长喙毛茛泽泻表型可塑性与生理特征及濒危机理研究

论文摘要

长喙毛茛泽泻(Ranalisma rostratum)为国家濒危野生植物,自然分布狭窄,在中国仅湖南茶陵、江西东乡和浙江丽水有发现。其研究集中于上世纪90年代,后由于野外种群的不断消退,研究一度终止。此外,作为毛茛泽泻属的模式种,长喙毛茛泽泻具有重要的分类学价值,对其进行研究有利于了解泽泻亚纲的分类和进化过程。近年来,有研究者在浙江丽水再次发现其种群。本文通过盆栽控水的方法,研究长喙毛茛泽泻在不同水深和光照强度下表型可塑性和生理特征的变化,通过分析植株的叶型特征(叶长、叶宽、叶柄长度和叶面积)、叶解剖特征(叶脉结构、叶脉厚度、叶肉厚度和叶表皮厚度)、生物量(叶生物量、茎生物量、根生物量和总生物量)光响应曲线、气孔交换参数(净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和胞间CO2浓度)和光响应参数(最大净光合速率、光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率和表观量子效率)等生理特征,来探究长喙毛茛泽泻在不同生境下的生长情况及濒危机理。主要研究结果如下:1.叶型特征和生物量分析表明,在同一光照强度下,随着水深的增加植株叶宽、叶面积、叶生物量、茎生物量、根生物量和总生物量都呈现先升高后降低的趋势;叶柄长度与水深呈正相关。在同一水深条件下,光照强度的降低,显著性的降低了植株的叶宽、叶面积、叶生物量、茎生物量和总生物量;光照强度和水深的变化对植株叶长无显著性影响。2.叶解剖结构观察表明,长喙毛茛泽泻叶片中没有表皮毛和角质层,叶肉组织中无栅栏组织和海绵组织的分化,缺少机械组织,输导组织不发达,细胞间隙大,有大气腔,随着水深的增加其主脉厚度、叶片厚度、叶肉组织厚度呈先升高后降低的趋势,光照和水深对叶表皮厚度无显著性影响。3.光和生理特性表明,在同一水深条件下,长喙毛茛泽泻最大净光合速率、光饱和点、表观量子效率、净光合速率、气孔导度和蒸腾速率随光照强度的降低而降低;暗呼吸速率和胞间CO2浓度随光照强度的降低而升高。在同一光照强度下,随着水深的增加其最大净光合速率、光饱和点、光补偿点、表观量子效率和净光合速率呈先升高后降低的趋势,暗呼吸速率呈先降低后升高的趋势,水深对气孔导度和胞间CO2浓度无显著性影响。4.生理特征分析表明,在同一光照强度下,其过氧化物酶活性、可溶性蛋白和可溶性糖都随水深的增加呈先升高后降低的趋势;丙二醛随水深的增加呈先降低后升高的趋势;脯氨酸含量与水深呈负相关。不同光照强度对超氧化物歧化酶和丙二醛无显著性影响。光照强度降低了过氧化物酶活性、可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸的含量。由上述结果可知,不适宜的水深和光照强度都将导致长喙毛茛泽泻的生长减缓,长喙毛茛泽泻对于异质生境的可塑性响应较低。水深的变化和光照不足以及自身对于异质环境的适应性较弱是导致其濒危的重要原因。

论文目录

摘要

ABSTRACT

缩略词表

1 绪论

1.1 长喙毛茛泽泻研究概述

1.1.1 形态学特性

1.1.2 生活史特性

1.1.3 繁育系统

1.1.4 生态学研究

1.2 不同水深和光照强度对植物表型可塑性的影响

1.2.1 叶型特征

1.2.2 叶解剖特征

1.2.3 生物量

1.3 不同水深和光照强度对植物生理特征的影响

1.3.1 渗透调节

1.3.2 抗氧化酶系统

1.3.3 丙二醛

1.3.4 光合生理特性

1.4 研究目的及意义

1.5 研究内容

1.6 技术路线

2 材料与方法

2.1 试验地概况

2.2 材料采集及处理

2.3 试验设计

2.4 主要仪器与试剂

2.4.1 主要仪器

2.4.2 主要试剂

2.5 测量指标与方法

2.5.1 叶型特征的测定

2.5.2 叶片解剖结构的测定

2.5.3 生物量的测定

2.5.4 光合参数的测定

2.5.5 脯氨酸含量测定

2.5.6 可溶性糖测定

2.5.7 可溶性蛋白质测定

2.5.8 超氧化物歧化酶活性测定

2.5.9 过氧化物酶活性测定

2.5.10 丙二醛含量测定

2.6 试验数据的统计与分析

3 结果与分析

3.1 不同水深和光照强度下长喙毛茛泽泻表型可塑性的变化

3.1.1 不同水深和光照强度下长喙毛茛泽泻叶型特征的变化

3.1.2 不同水深和光照强度下长喙毛茛泽泻解剖特征的变化

3.1.3 不同水深和光照强度下长喙毛茛泽泻生物量的变化

3.2 不同水深和光照强度下长喙毛茛泽泻生理特征的变化

3.2.1 不同水深和光照强度下长喙毛茛泽泻光合生理特征的变化

3.2.2 不同水深和光照强度下长喙毛茛泽泻抗氧化特性的变化

3.2.3 不同水深和光照强度下长喙毛茛泽泻渗透调节物质的变化

4 讨论

4.1 不同水深和光照强度对长喙毛茛泽泻叶型特征的影响

4.2 不同水深和光照强度对长喙毛茛泽泻解剖特征的影响

4.3 不同水深和光照强度对长喙毛茛泽泻生物量及其分配的影响

4.4 不同水深和光照强度对长喙毛茛泽泻光合参数的影响

4.5 不同水深和光照强度对长喙毛茛泽泻抗氧化系统的影响

4.6 不同水深和光照强度对长喙毛茛泽泻渗透调节物质的影响

4.7 野外长喙毛茛泽泻濒危机理的探讨

5 结论与创新

5.1 结论

5.2 创新

参考文献

附录A

附录B 攻读学位期间的主要学术成果

致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 朱光冕

导师: 曾柏全

关键词: 水深,光照强度,表型可塑性,生理特征,解剖结构

来源: 中南林业科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 中南林业科技大学

分类号: Q945

总页数: 72

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