目的:以葛根淀粉和硝酸银为反应原料,制备葛根纳米银材料,考察其特征及对多花黄精种子萌发的影响.方法:通过微波加热合成纳米银水溶胶,并采用UV-Vis、TEM、FTIR、XRD和EDS对性能进行表征,在MS培养基中添加纳米银,研究不同浓度纳米银对多花黄精种子萌发的影响.结果:采用100 mL小烧杯(葛根淀粉液50 mL)的单因子优化实验表明,适宜的条件为:AgNO3浓度4.0 g/L、APG溶液0.4 mL、NaCl浓度0.04 g/L、pH值13、微波加热40 s.根据单因子优化条件,采用1 L大烧杯(葛根淀粉液500 mL)放大制备试验,得到的纳米银水溶胶在396.7 nm处出现特征吸收峰,纳米银颗粒为类球形,结晶度较高,含有C、O和Ag元素.在MS+6-BA 0.2 mg/L+NAA 0.2 mg/L培养基中加入终浓度为5 mg/L的纳米银,选择沙藏50 d、GA3 100 mg/L处理24 h的多花黄精种子接种在上述培养基中,与未添加纳米银的对照相比,种子开始萌发时间大大缩短,萌发率显著提高,达79.6％,根茎芽浓绿,根系发达.结论:以葛根淀粉和硝酸银为原料成功制备了类球形、粒径小、结晶度高的纳米银材料;在培养基中加入该纳米银5 mg/L时,能促进多花黄精种子的萌发.

在植物生长发育过程中,开花和应激反应是至关重要的事件.VOZ(vascular plant one-zinc finger)转录因子是存在于维管植物及苔藓植物中的一类植物转录因子.它于2004年在拟南芥(Arabidopsis thaliana)中被鉴定出来,并已被证明在成花和逆境胁迫响应中发挥着重要作用.本文在介绍VOZ转录因子的结构特征及VOZ基因成员在不同物种中的分布情况的基础上,总结了VOZ基因在不同物种中的表达模式及其在植物生长发育过程中发挥的功能,包括促进植物成花诱导和果实发育、提高植物对生物胁迫的耐受力、降低植物对非生物胁迫的抵抗能力以及调控种子萌发等方面,并阐述了VOZ转录因子在不同调控途径中与相关蛋白发生相互作用,从而发挥功能的分子机制.本文总结了VOZ转录因子发挥不同功能时的分子机制,旨在为植物开花和逆境胁迫领域的研究人员提供帮助,为进一步研究奠定理论基础.

为促进木麻黄生长并解决根际土壤微生物群落结构和功能异常问题,本研究从木麻黄根瘤中筛选出具备固氮(N)、产细胞壁降解酶(蛋白酶和纤维素酶)、产生长素(IAA)、产铁载体、产氨气(NH3)、溶解磷酸盐等多种功能的8株菌株,其中LB08、LB 18、LB 19、LB42、LB46、LB63和LB69为类芽孢杆菌,LQ10为布鲁氏菌.菌液浸种试验显示:8株菌株均对木麻黄幼苗生长具有促进效果,其中菌株LB69显著提高了木麻黄种子萌发率和幼苗活力,增幅分别达19.7％和28.3％;菌株LQ10显著提升了根长和根系活力,增幅分别为48.2％和334.4％;菌株LB18和LB42分别对初期芽长和生物量积累具有最显著的促进效果,增长率分别为22.4％和32.8％.此外,浸种后幼苗多酚氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶等的同工酶谱条带数增多,个别条带增强,酶亚型多样性增加,抗逆能力增强.综上,本文所述8株菌株的添加对植物生长及抗氧化酶活性具有促进效果,有成为生物肥料的潜力.

林火是北方森林更新的重要驱动因子,伴随着火烧产生的一系列产物,在促进或抑制种子萌发方面具有重要作用.而火后种子库中的种子萌发是种子植物主要的更新和恢复途径,相比于草本植物和灌木,国内对于乔木的火后更新恢复研究较少.该研究以大兴安岭地区兴安落叶松(落叶松,Larix gmelinii)种子为研究对象,对热激、火烧灰、光照三种因素进行单因素、双因素及三因素处理,探究其对兴安落叶松种子萌发率和萌发势的影响.对标准化后的数据进行方差分解,探究三种因素交互作用下的主要影响因素和驱动因子.研究结果显示:(1)90 ℃ 5 min干热激的处理下兴安落叶松种子萌发率(61.11％)最高,较对照提高21.11％,90 ℃ 5 min及以上的湿热激处理会使种子失活.火烧灰质量与兴安落叶松种子的萌发率呈正相关关系,1 g火烧灰的加入使兴安落叶松种子萌发率高达71.1％,较对照提高了30％;光照与兴安落叶松种子萌发率呈负相关关系,100％遮光状态下的种子萌发率较对照提高了 14.00％,0遮光则降低了 16.67％.在热激、火烧灰和光照的交互处理中,1 g火烧灰+100％遮光处理的兴安落叶松种子萌发率(57％)最高,比对照高17％.(2)模型评估显示,在热激、火烧灰和光照交互作用中,对兴安落叶松种子萌发率因子贡献度从大到小排序依次为:火烧灰＞干热激＞光照＞湿热激,分别解释了方差分解模型33.0％、31.8％、20.3％、14.9％的非生物多功能性变异.灰分是最主要的非生物驱动因子,在95％置信区间内,因子重要性排序为:火烧灰添加(1.00 g)＞干热激(60 ℃ 3 min)＞遮光度(0)＞湿热激(90 ℃ 3 min)＞湿热激(60 ℃ 3 min)＞遮光度(100％)＞火烧灰添加(0.25 g)＞干热激(120 ℃ 3 min).

目的 探讨日本落叶松根际土壤水浸提液对林下山参的化感作用,为提高林下山参道地药材的品质以及规范化栽培与选址提供参考.方法 研究了3种不同浓度(0.25、0.05、0.01 g·mL-1)的日本落叶松根际土壤水浸提液对林下山参种子萌发(发芽率、发芽势、发芽指数)、3年生林下山参显微性状(主根木质部、韧皮部、周皮及皮层)、人参皂苷含量[人参皂苷-Rg1、-Re、-Rf、-Rb1、-Rg2、-Rc、-Rb2、-Rb3、-Rd以及原人参三醇型人参皂苷(PPT)、原人参二醇型人参皂苷(PPD)和9种人参皂苷总量]的影响,结合液质联用技术对化感物质进行分析,并查阅相关文献对化感物质进行筛选.结果 日本落叶松根际土壤水浸提液对林下山参的发芽指标有显著化感抑制作用,且随浓度增加抑制作用增强;化感作用会导致林下山参主根发生腐烂病变、皮层木栓化程度增强;化感作用对人参皂苷含量的积累具有显著促进作用.通过结果分析结合文献查阅,认为根皮素等5种物质可能是日本落叶松对林下山参作用的化感物质.结论 结合上述研究结果,考虑到林下山参苗成活率、药材性状、劳动力成本、农药残留等因素,不建议在日本落叶松纯林下生产高品质林下山参.

水毛花(Schoenoplectiella triangulata)是一种广泛应用于湿地植被恢复中的挺水植物,探究不同地区水毛花种群种子的萌发特性与休眠特性对其种质收集和科学利用至关重要.该研究测定了水毛花种子形态特性、萌发特性的种群间差异,并对其休眠机制进行探索,结果显示:(1)水毛花的种子存在生理休眠,其形态、千粒质量和吸水特性在种群间存在显著差异.(2)光照和变温条件有助于水毛花种子的萌发.(3)低温沙藏、低温水藏和常温沙藏有助于水毛花种子休眠的解除;氟啶酮和赤霉素处理均有助于打破水毛花种子的休眠,但在不同地区水毛花种群间存在差异.(4)不同地区水毛花种群间种子形态特性、萌发特性以及休眠特性的差异与采集地的环境因子相关.该研究结果表明水毛花种子应用于湿地生态修复时应考虑种源的问题,在播种前对其进行适当处理可以提高发芽率和生态修复成效.

为探究七叶一枝花的种子萌发生理机制,该文从种胚形态上对七叶一枝花种子萌发过程的时期进行了划分,并分析了不同时期种子内源激素含量及相关酶活性的变化规律.结果表明:(1)根据种胚形态可将种子萌发过程细分为 8 个时期,即种胚未萌动时期(S1 期)、心形胚时期(S2 期)、种胚膨大时期(S3 期)、胚根未突破种皮时期(S4 期)、子叶柄伸长和胚根突破种皮时期(S5 期)、下胚轴突破种皮时期(S6 期)、上胚轴伸长时期(S7 期)、胚根伸长时期(S8 期).(2)不同萌发时期种子的α-淀粉酶活性均明显高于β-淀粉酶.(3)超氧化物歧化酶(SOD)活性在S5 期最高,S1 期最低;过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性随种子萌发进程总体呈上升趋势,可溶性蛋白含量随种子萌发进程先下降后升高.(4)吲哚乙酸(IAA)、赤霉素(GA3)、脱落酸(ABA)和水杨酸(SA)含量随种子萌发进程整体呈下降趋势;1-氨基环丙烷羧酸(ACC)、茉莉酸(JA)、油菜素内酯(BRs)随种子萌发进程整体呈上升趋势;细胞分裂素类(CTKs)含量无显著变化;IAA/ABA和GA3/ABA随种子萌发进程呈先下降后上升趋势,而 CTKs/ABA 则不断升高.(5)ABA、IAA、GA3含量与胚率呈负相关,而ACC、JA、BRs、POD、CAT、β-淀粉酶活性与胚率呈正相关.综上认为,七叶一枝花在不同时期种子内源激素含量及相关酶活性各不相同,其中α-淀粉酶活性、POD活性可能与种胚胚根伸长有关,GA3可能影响种胚形成,而ABA则可能抑制种胚的生长发育.

为了探究刺五加(Acanthopanax senticosus)种子的休眠类型以及种子萌发过程中生理和代谢特征,以东北地区刺五加种子为研究对象,分别在不同温度条件(20 ℃,4 ℃,20 ℃/4 ℃)下对种子进行140 d沙藏层积处理.通过观察胚的表型变化,筛选出5个典型时期.研究5个典型时期种子中的内源激素、主要营养物质及其水解酶、抗氧化系统和代谢组学的动态变化规律.结果表明:(1)刺五加种子吸水性能良好,20 ℃恒温条件只能促进胚的伸长,不能萌发.4 ℃恒温条件下胚率无增长.只有0～110d保持20 ℃恒温,110～140 d保持4 ℃恒温,胚率增长且种子能够萌发.(2)随着胚率增长,赤霉素含量上升,脱落酸含量下降,吲哚乙酸、吲哚丁酸和萘乙酸含量均下降;脂肪含量下降,可溶性糖含量上升.脂肪含量与脂肪水解酶活性呈显著负相关,与可溶性糖含量呈极显著负相关.(3)共筛选出92个差异代谢物,碳代谢、能量代谢和抗氧化代谢是主要的差异代谢通路.此外,倍半萜和三萜生物合成、脂肪酸生物合成、甘油脂类代谢等也存在差异.总之,刺五加种子属于形态生理性休眠,变温层积是打破种子休眠的必要条件,内源激素能够调控种子的休眠与萌发.脂肪等大分子营养物质被水解酶分解,为种子萌发提供物质和能量,这也是种子萌发的必要条件之一.该研究可为鉴定刺五加种子休眠类型以及人工繁殖提供理论依据.

[目的]明确新疆野扁桃土壤种子库及幼苗更新特征,探究影响野扁桃种群更新受限因子.[方法]以新疆塔额盆地的野扁桃为对象,通过野外样地调查、土样采集及母株下幼苗数量、级别统计等方法对新疆野扁桃土壤种子库及幼苗更新进行研究.[结果](1)野扁桃土壤种子库种子平均密度为96.45粒/m2,托里居群完整种子密度最大,裕民居群被啃食种子密度最大,虫蛀种子仅在塔城居群出现;(2)野扁桃种子主要分布在枯枝落叶层,占种子总量的56.29％,S2(0-5 cm)土层占29.07％,S3(5-10 cm)土层占14.65％,土壤种子水平扩散距离与野扁桃所处坡度成正比;(3)调查的野扁桃幼苗中未发现实生苗,Ⅰ级苗占幼苗总数的51.12％,母株基部50 cm内的范围是野扁桃幼苗集中分布区域.[结论]野扁桃土壤种子库分布特征表现为近母株及地表,幼苗更新也为近母株分布.自然条件下,被啃食种子、虫蛀种子和生态位缺失是野扁桃实生苗无法萌发、实生更新受限转而进行萌生更新的主要原因.

目的:全缘铁线莲(Clematis integrifolia L.)是铁线莲属直立多年生草本或亚灌木,有很高的观赏价值,了解种子休眠特性及破眠方法可为其引种驯化和园林应用提供科学依据.方法:以全缘铁线莲种子为研究材料,通过纸培法探究控制条件下种子休眠及萌发的生物学特性.结果:果实形态成熟时种子尚不具备发芽能力,种子生活力为86.33%±2.87%,种皮(包括瘦果果皮)透水性良好,种胚无吸水障碍.种子浸取液对小白菜种子发芽及幼苗生长有显著抑制作用.果实形态成熟时种胚发育尚不完全,低温层积能促进种胚发育.低温层积90 d可将种子发芽率提高到73.33%±4.71%.使用200 mg·L-1赤霉素浸种24 h可使种子发芽率提高到61.11%±5.67%.结论:全缘铁线莲种子休眠是由于萌发抑制物和种胚分化不完全而导致的形态生理休眠,播种前将种子低温层积90 d或使用200 mg·L-1赤霉素浸种24 h可以有效打破种子的休眠从而促进种子萌发.