【摘要】：藥菜(Brasenia schreberiJ.F.Gmel)是睡蓮科藥屬的一種多年生浮葉植物,其水下幼芽及卷葉被一層極厚的膠質包裹,是我國重要的水生蔬菜。棲息地縮小、生境破碎化、人類活動干擾等原因導致莼菜野生種群所剩無幾,目前存在的大多為人工維護的半自然栽培種群,被列為我國Ⅰ級瀕危重點保護植物,為保護莼菜先后在利川、杭州建立了種質資源保護區(qū)。前人研究顯示,我國莼菜種群遺傳多樣性很低,莼菜主要產區(qū)蘇州、杭州、利川及石柱等地均面臨種性退化、品質下降、產量減少等問題。近年來,全球出現氣候變暖、水質惡化等一系列環(huán)境問題,環(huán)境因子對莼菜生長的影響機制未有深入研究;已有研究顯示不同產區(qū)莼菜表型特征有差異,導致差異的機制需要進一步分析;此外,莼菜葉色(葉背顏色)具有多態(tài)性,鮮有研究關注葉色多態(tài)性的潛在功能。為探討上述一系列問題,并為莼菜的保護和應用提供理論依據,我們進行了以下三部分實驗:(1)比較生長季蘇州、杭州和利川半自然莼菜樣地水質、底泥、氣溫和莼菜幼芽、葉片特征的差異;(2)對蘇州、杭州、利川和石柱的莼菜種源(SZ-P、HZ-P、LC-P和ShZ-P)進行同質園栽培實驗,比較分析不同種源的莼菜幼芽及葉片表型特征的變異程度;(3)根據葉色特征,將莼菜分為深紅(dark-red)、淺紅(light-red)、邊緣紅(edge-red)和綠色(green)4個品種,對其葉綠素熒光參數、光合色素組成、氣孔特征等進行比較分析。主要研究結果如下:(1)根據冗余分析(RDA)的結果,在測定的環(huán)境參數中,水質高錳酸鹽指數(CODMn)、總氮(TNw)、電導率(ECw)和溶解氧(DOw),底泥有機碳(SOC)和全氮(TNs)是影響莼菜生長和膠質積累的主要因子,共解釋了莼菜膠質積累及相關性狀變化的82.2%。莼菜膠質含量(MucC)、膠質厚度(MucT)和單芽重(SBW)與CODMn、TNw、ECw顯著負相關,與SOC和TNs顯著正相關,卷葉長度(RLL)與DOw顯著正相關。夏季高溫可能對莼菜生長有抑制作用。結果表明清潔水質及肥沃底泥能促進莼菜的生長及膠質積累。(2)同質園栽培條件下,SZ-P和HZ-P的幼芽表型性狀(MucC、MucT和SBW)、葉片表型性狀(葉色,葉面積,葉長、葉寬及葉片長寬比)相近,LC-P和ShZ-P的上述表型性狀相近。整體上,SZ-P和HZ-P的膠質積累高于LC-P和ShZ-P,生長狀況較好。方差分析結果顯示不同種源的表型性狀存在顯著差異,大部分表型變異存在于種群內部(約為70%)。該實驗表明莼菜種群的表型變異可能是環(huán)境適應和遺傳分化的共同結果,SZ-P和HZ-P的環(huán)境適應性較強。(3)4種葉色莼菜中,邊緣紅的所有葉綠素熒光參數及ETR(電子傳遞速率)曲線的擬合參數均最高(光抑制系數除外),淺紅最低(除最大光化學量子產量、非光化學淬滅外);光合有效輻射高于2000μmol m-2s-1時,4種葉色莼菜光合作用均受到抑制。深紅的光合色素含量最高,邊緣紅次之。從深紅到綠色,隨著紅色的降低葉片干鮮比呈下降趨勢。邊緣紅氣孔密度(Ds)最大,氣孔器面積(aagc)和氣孔面積(aap)最小,淺紅與其相反,但邊緣紅和淺紅的氣孔覆蓋度(fgc)和氣孔導度(gs)無顯著差異。綜合得出,邊緣紅的高光合效率可能與其氣孔特征有關,前人研究顯示小氣孔對光等環(huán)境變化的響應更快速。上述研究表明,莼菜生長需要清潔的水質和肥沃的底泥,應加強莼菜棲息地尤其是水質的保護。在南京等高溫地區(qū),SZ-P和HZ-P的環(huán)境適應性較強,是較優(yōu)種源。不同葉色莼菜光合生理特征差異顯著,邊緣紅莼菜光合效率最高,初步確定為優(yōu)質種源,根據邊緣紅莼菜所剩無幾的現狀,應盡快采取措施對其加以保護。
【圖文】：

Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ邋ｐｒｏｖｉｎｃｅｓ邋ａｎｄ邋ｓａｍｐｌｉｎｇ邋ｓｉｔｅｓ邋ｏｆ邋Ｂ．邋ｓｃｈｒｅｂｅｒｉ邋ｉｎ邋Ｃｈｉｎａ逡逑１．２．１莼菜性狀參數測定逡逑共測定了邋４個莼菜幼芽膠質相關參數（圖２．２），分別是膠質含量（Ｍｕｃｉｌａｇｅｃｏｎｔｅｎｔ，逡逑ＭｕｃＣ）、膠質厚度（Ｍｕｃｉｌａｇｅ邋ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ＭｕｃＴ）、單芽重（Ｓｉｎｇｌｅ邋ｂｕｄ邋ｗｅｉｇｈｔ，，ＳＢＷ）和逡逑卷葉長度（Ｒｏｌｌｅｄ－ｌｅａｆｌｅｎｇｔｈ，邋ＲＬＬ）；邋ＭｕｃＣ為莼菜嫩芽的膠質百分含量，是評價莼菜品逡逑質（作為蔬菜）的重要指標；ＭｕｃＴ是附著在卷葉葉柄上的膠質的厚度，其大小與受蟲害逡逑程度呈負相關關系；ＳＢＷ是莼菜芽的平均重量，不僅決定總的膠質產量，也反映了莼菜逡逑的生長狀況；ＲＬＬ是評估莼菜生長狀況的重要參數，與卷葉展開后的面積呈正相關，間逡逑接影響膠質的產量。４個參數均在野外現場測定，采摘具有一個卷葉的嫩芽作為測定材逡逑料，ＭｕｃＴ和ＲＬＬ使用便攜式電子游標卡尺（上海恒量，０－１５０ｍｍ，中國）測量，ＳＢＷ逡逑使用便攜式電子秤（（ＯＨＡＵＳ

ｒ獻…．逡逑圖２．１我國莼菜主要栽培省份及實驗樣地逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｃｕｌｔｉｖａｔｉｏｎ邋ｐｒｏｖｉｎｃｅｓ邋ａｎｄ邋ｓａｍｐｌｉｎｇ邋ｓｉｔｅｓ邋ｏｆ邋Ｂ．邋ｓｃｈｒｅｂｅｒｉ邋ｉｎ邋Ｃｈｉｎａ逡逑１．２．１莼菜性狀參數測定逡逑共測定了邋４個莼菜幼芽膠質相關參數（圖２．２），分別是膠質含量（Ｍｕｃｉｌａｇｅｃｏｎｔｅｎｔ，逡逑ＭｕｃＣ）、膠質厚度（Ｍｕｃｉｌａｇｅ邋ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ，ＭｕｃＴ）、單芽重（Ｓｉｎｇｌｅ邋ｂｕｄ邋ｗｅｉｇｈｔ，ＳＢＷ）和逡逑卷葉長度（Ｒｏｌｌｅｄ－ｌｅａｆｌｅｎｇｔｈ，邋ＲＬＬ）；邋ＭｕｃＣ為莼菜嫩芽的膠質百分含量，是評價莼菜品逡逑質（作為蔬菜）的重要指標；ＭｕｃＴ是附著在卷葉葉柄上的膠質的厚度，其大小與受蟲害逡逑程度呈負相關關系；ＳＢＷ是莼菜芽的平均重量，不僅決定總的膠質產量，也反映了莼菜逡逑的生長狀況；ＲＬＬ是評估莼菜生長狀況的重要參數，與卷葉展開后的面積呈正相關，間逡逑接影響膠質的產量。４個參數均在野外現場測定，采摘具有一個卷葉的嫩芽作為測定材逡逑料
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S645.9

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