能源草柳枝稷种子休眠机制及破除研究

Seed dormancy is an innate seed property that defines the environmental conditions in which the seed is able to germinate.Seed dormancy has long been a hot issue for the domestic and international seed biology, physiological dormancy is the most common type of seed dormancy, widespread in the grasses, the dormancy type is mainly for the seed coat dormancy, embryo dormancy, or a combination dormancy in three ways, grasses in seed dormancy regulation mechanisms is the key to understand the dormancy essentially. Seed dormancy in grasses is widespread controversy, so in this study we collected switchgrass which has important economic value and dormancy. We use mechanical treatment, stratification, the fluorescent tracer technique, means a combination of traditional staining and modern biological microscopy, clear the grasses in the seed dormancy type, explore grass seeds seed coat permeability and microstructure on the basis of the seed coat the relationship between seed dormancy and to explore the grasses seed testa semipermeable layer chemical composition, the project seeks to clarify the grasses seed dormancy mechanism to provide a scientific basis for in-depth understanding of the relationship between microstructure and seed dormancy.

针对能源草柳枝稷种子的休眠调控存在广泛争议且影响休眠破除方法的探求及大面积的栽培利用问题，本项目以具有重要经济价值且存在休眠现象柳枝稷种子为研究材料，采取机械处理、化学处理和层积处理等方法测定种子的发芽率来确定种子不同部位对休眠的控制率及休眠类型；采用荧光示踪技术对已处理的种子和对照种子进行示踪定位影响萌发的种皮机械障碍组织，采用现代生物显微技术和传统组织化学染色相结合的手段测定障碍层的化学组成成分；采用液相色谱测定种子不同部位激素含量的大小，并建立与休眠的相关性大小。项目旨在阐明柳枝稷种子的休眠机制，寻求较为经济有效的休眠破除方法，为深入认识柳枝稷种子微观结构与休眠的关系及大面积的栽培利用提供科学依据。

本项目以具有重要经济价值且存在休眠现象柳枝稷种子为研究材料，通过对种子进行机械处理后测定种子萌发情况发现外稃、内稃、种皮、胚乳等胚包被组织均对柳枝稷种子的休眠与萌发有影响；通过不同老化处理和超干处理发现柳枝稷种皮存在半透性组织是影响柳枝稷种子萌发与活力测定的主要因素；采用镧示踪技术对种子进行示踪定位影响种子休眠与萌发的种皮机械障碍组织，采用现代生物显微技术和传统组织化学染色相结合的手段测定障碍层的主要化学组成成分是木栓质，采用计算化学构建了木栓质的化学机构及稀土元素镧在木栓质上的结合位点，阐明了种皮透性对柳枝稷种子休眠与萌发的影响机制；采用不同的外源植物生长物质处理和低温层积处理柳枝稷种子，发现较适宜破除柳枝稷种子休眠的外源激素为GA4+7；通过本项目研究明确柳枝稷种子的休眠类型是生理性休眠，并发现柳枝稷种子存在半透层和种子内部存在萌发抑制物质是影响柳枝稷种子休眠的主要原因，探究出了低温层积与外源植物激素相结合的处理方法是较为有效的休眠破除方法，本项目研究成果可为柳枝稷种子质量检验和大面积的栽培利用提供较好的参考依据。