Для просмотра этого контента требуется подписка на Jove Войдите в систему или начните бесплатную пробную версию.
Method Article
Здесь мы приводим протокол для оценки семян живучесть, прорастание и покоем в полевых условиях с использованием погребен, меченых семян полоски и хлорида тетразолия (TZ) тестирование жизнеспособности.
We describe techniques for approximating seed bank dynamics over time using Helianthus annuus as an example study species. Strips of permeable polyester fabric and glue can be folded and glued to construct a strip of compartments that house seeds and identifying information, while allowing contact with soil leachate, water, microorganisms, and ambient temperature. Strips may be constructed with a wide range of compartment numbers and sizes and allow the researcher to house a variety of genotypes within a single species, different species, or seeds that have experienced different treatments. As opposed to individual seed packets, strips are more easily retrieved as a unit. While replicate packets can be included within a strip, different strips can act as blocks or can be retrieved at different times for observation of seed behavior over time. We used a high temperature glue gun to delineate compartments and sealed the strips once the seed and tags identifying block and removal times were inserted. The seed strips were then buried in the field at the desired depth, with the location marked for later removal. Burrowing animal predators were effectively excluded by use of a covering of metal mesh hardware cloth on the soil surface. After the selected time interval for burial, strips were dug up and seeds were assessed for germination, dormancy and mortality. While clearly dead seeds can often be distinguished from ungerminated living ones by eye, dormant seeds were conclusively identified using a standard Tetrazolium chloride colorimetric test for seed viability.
Общая цель этого метода состоит в том надежно оценивать выживаемость семян в течение долгого времени в полевых условиях.
Семенные почвы банки являются резервом распылении, жизнеспособных семян еще непроросших распределенных либо на поверхности почвы, в пределах поверхности подстилки, или в пределах почвенного профиля, которые могут сохраняться или скоротечно в течение многих лет 1,2. Когда методы захоронения семян , похожие на те , представленные здесь , были применены к исследованию 17-летнего периода с использованием нескольких десятков видов, жизнеспособные семена были обнаружены во многих из испытанных видов 3. Семенной заторможенность представляет собой блок для прорастания семян до тех пор , соответствующее сочетание условий для рассады выживания не возникает 4. Оставаясь в состоянии покоя может позволить семена, чтобы выжить тяжелых условиях, таких как низкие зимние температуры, ограничение питательных веществ, или сезонной засухи, пока внешний триггер для спячки-релиз не позволяет для прорастания. Триггеры для спячки-релиз может варьироваться от воздействия холода, протяженных соединений, оставленных FIRE, или физическое нападение на семенной кожуры через ссадины или контакта с животным желудка кислотами 5. Поскольку прорастание сигналы могут быть или роды на конкретные виды и часто являются результатом прошедшего естественного отбора, неприспособленным прорастание семян то, что происходит в неподходящее время, и может привести к семян или всходов или плохой рост проростков. В то время как заторможенность была классифицирована на несколько типов , основанных на механизмах высвобождения покоя (например, физические покоя, физиологического покоя), 6 покой семян остается одним из наименее понятных тем в биологии растений. Таким образом, полевые исследования, которые позволяют для оценки состояния отдельных семян или групп семян в соответствующих экологических условиях имеют более высокую объясняющую способность, чем те, которые просто полагаются на стандартные тесты всхожести в лабораторных условиях.
Эксплуатация известных характеристик семян может дать представление о механизмах дремоты. Контроль покоя семян совместноmplex, включая генетический контроль физиологических и морфологических факторов. В то время как полное понимание широты механизмов неактивности еще предстоит выяснить, общая модель возникла, включая отношения обратной связи между двумя фитогормонов Гиббереллиновая кислота (ГК) и АБК (ABA) 7. В этой обобщенной модели для семян с физиологическим компонентом их дремоты, GA служит сигналом для высвобождения спячки, в то время как ABA служит для поддержания состояния покоя. Материнские генетические эффекты, а также окружающей среды материнский рост может влиять на покоем и другие семенные черты, такие как размер, через матерински генерируемых сигналов тканей и развития 8. По материнской линии генерируется внешние структуры (или семенные покрытия) может поддерживать дремоту, иногда в сочетании с физиологическими репликами. Так как матерински полученные семена покрытия находятся под контролем генов материнского растения, они могут не отражать фактический ядерный генетический состав семени в. У нас есть с намиЭ.Д. подсолнечник однолетний семянки из массива культур-дикого гибрид пересекает чесать эти генетические эффекты матери против эмбриона по семенному характеристикам 9,10. Таким образом, исследование конструкции , которые включают в себя различные виды, типы, кросс или генотипы можно почерпнуть информацию об операторе экология и генетика покоя семян, всхожесть и выживаемость.
Важным примером того, как прорастание семян и выживаемости фенотипа может повлиять на динамику популяции можно увидеть в гибридных зонах на полях дикорастущие. Выбор во время одомашнивания культурных растений устраняет большинство покоем и снижает способность семени, чтобы выжить вне сезона выращивания. Тем не менее, поток генов, или гибридизация между культивируемых и диких видов в гибридных зонах на полях дикорастущие может вновь ввести культур аллели (или генетические варианты) в дикой популяции, с возможным воздействием на динамику банка семян. Гибриды между культивируемых и диких родственников потенциально найдены в гибридных зонах на полях дикорастущие могут обладатьмножество промежуточных фенотипов неактивности, лишь несколько фенотипов ожидается , чтобы выжить условий за пределами культивирования (например, зимние месяцы) 11.
Цель этой рукописи, чтобы показать, как с помощью семян метод захоронения полосы, мы можем оценить всхожесть, пок, и выживание целого ряда видов семян в разные периоды времени, чтобы исследовать их естественные колебания в полевых условиях. В нашем примере мы использовали семена подсолнечника с 15-культур дикого гибридного кросс-типов, так как мы заинтересованы в матери и эмбриона генетических эффектов на семенных характеристик.
1. Сбор семян из нескольких видов или контролируемыми крестов одного вида
Примечание: В этом примере используется семя от 15 поперечных типов в пределах вида подсолнечник однолетний (подсолнечник) , используя дикий, гибрид, и типы культур как (семян производящий) родителя матери.
Материнский родитель | |||
Отцовский родитель | Дикий: WXw | F 1: WXC | Crop: CxC |
Дикий: WXw | 0% WXw | 25% F 1 XW † | 50% CXW † |
BC: WxF1 или F1xW | 12,5% WxBC | 37,5% F 1 XBC | 62,5% CxBC |
F 1: WXC | 25% WxF 1 † | 50% F 1 Xf 1 | 75% CxF 1 † |
F 2: F 1 Xf 1 | 25% WxF 2 | 50% F 1 2 Xf | 75% CxF 2 |
Crop: CxC | 50% WXC † | 75% F 1 хс † | 100% CxC |
Таблица 1. Родительское крест тypes , полученные из рук опыление. подсолнечника урожая-дикого перекрестными типов гибридных были произведены с помощью ручного опыления для использования в захоронении семян эксперимента. Для всех типов кросс, материнский родитель первым в списке и отцовская указанный родитель второй. Перекрестные типы, отмеченные † являются частью взаимных пар перекрестного типа с теми же% урожая аллели, но разные матери родителей. Таблица была ранее опубликована в: Пейс, BA и др. (2015) 15.
2. Создание пользовательских Похоронные Полоски Seed
Примечание: Для этого примера, у нас было три процедуры удаления даты и 15 повторов, поэтому нам требовалось 45 полос общей сложности. В этом примере используется 15 отсеков в полосе так, что и требовалось достаточно узкопетлистый полиэфирной ткани или москитной сеткой, чтобы дом 15, 7 х 10 см отсеков. Смотри рисунок 1.
Рисунок 1. Захоронение семян полосы схематичными. Пример захоронения полосы с указанием идентификации перекрестного типа для отдельных отсеков. Материнский родитель первым в списке с отцовской родителем, перечисленных второй. Цвета указывают на различную материнскую происхождение,с желтым для дикой природы, синий для F 1 гибрид, и красный для урожая. Пожалуйста , нажмите здесь , чтобы посмотреть увеличенную версию этой фигуры.
3. Бери Seed Полоски в области
4. выкопать Полоски и оценка Seed
Перекрестные типы с разнообразными отцовство и растениеводство аллеля процент материнской (таблица 1) различалась даты удаления в процентах проращивают, непроросших, и мертвых семян (рис. 2 и 3). Используя TZ тестирование непроросших семян, мы...
Здесь мы представляем методы использования семян погребальные полосок для наблюдения прорастание семян, покоем и смертности разнообразных запасов семян в предварительно выбранных периодов времени в полевых условиях. Преимущества использования полос, а не отдельные пакеты лежат в (1)...
The authors have nothing to disclose.
This work was supported by Biotech Risk Assessment Grant Program competitive grand no. 2006-39454-17438 to A. Snow, K. Mercer, and H. Alexander from the United States Department of Agriculture, National Institute of Food and Agriculture. Experiments using this method were conducted at and supported by the University of Kansas Field Station, a research unit of the Kansas Biological Survey and the University of Kansas. The authors would like to thank P. Jourdan and E. Regnier for helpful reviews on earlier versions of this manuscript. Additionally, this work was aided by the contributions of the staff at the University of Kansas Field Station, Waterman Farm at the Ohio State University (OSU), the USDA Ornamental Plant Germplasm Center at OSU, and the Seed Biology Lab in the Department of Horticulture and Crop Science at OSU, especially E. Renze, S. Stieve, A. Evans, and E. Grassbaugh, for technical support.
Name | Company | Catalog Number | Comments |
Small coin envelopes | Any | ||
Large coin envelopes | Any | ||
fine meshed polyester mosquito netting | Any | ||
high-temperature glue gun | Any | ||
high-temperature glue stick refills | Any | ||
Industrial permenant markers | Any | ||
plastic garden labels | Any | ||
scissors | Any | ||
Shovel | Any | ||
Metal mesh hardward cloth | Any | ||
Surveyor's flags, multiple colors | Any | ||
Wet newspaper | Any | ||
cooler | Any | ||
blotter paper | Any | ||
petri dishes | Any | ||
Temp. controlled growth chamber | Any | ||
razor blades | Any | ||
petri dishes | Any | ||
Tetrazolium chloride | Any | ||
water | Any | ||
heat incubator | Any |
Запросить разрешение на использование текста или рисунков этого JoVE статьи
Запросить разрешениеThis article has been published
Video Coming Soon
Авторские права © 2025 MyJoVE Corporation. Все права защищены