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种子异型性及其生态意义的研究进展

植物生态学报 2010年第5期34卷 578-590页

作者：王雷董鸣黄振英中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室北京100093 中国科学院研究生院北京100049

种子异型性是指同一植株产生不同形状或行为种子的现象。根据异型种子在植株上的生长位置,种子异型性可划分为地上下结实性和地上种子异型性两类。此现象已在26科129属292种被子植物中报道。异型性种子植物主要分布于干旱半干旱区、荒... 详细信息

种子异型性是指同一植株产生不同形状或行为种子的现象。根据异型种子在植株上的生长位置,种子异型性可划分为地上下结实性和地上种子异型性两类。此现象已在26科129属292种被子植物中报道。异型性种子植物主要分布于干旱半干旱区、荒漠和盐渍土地区等干扰强烈的环境,在菊科和藜科中最为常见,主要出现在一年生植物中。种子异型性在避免密集负效应、减弱同胞子代间的竞争、采取两头下注策略以适应时空异质性环境等方面具有重要的进化生态意义。该文系统总结了国内外种子异型性的研究工作,主要内容包括:1)种子异型性的概念、类型和种类,2)具有异型种子植物的生境和生活型,3)异型种子的生态学特性,4)种子异型性的理论模型,5)种子异型性的生态意义。在综述文献的基础上,对今后的研究进行了展望。针对国内外的研究现状,提出两点建议:1)系统调查具有种子异型性现象的植物种类,摸清其生物学特性;2)确定研究种子异型性现象的模式植物,从生态学、生理学和分子生物学等学科角度来研究种子异型性的个体发育机制及分子调控机理。

关键词：两头下注传播休眠萌发生活史对策种子异型性

古尔班通古特沙漠钠猪毛菜种子异型性及其萌发行为研究

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草业学报 2019年第3期28卷 85-92页

作者：王梦茹魏岩新疆农业大学草业与环境科学学院新疆草地资源与生态重点实验室新疆乌鲁木齐830052

钠猪毛菜在我国仅分布在新疆,具有很强的抗干旱和抗盐碱能力。研究钠猪毛菜不同类型种子形态及其萌发特性,结果表明,钠猪毛菜产生3种类型的种子,其形态特征、萌发特性均有显著差异。A型种子绿色,圆形,着生方式为横生,直径为(1.294±0.08... 详细信息

钠猪毛菜在我国仅分布在新疆,具有很强的抗干旱和抗盐碱能力。研究钠猪毛菜不同类型种子形态及其萌发特性,结果表明,钠猪毛菜产生3种类型的种子,其形态特征、萌发特性均有显著差异。A型种子绿色,圆形,着生方式为横生,直径为(1.294±0.089) mm,百粒重(90.71±0.42) mg,花被背部有翅状附属物;B型种子红色,圆形,着生方式为直立,直径为(1.166±0.069) mm,百粒重(85.52±0.49) mg,花被背部有短/无翅状附属物;C型种子黄色,圆形,着生方式为直立,直径为(1.044±0.062) mm,百粒重(83.84±0.31) mg,花被背部无翅状附属物。A型种子在5℃/15℃、10℃/20℃、 15℃/25℃、 20℃/30℃、 25℃/35℃(光/暗=12 h/12 h)变温条件下萌发率均>92%,B型种子在5种变温条件下萌发率种子在5种变温条件下萌发率种子萌发的影响不大,但从0.8 mol·L^(-1)起,萌发率随着浓度增高而降低,直至为零,将在0.05～4.00 mol·L^(-1)NaCl溶液中处理的A型种子转移至蒸馏水后,仍有一定的恢复萌发率。苞片延缓A型种子吸胀,影响种子的最终萌发率,去除苞片可显著提高种子的萌发率。通过研究钠猪毛菜种子异型性及其萌发行为,为揭示其生态适应机制提供科学依据,并为新疆荒漠地区生态建设提供基础资料。

关键词：种子异型性钠猪毛菜温度 NaCl溶液苞片

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新疆干旱区植物藜的种子异型性及其萌发机理

生态学报 2010年第11期30卷 2909-2918页

作者：姚世响油天钰徐栋生李秀明王浚桉兰海燕新疆大学生命科学与技术学院/新疆生物资源基因工程重点实验室乌鲁木齐830046

新疆干旱区分布的植物藜(Chenopodium album)的种子有黑色和褐色两种类型。对藜的异型性种子从形态结构、不同环境因素及激素或化学物质对萌发的影响以及同工酶谱等方面进行了研究,并对其萌发及适应异质环境的机理进行了讨论。结果表明:... 详细信息

新疆干旱区分布的植物藜(Chenopodium album)的种子有黑色和褐色两种类型。对藜的异型性种子从形态结构、不同环境因素及激素或化学物质对萌发的影响以及同工酶谱等方面进行了研究,并对其萌发及适应异质环境的机理进行了讨论。结果表明:(1)藜的异型性种子在形态结构、萌发休眠特性等方面都存在明显差异:黑色种子种皮厚且硬,休眠,萌发慢,萌发率低;褐色种子种皮薄而软,不休眠,萌发快且萌发率高;(2)黑色种子的休眠可通过切除胚根外缘种皮得以完全解除;(3)赤霉素、乙烯利对黑色种子的萌发无明显促进作用;KNO3可较显著促进黑色种子的萌发;协同使用乙烯利和KNO3时,可显著提高黑种子萌发率,完全打破休眠;(4)黑色种子和褐色种子的酯酶、过氧化物酶及过氧化氢酶同工酶谱带存在差异;(5)黑色种子的萌发需要光照,而褐色种子则对光不敏感;低温贮藏对二者的萌发均无显著影响,尽管黑色种子的萌发率有波动。研究结果初步显示黑色种子的休眠是内源(胚)和外源(种皮)因素共同所致。藜的种子异型性及其萌发机理的形成是其对新疆干旱区异质化环境的高度适应。

关键词：藜种子异型性黑色种子褐色种子干旱区异质化环境休眠

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艾丁湖盐角草种子异型性及萌发特性

草业科学 2015年第12期32卷 2064-2070页

作者：魏梦浩黄俊华新疆农业大学林学与园艺学院新疆乌鲁木齐830052

盐角草(Salicornia europaea)为藜科(Chenopodiaceae)盐角草属(Salieornia)植物。本研究以吐鲁番艾丁湖盐角草种子为对象,通过野外采集,室内试验的方法,对种子形态、散布方式、变温萌发特征进行研究。结果表明,盐角草存在3种类型的种子... 详细信息

盐角草(Salicornia europaea)为藜科(Chenopodiaceae)盐角草属(Salieornia)植物。本研究以吐鲁番艾丁湖盐角草种子为对象,通过野外采集,室内试验的方法,对种子形态、散布方式、变温萌发特征进行研究。结果表明,盐角草存在3种类型的种子(简称A型、B型和C型);A型种子主要分布于穗状花序的中央花位上,有翅状附属物,直径为(2.496±0.264)mm,种子容易从母体上脱离,可随风传播到较远的距离,具有相对较宽范围的萌发温度,萌发率高(超过80%);B型种子分布于穗状花序的边花位上,有翅状附属物但较为短小,直径为(1.709±0.181)mm,种子较易从母体上脱离,脱落后散布于母体附近或可随风传播至较远的距离,萌发率和萌发速度略低于A型种子;C型种子随机分布于植株中下部穗状花序的边花位上,直径仅为(1.115±0.085)mm;C型种子不易脱落,只能散落在母体底部或是附近,萌发率低(低于10%),种子休眠率高。

关键词：盐角草种子异型性种子萌发休眠

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盐生植物种子异型性研究进展

新疆农业科学 2012年第4期49卷 771-777页

作者：邢佳佳姚世响兰海燕新疆大学生命科学与技术学院乌鲁木齐830046 清华大学生命科学学院北京100000

种子异型性指植物在长期进化中,同一植株上产生多种在形态(颜色、质量)和结构(散布结构)及萌发、休眠特性等方面存在明显差异的种子。种子异型性现象在盐生植物中较为常见,多分为褐色和黑色种子,通常前者不休眠,萌发快,萌发率高,耐盐性... 详细信息

种子异型性指植物在长期进化中,同一植株上产生多种在形态(颜色、质量)和结构(散布结构)及萌发、休眠特性等方面存在明显差异的种子。种子异型性现象在盐生植物中较为常见,多分为褐色和黑色种子,通常前者不休眠,萌发快,萌发率高,耐盐性强;后者休眠,萌发慢,萌发率低,耐盐性弱。盐生植物种子异型性是其对环境适应的重要特性,同时对种群的建立和繁衍有着重要的生态学意义。基于前人的研究对盐生植物异型性种子的形态结构及萌发、耐盐与休眠、产生机制及生态学意义等方面进行了综合论述,以期为相关研究提供参考。

关键词：种子异型性盐生植物异质化两面下注策略褐色种子黑色种子

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猪毛菜属两种植物的种子异型性与萌发特性

猪毛菜属两种植物的种子异型性与萌发特性

作者：闫紫烟新疆农业大学

学位级别：硕士

蔷薇猪毛菜(Salsola rosacea)和褐翅猪毛菜(Salsola korshinskyi)为藜科猪毛菜属一年生草本植物,具有较强的抗干旱、耐盐碱能力,对于维持荒漠生态平衡和维持天然牧草资源方面都有着重要作用。本论文从2种猪毛菜属植物的种子异型特点出发... 详细信息

蔷薇猪毛菜(Salsola rosacea)和褐翅猪毛菜(Salsola korshinskyi)为藜科猪毛菜属一年生草本植物,具有较强的抗干旱、耐盐碱能力,对于维持荒漠生态平衡和维持天然牧草资源方面都有着重要作用。本论文从2种猪毛菜属植物的种子异型特点出发,研究2种植物的种子形态多样性特点与萌发特性,得出以下结论:(1)2种猪毛菜属植物均有3种类型种子,具有2种散布方式。其中A型种子主要分布于植株的上部,长翅使其采用远距离散布方式;B型种子大部分生长于植株的中下部;C型种子主要分布于植株的中下部或基部;B型和C型种子采用近距离散布方式。(2)2种猪毛菜属植物A型种子萌发速度快且萌发率均高于80%,B型和C型种子存在休眠现象(萌发率低于30%)。低温层积处理、划破种皮、GA处理可打破褐翅猪毛菜黄色种子的非深度生理休眠。但3种打破休眠的方式对于促进蔷薇猪毛菜黄色种子的萌发效果不明显。(3)果翅对2种猪毛菜属植物的A型种子萌发都存在机械障碍,具翅使2种植物的A型种子萌发率低于55%。高浓度盐分明显抑制A型种子的萌发。(4)随着植株个体大小的变化,蔷薇猪毛菜A型和B型繁殖体繁殖分配比例随个体增大而增大,C型则不依赖植株个体大小;褐翅猪毛菜对植株个体大小的依赖不显著。随植株个体增大,蔷薇猪毛菜A型种子输出比例由77.9%降至66.7%,B型种子输出比例由7.5%增至15.6%,对植株个体大小表现依赖性,C型种子输出无明显波动;褐翅猪毛菜不同类型种子的输出比例不表现对植株大小的依赖。综上结果表明,2种猪毛菜属一年生植物都具有A、B、C 3种不同的种子类型并采用混合型生殖对策,使植物在多变环境中具有竞争优势,减小了环境的时空变化对植株生殖成功的影响,使其能够在高度不稳定的环境中成功定居。

关键词：蔷薇猪毛菜褐翅猪毛菜种子异型性萌发特性

藜科植物藜（Chenopodium album）种子异型性及后代耐盐生理生化机理的研究

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藜科植物藜（Chenopodium album）种子异型性及后代耐盐生理生化...

作者：姚世响新疆大学

学位级别：硕士

土壤盐渍化已成为制约农作物产量的主要非生物胁迫因素。目前对植物耐盐机理的研究大部分集中在模式植物拟南芥、水稻、苜蓿等物种,业已取得了重大进展。然而这些模式植物均属甜土植物,从某种角度制约了人们对植物耐盐机理的全面理解。... 详细信息

土壤盐渍化已成为制约农作物产量的主要非生物胁迫因素。目前对植物耐盐机理的研究大部分集中在模式植物拟南芥、水稻、苜蓿等物种,业已取得了重大进展。然而这些模式植物均属甜土植物,从某种角度制约了人们对植物耐盐机理的全面理解。因此加强对盐生植物或耐盐植物的研究就显得迫切和重要。盐生植物或耐盐植物能在盐渍化生境正常完成生活史,它们在长期适应特殊生境的过程中,可能进化产生一些特殊的生理生化途径,对盐生植物的研究,尤其是与甜土植物的耐盐差异性的研究,将对全面理解植物耐盐机理、改良植物抗性具有重要意义。藜(Chenopodium album)为藜科(Chenopodiaceae)藜属(Chenopodium)一年生草本植物,广泛分布于新疆干旱荒漠区的各种生境。藜在秋季成熟时能产生黑色和褐色两类异型性种子,不同种子对环境具有不同的适应能力。此外,藜本身就具有较强的耐盐和耐受其他非生物胁迫的能力。因此将藜做为修复盐碱地生态、改良盐渍化土壤及开发盐生植物资源的候选植物种并对其耐盐机理及逆境适应性展开研究,将具有一定的现实意义。基于此前提,本研究对藜异型性种子的萌发机制、休眠特性,以及种子异型性变异与环境中盐分的相关性进行了系统的研究,初步阐明了藜在种子繁殖阶段通过种子异型性适应干旱区时空异质化生境的机理。随后研究了三种盐(NaCl、KCl、CaCl2)对藜异型性种子萌发和幼苗存活的影响。与此同时,还探讨了抗氧化系统对藜耐受高浓度NaCl胁迫的贡献。最后,探讨了藜异型性种子后代对盐胁迫的响应。主要结果如下： (1)藜的异型性种子在形态结构、萌发休眠特征、耐盐特性方面存在差异。黑色种子种皮较厚、种子较小、休眠深、萌发率低,同时对盐比较敏感;褐色种子种皮薄、种子较大、不休眠、萌发率高、较耐盐。同时两个种群的种子异型性存在明显变异,而且这种变异与环境中的盐分胁迫密切相关。 (2)藜异型性种子在萌发阶段和幼苗存活阶段对NaCl和KCl胁迫的反应相似。微量钙盐能缓解高盐胁迫对种子萌发的抑制作用,并且对褐色种子的缓解效果要好于黑色种子。 (3)藜在NaCl和KCl胁迫时的生长发育有明显差异,能够耐受高浓度(300mmol L-1) NaCl胁迫,却不能耐受相同浓度KCl胁迫。抗氧化系统,尤其是抗氧化酶和抗氧化剂的协同作用,对于藜耐受高盐胁迫起着重要作用。 (4)两种种子后代植株的生长表型在长期盐胁迫后会产生差异,结果显示这种变化与抗氧化系统的差异没有密切关系。

关键词：藜种子异型性抗氧化系统耐盐植物盐胁迫耐盐机理

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褐翅猪毛菜种子异型性及其萌发特性研究

石河子大学学报（自然科学版） 2012年第3期30卷 276-281页

作者：李宽亮刘彤李勇冠邵丽萍张荣宋占丽刘华峰石河子大学生命科学学院石河子832003 石河子市种子管理站石河子832000

褐翅猪毛菜(Salsola korshinskyi Drob)广泛分布于新疆准噶尔荒漠,具有很强的抗旱,抗盐碱能力。本文研究了褐翅猪毛菜种子类型及不同种子类型的萌发特性,以了解其适应荒漠环境的机制。结果表明:褐翅猪毛菜有3种不同类型的种子,其大小、... 详细信息

褐翅猪毛菜(Salsola korshinskyi Drob)广泛分布于新疆准噶尔荒漠,具有很强的抗旱,抗盐碱能力。本文研究了褐翅猪毛菜种子类型及不同种子类型的萌发特性,以了解其适应荒漠环境的机制。结果表明:褐翅猪毛菜有3种不同类型的种子,其大小、质量、翅和着生方式均有显著差异。A型种子,圆形,果翅较长,黄褐色,种子横生,直径为(1.299±0.096)cm,单粒重为(6.95±0.023)mg;B型种子,圆形,果翅较短,黄褐色,种子横生,直径(0.683±0.111)cm,单粒重为(4.26±0.012)mg;C型种子,椭圆形,无翅,种子直立,直径(0.256±0.047)cm,单粒重为(3.74±0.008)mg。在0℃/10℃、5℃/15℃、10℃/25℃、20℃/35℃(暗12 h/光12 h)变温条件下3种类型种子具有不同的萌发特性:在每个变温条件下,A型种子的萌发率都最高,其次为B型,C型最低。对于A、B型种子,去翅能促进种子萌发。黑暗条件对种子萌发有抑制作用,对A型种子的作用较为明显。冷藏能促进A型种子萌发,对B、C型种子作用不显著。当沙埋深度为0和1 cm时,种子出苗率较高,然后随着埋深的增加而减小。种子萌发不能响应3 mm的降水,在降雨为20 mm时出苗率最高。以上研究表明褐翅猪毛菜种子萌发对温度变化不敏感,只要有适量的降雨,就能萌发,这种萌发对策对适应干旱、降水异质性波动等荒漠环境具有重要意义。

关键词：褐翅猪毛菜种子异型性夏萌准噶尔荒漠

盐分和异型性种子对盐角草植株生长和结实的影响

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盐分和异型性种子对盐角草植株生长和结实的影响

作者：王凯山西师范大学

学位级别：硕士

在长期进化的进程中,盐生植物会形成一些特殊的生理生态机制来面对恶劣的生境。本研究以种源地为运城盐湖地区、天津大港地区和新疆阜康地区的一年生真盐生植物盐角草（Salicornia europaea）为研究案例,采用了室内实验和室外大棚栽培... 详细信息

在长期进化的进程中,盐生植物会形成一些特殊的生理生态机制来面对恶劣的生境。本研究以种源地为运城盐湖地区、天津大港地区和新疆阜康地区的一年生真盐生植物盐角草（Salicornia europaea）为研究案例,采用了室内实验和室外大棚栽培相结合的两种方法,主要探讨了:（1）在盐分胁迫下,两种异型性种子所产生植株的生物量、形态、繁殖性状和种子性状对盐分胁迫的响应;（2）在不同盐分浓度下对盐角草二型性种子产生植株所结种子进行萌发实验,探究种源、温度和母体效应等对子代异型性种子萌发的影响;（3）对种源地为新疆阜康、天津大港和运城盐湖地区盐角草异型性种子进行萌发实验,探究3个地区种子耐盐性和萌发的差异。通过研究与分析,得出具体结果如下:1.盐角草能产生两种截然不同的异型性种子。（1）异型性种子产生的植株株高、分支数和主根长皆随盐分浓度的升高而降低,但在同一浓度下两种种子产生的植株这些指标均无显著差异。（2）大种子产生植株的总生物量、地上生物量和地下生物量分别在4.0%、4.0%和2.0%浓度下达到最大,而小种子产生植株的总生物量、地上、地下生物量累积在盐分浓度均为2.0%时达到最大。（3）随着浓度的升高,两种种子产生植株的大、小种子数量均减少,其中小种子减少更快,表现出大小种子的分离比增加,种子大小有增加趋势。2.异型性种子产生植株经历的盐分变化对其所结种子的萌发产生明显影响,尤其是萌发速率。两种来源下盐角草子代的大种子在不同温度下的萌发率都能达到或接近100%,4个温度梯度下,两种来源下的小种子萌发率都能达到60%以上,但是在15/25℃的条件下萌发率最高,在5/15℃的条件下萌发率最低,几乎所有来源于小种子植株上的小种子的萌发率都高于相同处理下的来源于大种子植株上的小种子。随温度升高,两种来源下的异型性种子的平均萌发时间逐渐降低,萌发速率提高,两种来源下的小种子平均萌发时间均高于同处理条件下的大种子。15/25℃条件下,来源于大种子的植株经历不同盐分处理后,其小种子最终萌发均明显低于来源于小种子植株上的小种子,经过盐分处理的植株所结种子的起始萌发时间均早于相同条件下未经盐分处理的种子,并且其完成萌发的时间更早。3.随着温度的下降和盐分浓度的升高,三个种源地的盐角草小种子的萌发率和萌发势均下降,萌发所需的时间延长。运城盐湖和阜康的大种子耐盐性都很强,在盐分浓度为1.3mol/L的浓度下仍具有较高的萌发率,但运城的盐角草大种子比新疆阜康的更耐盐。黑暗下,随温度和盐分浓度升高,小种子的萌发率降低,盐角草异型性种子中的大种子对于光照不敏感,而小种子萌发需要光照,并且是在一定程度范围内,低温可以抵消黑暗对小种子萌发的影响。相同盐分处理下运城的盐角草两种异型性种子的萌发率、萌发指数最高,萌发所需要的时间最短,大港的小种子的萌发率、萌发指数最低,所需的萌发时间最长。通过对一年生的真盐生植物盐角草种子萌发、植株性状和子代种子性状的研究,我们发现不同种源地盐角草二型性种子对温度、盐分、光照的响应存在较大的差异,盐分浓度对异型性种子所产生的后代植株影响显著,并会改变其子代种子的萌发性状,其二型性种子耐盐性也不同。因此盐角草植株在不同生活史阶段通过生态位分化、子代种子数量和大小的权衡、稳定的投资和子代萌发的母体效应等策略相结合,确保了其种群能够在难以预测的环境中维持和更新。

关键词：盐角草萌发生物量分配母体效应生活史对策种子异型性