空心莲子草芽构件几项生理指标的动态研究

论文摘要

空心莲子草[Alternanthera philoxeroides (Mart.) Griseb.]是一种原产于南美洲的苋科多年生草本植物,目前在许多地方已经成为一种危害十分严重的外来入侵植物。该植物在我国主要通过克隆繁殖方式进行繁殖。芽构件在该植物的克隆繁殖和越冬过程中发挥着重要作用。本文对两种生境条件下(即中生和水生条件)的空心莲子草芽构件和其它营养器官不同生长阶段的可溶性糖、相关酶活性、内源激素(ABA、GA)等生理指标的变化进行了研究,以期为进一步研究空心莲子草芽的休眠特性提供理论依据。主要结果如下:1.可溶性糖作为碳水化合物的主要贮藏形式,是打破休眠和萌发的物质和能量基础。从九月份到十二月份,不同生境的空心莲子草芽、节和节间等不同部位的可溶性糖含量都随温度的降低而升高,随着温度继续降低,空心莲子草进入深度休眠状态;随着环境温度的回升,一月份可溶性糖含量略有下降,在休眠解除的初期,各部位可溶性糖含量呈下降趋势。通过对相同生境不同部位以及不同生境相同部位可溶性糖含量变化的比较发现,中生型芽与节,芽与节间存在显著性差异,而水生型不同部位之间无显著性差异;不同生境下的芽、节与节间的可溶性糖含量变化在不同的时期分别存在不同的差异性。2.在空心莲子草的保护酶系统中,三种抗氧化酶活性在不同生境条件下无显著性差异,但在不同生长季节表现出明显差异。休眠期间,三种抗氧化酶活性较高,此时环境温度较低;而在生长期间,三种抗氧化酶活性较低,此时环境温度较高。SOD和CAT活性的变化趋势较为一致。冬季随着气温的降低,SOD和CAT活性逐渐增强,十一月份达到最大值,SOD和CAT活性的增强有利于消除芽构件中过剩的活性氧和过氧化氢,从而保护空心莲子草芽免受伤害。但在低温的持续胁迫下SOD和CAT活性会有不同程度的下降。随着气温逐渐回升,空心莲子草完全解除休眠后,进入生长期,SOD、CAT活性一直呈现下降趋势,七月份达到最低值。而POD活性的变化趋势与SOD、CAT有所不同,从九月份最大值到一月份期间,随着温度的降低,POD活性并没有随着温度的降低而增强,而是有一个较缓慢的降低,但仍维持在一个较高值,此后一直下降至五月为最低值。3.空心莲子草芽构件的内源激素GA与ABA含量表现出相反的变化趋势。随着温度的降低,ABA含量升高,而GA含量降低,GA/ABA值降低,植株进入休眠期。说明GA/ABA的降低标志着植株由生长状态进入休眠状态。温度升高后,GA含量出现明显升高,ABA含量降低,GA/ABA值也相应增大,此时空心莲子草芽构件解除休眠。GA/ABA值的增大有利于植株由休眠状态向生长状态的转化。在同一季节,空心莲子草不同部位ABA含量表现出一定差异;而GA含量在芽、节和节间在都维持在同一水平。通过对可溶性糖、抗氧化酶(SOD、CAT和POD)和内源激素等与休眠密切相关的生理指标分析发现,空心莲子草在休眠期维持了较高浓度的可溶性糖和抗氧化酶活性,以及较低的GA/ABA,这些生理指标反映了空心莲子草对寒冷的适应可能是多种途径共同作用的结果,这些研究为理解空心莲子草强大的生命力(特别是抵御寒冷)提供了生物学证据,为进一步在实践中对其控制,提供了理论依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 选题意义及相关领域研究进展
• 1.1 选题意义
• 1.2 外来植物空心莲子草生物学特征研究进展
• 1.2.1 空心莲子草的危害
• 1.2.2 空心莲子草生物生态学特征
• 1.2.2.1 空心莲子草表型可塑性及其对入侵能力的影响
• 1.2.2.2 空心莲子草的繁殖策略及抗逆性研究
• 1.3 植物休眠研究进展
• 1.3.1 植物休眠的定义及类型
• 1.3.2 植物休眠诱导与解除因子
• 1.3.2.1 影响休眠的外因
• 1.3.2.2 影响休眠的内因
• 参考文献
• 第2章 空心莲子草芽及茎中可溶性糖含量的季节性变化
• 2.1 前言
• 2.2 供试材料与取样方法
• 2.3 结果与分析
• 2.3.1 中生生境中空心莲子草芽及茎中可溶性糖含量的季节性变化
• 2.3.2 水生生境中空心莲子草芽及茎中可溶性糖含量的季节性变化
• 2.3.3 不同生境中空心莲子草同一部位可溶性糖含量的比较
• 2.3.3.1 不同生境下空心莲子草芽的可溶性糖含量的比较
• 2.3.3.2 不同生境下空心莲子草节的可溶性糖含量的比较
• 2.3.3.3 不同生境下空心莲子草节间的可溶性糖含量的比较
• 2.4 讨论
• 参考文献
• 第3章 空心莲子草芽抗氧化酶活性变化
• 3.1 前言
• 3.2 材料与方法
• 3.2.1 样品采集与制备
• 3.2.2 POD 活性测定
• 3.2.3 CAT 活性测定
• 3.2.4 SOD 活性测定
• 3.3 结果与分析
• 3.3.1 两种生境条件下空心莲子草芽的SOD 活性变化
• 3.3.2 两种生境条件下空心莲子草芽CAT 活性变化
• 3.3.3 两种生境条件下空心莲子草芽POD 活性变化
• 3.4 讨论
• 参考文献
• 第4章 内源激素对空心莲子草芽休眠前后的影响
• 4.1 前言
• 4.2 材料与方法
• 4.2.1 内源激素ABA 和GA 的测定
• 4.2.2 结果计算
• 4.3 结果与分析
• 4.3.1 中生生境条件下空心莲子草不同部位ABA 含量的变化
• 4.3.2 中生生境条件下空心莲子草不同部位GA 含量的变化
• 4.3.3 中生生境条件下空心莲子草不同部位GA/ABA 的变化
• 4.3.4 水生生境条件下空心莲子草不同部位ABA 含量的变化
• 4.3.5 水生生境条件下空心莲子草不同部位GA 含量的变化
• 4.3.6 水生生境条件下不同部位GA/ABA 的变化
• 4.4 讨论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的论文及获奖情况
• 致谢