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种子萌发

种子萌发

种子萌发范文第1篇

过程与方法: 1、课前布置学生设计并观察“不同种子萌发所需水量”的实验,课堂汇报交流:2、运用感官及工具观察、比较蚕豆、黄豆、花生等种子内外部结构特点并做记录:3、激发探究种子奥妙的兴趣,培养学生认真细致、坚持观察记录的良好科学习惯。

【教学重点】 认识蚕豆种子的基本构造与各部分的作用。

【教学难点】 预测种子各部分的作用,并指导落实课后实验。

【教学准备】 学生材料:每小组一袋干种子,内含蚕豆、油菜籽、黄豆若干,放在盘子里:放大镜2个,浸泡2天的蚕豆种子6粒,记录纸一张,放在解剖盘中:每组一小袋浸泡过的其他种子,内含花生、绿豆、黄豆等:塑料培养皿(含记录纸2、棉花),浸泡2天的蚕豆各2粒。教师材料:演示台,蚕豆幼苗一盆,干、浸泡2天、浸泡更长时间的蚕豆种子各一大盆,课件。

【教学过程】

一、激发兴趣,导入新课

1、播放一段一粒种子萌发,逐渐长成一棵大树的视频。

2、问:就这么一粒小小的种子萌发后为什么能长成一个新的植物体?……

3、同学们,刚才发表了很多看法,你们想知道为什么吗?(想)

4、好,这节课我们就来学习《种子的萌发》。

二、汇报交流,学习新课

(一)认识种子

1、师:老师课前布置同学们回去观察种子,现在要考考大家,认识它们吗?

2、投影仪出示种子……

(二)种子的吸水量

1、师:(出示一杯蚕豆苗)问:这是谁发育出来的?

生:蚕豆

2、师:(出示干的一盆蚕豆)问:这样的蚕豆干放着会发芽吗?

生:不会。

3、师:需要什么?

生:水。

……

三、主动探究,认识种子内部构造

1、讨论方法 师:我们刚才只看到蚕豆的表面,有什么方法可以更清楚地探究蚕豆种子里面的结构呢?(解剖)

2、引导学生分小组进行解剖。

(1)演示剥蚕豆皮 观察蚕豆种子的结构:

(2)观察蚕豆种子外面的一层种皮,并用放大镜仔细观察一下种子凹陷一侧的种皮,可以看到什么?

(3)请同学们用力捏一捏种子,注意观察种孔处有什么现象?

(4)请同学们用镊子夹住蚕豆种子,在种脐的对侧用解剖刀轻轻地划一个小口,将种皮剥下来,用手摸一下种皮,有什么感觉?并推测种皮有什么作用。(种皮很坚韧,具有保护种子的内部结构的作用)

(5)学生个别演示

(6)教师边演示边点评

3、观察胚的构造

(1)教师演示分开 我轻轻地从与种脐相对的一侧分开两个豆瓣,注意动作要轻。

(2)学生做并观察:讲解构造:对比实验(解剖其他种子)

(3)教师小结:通过实验,我们知道种子虽然在形状、大小和颜色各方面存有差异,但它们的基本结构是一样的。凡是具有两片子叶的植物叫双子叶植物,所以蚕豆是双子叶植物。还有黄豆、花生等也是双子叶植物。

四、观察猜测,跟踪发芽的蚕豆

师:同学们,想知道胚根、胚芽、子叶这些结构以后长成什么吗?各部分有什么作用吗?谁能猜猜看?

生:胚根会变成根、子叶会长成叶子、胚芽会长成叶子……

师:大家的猜测很丰富!想知道结果,有什么好方法吗?

生:上网查资料、请教大人、做实验。

师:我们可以自己动手实验。我给大家准备了一个小盒子,你们要垫上一些棉花,并保持棉花湿润,然后把浸泡后的蚕豆种子放在上面。会做吗?

生:可以。

师:老师把材料分给你们,课后由各小组长负责一起去完成这个实验,好吗?

生:好。(师下发材料,学生操作实验。)

师:观察是需要耐心的,同学们一定能坚持的!盒子上面的记录表,我们就以三天为间隔来观察。

师:主要应该观察什么呢?

生:胚根、胚芽、子叶会发生什么变化?

师:对,你们刚才实验的这些种子,刚好泡了三天,它各个部分是什么样子的?我们先把它们记录下来吧!(学生观察并做好第一次记录,投影展示典型小组的记录纸。)

种子萌发范文第2篇

(1.新疆芳香林草生态发展有限公司,新疆和硕县841203;2.新疆巴音郭楞职业技术学院生物工程系)

收稿日期:2014—11—21

摘要: 本文通过比较分析茄子种子在不同浸种时间、温度和不同浓度碱液组合处理后的发芽率、发芽势及发芽指数情况,旨在筛选出茄子种子萌发的适宜条件。结果表明,水温50 ℃、碱液浓度0.3℅、浸种24 h的处理组合对茄子种子发芽效果较好,发芽率可达86.0%,较最低处理茄子种子发芽率高59.7%。

关键词 :茄子;种子;发芽

茄子是我国北方栽培面积较大的蔬菜之一,其种子表面有较厚的角质层,且有休眠习性,休眠茄子种子需在25 ~ 30 ℃之间的某一恒温下催芽,发芽较困难,通常6 ~ 7 d后可见少数种子萌发,发芽时间长,发芽极不整齐。种子质量的优劣直接影响到茄子生产,要培育壮苗必须选用质量好的种子。为了有针对性地解决茄子种子发芽困难的问题,本试验选用圆茄类六叶茄进行种子发芽条件的研究,旨在找出一种能够提高茄子种子萌发速度的简单易行、成本低廉的处理方法,为茄子实际生产提供理论依据。

1材料与方法

1.1供试材料

供试材料为市售圆茄类的六叶茄,属北京地方品种;氢氧化钠(分析纯)由广州化学试剂厂生产。

1.2试验设计

试验于2012年10 ~ 11月在鄯善县农业技术推广中心实验室进行。试验处理见表1,每处理100粒种子,各处理设3次重复[1-4]。

1.3试验方法

将准备好的茄子种子分别放入浓度为0.1%、0.3%及0.5%的NaOH溶液中洗种10 min,再分别用50 ℃、55 ℃、60 ℃热水浸泡,于室温下浸种12 h、24 h和36 h。浸种结束后,用直径9 cm的培养皿作发芽床,培养皿底部放2层滤纸,将种子均匀摆放在培养皿中,加盖后置于30 ℃的恒温箱中进行催芽。催芽期间,每天检查并补充水分2次,同时调换各重复在培养箱中的位置,以使种子受热均匀一致,减少实验误差。调查内容包括种子发芽率、发芽势和发芽指数。记录每天发芽种子数,到第10 天为止,第6 天计算发芽势,第10 天计算发芽率。并根据每天的发芽种子数计算种子的发芽指数。

式(3)中:GT为在t天的种子发芽数,DT为对应的种子发芽天数。

2结果与分析

2.1不同处理对茄子种子发芽率的影响

从表2可以看出,在9个不同处理组合中,处理2的发芽率最高,为86.0%,其次为处理1,发芽率为82.0%,而处理8的发芽率最低,为26.3%,处理1、2与处理8发芽率差异达极显著水平;处理3、4、6、9之间发芽率差异达显著水平,且发芽率均达到了70%以上。由此得出,试验组合处理2发芽效果最好,发芽率为86.0%,较发芽率最低的处理组合8高59.7%。

2.2不同处理对茄子种子发芽势的影响

从表3可以看出,在9个不同处理组合中,处理3的发芽势最高,为74.7%,其次为处理2,发芽势为74.0%,而处理7的发芽势最低,为12.0%,处理2、3与其他各处理发芽势差异均达极显著水平;处理1、4、7之间发芽势差异不显著,但发芽势均达到了60%以上。

2.3不同处理对茄子种子发芽指数的影响

从表4可以看出,在9个不同处理组合中,处理3的发芽指数最高,为12.5;其次为处理2,发芽指数为12.3;处理2、3间发芽指数差异没有达到极显著;而处理7的发芽指数最低,为2.0,其次为处理8,发芽指数为2.8,各处理间发芽指数差异均达显著水平;处理4、5之间发芽指数差异也没有达极显著水平,但发芽指数都在10左右。

2.4不同处理茄子种子在10 d内的发芽数量

从图1可以看出,在9个不同处理组合中,不同处理在10 d内的发芽数量呈不规则变化,但各处理的第1个发芽高峰期大都出现在1 ~ 5 d之间,而第2个发芽高峰期出现在5 ~ 10 d之间;同时可以看出处理3的第1个发芽高峰期出现在发芽第3 天,且发芽数最高,而在第2个发芽高峰期时,处理7出现在发芽第7天,且为第2个发芽高峰期发芽数量最高的处理。

3小结

本试验结果表明,不同时间、温度、碱液处理对茄子种子发芽势与发芽率的影响不同。综合分析9个不同处理对茄子种子发芽的影响,以温度50 ℃、碱液浓度0.3℅、浸种24 h的处理2对茄子种子发芽的效果最好,发芽率为86.0%,较发芽率最低的处理组合高59.7%,且发芽势和发芽指数也较高,分别达到74.0%和12.3。本试验结果表明,不同时间,温度、碱液处理对茄子种子发芽速度和发芽整齐度影响显著。

种子萌发范文第3篇

关键词:种子;萌发;活力;激素;修复;调控机制

中图分类号:S330.2 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2014)03-0497-03

植物种子的萌发活力是植物胚胎驱动,由种子内部一系列有序代谢活动和基因顺序表达调控的。研究表明,种子能否成功萌发的一个重要因素就是母体内胚胎成熟过程中信使mRNA积累的质量。蛋白质稳态和DNA的完整性在种子萌发的表型中也起重要作用,因为它们与调控种子萌发的细胞代谢过程和信号转导过程有密切关系。此外,含S氨基酸在决定种子起始萌发的生化过程中起关键作用。总之,种子活力依赖很多生化和分子途径,通过对这些调控途径的认识,可发现新的种子萌发标志物,为保障作物正常生长和提高作物产量提供新技术。

1 激素对种子萌发的调控

植物种子的内源激素和种子萌发环境共同调控种子的萌发与休眠。脱落酸(Abscisic acid,ABA)对诱导种子休眠和维持吸胀种子的休眠状态有积极调控作用。ABA在种子失水过程中会累积,它会诱导后胚胎丰富蛋白(Late embryogenesis abundant, LEA)的产生。后胚胎丰富蛋白能在种子后熟过程中避免失水对生物大分子造成伤害。ABA还可抑制母体内种子发育过程中的早熟和有害萌发,这使得种子能够充分发育成熟,萌发后生长为壮苗。然而,对于非休眠种子来说,萌发过程需要降低对ABA的敏感性和对其生物合成的抑制,以降低体内ABA水平。这时,体内会合成赤霉素(Gibberellins, GA)促进种子萌发。GA对GRAS转录调节蛋白起负调控作用,GRAS家族是植物特有的转录调控因子,由最初发现的3个家族成员GAI(Gibberllic acid insensitive)、RGA(Repressor of GAI)和SCR(Scarecrow)的特征字母命名。而GRAS转录调节蛋白参与细胞分化,对种子萌发起抑制作用。ABA/GA调节种子萌发中新陈代谢的状态转变,使休眠的种子体内保留高生物活性的ABA[1]。尽管GA对种子萌发是必要的,但也不参与萌发的每个过程,比如GA不参与种子萌发时储存的蛋白质和脂肪的动员。

一氧化氮(Nitric oxide,NO)会刺激种子萌发,活性氧(Reactive oxygen species,ROS)也可控制种子萌发。ROS与NO相互作用,调节ABA新陈代谢和GA的生物合成。最近发现的卡里金(Karrikins,KAR1)能促进种子萌发和幼苗生长,它可引起与独脚金内酯(Strigolactone,SL)激素类似的信号转导反应。其他的激素如乙烯、芸薹素内酯、水杨酸、细胞分裂素、生长素、茉莉酸等也影响种子萌发,它们之间形成一个激素信号转导网络,而且相互作用,精确控制种子的萌发[2]。

2 细胞修复对种子萌发及活力的调控

种子发育和萌发过程中的失水和再结合水会导致氧化胁迫,损伤DNA。种子在储存过程中,基因组也会有所损伤,导致种子活力丧失。损伤的DNA能在种子萌发过程中得到修复,其中很重要的一步就是DNA连接酶介导的DNA单、双链损伤修复,在拟南芥中,DNA连接酶的失活会导致种子萌发的延迟。DNA聚合酶也与DNA损伤修复有关,烟碱对DNA聚合酶有抑制作用,所以种子萌发过程中,烟碱会通过烟碱水解酶发生降解。种子蛋白也会受到老化的伤害,异天冬氨酸甲基转移酶(PIMT)可修复种子蛋白老化过程中异天冬氨酸位点的异构化,PIMT修复途径消除了种子萌发过程中产生的一些有害蛋白产物。在拟南芥中,PIMT的降低会导致种子寿命的缩短和发芽率的降低[3]。

3 翻译对种子萌发的调控

翻译过程在种子萌发中起重要作用。种子萌发过程中,有特殊的基因表达调控机制确保选择性的翻译mRNA。真核翻译起始因子eIF4E(Eukaryotic translation initiation factor 4E)家族成员包括eIF4E及其异构体eIFiso4E。eIF4E和eIFiso4E因子在翻译起始过程的作用相同,能够与mRNA的帽子结构或其他帽子同系物特异地交叉结合,在蛋白质合成的起始中起关键作用。但它们在结合m7GpppN和其他帽子类似物的能力上存在差异。eIFiso4E是干燥种子储存的mRNA翻译必需的,其作用不能由eIF4E取代。蛋白质组学研究表明,甜土植物种子翻译起始过程可通过帽子依赖或非帽子依赖机制完成,而像玉米中其胚轴的萌发是通过种子储存大量丰富的mRNA通过非帽子依赖翻译完成的[4]。

种子萌发过程中,转录本要重新合成以确保种子的活力,尤其是那些与编码GA等激素合成有关的酶和蛋白质。蛋白质合成是种子萌发完成所必需的,储存的mRNA模板,它们的稳定性与种子活力密切相关。种子内大量丰富的mRNA在双子叶植物和单子叶植物中保守性很高,而双子叶和单子叶植物大约早在2亿年前就分化了,说明这些转录本在所有植物种子萌发中都起重要作用。向日葵种子后熟过程中,休眠的解除与储存的mRNA氧化有关,mRNA的氧化改变了mRNA翻译过程,这种非酶氧化作用不是随机的而是有选择性的,因为这些转录本在种子休眠中起重要作用。目前,尚不知mRNA的氧化机制是否也存在于种子的萌发过程中,但一定量的特殊mRNA的降解是种子萌发的前提[5]。

4 翻译后修饰对种子萌发的调控

蛋白质组学研究表明,种子蛋白有大量的翻译后修饰作用,这影响着种子蛋白的定位、组装、稳定和活性。这些翻译后修饰作用主要包括氧化还原调控、磷酸化调控、去磷酸化调控和NO调控的翻译后修饰作用。

4.1 氧化还原信号调控

种子萌发过程中伴随大量蛋白质氧化还原状态的改变。在谷物类植物中,干燥种子的淀粉质胚乳主要以氧化状态的二硫键(S-S)存在,以及种子吸胀后还原态的硫氢基(-SH)。硫氧还原蛋白(Thioredoxinn,Trx)在氧化还原变化中起调控作用,作为种子萌发的早期信号,还原储存的蛋白质和淀粉使它们更容易溶解和水解,同时还原那些在种子萌发过程起作用的酶。这说明干燥成熟的种子存在某种机制使蛋白质代谢处于静止状态,而在萌发过程中,Trx会还原二硫化物从而激活蛋白[6]。

4.2 磷酸化和去磷酸化调控

磷酸化和去磷酸化是细胞信号转导的普遍调控机制,大量的蛋白磷酸化酶和蛋白激酶参与调控种子萌发过程中ABA信号转导的修饰。酶的磷酸化可调控DNA修复和蛋白质翻译过程,这对于种子萌发的分子调控机制至关重要[7]。

4.3 NO调控的翻译后修饰作用

NO具有解除种子休眠的生理活性,可通过参与翻译后修饰调控种子萌发,拟南芥种子吸胀后的几个小时,种子会产生大量NO。它可结合金属元素形成金属结合蛋白,也可使半胱氨酸亚硝基化,酪氨酸硝化。半胱氨酸的亚硝基化参与调控种子萌发过程的代谢和能量过程。钼辅因子硫化酶参与ABA合成的最后一步,钼辅因子硫化酶的酪氨酸硝化作用使萌发前ABA合成受阻,这是种子决定环境条件是否有利于萌发的调控机制之一[8,9]。

5 Met代谢在种子萌发中的调控作用

植物蛋白质合成中,甲硫氨酸(Methionine, Met)是最重要的,它不仅是蛋白质合成的基础,而且是S-腺苷甲硫氨酸的前体,是多胺、乙烯、生物素合成的甲基供体。在拟南芥种子萌发过程中,Met合成酶在种子吸胀后24 h就大量出现,早于胚根的出现。植物体内很多转甲基反应是由腺苷基蛋氨酸依赖的甲基转移酶催化的,这其中包括PIMT甲基转移酶和DNA甲基转移酶,这些酶影响着染色质结构,而种子萌发与DNA甲基化及染色质重构有关。此外,腺苷基蛋氨酸依赖的甲基转移酶影响与种子萌发有关的激素信号转导,它能形成ABA的受体,可影响水杨酸、茉莉酸和GA在植物体内的稳态。这些激素都与种子的萌发调控有关。蛋白质N-端Met的去除是最常见的蛋白质修饰方式,这影响了蛋白质的稳定性,这个过程的部分抑制有助于幼苗的生长[10]。

6 种子活力的调控

种子活力是种子发芽和出苗率、幼苗生长的潜势和抗逆能力的总体表现,种子的寿命也是种子活力的一个指标。含S氨基酸、脂肪和淀粉的动员代谢途径、蛋白质合成的起始因子、ABA信号转导的组分、甲基循环都与种子活力密切相关。通过引发处理试验,发现引发处理能增强种子活力,促进种子萌发,增强幼苗抵抗外界环境胁迫的能力。这是由于在胚根突出之前,种子储存了大量的蛋白质和mRNA,储存的mRNA的稳定性是决定种子活力的关键因素。通过对拟南芥研究发现,编码金属硫蛋白的基因NnMT2a和NnMT3过表达可明显提高种子活力以及种子萌发抵抗外界环境胁迫的能力,这可能与种子早期的萌发过程中抗氧化能力的提高有关[11,12]。

参考文献:

[1] ZHANG Z L, OGAWA M, FLEET C M, et al. Scarecrow-like3 promotes gibberellin signaling by antagonizing master growth repressor DELLA in Arabidopsis[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 2011,108: 2160-2165.

[2] NELSON D C, FLEMATTI G R, GHISALBERTI E L, et al. Regulation of seed germination and seedling growth by chemical signals from burning vegetation[J]. Annu Rev Plant Biol, 2012,63:107-130.

[3] OG? L, BOURDAIS G, BOVE J, et al. Protein repair L-isoaspartyl methyltransferase 1 is involved in both seed longevity and germination vigor in Arabidopsis[J]. Plant Cell, 2008,20(11):3022-3037.

[4] RAJJOU L, DUVAL M, GALLARDO K, et al. Seed germination and vigor[J]. Annu Rev Plant Biol, 2012,63:507-533.

[5] HOWELL K A, NARSAI R, CARROLL A, et al. Mapping metabolic and transcript temporal switches during germination in rice highlights specific transcription factors and the role of RNA instability in the germination process[J]. Plant Physiol, 2009,149(2): 961-980.

[6] BUCHANAN B B, BALMER Y. Redox regulation: A broadening horizon[J]. Annu Rev Plant Biol,2005,56:187-220.

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[9] 周春丽,钟贤武,苏 虎,等.一氧化氮对果蔬采后保鲜机理的研究进展[J].湖北农业科学,2011,50(10):1954-1957.

[10] RANOCHA P, MCNEIL S D, ZIEMAK M J, et al. The S-methylmethionine cycle in angiosperms: ubiquity, antiquity and activity[J]. Plant J,2001,25(5):575-584.

种子萌发范文第4篇

关键词:水稻(Oryza sativa L.);种子萌发;幼苗生长;铅离子胁迫

中图分类号:S511;Q945.78 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2016)05-1109-03

DOI:10.14088/ki.issn0439-8114.2016.05.006

Effects of Lead on Seed Germination and Seedling Growth of Rice

ZHONG Jing, RAO Sheng, LIU Bin, HUANG Jing-jing

(Hubei Key Laboratory of Purification and Application of Plant Anti-Cancer Active Ingredients/Hubei University of Education,Wuhan 430205,China)

Abstract: The effects of lead nitrate with different concentrations (0、50、100、300、500 mg/L) on seed germination and seedling growth of five rice varieties that widely cropped in Hubei province was studied, and the differences of Pb2+ stress between japonica and indicia were also analyzed and compared. The results showed that lead nitrate with low concentration could promote the seed germination of japonica, while high concentration could obviously inhibit seed germination of all rice varieties, and this inhibitory effect was enhanced with the increase of lead nitrate concentration. The Pb2+ stress on the growth of five rice seedlings emerged significant inhibition. Moreover, for five kinds of rice varieties, japonica showed better tolerance to Pb2+ stress than indicia.

Key words: rice(Oryza sativa L.); seed germination; seedling growth; Pb2+ stress

随着科技的进步,人类活动范围不断扩大和活动程度日益加深,对环境造成的污染问题也越来越严重。尤其是工业“三废”、农业污水灌溉、农药化肥以及含铅防爆汽油的开发使用导致环境中铅含量急剧增加[1,2]。当土壤中的有害重金属积累到一定程度时,将导致土壤退化、农作物产量和品质降低,甚至可能通过直接接触或食物链途径危及人类的生命和健康[3,4]。因此研究重金属铅离子对植物尤其是对重要农作物水稻(Oryza sativa L.)萌发和生长的影响具有重要的现实意义。

种子萌发是植物生长发育的起点。在农业生产中较高的萌发率是培育壮苗的基础,直接关系到农作物的产量,同时种子萌发率也是检测种子质量好坏的重要指标之一[5]。近年来中国农田土壤铅污染问题日益凸出,严重影响了水稻、小麦、玉米等农作物的生长。因此,本研究以湖北省广泛种植的5个水稻品种为材料,研究了在不同浓度硝酸铅处理条件下各品种的种子萌发率和幼苗生长情况,旨在了解湖北省不同品种水稻种子对铅离子胁迫的耐受性,以期为湖北省水稻耐重金属铅污染及高产、高效水稻田间生产提供一定的理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选取湖北省广泛种植的具有代表性的5个水稻品种(均购自湖北省种子总公司),分别为粳稻:珍珠糯和笑丰6号;籼稻:金优152、冈优364和两优289。

1.2 试验设计

挑选大小均匀p子粒饱满的不同水稻品种种子,整齐排列在铺有滤纸的培养皿中,每皿40粒种子。分别用50p100p300p500 mg/L Pb(NO3)2溶液进行萌发处理[每皿加相应体积的Pb(NO3)2溶液,溶液浸没水稻种子体积的1/3,随后每天更换溶液2~3次,保持培养皿湿润],以未添加Pb(NO3)2的去离子水为对照组,试验重复3次,每个品种每种浓度处理至少120粒种子。培养皿置于人工培养箱中,温度(25±1) ℃,光照周期为12 h光照/12 h黑暗。其后在种子萌发第三天和第七天时,测量种子萌发数并计算其萌发率(萌发率=萌发数/种子总数×100%),测量种子的苗高和主根长,最后利用SPSS软件进行显著性差异分析。

2 结果与分析

2.1 Pb2+对水稻种子萌发的影响

于萌发的第三天统计了水稻种子的萌发率,结果见表1。从表1可知,萌发第三天所有未添加硝酸铅对照组的水稻种子萌发率都在85%以上,萌发率较高,说明所购买的水稻种子均具有较好的生理活性。与对照相比,在50 mg/L Pb(NO3)2处理条件下,粳稻珍珠糯的萌发率显著升高,其余4个品种的萌发率无明显变化;在100 mg/L Pb(NO3)2处理条件下,珍珠糯的萌发率仍然保持升高的变化趋势,同时籼稻冈优364萌发率受到显著抑制,而其他3个水稻品种种子的萌发率无显著变化。当硝酸铅浓度升高至300 mg/L时,仅粳稻笑丰6号种子萌发率无明显变化,其余水稻品种的萌发率都显著下降;当硝酸铅浓度继续升高至500 mg/L时,笑丰6号种子萌发率才呈现出下降现象。

在萌发第七天时水稻种子萌发率的统计结果见表2。由表2可知,粳稻珍珠糯在中低浓度硝酸铅(50和100 mg/L)处理条件下,种子萌发率虽然有一定的增高但是并不明显;在高浓度硝酸铅(300和500 mg/L)处理条件下,萌发率显著下降。在硝酸铅处理浓度达到500 mg/L时,笑丰6号种子萌发率仍然没有明显变化。中高浓度硝酸铅处理对3种籼稻的萌发都起到抑制作用,其中冈优364种子萌发率在硝酸铅处理浓度为100 mg/L时就开始显著降低,而金优152和两优289的种子萌发率分别在硝酸铅处理浓度达到500和300 mg/L时才表现出显著下降趋势,说明冈优364种子的萌发较其他2种籼稻对硝酸铅处理更为敏感。与萌发第三天的统计结果相比,珍珠糯、金优152和两优289的萌发率具有相似的变化规律,说明硝酸铅对这3种水稻种子萌发可能起着明显的抑制作用。品种笑丰6号的种子在持续培养7 d后,其萌发率与对照相比并无显著性差异,说明该品种水稻对硝酸铅处理并不敏感,硝酸铅处理对该品种种子萌发可能只起到延缓作用。

2.2 Pb2+对水稻幼苗生长的影响

为了进一步了解Pb2+胁迫对水稻幼苗生长的影响,在种子萌发第七天分别对幼苗苗高和主根根长进行了统计分析。图1显示,低浓度硝酸铅处理对苗高影响较小,但是当硝酸铅浓度达到100 mg/L后,水稻苗高开始呈现明显的下降趋势,其中珍珠糯、金优152、冈优364和两优289的苗高表现出随硝酸铅浓度的升高而平稳下降的趋势,而笑丰6号的苗高在100 mg/L硝酸铅处理条件时急剧下降,当硝酸铅浓度为300和500 mg/L时其苗高才开始呈现平稳下降趋势。对水稻幼苗主根长度统计结果显示,低浓度的硝酸铅即对幼苗根的生长产生十分显著的抑制作用。

3 小结与讨论

铅是一种毒性很大的重金属元素,会对植物的生长发育造成不利影响。同样铅进入人体后,会对人体内多个器官和系统造成损伤,甚至致癌。随着现代工业的发展、工业“三废”的排放、矿藏的开采,越来越多的有毒重金属铅进入到人类生活环境中。据报道,早在20世纪90年代中国受污染耕地面积就已经占耕地总面积的8.3%,其中就包括重金属铅污染[6]。近年来的统计显示,湖北省个别区域耕地中铅污染甚至已经处于警戒级[6]。水稻是湖北省重要的粮食作物。土壤中的铅污染会降低水稻的产量和品质,甚至可能通过食用危及人类的生命健康。因此研究铅胁迫对水稻种子萌发和生长的影响,对于筛选在轻、中度铅污染条件下仍能产出安全稻米的水稻种质材料具有重要的现实意义。

本试验研究了在湖北省广泛种植的5种水稻品种种子(包括2个粳稻和3个籼稻)对铅离子胁迫的响应。结果显示,中低浓度硝酸铅处理对粳稻珍珠糯的萌发有一定促进作用,高浓度的硝酸铅处理对其萌发具有显著抑制作用,推测这可能是由于中低浓度的硝酸铅能够促使该品种种子在萌发时产生一种应激保护作用,加速了其体内的代谢活动以解毒;而在硝酸铅浓度升高时,由于代谢活动的加快同时也加速了重金属的进入,反过来又抑制了代谢活动,从而表现出毒害作用。对于粳稻笑丰6号而言,在高浓度的硝酸铅(500 mg/L)处理条件下,萌发第三天其萌发率被抑制,而在第七天萌发率并无明显变化,说明硝酸铅对该品种萌发率可能只起到延迟效果,表明该水稻品种种子的萌发对硝酸铅处理不敏感,具有一定的耐受性。3种籼稻品种的种子萌发率在硝酸铅处理后呈现出较为类似的下降趋势。相对而言,冈优364种子的萌发对硝酸铅处理较其他两个品种敏感。在相同浓度硝酸铅处理条件下,5种水稻品种种子的萌发率表现不尽相同,推测这可能是由于不同品种种子的外部形态和内部结构存在差异,其吸收重金属铅的生理机制也不尽相同,因此真正吸收进入体内的铅离子量各异,最终产生的毒害程度也各不相同。在高于50 mg/L硝酸铅处理条件下,5种水稻品种的苗高生长均表现出明显的抑制作用,其中笑丰6号苗高生长被抑制的程度最为明显。对于主根生长而言,低浓度的硝酸铅即能产生十分明显的抑制作用。这可能是因为种子吸胀萌动时,胚根快速吸收、伸长并最先突破种皮,因此根部在铅离子积累量和受其胁迫的时间上大于芽,因此根受毒害作用更深。

综上分析可知,在5个水稻品种中,2个粳稻品种比3个籼稻品种对重金属具有更好的耐性。其中粳稻中笑丰6号即使在高浓度铅离子胁迫情况下,仍能保持较高的萌发率和较好的生长态势。同时籼稻冈优364对铅离子胁迫耐受性较差。在以后的耐铅污染试验和田间生产中可针对性地选择粳稻笑丰6号进行试验和种植。但是,对该品种较好的铅耐受性生理机制研究还需要进一步的探讨。

参考文献:

[1] 闫 娇,张永清,宋智萍,等.襄汾溃坝区土壤及农作物重金属污染特征及风险评价[J].湖北农业科学,2014,53(20):4821- 4825.

[2] 李 岚,李耀初,周劲风,等.紫金矿业尾矿库溃坝事故后黄华河流域土壤环境重金属污染影响后评估[J].资源与环境,2013(28):131-132.

[3] 张宝龙,陈美静,辛士刚,等.铅胁迫对植物光合作用影响的研究进展[J].安徽农业科学,2014,42(12):3468-3470.

[4] 梁贵莲,钱建平,张 力.我国铅锌矿污染特点及修复技术[J].矿业研究及开发,2011,31(4):84-87.

种子萌发范文第5篇

【摘要】

目的研究温度、浸种时间、光照及贮藏条件对远志种子萌发的影响。方法采用常规方法主要对远志种子的萌发条件和贮藏特性进行初步研究。结果远志种子在15~40℃均能萌发,萌发的适宜温度是25~30℃,萌发时不需光,播前用杀菌剂溶液浸种3~12 h,可防除霉菌提高种子的出苗率;远志种子在-13℃条件下贮藏效果比较好,有利于延长种子寿命。结论该研究可为远志种子质量检测及基地生产提供技术支持。

【关键词】 远志;种子;萌发;特性

Abstract:ObjectiveTo study the effects of temperature,soaking time,light and storage on germination of seeds.MethodsThe conditions of germination and storage of Polygala tenuifolia seeds were mainly investigated by widely used methods.Results1) The seeds could germinate in a wide range of temperatures from 15 to 40℃,the suitable temperature was 25~30℃,and their germination didn't require light;2)That could prevent mold and raise seedling survival rate by soaking the seeds for 3~12 h in a solution water of germicid before seeding;3) the storage effect was better at -13℃ than others and it could prolong the seeds' life.ConclusionThe study can provide reference the test of seeds' quality and the production of Radix Polygalae.

Key words:Polygala tenuifolia Willd; Seeds; Germination ; Character

远志为远志科植物远志Polygala tenuifolia Willd.卵叶远志Polygala sibirica L.的干燥根,气微、味苦、微辛,嚼之有刺喉感,有安神益智、祛痰、消肿之功效,常用于心肾不交引起的失眠多梦、健忘惊悸、神志恍惚、咳痰不爽等症[1],是大宗药材之一,主要分布于河北、山西、河南等地。由于野生资源日益减少,而市场对远志的需求却在不断增加,近年来已开展人工种植,但是各地出售种子的质量差异很大[2],为此,对远志种子的萌发特性进行了初步研究,以期为建立其种子质量检测方法奠定基础,并为生产提供技术支持。

1 器材与方法

1.1 材料远志种子200510购于安国药材种子市场,经河北师范大学生命科学院植物分类专家赵建成教授鉴定。现于河北省农林科学院药用植物种质资源库中-13℃低温贮存。

1.2 仪器设备智能人工气候培养箱(ZRX-2580D)、JA1003A电子天平(精确0.001 g)、冰箱、种子低温贮藏柜(THE800)、培养皿、烧杯、定性滤纸。

1.3 方法

1.3.1 常规质量检查依《实用中药种子技术手册》[3]检测种子饱满度、千粒重、含水量。

1.3.2 吸水曲线的测定称远志种子约1 g,然后装入1 mm孔径的尼龙纱网中,在30℃条件下用自来水浸种,重复3次,从浸种开始后每隔2 h用重量级法测定种子吸水进程,并根据种子吸水后的重量变化计算吸水速率,将其平均值绘制吸水速度图。

种子吸水百分率(%)=[(吸水后种子质量-风干种子质量)/风干种子质量]×100%

1.3.3 种子发芽条件试验萌发温度试验:分别设10,15,20,25,30,35,40℃和45℃ 8个温度处理。

浸种时间试验:分别设浸种0,3,6,12,24,48,72 h 7个时间段处理。

贮藏温度试验:在室温、4℃、-13℃ 3种条件下贮藏6个月后种子的萌发情况。

1.3.4 发芽率、发芽势和发芽指数计算测定采用培养皿纸床,3次重复,每重复100粒,发芽温度除萌发温度试验外均为30℃。发芽开始后,每天记录萌发的正常幼苗数直至无萌发种子出现为止,根据情况加水,保持湿润,再将不正常幼苗和死种子拣出并记录,实验过程中出现的严重霉烂的种子随时拣出并加以记录。发芽标准以新鲜胚根伸出超过种子长度以上为发芽,各指标的计算公式如下:

发芽率(%)=(发芽种子总数/供试种子总数)×100%

发芽势(%)=(5 d内发芽种子数/供试种子总数)×100%

发芽指数(%)=∑Gt/Dt(其中Gt为日发芽数,Dt为发芽天数)

1.3.5 统计检验试验结果采用单因素方差和多重比较(LSR)进行差异显著性分析[4]。

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2 结果与分析

2.1 种子的性状特点实验用种子的饱满度97%,千粒重3.013 g,含水量8.47%。种子长倒卵形,种皮灰黑色,密被棕褐色绒毛,先端有黄白色种阜,内种皮黄白色,中间有黄色的胚,子叶2枚,长圆形,先端钝圆,基部凹入呈心形,下面有一短圆的胚根。

2.2 种子的吸水特性远志种子吸水较快,浸种6 h时吸水量达36.98%,从6~12 h吸水量缓慢增加,12 h后吸水处于停滞状态(见图1),浸种24 h时吸水量为39.6%。远志种子有硬壳包裹却能较快吸水,可能与种阜有关[5]。

2.3 发芽条件对种子萌发的影响

2.3.1 温度对种子萌发的影响温度对远志种子萌发的影响较大,发芽率、发芽势、发芽指数的处理间差异均极显著于处理内差异,其中差异最大的是发芽势(F=34.43>F0.01=5.06),然后是发芽指数和发芽率。从表1可知,30℃时种子的发芽率、发芽势、发芽指数均最高,当发芽温度为10℃和45℃时,种子不发芽。25℃与30℃的发芽率、发芽指数无显著差异。除20℃与30℃的发芽率呈显著差异外,其它均呈极显著差异。通过分析表明,种子的发芽温度为15~40℃,适宜发芽温度为25~30℃,与文献报道结果一致[6]。表1 温度对远志种子萌发的影响(略)

2.3.2 浸种时间对种子萌发的影响于室温下浸种3~72 h,种子每隔12 h换水,然后放入培养皿,再置于30℃的培养箱。结果发现,浸种3,6,12 h与对照(未浸种)的发芽率、发芽势、发芽指数均无显著差异,随着浸种时间延长,发芽率、发芽势、发芽指数均呈下降趋势(见表2)。当浸种时间≥24 h时,种子的发芽指数呈显著差异;当浸种时间≥48 h时,种子的发芽势、发芽指数呈显著差异;当浸种时间≥72 h时,种子的发芽率呈显著差异,发芽势、发芽指数呈极显著差异。由于远志种子表层的绒毛易携带霉菌[2],还容易被蚂蚁搬运,因此,播种前可用杀菌剂溶液浸种3~12 h,再拌入适量的草木灰,可防除霉菌种蚂蚁搬运,提高种子的出苗率。表2 浸种时间对远志种子萌发的影响(略)

2.3.3 光照对种子萌发的影响各光照处理组间的发芽率、发芽势、发芽指数均无显著差异,表明光照对远志种子萌发无显著影响(P>0.05),种子是光中性种子(non-hotoblastic seed)。结果见表3。表3 光照对远志种子萌发的影响(略)

2.3.4 贮藏条件对种子发芽的影响在室温、4℃、-13℃贮藏6个月后,种子的发芽率、发芽势、发芽指数均有不同程度的降低,尤其是室温贮藏,其各指标均呈显著差异(见表4)。4℃贮藏除发芽势呈显著差异外,其它指标均无显著差异,-13℃贮藏的各指标均无显著差异。因此,远志种子不适宜在室温条件下贮藏,而在-13℃条件下贮藏效果比较好,可以延长种子寿命、确保种子质量。表4 贮藏条件对远志种子发芽的影响(略)

3 结论

温度对远志种子萌发的影响比较大,适宜发芽温度范围比较窄,为25~30℃,当低于25℃或超过30℃时,种子的发芽率、发芽势、发芽指数下降显著,当低于10℃或超过45℃时,种子不发芽。因此,远志的播种时期特别要避开高温月份。

浸种3 h的发芽率、发芽势、发芽指数均较高,随着浸种时间延长,种子的发芽能力下降,但浸种3~12 h与对照(未浸种)对远志种子萌发的影响差异不显著。因考虑到种子易携带霉菌、被蚂蚁搬运,所以播种前应用杀菌剂溶液浸种3~12 h,并拌入适量的草木灰,来提高种子的出苗率。

远志种子属光中性种子,受光照影响不大。

本实验表明,-13℃贮藏明显优于其它两种条件。贮藏温度是影响种子寿命的重要因素之一,此外还有贮藏的干湿度、种子含水量等条件[7],有关贮藏条件对种子萌发特性及寿命的影响正做进一步深入研究。

【参考文献】

[1]国家药典委员会.中国药典,Ⅰ部[S].北京:化学工业出版社,2005:107.

[2]田伟,温春秀,周巧梅,等.不同来源远志种子的质量比较[J].现代中药研究与实践,2006,20(5):18.

[3]陈瑛.实用中药种子技术手册[M].北京:人民卫生出版社,1999:306.

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[5]丁景和.药用植物学[M].上海:上海科学技术出版社,1994:48.