自然老化和人工老化对燕麦种子萌发特性及遗传完整性的影响

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2022.08.017

草地学报 ›› 2022, Vol. 30 ›› Issue (8): 2066-2074.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2022.08.017

• 研究论文 • 上一篇

自然老化和人工老化对燕麦种子萌发特性及遗传完整性的影响

黄颖, 刘欢, 赵桂琴, 王绮玉, 罗建民, 姚瑞瑞

甘肃农业大学草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/中-美草地畜牧业可持续发展研究中心, 甘肃兰州 730070

收稿日期:2021-12-24 修回日期:2022-03-05 发布日期:2022-09-01
通讯作者: 刘欢,E-mail:liuhuan@gsau.edu.cn
作者简介:黄颖(1998-),女,汉族,甘肃嘉峪关人,硕士研究生,主要从事牧草种质资源及育种方面的研究,E-mail:1677507207@qq.com
基金资助:
甘肃省自然科学基金（21JR7RA824）；现代农业产业技术体系（CARS-08-C）；农业部牧草种质资源与保护利用项目（NB08-2130135）资助

Effects of Natural Aging and Artificial Aging on Germination Characteristics and Genetic Integrity of Oat Seeds

HUANG Ying, LIU Huan, ZHAO Gui-qin, WANG Qi-yu, LUO Jian-min, YAO Rui-rui

College of Pratacultural, Gansu Agricultural University/Key Laboratory of GrasslandEcosystem, Ministry of Education/SinoU. S. Centers for Grazing Land Ecosystem Sustainability, Lanzhou, Gansu Provicne 730070, China

Received:2021-12-24 Revised:2022-03-05 Published:2022-09-01

摘要/Abstract

摘要： 为研究自然老化(2~8年)和人工老化(温度45℃，相对湿度95%，24~96 h)对燕麦种子活力和遗传完整性的影响，比较两种老化方法的差异，本试验以皮燕麦(Avena sativa L.)'陇燕3号’和裸燕麦(Avena nuda L.)'白燕2号’为供试材料，研究种子活力、细胞膜透性和遗传完整性的变化情况。结果表明：随着老化程度的加深，燕麦种子发芽率、活力指数和遗传相似系数均有所下降，电导率升高；ISSR-PCR共检测出108个位点，多态性位点百分率达78.70%，遗传相似系数在0.504 5~0.973 0之间；与自然老化相比，人工老化群体的遗传参数明显降低，人工老化96 h的燕麦与未老化燕麦的遗传相似系数仅为0.681 2，遗传完整性被破坏，应试燕麦种质的临界发芽率在79.50%~84.00%之间。人工老化对2种燕麦种质遗传物质的损伤比自然老化更大，'陇燕3号’比'白燕2号’更耐贮藏，且2个燕麦品种的贮藏时间均不宜超过6年。

关键词: 燕麦, 种子老化, 种子活力, 遗传完整性, ISSR分子标记

Abstract: To study the effects of natural aging (2~8 years) and artificial aging (45℃,relative humidity 95%,24~96 h) on seed vigor and genetic integrity of oat (Avena L.),and compare the difference between the two aging methods. Hulled oat 'Long Yan No.3' (Avena sativa L.) and naked oat 'Bai Yan No.2' were used in this experiment as the test materials to study the changes in seed vigor,cell membrane permeability,and genetic integrity. The results showed that with the increase in aging degree,the germination rate,vigor index,and genetic similarity coefficient of oat seeds decreased,and the electrical conductivity increased. A total of 108 loci were detected by ISSR-PCR,with the percentage of polymorphic loci reaching 78.70% and the genetic similarity coefficient between 0.504 5 and 0.973 0. Compared with natural aging,the genetic parameters of the artificial aging population were significantly reduced. The genetic integrity was destroyed because the genetic similarity coefficient between artificial aging 96 h oats and non-aging control was only 0.681. The critical germination rate of oat germplasm was 79.50%~84.00%. In summary,artificial aging had greater damage to the genetic materials of the two oat germplasms than natural aging,and 'Long Yan No.3' was more resistant to storage than 'Bai Yan No.2',and the storage time of the two oat varieties should not exceed 6 years.

Key words: Oat, Seed aging, Seed vigor, Genetic integrity, ISSR molecular markers

中图分类号:

S512.6

黄颖, 刘欢, 赵桂琴, 王绮玉, 罗建民, 姚瑞瑞. 自然老化和人工老化对燕麦种子萌发特性及遗传完整性的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(8): 2066-2074.

HUANG Ying, LIU Huan, ZHAO Gui-qin, WANG Qi-yu, LUO Jian-min, YAO Rui-rui. Effects of Natural Aging and Artificial Aging on Germination Characteristics and Genetic Integrity of Oat Seeds[J]. Acta Agrestia Sinica, 2022, 30(8): 2066-2074.

0
/ / 推荐

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://manu40.magtech.com.cn/Jweb_cdxb/CN/10.11733/j.issn.1007-0435.2022.08.017

https://manu40.magtech.com.cn/Jweb_cdxb/CN/Y2022/V30/I8/2066

参考文献

[1] 蔺豆豆,赵桂琴,柴继宽,等. 叠氮化钠诱变燕麦M1代的主要性状分析[J]. 草地学报,2022,30(3):587-593
[2] 段连学,马祥,琚泽亮,等. 减氮配施有机肥对'青海甜燕麦'光合特性和产量的影响[J]. 草地学报,2022,30(2):471-478
[3] 马元成,王彦龙. 种子老化研究进展[J]. 青海畜牧兽医杂志,2020,50(1):43-49
[4] 王刚,曹佩,韦学敏,等. 分子标记技术在药用植物种质资源研究中的应用[J]. 中国现代中药,2019,21(11):1435-1444
[5] BALESEVIC T S,TATIC M,DORDEVIC V,et al. Changes in Soybean Seeds as Affected by Accelerated and Natural Aging[J]. Romanian Biotechnological Letters,2011,16(6):6740-6747
[6] 高华伟,满强,潘晶,等. 大豆人工老化与自然老化的种子活力差异研究[J]. 种子,2015,34(1):14-18
[7] 张雯静,李玲,罗陈,等. 大葱种子人工老化与自然老化的活力变化比较研究[J]. 种子,2021,40(4):17-21
[8] ZIETKIEWICZE E,RAFALSKIA A,LABUDAD D. Genome Finger-Printing by Simple Sequence Repeat(SSR)-Anchored Polymerase Chain Reaction Amplification[J]. Genomics,1994,20(2):176-183
[9] 王建波. ISSR分子标记及其在植物遗传学研究中的应用[J]. 遗传,2002(5):613-616
[10] 刘欢,慕平,赵桂琴,等. 燕麦ISSR反应体系的建立与优化[J]. 中国草地学报,2010,32(4):80-85
[11] 韩瑞. 人工老化水稻种子生理生化变化、DNA损伤及活力恢复的研究[D]. 杭州:浙江大学,2012:60-65
[12] 石凤玲,石凤翎,高翠萍,等. 人工老化紫花苜蓿种子活力变化与ISSR标记[J]. 中国草地学报,2015,37(6):30-34
[13] MANISHA T,VISHAL S,RAKSHANDHA L. Propagation of Plum (Prunus salicina L.) Cultivar Frontier in Vitro Through Control of Shoot Tip Necrosis (STN) and Validation of Genetic Integrity Using ISSR markers[J]. Plant Physiology Reports,2021:doi:10.1007/S40502-021-00580-6
[14] 郑晓鹰,任祝三,郑光华. 测定种子活力方法之探讨——Ⅲ.人工加速老化法[J]. 种子,1982(4):31-34
[15] 国际种子检验协会(ISTA). 种苗评定与种子活力测定方法手册[M]. 北京:北京农业大学出版社,1987:1-12
[16] 郭红媛,贾举庆,吕晋慧,等. 燕麦属种质资源遗传多样性及遗传演化关系ISSR分析[J]. 草地学报,2014,22(2):344-351
[17] 余青青,王普昶,赵丽丽,等. 7个燕麦品种的ISSR遗传多样性分析[J]. 江苏农业科学,2018,46(19):34-37
[18] 余波,杜尚广,罗丽萍. 种子活力测定方法[J]. 中国科学:生命科学,2015,45(7):709-713
[19] 李淑梅,王付娟,董丽平,等. 人工老化处理大麦种子的活力和生理生化特性[J]. 贵州农业科学,2014,42(11):66-69
[20] DONG X Y,FAN S X,LIU J,et al. Identification of QTLs for Seed Storability in Rice under Natural Aging Conditions using two RILs with the Same Parent Shennong 265[J]. Journal of Integrative Agriculture,2017,16(5):1084-1092
[21] 卢新雄,辛霞,尹广鹍,等. 中国作物种质资源安全保存理论与实践[J]. 植物遗传资源学报,2019,20(1):1-10
[22] 方青慧,刘欢,赵桂琴,等. 自然老化与人工老化对燕麦种子的遗传完整性分析比较[J]. 草地学报,2019,27(4):1052-1059
[23] 但旭明,王成然,武炳超,等. 种子老化对美洲狼尾草种质资源遗传完整性的影响[J]. 草业科学,2020,37(8):1508-1515
[24] 王小丽,李志勇,李鸿雁,等. 种子老化对扁蓿豆种质遗传完整性变化的影响[J]. 中国草地学报,2010,32(6):52-57
[25] 谭富娟,范传珠,马缘生,等. 燕麦种子贮存后遗传完整性研究[J]. 种子,1997(5):9-12
[26] 王欣欣,卢萍,黄帆,等. 牧草种质资源遗传完整性的研究进展[J]. 种子,2015,34(11):44-48
[27] RAO N K, SASTRY D V S S R.Seed Quality Considerations In Germplasm Regeneration[C].ENGELS J M,RAMANATHA R R. Regeneration of Seed Crops and Their Wild Relatives. Hyderabad, India,1995:144-149
[28] 陶嘉龄. 种质库管理及种子贮藏[M]. 北京:国际植物遗传资源委员会及中国农科院编,1986:135-136
[29] 陈志宏,王志刚,负旭疆,等. 我国牧草种质库生活力监测和更新繁殖标准的探讨[J]. 草原与草坪,2007,122(3):72-75

自然老化和人工老化对燕麦种子萌发特性及遗传完整性的影响

Effects of Natural Aging and Artificial Aging on Germination Characteristics and Genetic Integrity of Oat Seeds

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	李红玉, 王雅聪, 曾佳, 王聪聪, 董宽虎, 夏方山. 外源H₂O₂引发对燕麦种胚细胞AsA-GSH循环的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(7): 1668-1674.
[2]	王腾飞, 常怡然, 邓雪, 沈笑天, 王斌, 李满有, 倪旺, 兰剑. 饲用燕麦品种在宁夏雨养区的适应性评价[J]. 草地学报, 2022, 30(7): 1755-1762.
[3]	郭常英, 王伟, 德科加, 蒲小剑, 魏晓丽, 段娜宁, 彭丹, 徐成体. 播种方式对燕麦和饲用豌豆饲草产量及品质的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(7): 1882-1890.
[4]	段连学, 马祥, 琚泽亮, 刘凯强, 杨钰洁, 石红霄, 贾志锋. 高寒地区氮肥运筹对‘青海甜燕麦’农艺性状和种子产量的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(6): 1576-1583.
[5]	金艳丽, 姚拓, 兰晓君, 李昌宁, 马亚春. 燕麦根腐病拮抗菌的筛选及抑菌特性研究[J]. 草地学报, 2022, 30(5): 1095-1101.
[6]	高志昊, 李雪颖, 兰剑, 胡海英. 干旱胁迫条件下不同饲用燕麦品种种子萌发指标比较与评价[J]. 草地学报, 2022, 30(5): 1210-1218.
[7]	杨燕燕, 孙宇, 吴春会, 李运起, 武瑞鑫, 王明亚, 李秋凤. 应用CNCPS体系比较饲用小黑麦和燕麦草的营养价值组分[J]. 草地学报, 2022, 30(4): 931-935.
[8]	蔺豆豆, 赵桂琴, 柴继宽, 宫文龙, 苏玮娟, 张丽睿. 叠氮化钠诱变燕麦M1代的主要性状分析[J]. 草地学报, 2022, 30(3): 587-593.
[9]	苏玮娟, 赵桂琴, 琚泽亮, 宫文龙, 柴继宽. 干旱胁迫时间对6份饲用燕麦种质萌发期生理指标的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(3): 646-654.
[10]	段连学, 马祥, 琚泽亮, 刘凯强, 何纪桐, 贾志锋. 减氮配施有机肥对‘青海甜燕麦’光合特性和产量的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(2): 471-478.
[11]	冯廷旭, 德科加, 向雪梅, 魏希杰, 徐成体, 王伟, 林伟山, 钱诗祎. 高寒地区燕麦与豌豆不同混播组合和比例对饲草产量及品质的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(2): 487-494.
[12]	钱文武, 黄志超, 朱慧森, 夏方山, 秦晓芳, 董宽虎. KNO₃和抗坏血酸对老化草地早熟禾种子活力的影响[J]. 草地学报, 2022, 30(1): 69-75.
[13]	宋词, 黄小涛, 石国玺, 周华坤, 王芳萍, 姚步青. 播期对青藏高原燕麦生长和饲草品质的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(S1): 121-127.
[14]	吴海艳, 曲珍, 刘昭明, 拉巴顿珠, 同桑措姆, 曲尼, 尼玛卓嘎, 马玉寿. 基于主成分分析的燕麦品种生产性能的比较研究[J]. 草地学报, 2021, 29(9): 1967-1973.
[15]	朱海霞. 多孢木霉HZ-31菌株胁迫下野燕麦内参基因的选择[J]. 草地学报, 2021, 29(8): 1666-1674.