Name: reliable method for assessing seed germination, dormancy, and mortality under field conditions
Uploaded: 2016-11-06T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Reliable Method for Assessing Seed Germination, Dormancy, and Mortality under Field Conditions at JoVE.com

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.

1. جمع البذور من الأنواع متعددة أو الصلبان التحكم من نوع واحد ملاحظة: هذا المثال استخدام البذور من 15 نوعا عبر داخل annuus هيليانثوث الأنواع (عباد الشمس) باستخدام البرية، والهجين، وأنواع المحاصيل مثل (انتاج البذور) الأم الأم. <ol style=";text-align:righ...

<ol>
	<li>Walck, J. L., Baskin, J. M., Baskin, C. C., Hidayati, S. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Defining+transient+and+persistent+seed+banks+in+species+with+pronounced+seasonal+dormancy+and+germination+patterns.">Defining transient and persistent seed banks in species with pronounced seasonal dormancy and germination patterns.</a> Seed Sci Res. 15 (3), 189-196 (2005).</li><li>Alexander, H. A., Schrag, A. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Role+of+soil+seed+banks+and+newly+dispersed+seeds+in+population+dynamics+of+the+annual+sunflower.+Helianthus+annuus.">Role of soil seed banks and newly dispersed seeds in population dynamics of the annual sunflower. Helianthus annuus.</a> J Ecol. 91, 987-998 (2003).</li><li>Burnside, O. C., Wilson, R. G., Weiseberg, S., Hubbard, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seed+longevity+of+41+weed+species+buried+17+years+in+eastern+and+western.">Seed longevity of 41 weed species buried 17 years in eastern and western.</a> Weed Sci. 44 (1), 74-86 (1996).</li><li>Baskin, C. C., Baskin, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Seeds: Ecology, biogeography, and evolution of dormancy and Germination. , (2001).</li><li>Finch-Savage, W. E., Leubner-Metzger, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seed+dormancy+and+the+control+of+germination.">Seed dormancy and the control of germination.</a> New Phytol. 171, 501-523 (2006).</li><li>Baskin, J. M., Baskin, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+classification+system+for+seed+dormancy.">A classification system for seed dormancy.</a> Seed Sci Res. 14 (1), 1-16 (2004).</li><li>Donohue, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Environmental+and+genetic+influences+on+the+germination+of+Arabidopsis+thaliana+in+the+field.">Environmental and genetic influences on the germination of Arabidopsis thaliana in the field.</a> Evolution. 54 (4), 740-757 (2005).</li><li>Roach, D. A., Wulff, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maternal+effects+in+plants.">Maternal effects in plants.</a> Ann Rev Ecol Syst. 18, 209-235 (1987).</li><li>Pace, B. A., Alexander, H. M., Emry, J. D., Mercer, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Seed+fates+in+crop-wild+hybrid+sunflower:+crop+allele+and+maternal+effects.">Seed fates in crop-wild hybrid sunflower: crop allele and maternal effects.</a> Evol Appl. 8 (2), 121-132 (2015).</li><li>Alexander, H. M., Emry, D. J., Pace, B. A., Kost, M. A., Sparks, K. A., Mercer, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Roles+of+maternal+effects+and+nuclear+genetic+composition+change+across+the+life+cycle+of+crop-wild+hybrids.">Roles of maternal effects and nuclear genetic composition change across the life cycle of crop-wild hybrids.</a> Am J Bot. 101 (7), 1176-1188 (2014).</li><li>Stewart, N. C., Matthew, J., Halfhill, D., Warwick, S. I. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Transgene+introgression+from+genetically+modified+crops+into+their+wild+relatives.">Transgene introgression from genetically modified crops into their wild relatives.</a> Genetics. 4, 806-817 (2003).</li><li>Mercer, K. L., Shaw, R. G., Wyse, D. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Increased+germination+of+diverse+crop-wild+hybrid+sunflower+seeds.">Increased germination of diverse crop-wild hybrid sunflower seeds.</a> Ecol Appl. 16, 845-854 (2006).</li><li>Delouche, J. C., Still, T. W., Rapset, M., Lienhard, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+tetrazolium+test+for+seed+viability.">The tetrazolium test for seed viability.</a> Mississippi Sta Uni Ag Exp Sta Techn Bull. 51, 1-63 (1962).</li><li>Association of Official Seed Analysts. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Tetrazolium Testing Handbook. , (2010).</li><li>Alexander, H. M., Emry, D. J., Pace, B. A., Kost, M. A., Sparks, K. A., Mercer, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Roles+of+maternal+effects+and+nuclear+genetic+composition+change+across+the+life+cycle+of+crop-wild+hybrids.">Roles of maternal effects and nuclear genetic composition change across the life cycle of crop-wild hybrids.</a> Am J Bot. 10 (7), 1176-1188 (2014).</li><li>Weiss, A. N., Primer, S. B., Pace, B. A., Mercer, K. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Maternal+effects+and+embryo+genetics:+germination+and+dormancy+of+crop-wild+sunflower+hybrids.">Maternal effects and embryo genetics: germination and dormancy of crop-wild sunflower hybrids.</a> Seed Sci Res. 23, 241-255 (2013).</li></ol>

نحن هنا نقدم طرق لاستخدام شرائط دفن البذور لمراقبة إنبات البذور، والسكون وفيات مخزون البذور المتنوعة في فترات زمنية المحددة مسبقا في هذا المجال. مزايا استخدام شرائط بدلا من الحزم الفردية تكمن في (1) سرعة قطاع البناء ومقصورة على الخلق من الحزم الفردية؛ و (2) سهولة وسرعة...

ويتمثل الهدف العام من هذه الطريقة هو تقييم موثوق بقاء البذور مع مرور الوقت في ظل الظروف الميدانية. بنوك البذور التربة هي محمية من تشتت والبذور بعد ungerminated قابلة للحياة توزيعها إما على سطح التربة، داخل القمامة السطح، أو داخل التربة، والتي قد تستمر عابر أو لسنوات عديدة 1،2. عندما تم تطبيق طرق دفن البذور مماثلة لتلك التي عرضت هنا لدراسة استمرت لمدة 17 باستخدام عدة أنواع اثني عشر، تم العثور على بذور قابلة للحياة في العديد من الأنواع التي تم اختبارها 3. بذور السكون هو كتلة لإنبات البذور حتى توليفة مناسبة من شروط الشتلات بقاء تنشأ 4. يمكن أن تبقى نائمة سماح بذور البقاء على قيد الحياة ظروف قاسية، مثل انخفاض درجات الحرارة في فصل الشتاء والحد من المغذيات، أو الجفاف الموسمي، حتى محفز خارجي لالسكون الإفراج يسمح للإنبات. يطلق على السكون الإفراج يمكن أن تختلف من التعرض لمدد الباردة، والمركبات التي كتبها f اليسارغضب، أو الاعتداء الجسدي على معطف البذور من خلال الاحتكاك أو الاتصال مع أحماض المعدة الحيوان 5. كما العظة إنبات يمكن أن يكون جنسا أو نوعا محددة، وغالبا ما تنجم عن الانتقاء الطبيعي الماضية، إنبات البذور غير القادرة على التأقلم هي تلك التي تحدث في وقت غير مناسب، ويمكن أن يؤدي في البذور أو الشتلات وفيات أو نمو البادرات الفقراء. في حين تم تصنيف السكون إلى عدد من أنواع على أساس آليات الإفراج السكون (على سبيل المثال، السكون الجسدي والسكون الفسيولوجي)، لا يزال 6 بذور الكمون واحدة من أقل يفهم المواضيع في بيولوجيا النبات. وهكذا، الدراسات الميدانية التي تسمح لتقييم وضع البذور أو مجموعات من البذور تحت الظروف البيئية ذات الصلة الفردية لها قوة تفسيرية أعلى من تلك التي تعتمد ببساطة على اختبارات الإنبات القياسية في المختبر. استغلال خصائص البذور المعروفة يمكن أن توفر نظرة ثاقبة على آليات السكون. السيطرة على سكون البذور ويشتركmplex، بما في ذلك السيطرة الوراثية من العوامل الفسيولوجية والمورفولوجية. في حين أن الفهم الكامل لاتساع آليات السكون لم يتم بعد توضيح، برز النموذج العام، التي تنطوي على علاقة ردود الفعل بين اثنين من الهرمونات النباتية حمض الجبريليك (GA) وحمض الأبسيسيك (ABA) 7. في هذا النموذج المعمم للبذور التي تحتوي على عنصر الفسيولوجية إلى السكون، وGA بمثابة إشارة لإطلاق السكون، في حين يخدم ABA للحفاظ على حالة سبات. التأثيرات الجينية الأمهات وكذلك بيئة النمو الأمهات يمكن أن تؤثر على السكون والصفات بذور أخرى، مثل الحجم، من خلال الأنسجة المولدة للأمهات وإشارات التنموية 8. ولدت أمهات الهياكل الخارجية (أو أغطية البذور) قد حفاظ على السكون، وأحيانا في تركيبة مع منبهات الفسيولوجية. منذ يتم التحكم أغطية البذور المستمدة أمهات جينات (مورثات) نبات الأم، فإنها قد لا تعكس هذه البذور الفعلي النووي الوراثي الماكياج. لدينا لناإد وachenes دوار الشمس من مجموعة من الهجين المحاصيل البرية يعبر من استبعاد هذه التأثيرات الجينية مقابل الجنين الأمهات على خصائص البذور 9،10. وهكذا، تصاميم الدراسة التي تشمل الأنواع المختلفة، وأنواع الصليب، أو المورثات يمكن استشفاف بعض المعلومات حول علم البيئة وعلم الوراثة من سكون البذور، الإنبات والبقاء على قيد الحياة. مثالا هاما لكيفية إنبات البذور والبقاء على قيد الحياة الظواهر يمكن أن تؤثر على ديناميات السكان يمكن أن ينظر في المناطق المختلطة المحاصيل البرية. الاختيار خلال تدجين النباتات المزروعة يزيل معظم السكون، ويقلل من قدرة البذور على البقاء خارج موسم النمو. بعد تدفق الجينات، أو التهجين بين الأنواع المزروعة والبرية في المناطق المختلطة المحاصيل البرية يمكن إعادة العمل الأليلات المحاصيل (أو المتغيرات الجينية) إلى سكان البرية، مع الآثار المحتملة على ديناميات بنك البذور. الهجينة بين الأقارب المزروعة والبرية يحتمل أن تكون وجدت في المناطق المختلطة المحاصيل البرية قد تكون في حوزتهامجموعة متنوعة من الظواهر السكون المتوسطة، مع عدد قليل من الظواهر المتوقع أن البقاء في ظروف خارج القابلة للزراعة (على سبيل المثال، أشهر الشتاء) 11. والهدف من هذا المخطوط هو إظهار كيف، وذلك باستخدام البذور طريقة الشريط الدفن، نستطيع أن نقيم الإنبات، والسكون، والبقاء على قيد الحياة من مجموعة واسعة من أنواع البذور على فترات زمنية مختلفة لتحقيق الاختلاف الطبيعي في ظل الظروف الميدانية. في هذا المثال، قمنا بتوظيف بذور عباد الشمس من 15 أنواع هجينة عبر المحاصيل البرية منذ نحن مهتمون في التأثيرات الجينية للأم والجنين على خصائص البذور.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="440">
	<colgroup>
		<col />
		<col />
		<col span="2" />
	</colgroup>
	<tbody>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;width:240px;">Small coin envelopes</td>
			<td style="width:72px;">Any</td>
			<td style="width:64px;"></td>
			<td style="width:64px;"></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Large coin envelopes</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">fine meshed polyester mosquito netting</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">high-temperature glue gun</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">high-temperature glue stick refills</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Industrial permenant markers</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">plastic garden labels</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">scissors</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Shovel</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Metal mesh hardward cloth</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Surveyor&#39;s flags, multiple colors</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Wet newspaper</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">cooler</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">blotter paper</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">petri dishes</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Temp. controlled growth chamber</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">razor blades</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">petri dishes</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">Tetrazolium chloride</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">water</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="20">
			<td height="20" style="height:20px;">heat incubator</td>
			<td>Any</td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

reliable method for assessing seed germination, dormancy, and mortality under field conditions

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.

أنواع تقاطع مع متنوعة نسبة النسب والمحاصيل أليل الأمهات (الجدول 1) اختلفت في مواعيد إزالة في المئة نبتت، ungerminated، والبذور ميت (الشكل 2 و 3). باستخدام اختبار TZ من البذور ungerminated، وجدنا بعض البذور نائمة حقا في إزالة الثانية (أوا?...

Watch this Scientific Journal Video about Reliable Method for Assessing Seed Germination, Dormancy, and Mortality under Field Conditions at JoVE.com

Reliable Method for Assessing Seed Germination, Dormancy, and Mortality under Field Conditions

هنا نقدم بروتوكول لتقييم البقاء على قيد الحياة البذور، والإنبات والسكون تحت الظروف الحقلية باستخدام دفن، وشرائط البذور وصفت ونتروبلو كلوريد (TZ) اختبار قدرتها على البقاء.

طريقة موثوقة لتقييم انبات البذور، الخمول، والوفيات تحت الظروف الحقلية

We describe techniques for approximating seed bank dynamics over time using Helianthus annuus as an example study species. Strips of permeable polyester ...

Research

JoVE Journal

Environment

Surface Renewal: An Advanced Micrometeorological Method for Measuring and Processing Field-Scale Energy Flux Density Data

Advanced micrometeorological methods have become  increasingly important in soil, crop, and environmental sciences.  For many scientists without formal ...

A Rapid and Efficient Method for Assessing Pathogenicity of Ustilago maydis on Maize and Teosinte Lines

A Rapid and Efficient Method for Assessing Pathogenicity of Ustilago maydis on Maize and Teosinte Lines

طريقة سريعة وفعالة لتقييم الإمراض في أوستيلاغو مايديس على خطوط الذرة والتيوسينت

Maize is a major cereal crop worldwide. However, susceptibility to biotrophic pathogens is the primary constraint to increasing productivity. U. maydis is ...

Preparation and Testing of Plant Seed Meal-based Wood Adhesives

إعداد واختبار المواد اللاصقة الخشب يستند جبة بذور نباتية

Recently, the interest in plant seed meal-based products as wood adhesives has steadily increased, as these plant raw materials are considered renewable ...

Calibrated Passive Sampling - Multi-plot Field Measurements of NH3 Emissions with a Combination of Dynamic Tube Method and Passive Samplers

Calibrated Passive Sampling - Multi-plot Field Measurements of NH3 Emissions with a Combination of Dynamic Tube Method and Passive Samplers

السلبي أخذ العينات معايرة - متعدد مؤامرة القياسات الميدانية NH<sub&gt; 3</sub&gt; الانبعاثات مع مزيج من أسلوب أنبوب الديناميكية وأخذ العينات سلبية

Agricultural ammonia (NH3) emissions (90% of total EU emissions) are responsible for about 45% airborne eutrophication, 31% soil acidification and 12% ...

Sediment Core Sectioning and Extraction of Pore Waters under Anoxic Conditions

الرواسب الأساسية باجتزاء واستخراج المسام المياه تحت ظروف نقص الأكسجين

We demonstrate a method for sectioning sediment cores and extracting pore waters while maintaining oxygen-free conditions. A simple, inexpensive system is ...

Modification and Application of a Leaf Blower-vac for Field Sampling of Arthropods

تعديل وتطبيق ورقة المنفاخ-VAC لأخذ العينات مجال المفصليات

Rice fields host a large diversity of arthropods, but investigating their population dynamics and interactions is challenging. Here we describe the ...

Measuring and Mapping Patterns of Soil Erosion and Deposition Related to Soil Carbonate Concentrations Under Agricultural Management

قياس وتحديد أنماط من تآكل التربة وترسب المتصلة بتركيزات كربونات التربة تحت الإدارة الزراعية

Spatial patterns of soil erosion and deposition can be inferred from differences in ground elevation mapped at appropriate time increments. Such changes ...

A Flexible Low Cost Hydroponic System for Assessing Plant Responses to Small Molecules in Sterile Conditions

تكلفة انخفاض مرونة نظام الزراعة المائية لتقييم استجابات النبات للجزيئات الصغيرة في ظروف معقمة

A wide range of studies in plant biology are performed using hydroponic cultures. In this work, an in vitro hydroponic growth system designed for ...

Laboratory and Field Protocol for Estimating Sheet Erosion Rates from Dendrogeomorphology

المختبر وبروتوكول الميدانية لتقدير معدلات تحات ورقة من ديندروجيومورفولوجي

Sheet erosion is among the crucial drivers of soil degradation. Erosion is controlled by environmental factors and human activities, which often lead to ...

Assessing the Particulate Matter Removal Abilities of Tree Leaves

تقييم قدرات إزالة الجسيمات من شجرة يترك

Based on the conventional cleaning methods (water cleaning (WC) + brush cleaning (BC)), this study evaluated the influence of ultrasonic cleaning (UC) on ...