Name: reliable method for assessing seed germination, dormancy, and mortality under field conditions
Uploaded: 2016-11-06T13:00:00
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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. Recueillir des semences à partir des espèces multiples ou croisements contrôlés d&#39;une espèce unique Note: Cet exemple semences utilisées à partir de 15 types croisées au sein du annuus Helianthus des espèces (de tournesol) en utilisant sauvage, hybride, et les types de cultures que la maternelle (productrice de semences) parent. <ol><li> À la fin de la saison de croissance, de recueillir des têtes de graines matures dans des sacs étiquetés. Nettoyer les graines de la balle et la pl...

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	<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. 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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>

Nous présentons ici des méthodes d&#39;utilisation des bandes d&#39;enfouissement des semences pour observer la germination des graines, la dormance et la mortalité des stocks de semences diverses à des périodes de temps prédéterminés dans le domaine. Les avantages de l&#39;utilisation des bandes plutôt que des paquets individuels se trouvent dans (1) la vitesse de la bande et la construction du compartiment sur la création de paquets individuels; et (2) la facilité et la rapidité d&#39;élimination des comp...

L&#39;objectif global de cette méthode est d&#39;évaluer de façon fiable la survie des graines au fil du temps dans des conditions de terrain. Les banques de semences du sol sont une réserve de graines dispersées, encore non germés viables distribués soit sur la surface du sol, dans la litière de surface, ou dans le profil du sol, qui peuvent persister ou transitoirement pendant de nombreuses années 1,2. Lorsque inhumation des méthodes similaires à celles présentées ici de semences ont été appliqués à une étude de 17 ans en utilisant plusieurs dizaines d&#39; espèces, des graines viables ont été trouvées dans la plupart des espèces testées 3. La dormance des graines est un bloc à la germination des graines jusqu&#39;à ce que la combinaison appropriée de conditions pour la survie des semis se pose 4. Restant en sommeil peut permettre à des graines pour survivre dans des conditions difficiles, telles que les basses températures de l&#39;hiver, la limitation des nutriments, ou la sécheresse saisonnière, jusqu&#39;à ce qu&#39;un déclencheur externe pour la dormance libération permet à la germination. Déclencheurs de dormance libération peut varier d&#39;une exposition à froid prolongées, composés laissés par fire, ou une attaque physique sur le manteau de la graine par abrasion ou contact avec les acides de l&#39; estomac des animaux 5. Comme germination indices peuvent être genres ou espèces spécifiques et résultent souvent de la sélection naturelle passé, la germination des graines mésadapté est celle qui se produit à un moment inapproprié, et peut entraîner la mort des graines ou des semis ou la croissance des semis pauvres. Alors que la dormance a été classé dans un certain nombre de types basés sur les mécanismes de levée de dormance (par exemple, la dormance physique, dormance physiologique), 6 graines dormance reste l&#39; un des moins compris les sujets en biologie végétale. Ainsi, les études sur le terrain qui permettent d&#39;évaluer l&#39;état des semences ou des groupes de semences dans des conditions écologiques pertinents individuels ont un pouvoir explicatif plus élevé que celles qui reposent simplement sur des tests de germination standard dans le laboratoire. Exploitation des caractéristiques des semences connues peut donner un aperçu des mécanismes de dormance. Le contrôle de la dormance des graines est complex, y compris le contrôle génétique des facteurs physiologiques et morphologiques. Alors qu&#39;une pleine compréhension de l&#39;ampleur des mécanismes de dormance n&#39;a pas encore été élucidé, un modèle général a émergé, impliquant une relation de rétroaction entre les deux hormones végétales acide gibbérellique (GA) et de l&#39; acide abscissique (ABA) 7. Dans ce modèle généralisé pour les graines avec une composante physiologique de leur dormance, GA sert en tant que signal pour la levée de dormance, tandis que l&#39;ABA sert à maintenir l&#39;état de dormance. Effets génétiques maternels ainsi que l&#39;environnement de la croissance maternelle peut influencer la dormance et d&#39; autres traits de semences, telles que la taille, à travers les tissus générés maternellement et signaux de développement 8. généré maternellement structures externes (ou revêtements de semences) peut maintenir la dormance, parfois en combinaison avec des signaux physiologiques. Depuis revêtements de semences d&#39;origine maternelle sont contrôlés par les gènes de la plante mère, ils peuvent ne pas refléter réelle génétique nucléaire de la graine. Nous nous avonsed l&#39; intégralité des akènes Helianthus annuus d&#39;un tableau d&#39;hybride de culture sauvage traverse pour démêler ces effets génétiques maternels contre embryonnaires sur les caractéristiques des semences 9,10. Ainsi, les plans d&#39;étude qui incluent diverses espèces, types croix, ou génotypes peuvent glaner des informations sur la l&#39;écologie et de la génétique de la dormance des graines, la germination et la survie. Un exemple important de la façon dont la germination des graines et la survie des phénotypes peuvent affecter la dynamique des populations peut être vu dans les zones hybrides cultures-sauvage. Sélection lors de la domestication des plantes cultivées élimine la plupart dormance et réduit la capacité d&#39;une graine pour survivre en dehors de la saison de croissance. Pourtant, le flux de gènes, ou l&#39;hybridation, entre les types cultivées et sauvages dans les zones hybrides culture sauvage peuvent réintroduire les allèles des cultures (ou variants génétiques) dans une population sauvage, avec des effets potentiels sur la dynamique de la banque de semences. Les hybrides entre parents cultivés et sauvages potentiellement trouvés dans les zones hybrides culture sauvage peut posséderune variété de phénotypes de dormance intermédiaires, avec seulement quelques phénotypes attendus pour survivre en dehors des conditions de la culture (par exemple, les mois d&#39;hiver) 11. Le but de ce manuscrit est de montrer comment, en utilisant la méthode de la bande d&#39;enfouissement des semences, nous pouvons évaluer la germination, la dormance et la survie d&#39;une gamme de types de semences à différentes périodes de temps pour étudier leur variation naturelle dans des conditions de terrain. Dans notre exemple, nous avons utilisé des graines de tournesol de 15 types hybrides croisés cultures sauvage depuis que nous sommes intéressés par les effets génétiques maternels et embryonnaires sur les caractéristiques des semences.

<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.

Types Croix avec variés maternelle pourcentage filiation et culture allèle (tableau 1) différaient entre les dates de retrait en pour cent germée, non germés, et les semences mortes (Fig. 2 et 3). L&#39; utilisation de tests de TZ de graines non germées, nous avons trouvé quelques graines vraiment dormantes au deuxième retrait (début du printemps) (tableau 2), alors que toutes les graines non germées par le tro...

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

Nous présentons ici un protocole d&#39;évaluation de la survie des semences, la germination et la dormance dans des conditions de terrain à l&#39;aide enfouis, des bandes de semences étiquetées et chlorure de tétrazolium (TZ) les tests de viabilité.

Reliable Méthode d&#39;évaluation de la germination des graines, dormance, et la mortalité sous conditions de terrain

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

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