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沙芥属植物种子萌发的生态学适应

宋兆伟  
【摘要】: 沙芥属(Puionium Gaertn.)蔬菜植物属于十字花科(Cruciferae),为二年生草本植物,是亚洲中部蒙古高原沙地的特有属。沙芥(P. cornutum(L.)Gaertn.)和斧翅沙芥(P. dolabratum Maxim.)是沙芥属的两个种,生长于流动和半流动沙丘。通常此种生境下,具有高温、干旱、日夜温差大等特点,且多有盐分的积累,因此本试验从温度、不同沙埋深度和室内贮藏方式及NaCl和等渗PEG对沙芥和斧翅沙芥种子萌发的影响等方面,研究了沙芥属植物种子萌发的生态学适应。得出以下结论: 1、在黑暗10~40℃恒温条件下,室内贮藏1年和2年的沙芥和斧翅沙芥种子在15~35℃范围内均可萌发,其种子分别在25℃和30℃达到最佳的萌发响应;在20~35℃下斧翅沙芥种子的萌发要优于沙芥种子,在此条件下斧翅沙芥种子的萌发特性优于沙芥种子。在黑暗变温条件下,沙芥和斧翅沙芥种子在20/30℃达到最佳的萌发响应,此处理下的萌发率高于其各自最佳恒温处理下的萌发率,其萌发后幼苗的下胚轴和胚根的长度较最佳恒温处理有明显的下降,但它们的干重却差异较小,说明变温处理有利于沙芥属植物种子的萌发和形成强壮的幼苗。在以上所有温度处理下,贮藏2年的沙芥和斧翅沙芥种子萌发均优于贮藏1年的种子。 综上所述,沙芥和斧翅沙芥种子在黑暗条件下的20/30℃变温处理是种子的最佳萌发条件,并有利于种子萌发后幼苗建成。 2、野外原生境下,0 cm、1 cm、2 cm和5 cm埋藏6个月和室内5℃恒温贮藏15个月的沙芥种子与室温贮藏2年的种子活力相当;所有室内贮藏种子的处理中,沙芥种子寿命均在2年以上;野外埋藏沙芥种子在50 cm埋藏处理下,种子库寿命最长也在2年以上,其次是0 cm埋藏处理种子库寿命可达15个月,在1~10 cm埋藏处理下沙芥种子库的寿命只有6个月。 3、斧翅沙芥种子的综合耐盐性强于沙芥种子;沙芥和斧翅沙芥种子均在20/30℃下的耐盐性最强,种子最高能忍耐300 mmol?L-1的NaCl溶液,沙芥和斧翅沙芥种子在各温度下的耐盐强弱顺序为:20/30℃25/35℃15/25℃10/20℃。 沙芥和斧翅沙芥种子经各浓度的NaCl溶液前处理后,种子均在经200 mmol?L-1NaCl前处理时达到萌发率和萌发速率的最大值;而且在15/25℃、20/30℃和25/35℃下经200 mmol?L-1NaCl前处理后,种子的恢复萌发率的均超过90%,恢复萌发速率的均超过80,说明以上温度下种子恢复萌发快速而且整齐度高。 4、斧翅沙芥种子的综合耐渗透胁迫的能力强于沙芥种子;其中沙芥和斧翅沙芥种子均在20/30℃处理下的耐渗透胁迫能力最强,种子最高能忍耐-1.0 MPa PEG;沙芥和斧翅沙芥种子在各温度下的耐渗透胁迫能力的强弱顺序为:20/30℃15/25℃25/35℃10/20℃。 沙芥和斧翅沙芥种子经不同PEG渗透势前处理后,种子均在经-1.0 MPa PEG前处理时达到萌发率和萌发速率的最大值;在20/30℃下经-1.0 MPa PEG前处理后,种子的恢复萌发率均能达到100%,恢复萌发速率均超过90,说明种子恢复萌发快速而且整齐度高。 5、斧翅沙芥种子的抗氧化酶活性高于沙芥种子;NaCl前处理有提高沙芥属植物种子抗氧化酶活性的作用;其产生的离子效应和渗透调节效应可提高种子内APX、SOD和POD酶的活性,由PEG产生的单纯渗透效应也有提高种子内POD酶的活性和减少膜脂过氧化的作用。


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