荒漠植物無葉假木賊種子萌發(fā)過程對(duì)低溫的響應(yīng)
發(fā)布時(shí)間:2021-03-24 06:43
由于氣候變化和人為活動(dòng)的影響,荒漠幼苗自然更新困難,因此研究荒漠種子萌發(fā)特性和幼苗適應(yīng)機(jī)制對(duì)荒漠區(qū)植被恢復(fù)具有重要意義;哪参锷嬗跇O端嚴(yán)酷的環(huán)境條件下,有其特殊的種子萌發(fā)和幼苗更新機(jī)制,并且不同植物種子萌發(fā)過程對(duì)逆境脅迫的適應(yīng)性很大程度上影響著植物的生長(zhǎng)發(fā)育。無葉假木賊(Anabasis aphylla)屬于藜科(Chenopodiaceae)假木賊屬(Anabasis)隱胎生植物,具有耐鹽堿、抗嚴(yán)寒、抗干旱和固沙改土等特性,對(duì)維持荒漠區(qū)群落的構(gòu)建和群落穩(wěn)定性具有重要的生態(tài)價(jià)值。野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)無葉假木賊種子在早春時(shí)期具有“融雪萌發(fā)”的現(xiàn)象,然而此時(shí)荒漠區(qū)晝夜溫差大,氣溫易波動(dòng),地表常處于反復(fù)凍融的狀態(tài),萌發(fā)的幼苗易受低溫影響。因此,本文對(duì)無葉假木賊種子萌發(fā)過程對(duì)低溫的適應(yīng)性進(jìn)行研究,主要分為三部分內(nèi)容:(1)研究無葉假木賊(梭梭)種子萌發(fā)對(duì)低溫的響應(yīng);(2)研究無葉假木賊(梭梭)種子不同萌發(fā)階段的低溫耐受性及生理變化;(3)運(yùn)用轉(zhuǎn)錄組測(cè)序和同位素標(biāo)記(iTRAQ)技術(shù)對(duì)低溫下無葉假木賊種子不同萌發(fā)階段的差異基因和差異蛋白進(jìn)行分析。本研究揭示了荒漠隱胎生植物無葉假木賊種子的低溫萌發(fā)特性...
【文章來源】:石河子大學(xué)新疆維吾爾自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
荒漠植物無葉假木賊種子萌發(fā)過程對(duì)低溫的響應(yīng)11第二章低溫對(duì)種子萌發(fā)的影響溫度是影響種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素之一,能夠決定種子的萌發(fā)的時(shí)間和數(shù)量。研究表明種子萌發(fā)的溫度一般在10℃以上(Huang,2003),且當(dāng)溫度低于5℃時(shí)對(duì)萌發(fā)有顯著的抑制作用(張舒娜等,2014)。然而,荒漠植物對(duì)溫度的需求卻表現(xiàn)出特殊的適應(yīng)性,研究表明囊果堿蓬(S.physophora)能夠利用早春穩(wěn)定的積雪條件,在低于10℃甚至0℃左右的低溫下萌發(fā)(李利等,2006),孫園園(2015)表明位于古爾班通古特的部分荒漠植物種子在積雪開始融化后兩天就開始萌發(fā),然而此時(shí)的日均溫度為3.5℃。另外,一些荒漠植物同樣具有在早春時(shí)期“融雪萌發(fā)”的現(xiàn)象,例如梭梭(H.ammodendron),白梭梭(HaloxylonPersicum),高枝假木賊(A.elatior),獨(dú)行菜(L.perfoliatum),無葉假木賊(A.aphylla)等(黃培祐,2008;張世軍,2010;楊娜等,2015;Pengetal.,2018)。通過野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)無葉假木賊種子在積雪融化期有大量的種子萌發(fā),并且萌發(fā)速率較快。因此,本研究對(duì)無葉假木賊種子開展室內(nèi)模擬試驗(yàn),研究其低溫萌發(fā)特性,揭示種子“融雪萌發(fā)”現(xiàn)象。另外,荒漠植物高枝假木賊,梭梭,無葉假木賊均屬于胎生植物(韓建欣等,2011;劉艷麗,2009),對(duì)荒漠環(huán)境具有相似的適應(yīng)特征,并且梭梭為荒漠區(qū)常見的優(yōu)勢(shì)種,因此,本研究以相同試驗(yàn)條件下的梭梭種子為例證,更好的了解荒漠植物種子對(duì)低溫的適應(yīng)性。2.1材料與方法2.1.1試驗(yàn)材料與生境概況圖2-1種子形態(tài)圖(左:無葉假木賊;右:梭梭)Figure2-1Picturesofdesertseedmorphology(Left:Anabasisaphyllaseed;Right:Haloxylonammodendronseed)
荒漠植物無葉假木賊種子萌發(fā)過程對(duì)低溫的響應(yīng)12無葉假木賊和梭梭種子于2017年10月采自于新疆準(zhǔn)噶爾盆地沙漠南緣(45°22"43""N,84°50"32""E,地勢(shì)自東南向西北傾斜,海拔843米)。無葉假木賊和梭梭種子均較小,形態(tài)近球形或卵圓形,種子背下方具有淡黃色的膜質(zhì)翅,萌發(fā)的種子具兩片子葉,無胚乳(圖2-1)。采集地平均年溫度在5~9℃,冬季有穩(wěn)定積雪,最低溫度范圍為-30℃~-41℃,年蒸發(fā)量大于2000mm(Wang,2014)。該地區(qū)3月份的融雪期約10天左右,白天平均溫度高于0℃,最高溫度保持在7-14℃,而最低溫度低于0℃,因此,早春融雪期的土壤表面處于反復(fù)的凍融狀態(tài)(圖2-2)。在野外環(huán)境中發(fā)現(xiàn)無葉假木賊種子存在“融雪萌發(fā)”現(xiàn)象(圖2-3)。圖2-2準(zhǔn)噶爾盆地南緣3月份的氣溫變化Figure2-2TemperaturechangesinthesouthernmarginoftheJunggarBasininMarch圖2-3準(zhǔn)噶爾盆地南緣洪積扇早春融雪期的無葉假木賊種萌發(fā)幼苗Figure2-3GerminationseedlingsofAnabasisaphyllainearlyspringsnowmeltinthesouthernmarginoftheJunggarBasin
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]十種荒漠植物種子萌發(fā)對(duì)溫度的響應(yīng)[J]. 白夢(mèng)杰,陶奇波,韓云華,王彥榮. 草業(yè)學(xué)報(bào). 2019(12)
[2]長(zhǎng)期模擬增雨對(duì)荒漠植物形態(tài)特征及空間分布格局的影響[J]. 張景波,李新樂,吳波,劉明虎,李永華,辛智鳴,董雪,段瑞兵. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(10)
[3]4個(gè)藤本月季品種的抗寒性研究[J]. 張雙群,于爍爍,孟慶瑞. 林業(yè)與生態(tài)科學(xué). 2019(02)
[4]溫度和干旱脅迫對(duì)川西北高寒沙區(qū)3種優(yōu)勢(shì)植物種子萌發(fā)的影響[J]. 鄧東周,賀麗,鄢武先,陳德朝,張利. 種子. 2019(03)
[5]電導(dǎo)率法測(cè)定獼猴桃的半致死溫度[J]. 孫世航,林苗苗,齊秀娟,趙婧,孟馨卓,方金豹. 北方園藝. 2019(04)
[6]沙冬青屬植物響應(yīng)非生物脅迫的蛋白質(zhì)組學(xué)研究進(jìn)展[J]. 蘭玉婷,王雙蕾,李征珍,馮金朝,王曉東,石莎. 生物技術(shù)通報(bào). 2019(01)
[7]低溫對(duì)苦菜種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響[J]. 郭愛華,楊靜,高平. 天津農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(11)
[8]低溫對(duì)青稞種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響[J]. 張銀樂,張文靜,楊洋,于糧,趙偉進(jìn),張毅,王建林. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào). 2018(16)
[9]東北延胡索種子萌發(fā)過程中生理生化變化[J]. 馬琳,張舒娜,張亞玉. 種子. 2018(06)
[10]封育對(duì)荒漠草原兩種植物群落土壤種子庫的影響[J]. 李國(guó)旗,邵文山,趙盼盼,靳長(zhǎng)青. 草業(yè)學(xué)報(bào). 2018(06)
博士論文
[1]阿拉善沙漠植物群落物種多樣性及不同尺度生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)研究[D]. 孫杰.蘭州大學(xué) 2018
[2]梭梭萌發(fā)定居過程中的致死因素與存活策略研究[D]. 田媛.新疆大學(xué) 2014
[3]小黑楊種子萌發(fā)及后萌發(fā)時(shí)期的表達(dá)譜分析[D]. 曲春浦.東北林業(yè)大學(xué) 2013
[4]沙芥屬植物種子萌發(fā)的生態(tài)學(xué)適應(yīng)[D]. 宋兆偉.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]低溫脅迫下兩種荒漠藜科植物幼苗的蛋白組和代謝組學(xué)研究[D]. 王婷婷.石河子大學(xué) 2018
[2]多裂駱駝蓬種子微形態(tài)、萌發(fā)特性及其適應(yīng)意義[D]. 陳曉翠.石河子大學(xué) 2016
[3]內(nèi)蒙古生態(tài)工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境改善的分析與評(píng)價(jià)[D]. 姚炳全.北京林業(yè)大學(xué) 2016
[4]旱生植物梭梭根際可培養(yǎng)細(xì)菌多樣性分析[D]. 李惠茹.蘭州大學(xué) 2016
[5]準(zhǔn)噶爾荒漠植物幼苗定居的抗旱適應(yīng)特性研究[D]. 孫園園.石河子大學(xué) 2015
[6]氣候因子和土壤養(yǎng)分對(duì)荒漠草原物種多樣性、生產(chǎn)力及其關(guān)系的影響[D]. 孫小麗.內(nèi)蒙古大學(xué) 2015
[7]小麥種子萌發(fā)期蛋白表達(dá)及呼吸代謝對(duì)低溫的響應(yīng)[D]. 楊文思.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[8]奇臺(tái)荒漠草地自然保護(hù)區(qū)典型植物群落物種多樣性及其優(yōu)勢(shì)種群生態(tài)位研究[D]. 王琴.新疆師范大學(xué) 2013
[9]窄葉野豌豆種子休眠與萌發(fā)特性的研究[D]. 李廷山.蘭州大學(xué) 2013
[10]低溫脅迫下水稻幼苗蛋白表達(dá)研究[D]. 周萍.廣西大學(xué) 2013
本文編號(hào):3097266
【文章來源】:石河子大學(xué)新疆維吾爾自治區(qū) 211工程院校
【文章頁數(shù)】:85 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
荒漠植物無葉假木賊種子萌發(fā)過程對(duì)低溫的響應(yīng)11第二章低溫對(duì)種子萌發(fā)的影響溫度是影響種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的關(guān)鍵因素之一,能夠決定種子的萌發(fā)的時(shí)間和數(shù)量。研究表明種子萌發(fā)的溫度一般在10℃以上(Huang,2003),且當(dāng)溫度低于5℃時(shí)對(duì)萌發(fā)有顯著的抑制作用(張舒娜等,2014)。然而,荒漠植物對(duì)溫度的需求卻表現(xiàn)出特殊的適應(yīng)性,研究表明囊果堿蓬(S.physophora)能夠利用早春穩(wěn)定的積雪條件,在低于10℃甚至0℃左右的低溫下萌發(fā)(李利等,2006),孫園園(2015)表明位于古爾班通古特的部分荒漠植物種子在積雪開始融化后兩天就開始萌發(fā),然而此時(shí)的日均溫度為3.5℃。另外,一些荒漠植物同樣具有在早春時(shí)期“融雪萌發(fā)”的現(xiàn)象,例如梭梭(H.ammodendron),白梭梭(HaloxylonPersicum),高枝假木賊(A.elatior),獨(dú)行菜(L.perfoliatum),無葉假木賊(A.aphylla)等(黃培祐,2008;張世軍,2010;楊娜等,2015;Pengetal.,2018)。通過野外調(diào)查發(fā)現(xiàn)無葉假木賊種子在積雪融化期有大量的種子萌發(fā),并且萌發(fā)速率較快。因此,本研究對(duì)無葉假木賊種子開展室內(nèi)模擬試驗(yàn),研究其低溫萌發(fā)特性,揭示種子“融雪萌發(fā)”現(xiàn)象。另外,荒漠植物高枝假木賊,梭梭,無葉假木賊均屬于胎生植物(韓建欣等,2011;劉艷麗,2009),對(duì)荒漠環(huán)境具有相似的適應(yīng)特征,并且梭梭為荒漠區(qū)常見的優(yōu)勢(shì)種,因此,本研究以相同試驗(yàn)條件下的梭梭種子為例證,更好的了解荒漠植物種子對(duì)低溫的適應(yīng)性。2.1材料與方法2.1.1試驗(yàn)材料與生境概況圖2-1種子形態(tài)圖(左:無葉假木賊;右:梭梭)Figure2-1Picturesofdesertseedmorphology(Left:Anabasisaphyllaseed;Right:Haloxylonammodendronseed)
荒漠植物無葉假木賊種子萌發(fā)過程對(duì)低溫的響應(yīng)12無葉假木賊和梭梭種子于2017年10月采自于新疆準(zhǔn)噶爾盆地沙漠南緣(45°22"43""N,84°50"32""E,地勢(shì)自東南向西北傾斜,海拔843米)。無葉假木賊和梭梭種子均較小,形態(tài)近球形或卵圓形,種子背下方具有淡黃色的膜質(zhì)翅,萌發(fā)的種子具兩片子葉,無胚乳(圖2-1)。采集地平均年溫度在5~9℃,冬季有穩(wěn)定積雪,最低溫度范圍為-30℃~-41℃,年蒸發(fā)量大于2000mm(Wang,2014)。該地區(qū)3月份的融雪期約10天左右,白天平均溫度高于0℃,最高溫度保持在7-14℃,而最低溫度低于0℃,因此,早春融雪期的土壤表面處于反復(fù)的凍融狀態(tài)(圖2-2)。在野外環(huán)境中發(fā)現(xiàn)無葉假木賊種子存在“融雪萌發(fā)”現(xiàn)象(圖2-3)。圖2-2準(zhǔn)噶爾盆地南緣3月份的氣溫變化Figure2-2TemperaturechangesinthesouthernmarginoftheJunggarBasininMarch圖2-3準(zhǔn)噶爾盆地南緣洪積扇早春融雪期的無葉假木賊種萌發(fā)幼苗Figure2-3GerminationseedlingsofAnabasisaphyllainearlyspringsnowmeltinthesouthernmarginoftheJunggarBasin
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]十種荒漠植物種子萌發(fā)對(duì)溫度的響應(yīng)[J]. 白夢(mèng)杰,陶奇波,韓云華,王彥榮. 草業(yè)學(xué)報(bào). 2019(12)
[2]長(zhǎng)期模擬增雨對(duì)荒漠植物形態(tài)特征及空間分布格局的影響[J]. 張景波,李新樂,吳波,劉明虎,李永華,辛智鳴,董雪,段瑞兵. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2019(10)
[3]4個(gè)藤本月季品種的抗寒性研究[J]. 張雙群,于爍爍,孟慶瑞. 林業(yè)與生態(tài)科學(xué). 2019(02)
[4]溫度和干旱脅迫對(duì)川西北高寒沙區(qū)3種優(yōu)勢(shì)植物種子萌發(fā)的影響[J]. 鄧東周,賀麗,鄢武先,陳德朝,張利. 種子. 2019(03)
[5]電導(dǎo)率法測(cè)定獼猴桃的半致死溫度[J]. 孫世航,林苗苗,齊秀娟,趙婧,孟馨卓,方金豹. 北方園藝. 2019(04)
[6]沙冬青屬植物響應(yīng)非生物脅迫的蛋白質(zhì)組學(xué)研究進(jìn)展[J]. 蘭玉婷,王雙蕾,李征珍,馮金朝,王曉東,石莎. 生物技術(shù)通報(bào). 2019(01)
[7]低溫對(duì)苦菜種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響[J]. 郭愛華,楊靜,高平. 天津農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(11)
[8]低溫對(duì)青稞種子萌發(fā)及幼苗生長(zhǎng)的影響[J]. 張銀樂,張文靜,楊洋,于糧,趙偉進(jìn),張毅,王建林. 安徽農(nóng)學(xué)通報(bào). 2018(16)
[9]東北延胡索種子萌發(fā)過程中生理生化變化[J]. 馬琳,張舒娜,張亞玉. 種子. 2018(06)
[10]封育對(duì)荒漠草原兩種植物群落土壤種子庫的影響[J]. 李國(guó)旗,邵文山,趙盼盼,靳長(zhǎng)青. 草業(yè)學(xué)報(bào). 2018(06)
博士論文
[1]阿拉善沙漠植物群落物種多樣性及不同尺度生態(tài)系統(tǒng)評(píng)價(jià)研究[D]. 孫杰.蘭州大學(xué) 2018
[2]梭梭萌發(fā)定居過程中的致死因素與存活策略研究[D]. 田媛.新疆大學(xué) 2014
[3]小黑楊種子萌發(fā)及后萌發(fā)時(shí)期的表達(dá)譜分析[D]. 曲春浦.東北林業(yè)大學(xué) 2013
[4]沙芥屬植物種子萌發(fā)的生態(tài)學(xué)適應(yīng)[D]. 宋兆偉.內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué) 2010
碩士論文
[1]低溫脅迫下兩種荒漠藜科植物幼苗的蛋白組和代謝組學(xué)研究[D]. 王婷婷.石河子大學(xué) 2018
[2]多裂駱駝蓬種子微形態(tài)、萌發(fā)特性及其適應(yīng)意義[D]. 陳曉翠.石河子大學(xué) 2016
[3]內(nèi)蒙古生態(tài)工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境改善的分析與評(píng)價(jià)[D]. 姚炳全.北京林業(yè)大學(xué) 2016
[4]旱生植物梭梭根際可培養(yǎng)細(xì)菌多樣性分析[D]. 李惠茹.蘭州大學(xué) 2016
[5]準(zhǔn)噶爾荒漠植物幼苗定居的抗旱適應(yīng)特性研究[D]. 孫園園.石河子大學(xué) 2015
[6]氣候因子和土壤養(yǎng)分對(duì)荒漠草原物種多樣性、生產(chǎn)力及其關(guān)系的影響[D]. 孫小麗.內(nèi)蒙古大學(xué) 2015
[7]小麥種子萌發(fā)期蛋白表達(dá)及呼吸代謝對(duì)低溫的響應(yīng)[D]. 楊文思.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[8]奇臺(tái)荒漠草地自然保護(hù)區(qū)典型植物群落物種多樣性及其優(yōu)勢(shì)種群生態(tài)位研究[D]. 王琴.新疆師范大學(xué) 2013
[9]窄葉野豌豆種子休眠與萌發(fā)特性的研究[D]. 李廷山.蘭州大學(xué) 2013
[10]低溫脅迫下水稻幼苗蛋白表達(dá)研究[D]. 周萍.廣西大學(xué) 2013
本文編號(hào):3097266
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