花生种子活力评估使用热梯度

文摘

实验从2007年到2009年评估11 runner-type花生品种的萌发。萌发于Petridishes评估孵化在热梯度从14到30°C 1.0 C增量。播种后24小时开始,花生是算作发芽胚根长大于5毫米时,删除每一天。播种后发芽是统计每天七天。发育程度(GDD)一天积累为每个温度增量计算基于每日平均温度的培养皿。两个指标都从物流获得生长曲线用来阐明种子发芽品种:(1)最大发芽指数和(2)GDD发芽值在80%(胚芽_80年),种子活力降低生殖的象征_80年值越大,种子活力。基于这两个指数、种子很多“3081 r”,“AP-3”、“GA-06G”,“卡佛”最强的种子活力(胚芽_80年26日至47 GDD)和高发病率最高的发芽率(94%到80)。种子很多“C99-R”、“Georgia-01R”、“Georgia-02C”,和“Georgia-03L”不一致的种子表现,未能达到80%发芽的至少两个三年。

1。介绍

2010年美国花生产量(510308公顷)主要集中在南方各州格鲁吉亚(226623公顷,44%),阿拉巴马州(75676公顷,15%),佛罗里达州(54632公顷,11%),北卡罗莱纳(35612公顷,7%),南卡罗来纳(26605公顷,5%),和密西西比州(7284公顷,1%),与另一个浓度中南部州得克萨斯(64749公顷,13%)和俄克拉何马州(8094公顷,2%)1]。花生的价值,这些地区作物销售每年超过十亿美元(1]。生产者植物不同品种在该地区包括选手和维吉尼亚州市场类型。无论在花生生长,可怜的幼苗出现可以是一个问题2]。

在1990年代之前,生产商在东南部种植花生在4月初开始3]。然而,番茄发现枯萎的发病率Tospovirus(TSWV)迅速增加在花生带在1990年代,特别是在敏感品种(4]。研究表明,后种植日期可以减少TSWV发病率,因此转向中期迎种植的花生发生(5]。花生育种工作的重点是发展TSWV-resistant品种(4]。初步研究从1998年到2000年,表明品种宽容或抵抗TSWV可成功发展以最小的产量损失如果种植者种植(5月5,6]。“格鲁吉亚绿色”(7]成为了花生生产的标准在美国东南部分是因为抵抗TSWV [6),即使它只有温和的田间抗性当种植(4月4]。育种者继续开发新花生品种与TWSV电阻(8- - - - - -10),甚至依靠野生种质将TSWV-resistance [11]。一个目标是生成4月份可以种植的品种,以最小的损失TSWV。这将增加种植和收获通过扩大生产者的灵活性(如植物的生长季节。目前从5月到11月,可以改变到4月11月)。

种子质量的增加已经成为一个大问题TSWV-resistant花生品种在美国东南部[12]。具体地说,格鲁吉亚01-R和纽约是发芽的花生品种,站种植者在格鲁吉亚的建立问题。实地测试和评估的先进育种的最新品种发芽没有说明问题,但是当采取生产领域,一些品种没有按预期执行。这使得TSWV种植抗性品种不能接受。尽管种子标准发芽试验被用来评估这些花生品种的种子很多,这并不总是保证足够的磁场环境中的性能。种子可以大量种植花生和种植成本是昂贵的。因此,种植品种发病率高的萌发是必不可少的最大净投入成本回报率。此外,种子休眠作为原始特征存在答:hypogaea与育种计划的进展,但是,这已经成为更少的关注(13]。因为花生生产种子在土壤、植物必须倒并允许干收获之前,也被称为“治愈。“然而,植物养护方法已经导致品种表达变量水平的种子休眠相关生化和生理(种皮)因素14]。虽然标准种子发芽测试是用来预测站成立,它是不能保证由于表型(土壤水分和温度)和基因型的因素15]。因此,可以利用评价种子活力测试成功的领域建立不同环境条件下(16]。花生活力测试进行了使用四唑,导电性和冷测试(17)的品种“格鲁吉亚绿色”(7),但花生品种不断推出以更新替换老品种种质需要测试。虽然强劲主要苗木发展标准发芽试验被认为是强大的活力的指标(18),这并不总是转化为适当的字段的性能。

一个方法测试种子质量、性能和活力是使用一个热梯度装置(19- - - - - -21]。这种方法已被用于杂草和其他农作物种子评估来确定萌发速度和活力。热梯度允许研究者检查一个或多个种子种子很多很多同时在不同的温度下不使用增长媒体如土壤或增长。然而,由于设备大小限制来生成一个广泛的温度梯度和热梯度所需数据采集实验,这种方法没有被用于常规种子评估。

这项研究的目标是确定热梯度法可以用来同时评价多个花生种子很多样本预测种子活力与活力。此外,这些结果比标准花生种子发芽试验预测种子活力与活力,并评估该方法能否协助未来的花生品种的开发。

2。材料和方法

2.1。种子的选择

实验从2007年到2009年在花生种子很多格鲁吉亚作物改良协会的认证。这些都是单一的种子很多随机选择从格鲁吉亚领域供应较前季增长。所有样品已经存储于9月的丰收年,直到三月初在一个恒定的温度(5°C)和相对湿度(10%)。品种的种子很多评估在三年的研究包括“AP-3”[22),”乔治亚州绿色”(7),”在3085年罗”、“Georgia-02C”(23),和“c - 99 r”(24)(表1)。种子很多在2006年和2007年四个品种评价包括“Georgia-03L”[25),“卡”26),“3081 r”(27),和“Georgia-01R”(28),两个品种评估仅在2007年和2008年,“Georgia-06G”[29日)和“纽约。“种子都是之前的杀菌剂处理采样的处理器。

所有种子都测试根据官方花生种子测试标准(18)由一个独立的实验室和表1,测试了10天25°C, 50种子由四个复制(200总种子)。种子的反应温度和时间对所有种子发芽然后评估在热梯度表(19]。

2.2。热梯度测试

桌子是由固体铝块测量2.4米长,0.9米宽,7.6厘米厚,质量470公斤。铝块的两端,一个1.0厘米的洞是在钻侧部分允许流体注入的表。在桌子的两端,14日或35°C乙二醇+水(1:10混合物)在泵每分钟生成thermogradient 3.8 L。沿着thermogradient的长度,大约1.0°C的增量发生每10厘米,宽度与一个恒定的温度。这使得24增量长度获得不同温度,与九整个宽度在每个温度增量,类似于Cardina和钩19),导致216细胞。一百热电偶(PR-T-24由双绝缘电线、ω工程公司,CT)被随机安装桌子的底部从热到冷结束。每个热电偶置于油管(ω工程公司,CT)这是8厘米,内径4.8毫米和7.9毫米外径。这是然后垂直插入一个洞在表的底部。孔测量8毫米宽7厘米深0.5厘米内允许热电偶上层表的表面,每隔10厘米沿着桌子的长度。初始数据表明连续温度梯度从14到35°C表的长度。每个热电偶温度连续监测并记录每隔30分钟,Graphtec GL450 midi数据记录器(Contoocook MicroDAQ com Ltd ., NH),每个热电偶温度数据是每天在电子表格格式下载到电脑上。

2.3。种子测试

花生种子的合适种子很多每个品种被随机分布在发芽纸(深发展86毫米、锚纸有限公司,圣保罗,明尼苏达州),放置在一个100年的15毫米无菌塑料培养皿(费舍尔科学教育、汉诺威公园、生病)。十种子被放置在每个培养皿中紧随其后的是添加10毫升蒸馏水。对于每个种子品种很多,一个培养皿放置在每个1.0°C增加每10厘米沿着桌子的长度总共24每种子很多菜。播种后24小时开始,花生种子萌发时计算胚根长超过5毫米种子之外,然后种子被撤菜。每天测试7天与计数了。所有项都被在不到一个小时每天大约在同一时间,这取决于一个实验开始时。所有计算都是开始每天在冷端致力于高端多人参与。整个实验重复三次每年为每个种子很多品种24 Petridishes每个复制(720年每复制240种子,种子每品种种子很多)。萌发数据转换为百分比,和累积萌发决心为每个培养皿试验的持续时间。

2.4。热梯度数据

自100年有216个细胞,只有热电偶、数据为100年的热电偶温度被用来预测单个细胞。每个实验温度数据记录仪记录的数据(100热电偶)是用于建立温度最大和最小为每个热电偶(±0.5°C)细胞协调数量与预测数据生成的三维方程 在哪里预测的温度,是行号的坐标,列号坐标,,,预计参数。最大和最小温度最高的和最低的措施,分别在一个为一组特定的种子发芽实验很多品种。这些数据(1)被用来预测每个单元格坐标的最高和最低温度。这些数据被用来确定热时间30.,31日]或增长度天(GDD)积累的方程 在哪里是GDD的总和天,和是一天的每日最高和最低温度C(30.),而是花生在这个模型的基础温度被设定为15°C (32]。

2.5。数据分析

对所有测量,方差分析(方差分析)应用于数据结合跨品种(种子很多),实验复制时间,一年为交互测试。年被认为是随机因素,而品种(种子很多品种在一年内)和种子萌发热时期被认为是固定的效果。品种(种子很多),这些因素之间的相互作用被用作错误条件。

非线性回归使用物流生长曲线和三个参数用于模型数据(33]。这个方程 与参数水平渐近线的高度在一个非常大的,的期望值在时间,是衡量增长率,是预测种子发芽。种子活力的一个指标是GDD的数量需要达到80%发芽率(胚芽_80年)。细菌_80年然后由解决物流增长曲线方程使用参数估计为每个种子品种设置。

品种(种子很多)方程数据进行方差分析使用一般线性模型过程意味着分离使用渐近置信区间为95%。95%置信区间的三个参数方程被用来比较方程的显著差异(3]。使用SAS NLIN非线性回归是用来配合数据(SAS研究所有限公司。2008。SAS OnlineDoc (r) 9.2卡里,NC: SAS研究所Inc .)和使用SigmaPlot 11.0 (SigmaPlot 11.0画。SPSS Inc .) 233年美国威克博士,11层,芝加哥,生病,美国)。

3所示。结果与讨论

3.1。测试结果

重大cultivar-by-year交互防止数据被组合种子很多品种在测试。因此,数据为2007年、2008年和2009年种子实验分别进行了分析和提出的种子很多每个品种(表1)。

3.2。发芽和温度

种子发芽有三个主要的要求:热、水和氧气。温度是唯一的变量在这项研究中,一个重要因素影响花生种子萌发领域(15,32]。发芽模式对每年的温度下热时间一致(数据没有显示)。在发展模式是非线性;萌发开始慢慢在低温下紧随其后的是一个快速增长阶段从20到32°C,然后保持不变或略有下降。实验的最佳温度是29和30°C间隔大于24小时。方差分析对发芽率表示,没有热差异范围从22到36°C, 72小时,96小时、120小时(数据没有显示)。这些数据表明,72小时快速萌发的最佳热时间使用thermogradient过程进行测试。相关系数之间的2006年和2007年种子很多120小时和24,48岁,72,和96小时分别为0.11,0.72,0.84,2006年为0.83,0.80,0.93,0.98,0.99,2007年分别(数据没有显示)。这些实验,72小时和120小时高度相关,足以谓词最大的发芽率。

3.3。发芽率

方差分析表明,在多年的发芽率显著差异,品种,和交互的因素。方差分析结果,表明品种和一些花生种子发芽率严重很多。花生种子萌发率的变化很多的品种是在2006年,2007年和2008年(图1)。之前提到的花生种子质量一直在变化,可以与存储相关的水分含量(34)以及文化和收获实践(35]。

使用95%的置信区间,多项式的三个参数s形曲线比较品种在年内(36]。最高发芽率(参数)除了两个品种(卡佛和Georgia-06G)中不同种子很多每年(表1)。种子很多AP-3 - 3081 r,雕工,格鲁吉亚绿、Georgia-06G最大萌发率都大于80%,表明这些种子活力足以克服thermogradient冷热的压力。种子很多3085罗,c - 99 r, Georgia-01R, Georgia-02C, Georgia-03L,和纽约变量最大萌发率从38到92%,表明各种种子很多活力较低表达的冷热的thermogradient强调。重叠存在的参数和在大多数的品种,这表明初始发芽率和增长速度(表中是相似的1)。

3.4。花生种子活力

两个指标可以从方程获得阐明种子的种子萌发表现每个品种很多。一个是最大的发芽率作为作为参数在方程。另一个是GDD价值胚芽_80年如前所述,种子活力的象征。较低的病菌_80年价值,种子活力越强。基于这两个指数、种子大量的雕工,格鲁吉亚绿色Georgia06G, AP-3, 3081 r最强大、最一致的种子活力与生殖_80年不到51岁,47岁,45岁,40岁,分别为32 GDD(表1)。其他种子的品种,包括C99-R Georgia-01R, Georgia-02C, Georgia-03L,发芽种子表现不一致,未能达到80%的至少两年。

虽然格鲁吉亚绿色是最一致的品种从2006年到2008年种子很多,Georgia-06G最高发芽率种子很多从2007年和2008年的超过91%。种植者有利用格鲁吉亚绿色10多年东南花生生产地区由于其种子可靠性和其他农艺性状。Georgia-06G很容易被种植者采用最大萌发率高,这可能会增加其成功采用。变化在标准花生种子发芽试验通过各种实验室已经指出[37]。苏利文和韦恩37)报道,标准发芽试验是相对种子质量的满意的估计为一个特定的种子很多但指出领域出现并不总是与发芽测试。

4所示。总结

这些数据表明,热梯度装置成功地评价花生种子许多品种种子活力,使用物流增长曲线,分析了种子萌发特性的信息。比较数据产生的热梯度使用物流增长曲线模型给不同的最大萌发率比标准发芽试验结果(表1)。c - 99 r标准发芽对2006年和2007年是91%至83,而使用热梯度的最大增长率是62%和72,分别。2007年格鲁吉亚01-R标准发芽是87%,但最大的增长率是38%。种子标准发芽试验的格鲁吉亚02 c 2007年和2008年,格鲁吉亚03 l在2006年和2007年,并在2007年纽约有类似的标准发芽试验的88%和更大,但所有的最大增长率70%,更少。虽然冷发芽测试可以用来作为衡量压力花生评估活力(17),热梯度装置用来评估花生品种在本研究中建立了种子活力的变化同时在很大的温度范围内。

种子的热梯度方法评价提供了一个活力的迹象,这可能帮助种植者在确定品种的成功在一个温度范围,与标准花生发芽试验(18]。这些结果也表明,发芽的差异在72小时内检测到温度从15到30°C。这些数据协助确定差异种子很多不同花生品种增加了种子生产商在未知的环境条件。未来的研究应该强调比较使用这种技术对花生种子种植在已知环境来确定种子活力存在品种间的差异。

确认

作者要感谢乔治亚花生委员会部分大学的这个项目的资金和支持格鲁吉亚和美国农业部农业研究所。作者还要感谢查理希尔顿,亚伦聪明,技术援助和丽贝卡·华莱士。

引用

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