本文關(guān)鍵詞：扇脈杓蘭種子敗育機(jī)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(jià)值。根狀莖可入藥,具有顯著的藥用價(jià)值。扇脈杓蘭種子嚴(yán)重?cái)∮?自然萌發(fā)率極低,更新能力差,主要依靠分株繁殖維持個(gè)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(yán)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(hù)區(qū)內(nèi)的兩個(gè)野生扇脈杓蘭居群為材料,通過對種子胚胎學(xué)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(jī)理,可得出研究結(jié)果如下:扇脈杓蘭根狀莖頂端有一個(gè)休眠芽,淺黃綠色,中下部有芽鞘包被,當(dāng)年10月露出地面。充分發(fā)育的休眠芽產(chǎn)生花芽,花芽呈乳白色,第二年4月形成花結(jié)構(gòu);未充分發(fā)育的休眠芽不能產(chǎn)生花芽,第二年只形成扇形葉,無花器官。這可能是因?yàn)轲B(yǎng)分和空間的限制,群體內(nèi)發(fā)生選擇性敗育的現(xiàn)象。超微結(jié)構(gòu)顯示:孢原細(xì)胞體積大,核占據(jù)多半的細(xì)胞空間,核仁結(jié)構(gòu)明顯,細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞器豐富。大孢子母細(xì)胞位于珠孔端,核仁消失,細(xì)胞質(zhì)中液泡含量多,線粒體和質(zhì)體分布密集。胚囊形成后,液泡所占空間變大,細(xì)胞核相對變小,細(xì)胞質(zhì)分布稀疏,細(xì)胞器以線粒體和質(zhì)體為主。在胚珠發(fā)育階段蛋白質(zhì)和多糖一直存在,淀粉染色逐漸加深,無脂質(zhì)存在。扇脈杓蘭胚珠敗育率低,不是導(dǎo)致種子敗育的直接原因。扇脈杓蘭單粒花粉長球形,表面光滑無特征紋飾,有少量膠黏物質(zhì)。花粉壁分為由棒狀的基柱小單元組成的外壁和纖維素果膠組成的內(nèi)壁,有覆蓋層。生殖細(xì)胞近圓形,細(xì)胞核大而致密;營養(yǎng)細(xì)胞多弧形,核質(zhì)分散�；ǚ哿＜�(xì)胞質(zhì)含有大量的線粒體、質(zhì)體和小泡等細(xì)胞器,淀粉、蛋白質(zhì)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(wǎng)狀紋飾,種胚未完全分化,仍停留在球形期,細(xì)胞中大液泡占3/4以上的空間,細(xì)胞質(zhì)稀疏,只有脂質(zhì)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(jìn)入休眠期。胚的延遲分化直接導(dǎo)致種子敗育。種子可溶性蛋白質(zhì)含量水平低,在授粉后20天和85天分別達(dá)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(dòng)。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(guān)(P0.001)。ABA含量在授粉后115天達(dá)到峰值,其含量與3種促進(jìn)激素呈顯著負(fù)相關(guān)(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(zhì)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(guān)鍵時(shí)期,此時(shí)蛋白質(zhì)和可溶性糖水平低,內(nèi)源激素平衡失調(diào),酶活性較低均可能導(dǎo)致種子敗育。
【關(guān)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(xué)位授予單位】：中國林業(yè)科學(xué)研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)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(jìn)展15-20
• 1.1.1 種子敗育的胚胎學(xué)研究15-17
• 1.1.2 種子敗育的生理學(xué)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(xué)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(chǔ)21-22
• 1.2.3 種子胚胎學(xué)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(jìn)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(xué)的研究26-27
• 1.3.3 杓蘭屬傳粉生物學(xué)的研究27
• 1.4 研究的目的意義和主要研究內(nèi)容27-31
• 1.4.1 研究目的、意義27-29
• 1.4.2 主要研究內(nèi)容29-30
• 1.4.3 研究技術(shù)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(yàn)材料與研究方法31-32
• 2.1.1 試驗(yàn)材料31
• 2.1.2 研究方法31-32
• 2.2 結(jié)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(jié)構(gòu)的變化34-36
• 2.3 小結(jié)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(jié)構(gòu)和花粉管行為38-46
• 3.1 試驗(yàn)材料與研究方法38-39
• 3.1.1 試驗(yàn)材料38
• 3.1.2 研究方法38-39
• 3.2 結(jié)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(jié)構(gòu)39-42
• 3.2.3 花粉管生長過程觀察42-44
• 3.3 小結(jié)44-46
• 3.3.1 花粉微形態(tài)44
• 3.3.2 花粉超微結(jié)構(gòu)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(yàn)材料與研究方法46-47
• 4.1.1 試驗(yàn)材料46
• 4.1.2 研究方法46-47
• 4.2 結(jié)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(jié)構(gòu)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(jié)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(yàn)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(jié)果與分析55-60
• 5.2.1 扇脈杓蘭種子中營養(yǎng)物質(zhì)含量的變化55-57
• 5.2.2 種子中內(nèi)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(jié)60-63
• 5.3.1 營養(yǎng)物質(zhì)的變化60-61
• 5.3.2 內(nèi)源激素的作用61-62
• 5.3.3 酶活性的影響62-63
• 第六章 結(jié)論與展望63-66
• 參考文獻(xiàn)66-76
• 在讀期間的學(xué)術(shù)研究76-77
• 致謝77

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本文編號：1103512