本文關鍵詞：扇脈杓蘭種子敗育機理的研究

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【摘要】：扇脈杓蘭(Cypripedium japonicum Thunb.)為蘭科(Orchidaceae)杓蘭亞科(Cypripedioideae)杓蘭屬(Cypripedium L.)多年生草本植物,主要分布于中國、日本、韓國等東亞地區(qū)。其葉脈扇形,葉型圓潤,花大艷麗,花型奇特,具有較高的栽培和觀賞價值。根狀莖可入藥,具有顯著的藥用價值。扇脈杓蘭種子嚴重敗育,自然萌發(fā)率極低,更新能力差,主要依靠分株繁殖維持個體的存活。然而,由于人們不合理地采挖野生居群致使種群數(shù)量下降,生境嚴重破壞,分株繁殖已不足以維持種群的穩(wěn)定性。目前,扇脈杓蘭已被列為瀕危物種。本研究以浙江省西天目山國家級自然保護區(qū)內的兩個野生扇脈杓蘭居群為材料,通過對種子胚胎學發(fā)育過程的觀察和生理生化變化的測定,旨在探究扇脈杓蘭種子敗育的機理,可得出研究結果如下:扇脈杓蘭根狀莖頂端有一個休眠芽,淺黃綠色,中下部有芽鞘包被,當年10月露出地面。充分發(fā)育的休眠芽產生花芽,花芽呈乳白色,第二年4月形成花結構;未充分發(fā)育的休眠芽不能產生花芽,第二年只形成扇形葉,無花器官。這可能是因為養(yǎng)分和空間的限制,群體內發(fā)生選擇性敗育的現(xiàn)象。超微結構顯示:孢原細胞體積大,核占據多半的細胞空間,核仁結構明顯,細胞質和細胞器豐富。大孢子母細胞位于珠孔端,核仁消失,細胞質中液泡含量多,線粒體和質體分布密集。胚囊形成后,液泡所占空間變大,細胞核相對變小,細胞質分布稀疏,細胞器以線粒體和質體為主。在胚珠發(fā)育階段蛋白質和多糖一直存在,淀粉染色逐漸加深,無脂質存在。扇脈杓蘭胚珠敗育率低,不是導致種子敗育的直接原因。扇脈杓蘭單�；ǚ坶L球形,表面光滑無特征紋飾,有少量膠黏物質�；ǚ郾诜譃橛砂魻畹幕卧M成的外壁和纖維素果膠組成的內壁,有覆蓋層。生殖細胞近圓形,細胞核大而致密;營養(yǎng)細胞多弧形,核質分散�；ǚ哿＜毎|含有大量的線粒體、質體和小泡等細胞器,淀粉、蛋白質和多糖含量豐富�；ǚ酃苊劝l(fā)后沿子房壁方向伸長,在授粉后50天基本完成受精作用。扇脈杓蘭花粉發(fā)育正常,不阻礙生殖過程。扇脈杓蘭成熟種子棕色,紡錘狀,表面有網狀紋飾,種胚未完全分化,仍停留在球形期,細胞中大液泡占3/4以上的空間,細胞質稀疏,只有脂質顆粒和大量淀粉粒分布。種子活力較高,為76%,但無菌萌發(fā)困難,種胚逐漸進入休眠期。胚的延遲分化直接導致種子敗育。種子可溶性蛋白質含量水平低,在授粉后20天和85天分別達到最高值774.03μg·g-1和最低值373μg·g-1。淀粉含量從2.65%急速增加到21.82%,后穩(wěn)定在20%左右�？扇苄蕴呛吭�1.72%~3.09%之間波動。GA3、ZR、IAA峰值在授粉后20天、30天、40天依次出現(xiàn)。3種激素極顯著正相關(P0.001)。ABA含量在授粉后115天達到峰值,其含量與3種促進激素呈顯著負相關(P0.05)。(IAA+GA3+ZR)?ABA值在授粉后20天最大,此后逐漸下降。SOD活性在授粉后20天升至最高451.18U/(g·min),授粉后85天降至最低,其變化趨勢與蛋白質變化保持一致。POD和CAT活性呈先升后降的單峰曲線變化。綜上所述,種胚發(fā)育是敗育的關鍵時期,此時蛋白質和可溶性糖水平低,內源激素平衡失調,酶活性較低均可能導致種子敗育。
【關鍵詞】：扇脈杓蘭 種子敗育 胚珠發(fā)育 花粉發(fā)育 生理生化變化
【學位授予單位】：中國林業(yè)科學研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：S682.31
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第一章 緒論15-31
• 1.1 植物種子敗育的研究進展15-20
• 1.1.1 種子敗育的胚胎學研究15-17
• 1.1.2 種子敗育的生理學研究17-19
• 1.1.3 選擇性敗育19-20
• 1.2 蘭科植物種子生物學的研究概況20-25
• 1.2.1 種子外觀形態(tài)特征20-21
• 1.2.2 種子生理生化基礎21-22
• 1.2.3 種子胚胎學研究22-23
• 1.2.4 種子生活力的研究23-24
• 1.2.5 種子無菌萌發(fā)24-25
• 1.3 杓蘭屬植物的研究進展25-27
• 1.3.1 杓蘭屬植物生長特性25-26
• 1.3.2 杓蘭屬繁育生物學的研究26-27
• 1.3.3 杓蘭屬傳粉生物學的研究27
• 1.4 研究的目的意義和主要研究內容27-31
• 1.4.1 研究目的、意義27-29
• 1.4.2 主要研究內容29-30
• 1.4.3 研究技術路線30-31
• 第二章 扇脈杓蘭花芽發(fā)育和胚珠發(fā)育的觀察31-38
• 2.1 試驗材料與研究方法31-32
• 2.1.1 試驗材料31
• 2.1.2 研究方法31-32
• 2.2 結果與分析32-36
• 2.2.1 扇脈杓蘭花芽發(fā)育32-34
• 2.2.2 扇脈杓蘭大孢子超微結構的變化34-36
• 2.3 小結36-38
• 2.3.1 花芽發(fā)育36
• 2.3.2 胚珠發(fā)育36-38
• 第三章 扇脈杓蘭花粉形態(tài)結構和花粉管行為38-46
• 3.1 試驗材料與研究方法38-39
• 3.1.1 試驗材料38
• 3.1.2 研究方法38-39
• 3.2 結果與分析39-44
• 3.2.1 花粉微形態(tài)觀察39
• 3.2.2 花粉粒的超微結構39-42
• 3.2.3 花粉管生長過程觀察42-44
• 3.3 小結44-46
• 3.3.1 花粉微形態(tài)44
• 3.3.2 花粉超微結構44-45
• 3.3.3 花粉管生長45-46
• 第四章 扇脈杓蘭種子形成的研究46-53
• 4.1 試驗材料與研究方法46-47
• 4.1.1 試驗材料46
• 4.1.2 研究方法46-47
• 4.2 結果與分析47-51
• 4.2.1 扇脈杓蘭種子微形態(tài)特征47-48
• 4.2.2 種子超微結構48-50
• 4.2.3 種子活力50-51
• 4.2.4 種子無菌萌發(fā)51
• 4.3 小結51-53
• 第五章 扇脈杓蘭種子發(fā)育過程中生理生化變化53-63
• 5.1 試驗材料與研究方法53-55
• 5.1.1 供試材料53
• 5.1.2 測定方法53-55
• 5.2 結果與分析55-60
• 5.2.1 扇脈杓蘭種子中營養(yǎng)物質含量的變化55-57
• 5.2.2 種子中內源激素含量的變化57-59
• 5.2.3 種子發(fā)育過程中酶活性的變化59-60
• 5.3 小結60-63
• 5.3.1 營養(yǎng)物質的變化60-61
• 5.3.2 內源激素的作用61-62
• 5.3.3 酶活性的影響62-63
• 第六章 結論與展望63-66
• 參考文獻66-76
• 在讀期間的學術研究76-77
• 致謝77

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1 錢鑫;李全健;連靜靜;王彩霞;田敏;;珍稀植物扇脈杓蘭營養(yǎng)器官的解剖學研究[J];植物研究;2013年05期

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3 李全健;王彩霞;田敏;李翠新;;扇脈杓蘭AFLP反應體系的建立[J];湖南農業(yè)科學;2012年01期

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本文編號：1103512