子绝大部分丧失活力,发芽种子在35 ℃以上温度下生长2~3 d,胚根胚轴组织呈水渍状坏死。另外,催芽后的种子播种在河沙中子叶出土最快,出土率可达63%,显著高于在粘质壤土中出土率(11%)。不同粒径的种子播种后幼苗生长特性表现出一定的差异,粒径5 mm以下小粒种子播种后幼苗长势弱,苗期成活率低,生长70 d后幼苗成活率仅为35.4%,而粒径5 mm以上种子同期幼苗成活率达56.2%。据上述试验结果,结合自然分布区内环境条件的资料,分析了沙冬青濒危原因,并为植被恢复育苗措施提出建议。     

高粱幼根细胞膜对于水和电解质的透性

在不同浓度的高渗溶液作用下,两个高粱品种的幼根细胞失水过程的动力模型与实验结果较为符合,相关指数在0.801～0.898之间。水分在这一运输过程中的越膜速度较高,高梁幼根与外界高渗溶液的水分交换在15min(20～22℃)后即接近平衡。另一方面,在相同时时间内,细胞电解质外渗量随着细胞的失水大幅度增加,并与高渗溶液的浓度呈正相关,这与非平衡态热力学理论的结论是一致的。     

鄂尔多斯高原4种主要沙生植物种子萌发与出苗对水分和沙埋的响应

 羊柴 (Hedysarum leave)、柠条 (Caragana korshinskii)、籽蒿 (Artemisia sphaerocephala)与油蒿 (Artemisia ordosica)为鄂尔多斯高原广泛分布的植物种,也是该地区飞播选用的主要植物种。由于飞播为鄂尔多斯高原植被恢复的重要手段,而飞播后植物种子的出苗率与土壤水分及沙埋密切相关。因此,上述植物种子萌发与出苗对水分和沙埋反应的研究对当地退化生态系统的恢复具有重要意义。通过温室控制实验,对4种植物萌发特性及出苗与水分和沙埋深度的关系进行研究,阐明了种子萌发最适合的水分条件和沙埋深度。结果表明,4种植物种子萌发与出苗最适宜的供水量都接近于当地种子萌发时期的平均降水量, 最适宜的沙埋深度为0.5～1 cm, 过多的水分和过深的沙埋会降低种子萌发与出苗,反映了4种植物对沙区环境的生态适应。4种植物最适宜的供水量均为123 ml,羊柴、柠条、籽蒿和油蒿的最适沙埋深度分别为：0.5、1.0、0.5和0.5 cm。根据实验结果及当地气候特点,鄂尔多斯地区的飞播时间应由6月初提前至5月中下旬,以提高飞播植物的出苗率。     

沙埋和种子大小对固沙禾草沙鞭的种子萌发与幼苗出土的影响

该文研究了野外条件下不同深度的沙埋对沙鞭(Psammochloa villosa)种子萌发和幼苗出土的影响,以及温室条件下种子大小对不同深度沙埋后的种子萌发和幼苗出土的影响。结果表明,沙埋深度显著影响沙鞭的种子萌发率、幼苗出土率和种子休眠率。沙子表面的种子不能萌发。2 cm的浅层沙埋时的种子萌发率和幼苗出土率最高,1 cm 沙埋的种子萌发率和幼苗出土率次之。沙埋深度超过2 cm之后,沙鞭的种子萌发率和幼苗出土率与沙埋深度呈负相关。2 cm的种子休眠率最低。从2 ~12 cm,种子休眠率随着沙埋深度的增加而增加。在幼苗能够出土的深度(1~6 cm),幼苗首次出土所需的时间随着沙埋深度的增加而延长。种子大小对沙鞭的种子萌发率没有显著影响。但是在深层沙埋(6 cm)时,与小种子相比,大种子产生的幼苗的出土率较高。从2~6 cm,大种子形成的幼苗的茎长度都较长。     

不同水氮条件下水稻冠层反射光谱与植株含水率的定量关系

研究了不同土壤水氮条件下水稻 (Oryzasativa) 冠层光谱反射特征和植株水分状况的量化关系。结果表明, 水稻冠层近红外光谱反射率随土壤含水量的降低而降低, 短波红外光谱反射率随土壤含水量的降低而升高。相同土壤水分条件下, 高氮水稻的冠层含水率高于低氮水稻的冠层含水率 ;同一水分条件下, 高氮处理的可见光区和短波红外波段光谱反射率低于低氮处理, 近红外波段光谱反射率高于低氮处理。发现拔节后比值植被指数 (R810 /R460 ) 与水稻叶片含水率和植株含水率呈极显著的线性相关, 模型的检验误差 (RootmeansquareError, RMSE) 分别为 0.93和 1.5 0。表明比值植被指数R810 /R460 可以较好地监测不同生育期水稻叶片和植株含水率。