数种禾草种皮透性及种子半透层定位研究
【摘要】：种子半透层是指种胚包被物中存在某层具有半透性的组织,它可允许种子内外气体和水分的自由交换,而阻碍或限制溶质的交换。以往由于技术手段的限制等,对种皮微观结构的研究甚少,使得对其功能机理的认识十分匮乏。本研究以具重要经济价值的7种禾草种子为材料,采用生物显微技术、能量透射和化学示踪等手段,研究了种皮通透性的种间差异；探讨种皮半透层的位置,以及种皮通透性与种子休眠的关系。供试种包括苏丹草(Sorghum sudanense)、老芒麦(Elymus sibiricus)、高羊茅(Festuca arundinacea)、垂穗披碱草(Elymus nutans)、多年生黑麦草(Lolium perenne)、羊草(Leymus chinensis)和燕麦(Avena sativa)。
主要结果如下：
1禾草种皮透性存在差异,种皮透性影响劣变种子活力的电导率测定。供试7种禾草种皮的透水性良好,高羊茅和燕麦种皮对四唑盐的通透性良好,而苏丹草、老芒麦、垂穗披碱草、多年生黑麦草和羊草等5种禾草种皮呈现出不同程度的半透性。采用电导率法测定不同劣变程度的种子活力,苏丹草、老芒麦、垂穗披碱草、多年生黑麦草、羊草活力与水浸电导率相关性均不显著(P0.05)。燕麦种子活力与电导率呈极显著负相关(P0.01),而高羊茅种子活力与水浸电导率呈极显著正相关(P0.01)。但刺破种皮后,7种禾草种子电导率与其活力均呈极显著负相关(P0.01)。揭示了禾草种皮的半透性限制了电导率法在禾草种子活力测定的应用。
2对垂穗披碱草、多年生黑麦草、羊草和燕麦4种禾草种子的显微结构观测表明种子表皮及临近胚乳的结构存在差异。燕麦种子种皮及糊粉层结构疏松,无栅栏组织；而垂穗披碱草、多年生黑麦草、羊草种皮结构致密,具栅栏组织等特化结构。
3在国际首次对垂穗披碱草、多年生黑麦草、羊草和燕麦等4种禾草种子的半透层进行了定位研究。发现除燕麦外都在种皮存有半透层,但具体位置有所不同。垂穗披碱草和羊草种子半透层位于外种皮内侧,紧靠栅栏组织；多年生黑麦草位于外种皮表层细胞；而燕麦不存在种子半透层。
4采用3个种批对羊草种子休眠的研究发现,羊草种子休眠属于胚包被物引致的外源性休眠。胚包被物内稃、外稃、种皮和胚乳都对种子休眠有控制作用,各部位的平均作用分别为5%、19%、23%和34%。首次在国际发现种皮对羊草种子休眠有显著控制作用。
5采用清水或30％NaOH不同时间的单一浸种,以及浸种和GA3综合处理等破除休眠技术的研究表明,清水浸种1d+30％NaOH60min+300μg·g-1GA3综合处理,可完全破除羊草种子休眠。
【关键词】：禾草种子 种皮透性 种子半透层 种子活力 电导率 种皮显微结构 镧示踪 X射线能量色散分析 种子休眠 休眠破除方法 【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：S54
【目录】：
- 中文摘要3-5
- Abstract5-9
- 第一章 引言9-11
- 第二章 国内外研究进展11-43
- 第一节 种子半透层的研究进展11-22
- 1.1 种子半透层的定义及特性11
- 1.2 种子半透层的研究历程11-12
- 1.3 种子半透层的定位12-14
- 1.4 种子半透层的形成14
- 1.5 种子半透层的化学组成14-16
- 1.6 种子半透层与种子质量检验的关系16-22
- 第二节 种子休眠的研究进展22-38
- 2.1 休眠的定义及意义22-23
- 2.2 种子休眠的分类和原因23-28
- 2.3 种子休眠的调控28-35
- 2.4 打破禾草种子休眠的方法35-38
- 第三节 颖果种子基本结构及供试种的生物学特性38-43
- 3.1 颖果种子基本结构38-41
- 3.2 供试种的生物学特性41-43
- 第三章 禾草种子的种皮透性和半透层定位研究43-70
- 第一节 七种禾草的种皮透性及其对种子活力测定的影响43-55
- 1.1 材料与方法44-46
- 1.2 结果46-53
- 1.3 讨论53-55
- 第二节 四种禾草种子半透层的定位研究55-70
- 2.1 材料与方法55-57
- 2.2 结果57-68
- 2.3 讨论68-70
- 第四章 羊草种子休眠原因及破除方法研究70-82
- 1.1 材料与方法71-73
- 1.2 结果与分析73-80
- 1.3 讨论80-82
- 第五章 主要结论与创新点82-83
- 1.1 主要结论82
- 1.2 创新点82-83
- 参考文献83-93
- 在学期间发表论文及参加的科研项目93-94
- 致谢94-95
- 项目资助95
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