赤霉素对紫斑牡丹种子下胚轴萌发及其种皮和胚乳结构的影响

以紫斑牡丹种子为试验材料,考察不同浓度赤霉素(GA_3)处理下种子生根情况,同时对其种皮纹饰进行了扫描电镜(SEM)观察,并对胚乳结构进行了荧光倒置显微镜、透射电镜(TEM)观察,以揭示GA_3对紫斑牡丹种子下胚轴解除休眠过程中种子种皮、胚乳结构变化和生根的影响。结果表明:(1)GA_3处理能够促进紫斑牡丹种子生根,以300 mg/L GA_3处理的种子生根效果最好,与对照相比可提前14.66 d生根,生根率可达62.33%。(2)扫描电镜观察发现,紫斑牡丹种皮表面含有蜡质,种子萌发进程中蜡质明显不断增加,种皮表面网眼逐渐消失,种皮皱缩明显。(3)光学显微镜观察发现,GA_3处理的紫斑牡丹种子胚乳细胞中含有较多淀粉体和蛋白体,并随着种子萌发进程逐渐积累,可为种子萌发提供足够的养分。(4)透射电镜观察发现,GA_3处理的紫斑牡丹种子胚乳细胞内大分子营养物质不断降解,线粒体、内质网、高尔基体等细胞器相继出现,种子下胚轴休眠解除,细胞壁较薄后期消融,利于营养物质传送。研究认为,适宜浓度GA_3处理可有效加快紫斑牡丹种皮结构的改变和胚乳细胞内物质代谢进程,促进种子萌发,且300 mg/L GA_3处理紫斑牡丹种子24 h可以获得最好的生根效果。     

赤霉素和温水浸种对紫斑牡丹种子下胚轴萌发及其种胚解剖结构的影响

以紫斑牡丹种子为试验材料,采用不同浓度(0、100、300、500 mg/L)赤霉素(GA3)浸种和不同温度温水浸种(25、30、40和50℃)处理,考察各处理种子生根率的变化,并通过透射电镜观察不同生根发育时期种子种胚超微结构,探究赤霉素和温水浸种处理解除紫斑牡丹种子休眠进程中种胚超微结构变化以及这种变化与休眠解除的相关性。结果表明:(1)GA3和温水浸种均明显提前了紫斑牡丹种子生根时间,并以300 mg/L GA3和40℃温水处理的生根效果最好,分别较对照提前14.7 d和16.0 d,生根率分别达62.33%和67.00%。(2)光学显微镜观察发现,GA3、温水浸种处理较对照组紫斑牡丹种胚子叶的上、下表皮细胞形状及排列方式无明显影响,但其厚度均变薄,维管束结构明显,以300 mg/L GA3和40℃温水浸种处理生根效果最佳。(3)透射电镜观察发现,在各GA3浸种和温水浸种处理下,紫斑牡丹种子萌发前期,种胚子叶脂类物质出现降解现象,脂体呈大小不一的圆形或块状分布在细胞壁周边,数量明显减少,细胞核明显,核仁清晰,出现少量线粒体,细胞质内开始有蛋白质积累,在液泡的周围形成蛋白质沉积物;在种子萌发后期,种胚子叶细胞内物质稠密,脂体已降解融合成较大块状,细胞中储存的营养物质基本降解完全,内质网、高尔基体、线粒体等细胞器出现,结构更加完整,表明此时细胞内物质代谢活动加强,种子休眠解除,且300 mg/L GA3、40℃温水浸种处理种子种胚子叶结构变化最为明显。研究发现,300 mg/L GA3浸种和40℃温水浸种均可显著提高种子的萌发率,且40℃温水浸种的效果更好,在实际生产中建议使用温水浸种法。     

外源GA3对紫斑牡丹幼苗叶片解剖结构与光合特性及内源激素含量的影响

以1年生紫斑牡丹幼苗为试验材料,采用不同浓度(0、100、300、500 mg/L)赤霉素(GA_3)喷施叶片处理,通过透射电镜、扫描电镜、光学显微镜观察幼苗叶片解剖结构,光合仪测定幼苗光合参数并以酶联免疫吸附法测叶片内源激素含量,探究外源GA_3对紫斑牡丹幼苗叶片解剖结构、光合特性和内源激素水平的影响。结果表明:(1)低浓度GA_3处理的紫斑牡丹叶肉细胞增大,栅栏组织外层细胞中叶绿体数量增加,高浓度GA_3处理则与之相反;GA_3处理叶片的栅栏组织/海绵组织比值(P/S)、组织结构紧密度(CTR)均下降,而其组织结构疏松度(SR)增加;GA_3处理的幼苗叶片的叶肉细胞内各叶绿体大小显著大于对照,随着GA_3处理浓度增加,紫斑牡丹叶肉细胞内叶绿体的体积趋于增大,类囊体垛叠凝聚逐渐松散,叶绿体上淀粉颗粒在300 mg/L GA_3处理中较明显;叶片气孔长度、宽度、气孔器大小、气孔开度和气孔密度随着GA_3浓度升高先升高后下降,同时叶片上表皮角质层厚度随GA_3浓度的升高而增加。(2)紫斑牡丹叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(Cond)、蒸腾速率(T_r)、水分利用率(WUE)在100和300 mg/L GA_3处理下大都显著高于对照,且300 mg/L GA_3处理显著高于其余处理,而其在500 mg/L GA_3处理下显著低于对照。(3)紫斑牡丹叶片脱落酸(ABA)和吲哚乙酸(IAA)含量均在500 mg/L GA_3下显著高于对照,而在其余浓度处理下不同程度低于对照,叶片内源玉米素核苷(ZR)和GA_3含量均在300 mg/L GA_3处理下显著高于其余处理和对照,而其余处理相比对照均无显著变化;叶片的ZR/ABA、ZR/IAA、ZR/GA_3和(IAA+GA_3+ZR)/ABA比值都在300 mg/L GA_3处理下显著高于其他处理,叶片的IAA/ABA和ABA/GA_3比值均在500 mg/L GA_3处理下显著高于其他处理。研究发现,适宜浓度外源GA_3处理,能显著提高紫斑牡丹幼苗叶片光合速率、水分利用效率及蒸腾速率,调节植物体内源激素的含量及平衡,从而使叶片能合成较多有机物,促进幼苗生长。     

外源赤霉素对紫斑牡丹种子萌发的影响

以紫斑牡丹种子为试验材料,研究不同浓度的赤霉素(GA_3)处理对种子生根以及生根过程中营养物质、酶活性和内源激素水平变化的影响,为探讨紫斑牡丹种子萌发机制提供依据。结果表明:(1)GA_3处理能够促进种子生根,并以300 mg/L GA_3处理对种子生根效果最好,与对照相比可提前14.67 d生根,生根率可达71.00%。(2)与对照相比,GA_3处理可以在0～15 d时促进种子淀粉水解和可溶性糖的积累,并加速可溶性蛋白的消耗,在0～30 d促进过氧化物酶(POD)活性的提高,从而促进种子萌发生根。(3)在种子沙藏生根过程中,种子脱落酸(ABA)含量呈下降趋势,赤霉素(GA)、玉米素核苷(ZR)和吲哚乙酸(IAA)含量均表现出先上升后下降的趋势,与对照相比,GA_3处理可使种子GA、ZR和IAA的含量在沙藏前期明显上升,以解除种子休眠。研究发现,外源GA_3处理可以调控紫斑牡丹种子内源激素含量和POD活性的变化,促进营养物质转化,从而提前解除种子休眠使其萌发。