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Dormancy breaking in Teramnus labialis (L.f.) Spreng seeds through liquid nitrogen exposure is based on the modification of the hilar region, cuticle, and macrosclereid
Acta Physiologiae Plantarum ( IF 2.4 ) Pub Date : 2020-09-03 , DOI: 10.1007/s11738-020-03134-9
Yanier Acosta , Lianny Pérez , Doris Escalante , Lelurlis Nápoles , Oscar Concepción , Aurora Pérez , Lázara Sara Pérez , Marcos Edel Martínez-Montero , Dayamí Fontes , Sershen , José Carlos Lorenzo

Teramnus labialis (L.f.) Spreng is a legume that plays an important role in mixed agroecosystems, due to its use as animal feed and its role in restoring soil nitrogen levels. However, its wide-scale use in agriculture and revegetation efforts is limited due to its physically dormant seeds. In our previous study on the effects of seed cryopreservation on seedling vigor in this species, our preliminary findings (using scanning electron microscopy) indicated that liquid nitrogen (LN) disrupted the seed coat in this species and led to improved seedling emergence. In our present study, we use light microscopy to investigate whether LN exposure influences the structure/integrity of the hilar region, cuticle, and macrosclereid in relation to seed imbibitional rate and germination. In terms of thickness, statistically significant differences between treated and control seeds were not observed in the cuticle, macrosclereid, osteosclereid or the counter-packed cell layer. Contrastingly, the percentage of seeds with the hilar region open reached 45% in seeds treated with LN but only 10% in the control seeds. Additionally, 85% of seeds immersed in LN showed cracks and breaks in the cuticle and macrosclereid, which were not present in the control. Seed exposure to LN improved seed imbibition rate and germination significantly relative to control seeds/seedlings. Cryo-stored seeds showed a 5.6 fold-increase in imbibition rate, and 2.6 fold-increase in germination. The results validate the use of LN exposure for breaking physical dormancy in seeds of other legumes that display seed anatomy similar to T. labialis.



中文翻译:

通过暴露于液氮下的唇am草种子萌发的休眠是基于对肺门区域,角质层和巨核的修饰

唇形Teramnus(Lf)Spreng是一种豆类,在混合农业生态系统中起着重要的作用,因为它被用作动物饲料并在恢复土壤氮含量方面发挥了作用。但是,由于其物理上处于休眠状态,其在农业和植被恢复方面的广泛使用受到限制。在我们先前关于种子低温保存对该物种幼苗活力影响的研究中,我们的初步发现(使用扫描电子显微镜)表明,液氮(LN)破坏了该物种的种皮并导致幼苗出苗得到改善。在我们目前的研究中,我们使用光学显微镜来研究LN暴露是否影响种子吸收率和发芽率的肺门区域,角质层和巨核的结构/完整性。就厚度而言 在表皮层,大细胞层,骨细胞层或反向堆积的细胞层中未观察到处理过的种子与对照种子之间的统计学差异。相反,经LN处理的种子中,具有开放肺门区域的种子百分比达到45%,而在对照种子中仅为10%。另外,浸入LN中的种子中有85%显示出角质层和大细胞核中的裂纹和破裂,这在对照中不存在。相对于对照种子/幼苗,种子暴露于LN可以显着提高种子的吸收率和发芽率。冷冻储存的种子的吸水率提高了5.6倍,发芽率提高了2.6倍。结果验证了使用LN暴露来打破其他豆科植物种子的物理休眠,这些豆科植物的种子解剖结构类似于 骨质疏松状细胞或反向堆积的细胞层。相反,经LN处理的种子中,具有开放肺门区域的种子百分比达到45%,而在对照种子中仅为10%。另外,浸入LN中的种子中有85%显示出角质层和大细胞核中的裂纹和破裂,这在对照中不存在。相对于对照种子/幼苗,种子暴露于LN可以显着提高种子的吸收率和发芽率。冷冻储存的种子的吸水率提高了5.6倍,发芽率提高了2.6倍。结果验证了使用LN暴露来打破其他豆科植物种子的物理休眠,这些豆科植物的种子解剖结构类似于 骨质疏松细胞或反向堆积的细胞层。相反,经LN处理的种子中,具有开放肺门区域的种子百分比达到45%,而在对照种子中仅为10%。另外,浸入LN中的种子中有85%显示出角质层和大细胞核中的裂纹和破裂,这在对照中不存在。相对于对照种子/幼苗,种子暴露于LN可以显着提高种子的吸收率和发芽率。冷冻储存的种子的吸水率提高了5.6倍,发芽率提高了2.6倍。结果验证了使用LN暴露来打破其他豆科植物种子的物理休眠,这些豆科植物的种子解剖结构类似于 LN处理的种子中,开放的肺门区域的种子百分比达到45%,而对照种子仅为10%。另外,浸入LN中的种子中有85%显示出角质层和大细胞核中的裂纹和破裂,这在对照中不存在。相对于对照种子/幼苗,种子暴露于LN可以显着提高种子的吸收率和发芽率。冷冻储存的种子的吸水率提高了5.6倍,发芽率提高了2.6倍。结果验证了使用LN暴露来打破其他豆科植物种子的物理休眠,这些豆科植物的种子解剖结构类似于 LN处理的种子中,开放的肺门区域的种子百分比达到45%,而对照种子仅为10%。另外,浸入LN中的种子中有85%显示出角质层和大细胞核中的裂纹和破裂,这在对照中不存在。相对于对照种子/幼苗,种子暴露于LN可以显着提高种子的吸收率和发芽率。冷冻储存的种子的吸水率提高了5.6倍,发芽率提高了2.6倍。结果验证了使用LN暴露来打破其他豆科植物种子的物理休眠,这些豆科植物的种子解剖结构类似于 相对于对照种子/幼苗,种子暴露于LN可以显着提高种子的吸收率和发芽率。冷冻储存的种子的吸水率提高了5.6倍,发芽率提高了2.6倍。结果验证了使用LN暴露来打破其他豆科植物种子的物理休眠,这些豆科植物的种子解剖结构类似于 相对于对照种子/幼苗,种子暴露于LN可以显着提高种子的吸收率和发芽率。冷冻储存的种子的吸水率提高了5.6倍,发芽率提高了2.6倍。结果验证了使用LN暴露来打破其他豆科植物种子的物理休眠,这些豆科植物的种子解剖结构类似于T.口唇

更新日期:2020-09-05
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