仿栗种子与幼苗生理学特性研究

摘要

仿栗为杜英科猴欢喜属常绿乔木,分布在我国四川、云南、湖北西部及湖南等地,可做观赏和家具材树种,同时也是一种野生木本油料植物,其种子含油率高,在国家能源林树种的选择及开发利用等基础工作中有重要作用。本研究以仿栗种子及幼苗为研究对象,用不同剂量的低能氮离子束注入仿栗种子,研究其酶活性的一些变化过程,在幼苗生长期进行氮、磷、钾三因素三水平正交试验,研究盆栽仿栗幼苗在不同肥料配比下的一些生理变化规律,在养分胁迫条件下分析酶活性随物候期变化的规律,为仿栗的优质栽培和区域抗逆的生理机制提供科学的理论依据。主要研究结果如下:
　　 1.不同剂量的氮离子束注入仿栗种子后,POD、CAT和SOD酶活性随着剂量的增加呈现先上升后下降的趋势。氮离子注入剂量在3×1016ions/cm2-9×1016ions/cm2下,仿栗种子中POD、CAT、SOD三种酶活力相对于对照均有不同程度的提高,氮离子注入剂量在9×1016ions/cm2下,仿栗种子中POD、CAT、SOD三种酶活力均达到峰值,而在大于12×1016ions/cm2剂量下,活性逐渐下降。说明一定剂量的氮离子注入能激活合成自由基清除酶的能力,在一定程度上免受自由基侵害,同时,在剂量9×1016ions/cm2-12×1016ions/cm2下,三种酶活力均较高,有利于协调作用,使自由基维持在一个较低的水平。
　　 2.低能氮离子束注入仿栗种子后,丙二醛的含量和电解质外渗率呈现先下降后上升的趋势。氮离子注入剂量在3×1016ions/cm2-9×1016ions/cm2下,仿栗种子中MDA含量、电解质外渗率相对于对照均有不同程度的下降,且在9×1016ions/cm2剂量下,MDA含量最低,此时电解质外渗率也最低,说明脂质过氧化作用被削弱。氮离子注入仿栗种子后随着剂量的增加,丙二醛的含量呈现先下降后上升的趋势,说明离子注入起始阶段生物体自身修复系统发挥了作用,脂质过氧化作用被削弱。但随着离子剂量的增加,其含量呈现上升趋势,说明高剂量氮离子注入仿栗种子后,使膜的通透性增加,离子大量外渗,高剂量的氮离子注入破坏了细胞的调节能力,膜系统的正常功能被破坏,因而膜质过氧化产物积累。
　　 3.通过正交设计进行盆栽施肥试验,确定4号N(500mg·盆-1)+P2O5(200mg·盆-1)+K2O(500mg·盆-1)的处理组合对提高苗高最优,3号N(200mg·盆-1)+P2O5(1000mg·盆-1)+K2O(1000mg·盆-1)的处理组合和8号N(1000mg·盆-1)+P2O5(500mg·盆-1)+K2O(200mg·盆-1)的处理组合对提高地径最优,4号处理组合叶绿素含量增加幅度最大,SOD酶活性和CAT酶活性增加幅度最大,MDA含量和电解质渗漏率存各个月份显著低于其他处理,说明4号处理对胁迫的适应能力较强,受胁迫较轻。
　　 4.不同配比施肥处理下,仿栗叶片叶绿素含量与对照相比在各个物候期均比对照高,随着物候期的进程,仿栗叶片内叶绿素含量呈现先升高后下降的趋势,各处理均在8月末达到峰值。同时叶绿素含量与保护酶活性表现出一定的相关性,各个处理在测定时间内SOD活性与叶绿素含量均表现为极显著正相关性,这可能是因为在生长期,随着叶片的成熟和施肥的效用,光合能力加强,产生大量氧自由基,SOD酶活性提高使叶片免受自由基的损伤,二者表现正相关。而到了生长后期,叶片逐渐哀老,叶绿素含量下降,导致光合能力下降,SOD酶活性也因叶片损伤较多而活性大幅度下降从而表现出二者的正相关。
　　 5.不同配比施肥处理下,随着物候期的进程,仿栗叶片保护酶活性均表现为先升高后下降的相似趋势,且在8月底达到峰值。不同配比施肥处理下,各处理在各月份MDA含量与电解质渗漏率规律相似,随着物候期的进程,仿栗幼苗MDA含量和电解质渗漏率有不断增加的趋势,但增加的程度在各个月份有所不同,这与外界环境和叶片衰老也有一定的关系。其中4号处理MDA含量和电解质渗漏率在各个月份显著低于其他处理,说明4号处理对胁迫的适应能力较强,受胁迫较轻。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 仿栗的生物学特性及生态习性

1.2 仿栗研究现状

1.3 低能离子束的生物效应研究

1.3.1 低能离子束的研究进展

1.3.2 离子注入对种子生理的影响

1.4 养分胁迫对植物的影响

1.4.1 氮素的营养及代谢作用

1.4.2 磷素的营养及代谢作用

1.4.3 钾素的营养及代谢作用

1.4.4 植物吸收氮、磷、钾之间的关系

1.5 植物体内保护酶研究进展

1.6 研究目的和意义

2 种子基本特性研究

2.1 材料与方法

2.1.1 种子来源

2.1.2 测定指标

2.2 结果与分析

2.2.1 仿栗种子的形态特征

2.2.2 仿栗种子各项物理指标

2.2.3 仿栗种子吸水特性

2.3 小结

3 离子注入对仿栗种子的影响

3.1 材料与方法

3.1.1 试验材料

3.1.2 处理方法

3.1.3 生理指标的测定

3.2 结果与分析

3.2.1 不同离子注入剂量对仿栗种子POD活性的影响

3.2.2 不同离子注入剂量对仿栗种子CAT活性的影响

3.2.3 不同离子注入剂量对仿栗种子SOD活性的影响

3.2.4 不同离子注入剂量对仿栗种子MDA含量的影响

3.2.5 不同离子注入剂量对仿栗种子电导率的影响

3.2.6 各指标间相关性分析

3.3 小结

4 施肥处理对苗期仿栗生长和生理指标的影响

4.1 材料与方法

4.1.1 试验材料及处理

4.1.2 试验内容

4.2 结果与分析

4.2.1 不同处理对仿栗生长的影响

4.2.2 生长期生理指标的动态变化分析

4.3 小结

5 结论与讨论

6 创新点

参考文献

附录 A

附录 B

致谢