真菌区系在剥露的种子仙人掌属植物tomentosa在种子萌发及其可能的作用

文摘

缆索的封面仙人掌属植物tomentosa种子限制自吸;萌发发生只有当脐带是削弱或缆索阀是移除。我们调查了缆索的真菌的作用减弱,种子发芽。种子被埋在两个网站或存储在实验室里发芽了,没有一个阀门。消毒或nondisinfected种子和裸体胚胎培养琼脂或PDA。没有11确定真菌属长在消毒控制种子或胚胎。真菌区系存在消毒和nondisinfected掘出种子表明土壤中的真菌发生和埋葬地点之间的不同。掘出种子,没有高百分比的阀发芽,而只有控制阀门种子没有发芽。扫描电子显微图显示,菌丝侵入,裂纹,腐蚀的缆索信封掘出种子。

1。介绍

属仙人掌属植物有181个物种和众多的品种1]。在亚Opuntioideae,硬缆索信封完全包含种子(2- - - - - -4]。400年的种子硬度的研究仙人掌属植物墨西哥圣路易斯波多西品种越来越多,表明压力从171年到456年kgf必须打破这些坚硬的种子5]。在物种如仙人掌属植物tomentosa(6- - - - - -9细绳限制水吸收的硬度,因此未成熟胚的萌发。为了实现发芽,细绳仙人掌属植物tomentosa可以在三个方面:削弱一个阀门在埋藏过程中自然形成(9),细绳可以通过暴露于高白天气温(被破解9),或细绳可能被微生物侵蚀或裂缝(8]。阀门是一个地区位于缆索侧翼接近卵孔;这是地方根自然突出。这种阀门可以人为地提高发芽。

许多研究相关和有害微生物的存在对种子的影响(10]。然而,种皮的单宁或其他阻碍增长的物质可以作为一个障碍对种子的渗透。此外,种子层,由甲壳和外壳,保护种子的胚脱水引起的温度和湿度的波动(11,12]。因此,大多数的真菌观察生长完好,健康的种子是腐生的(13,14),甚至引起种子发芽,不透水和勤奋的种子Albizia julibrissin的瘦果罗莎corymbifera(15,16]。据报道,o . streptacantha真菌影响萌发以特有的方式;因为真菌削弱外种皮(17,18]。尽管如此,发芽的o . streptacantha可能是青睐的真菌的影响外种皮坚硬的细绳,而不是。

阐明真菌如何增强的萌发仙人掌属植物种子,我们检查了真菌的存在对种子和胚胎的影响通过以下方法:(1)种子存储在实验室和种子,以前埋在五个月的土壤发芽在两个方面,有或没有阀门;(2)两组的显微图种子被用来识别任何损害缆索信封的真菌在种子的住所在土壤中;(3)剥露和laboratory-stored种子及其分离胚胎也放置在培养基促进发展的真菌,随后孤立和确认。

2。材料和方法

2.1。物种和学习网站

仙人掌属植物tomentosa道。(仙人掌科、亚科Opuntioideae)是一种多年生树木状的野生植物原产于墨西哥中部高原的干旱地区18]。在墨西哥的南部地区盆地,这个物种生长在火山地带称为珍藏Ecologica德尔·佩德雷加尔德圣天使(REPSA 19°19′N, 99°11′W)。这个物种的特点是旱生灌木地生长在浅土壤(19,20.]。这个地区的降雨明显季节性,每日温度波动的网站是相当大的,因为网站的海拔(2250米a.s.l) (7]。收集种子的成熟水果的网站2006年12月。柔软的纤维被手动分离种子用自来水清洗。种子在黑暗和储存在室温下晾干21岁±1.78°C和38.7±6.3%相对湿度,玻璃容器内。

2.2。种子埋葬

部分种子很多被安置在6尼龙网袋(25×25厘米)20克/袋。三袋5厘米深埋在土壤中六个月在两个站点REPSA:一个封闭的网站和一个开放网站。关闭网站位于树冠下的多年生植物(灌木和树木);打开的网站位于贫困地区的植被在旱季;在雨季,这个网站是由草和年度Dicotyledoneae。土壤中的种子保持5个月时间的集合(旱季)以下雨季的开始(从2006年12月至2007年5月)。发掘后,袋和干的种子被在一个黑暗的房间(第23 - 25°C, 20 - 50%的相对湿度)一个星期,然后存储在玻璃容器中。在葬礼期间,土壤温度5 - 7厘米的深度记录与流浪汉(模型h01 - 001 - 01,电脑公司,Pocasset,妈,美国);这些结果在图所示1。

2.3。种子发芽

Laboratory-stored和掘出种子处理杀菌剂溶液0.2%,50克菌丹([独联体- n -(三氯甲基)含硫的4-cyclohexene-1, 2-dicarboximide) AGM、墨西哥)。发掘后,阀门使用针从这些种子。三个复制30种子laboratory-stored和掘出种子,有或没有一个阀门,撒在培养皿中含1%琼脂水。板被放置在生长室(Il Lab-Line仪器公司,844年,美国)在25°C或25/35°C(18/6小时)在白色荧光灯(冷白色的灯,F20T12 / CW森林城20 w), 12小时的一天⁻¹光周期。每隔一天根出现被记录。

2.4。扫描电子显微镜研究

种子被观察到不同年龄:(a)后立即集合,(b)后2年实验室干燥储存,(c)经过5个月的葬礼,和19个月后(d)实验室干燥存储后发掘(24个月)。在观察之前,种子是用自来水洗净,风干,固定在FAA的解决方案(甲醛10%、50%乙醇、5%醋酸和蒸馏水35%)(21]。随后种子脱水在ethanol-graduated系列和干液体有限公司₂在临界点干燥机(Balt-Tec CPD 030)。样本安装在铝存根使用碳双磁带和涂上金溅射涂布机(桌子II,丹顿真空Inc . Moorestown,新泽西,美国)。是用扫描电子显微镜观察(JSM-35、电子光学Div,梅德福,妈,美国)。

2.5。真菌的分离和鉴定种子

laboratory-stored种子和种子挖出来的一小部分被浸泡在次氯酸钠溶液surface-sterilized(2%) 5分钟,随后撒在培养皿中包含两potato-dextrose琼脂培养基(PDA、4%、Bioxon、墨西哥)或水琼脂(2%)(美国DIFCO佤邦)。这些种子的第二部分没有消毒,但它是用无菌蒸馏水洗净。如果存在,真菌与nondisinfected和消毒种子的种皮,只有相关的真菌分离、培养胚胎消毒的种子laboratory-stored和掘出种子(从埋葬地点)。胚胎提取后与无菌针消毒的种子已经减少横向手术刀。所有这些过程在无菌条件下进行内部层流内阁(LABCONCO,堪萨斯城,密苏里州,美国)。在所有的实验情况下,三个复制25种子每个被使用。

种子和胚胎孵化在培养皿中包含PDA或水琼脂(2%)。菜孵化在烤箱(Felisa、墨西哥)°C 15 d。25日- 27日板块每隔一天观察。真菌的存在与否是决定。在某些情况下,真菌在培养基中发现被孤立在PDA板块获得纯文化和subcultivated两次。识别真菌是沾棉花蓝着色和永久安装在幻灯片与埃尔默的白胶(聚乙烯醇)。真菌是观察到的立体显微镜(卡尔蔡司Stemi DV4)。用光学显微镜观察微观形态学(奥林巴斯CX21;奥林匹斯山,日本东京)40 x 100 x的目标。

2.6。统计分析

累积萌发百分比是反正弦转换和乙状结肠函数拟合(苏珊娜奥罗斯科,个人通信)使用曲线表2 d,诉3软件(美国AISN软件,芝加哥,IL)。当方差齐次,最大发芽和滞后时间(时间播种和萌发的起始)之间使用一个三维方差分析比较。LSD测试被用来执行多个比较。如果数据不满足正常和方差齐性的要求,比较了利用克鲁斯卡尔-沃利斯检验(22]。视觉比较是用盒须图()使用StatGraphics v . 5.0(统计图形公司,恩格尔伍德悬崖,新泽西,美国)。

3所示。结果

3.1。种子发芽

埋葬和阀门删除种子萌发的百分比显著升高(,;,职责),重要的交互中埋藏治疗,除阀,温度变量(,)。独立的发芽温度、laboratory-stored种子缺乏一个阀门在百分比高于种子发芽阀(图2)。在25°C和没有阀,种子存储在实验室显示高百分比的类似埋种子萌发。在交变温度、种子保存在实验室和发芽的种子没有阀发芽较低比例比25°C。这些萌发百分比是类似的阀的种子埋在交变温度下发芽。打开网站,发芽的种子埋在25°C发芽有相似的百分比,要么有或没有一个阀门。laboratory-stored种子发芽与阀显示最低的百分比在温度。

温度并不影响延迟时间(,)。埋葬和阀门删除显著降低延迟时间(,;,、职责)。也有显著的三个因素之间的相互作用(,)(图2)。最长的滞后时间观察laboratory-stored种子播种阀。这些延迟时间在交变温度明显高于在一个恒定的温度。阀门的治疗没有显著影响的滞后时间埋种子。

3.2。扫描电子显微镜研究

存储和埋葬缆索包络线的变化O。tomentosa种子。图3(一个)显示了种子直接取自水果。纤维的表面含有木质素纤维(图3 (b))。纤维的细胞壁厚可能横断面(图中观察到3 (c))。当缆索腰带开始独立于其余缆索信封,德鲁士也观察到在表面之下(图3 (d))。大量的分离纤维的腰带在种子存储两年来在实验室(图4(一))。一些骨折和维管束的hilum-micropylar区(图中观察到4 (b))。没有发现骨折缆索侧翼;然而,有一个轻微的退化的表皮(图4 (c))。略有缆索腰带发生分离的种子埋在打开网站(图5(一个))。观察深度降解缆索侧翼的种子埋在开启和关闭网站(数据5 (b)和5 (c)、职责);hilum-micropylar地区主要的降解是礼物。

缆索腰带也观察到分离的种子埋在开启和关闭五个月网站(显微图没有显示)。缆索侧翼的种子埋在两个站点显示严重退化。裂缝和宽,深度降解的表皮观察缆索侧翼的种子埋在打开网站(图6(一))和hilum-micropylar地区的种子埋在关闭网站(图6 (b))。掘出的种子来自网站,细绳暴露的退化和侵蚀维管束(图6 (c))。丝状结构的高密度覆盖表面的细绳的种子埋在5个月。的管状结构均匀的形式被认为是菌丝(数字7(一)和7 (b))。其他伴随结构的分生孢子,孢子(数字7 (c)和7 (d))。

3.3。真菌的分离和鉴定种子

10天的潜伏期后,3种青霉菌被发现nondisinfected, laboratory-stored种子。消毒的种子和胚胎的消毒laboratory-stored种子,没有发现生物培养基。种子被埋在公开网站,随后消毒透露以下4个属的真菌的存在:Basidiobolus,Gelasinospora,Phoma,木霉属。nondisinfected种子埋在打开网站显示的存在Circinellasp。Phoma porum,根霉stolonifer。消毒种子埋在关闭网站显示的存在镰刀菌素sp。穗sp。根霉stolonifer。nondisinfected种子埋在关闭网站显示的存在只有1属真菌,Aureobasidiumsp。

4所示。讨论

laboratory-stored种子的o . tomentosa没有发芽,温度波动不提高发芽率即使阀门就被撤掉了;一个例外是观察到的种子埋在打开网站(图2)。阀门可以很容易从种子被埋。然而,除手动阀被要求实现掘出种子萌发百分比最高。额外的结构性变化在缆索信封干燥存储观察显微图中挖出来的种子经过两年的实验室存储,这或许可以解释高萌发百分比报告Olvera-Carrillo et al。8在存储掘出种子。

土壤种子库、阀门形成、细绳的削弱,和休眠的损失应包括几个步骤和一些土壤的作用因素,作为报告的显示字段萌发Olvera-Carrillo et al。7]。菌丝的显微照片显示丰富的增长的缆索信封掘出种子(图7 (b)),的一个初始连续性一步土壤真菌能够利用现成的糖(23]。真菌等Aureobasidium,Basidiobolus,Circinella,根霉可能获得营养的丰富组织,在种子吸收到水果(9]。

有人提议,真菌发展是种子萌发的一种需求o . leucotricha和o . streptacantha(17,18]。在这项研究中,发现了11个属的真菌生长的种子o . tomentosa。四个属和/或物种甚至增长剥露,消毒种子。这种增长可能发生因为孢子和菌丝的保护的深度层厚细绳和发芽的人群浅表真菌属(Aureobasidium,Circinellasp。Phoma pomorum,根霉stolonifer次氯酸钠溶液)耗尽。5种增长中挖出来,nondisinfected种子,只有Phoma porum分享与真菌生长在消毒种子。

根霉stolonifer,Gelasinospora,Basidiobolus,穗sp。镰刀菌素sp。木霉属也长在挖出来,消毒的种子。不同程度的纤维素分解活性已被证明在filamentous-Ascomycota [24,25]。这些真菌是第二个连续性的步骤在真菌的特点(23),他们可能会发挥重要作用削弱的缆索。例如,根霉sp.增加种子发芽Thelocactus hexahedrophorus(26]。相比之下,没有消毒的真菌生长,实验室储存种子。链格孢属和青霉菌种虫害只出现在nondisinfected种子,表明这些fungy获得实验室前处理过程中存储。

laboratory-stored真菌区系的差异发现,掘出表明真菌的种子o . tomentosa种子主要发生在土壤中。然而,没有发现真菌生长的胚胎分离种子。这一结果表明,真菌会削弱缆索信封,但不伤害仙人掌属植物种皮,支持种皮的作用在保护胚胎。在o . tomentosa,种皮(甲壳和外壳)坐落在坚硬的缆索信封;这件外套含有大量的单宁(酚类化合物)9],它起着保护的作用在许多物种的种子,特别是对种子具有硬种子覆盖(12,27]。种皮的存在延伸仙人掌属植物种子活力在实验室和在土壤中。

纤维的表面的侵蚀真菌缆索的封面上的活动o . tomentosa这一研究获得的种子是明显的显微图。观察到的损坏由缆索表面类似形式的损害镰刀菌素,腐霉属和丝核菌的种子Albizia julibrissin(15]。然而,这个物种的萌发百分比相对较低而发现的o . tomentosa在当前的研究中。

REPSA,O。tomentosa由动物传播种子分散在旱季(冬季)。在这个季节,异构火山衬底和异构植物覆盖提供了一个广泛的微环境可以支持或者抑制真菌的种子的殖民化。然而,种子的萌发百分比埋在关闭网站的打开网站,在这个研究中没有显著差异或在工作Olvera-Carrillo et al。7,8]。在这项研究中我们发现真菌区系的差异出现在消毒和nondisinfected种子从埋葬地点。这些研究结果表明,纤维的信封是削弱了土壤因素的组合,如湿度和温度波动(见图1)。例如,Gelasinospora是耐高温吗青霉菌不是(28]。在埋种子发芽的各种反应和无阀,木质素分解速度缓慢,数量有限的木质分解土壤中的真菌物种(23)可以部分地解释萌发的生理休眠o . tomentosa胚胎扩展领域至少两年(8]。

确认

作者感谢佩德罗·e·门多萨埃尔南德斯Alejandra Rosete Rodriguez戴安娜索里亚诺,两种雷耶斯奥尔特加,和路易斯Pedrero洛佩兹场和实验室援助和Rocio Graniel Alejandro庞塞和丹尼尔·维达尔的技术支持和PAPIIT格兰特- 222508。

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