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数种禾草种皮透性及种子半透层定位研究

何学青  
【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。


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