种子老化对老芒麦种质生理特性及遗传完整性变化的影响

【摘要】：老芒麦（Elymus sibiricus L.）属于禾本科（Gramineae）披碱草属(Elymus)优质禾草，在畜牧业和生态环境保护方面具有很重要的利用价值。但是，在种子的保存过程中，在种子本身和外界环境因素的综合作用下，不可避免的发生老化现象，老化不仅会影响种子生理生化特性变化，而且对种子DNA的完整性也有一定程度的影响。本文以老芒麦为研究材料，在(58±1)℃热水中进行人工老化处理，并对处理后种子的活力、生理和基因组DNA的遗传完整性进行研究。主要研究结果如下： 1．适合老芒麦种子在(58±1)℃热水中老化的最佳时间为3～6min，也是老芒麦种子各项活力指标变化的拐点。随着老化时间的延长，各项活力指标呈现下降的趋势。相对发芽势的下降先于其他活力指标，而且下降幅度均大于其他指标，其次为相对活力指数、相对发芽指数和相对发芽率。随着老芒麦种子老化时间的延长，幼芽长和幼根长变短，并且种子老化对幼芽的生长比幼根的影响程度大。可见，种子幼苗的生长状况可以作为种子活力大小的评价指标之一。 2．在(58±1)℃热水中人工老化处理以后，种子浸出液电导率与种子活力指标呈正相关；浸出液可溶性糖含量与活力指标无明显的相关；丙二醛含量与各活力指标之间呈负相关，并且达到显著或极显著水平。种子浸出液电导率和可溶性糖含量能否作为评价老芒麦种子活力的指标有待于进一步研究，而丙二醛含量含量可作为评价老芒麦种子活力的可靠指标。 3．本试验直接从人工老化后的老芒麦干种子中提取基因组DNA，完全可用于老芒麦种质资源ISSR-PCR遗传完整性分析。种子老化引起的老芒麦干种子基因组DNA分子片段的变化集中在750bp～2000bp和250bp～500bp的范围，主要表现为DNA片段的消失或颜色渐浅，出现特异DNA片段，且种子老化引起的DNA片段的丢失和增加是随机的。 4．8个ISSR引物对3份老芒麦种质的4个不同发芽率群体进行检测，其各个群体的多态性条带百分率、每位点等位基因数、每位点有效等位基因数、基因多样性指数和香侬指数随发芽率的下降而下降。当发芽率下降到10%左右的群体与对照相比，每位点等位基因数和部分材料的遗传多样性指数出现显著差异。其余各个参数与对照相比未达到显著差异或极显著差异。说明低的发芽率标准不利于老芒麦种子的繁殖更新。