酚酸类化感物质对马缨杜鹃生长及生理的影响

摘要

马缨杜鹃（Rhododendron delavayi Franch）是贵州百里杜鹃自然保护区的优势种和建群种，该区杜鹃群落天然更新极为困难，天然更新分为种子和幼苗生长两个重要阶段。为探明群落天然更新阻碍因素，课题组前期从植物化学的角度，通过高效液相色谱，对马缨杜鹃及林下土壤进行研究，发现马缨杜鹃体内及林下土壤均含有丰富的酚酸物质。为探究马缨杜鹃种子萌发和幼苗生长对酚酸类物质的响应，本文以马缨杜鹃种子和幼苗为研究对象，通过对马缨杜鹃种子和幼苗外施加不同浓度的外源酚酸进行试验。观察种子的萌发情况和幼苗期的形态生长、光合作用、叶片气孔、生理指标等参数的变化，分析探索酚酸物质对马缨杜鹃种子萌发、萌发后胚根、培苗生长、生物量和马缨杜鹃幼苗叶片气体交换参数、气孔特征、抗氧化酶活性、膜质过氧化产物、渗透调节物质以及叶绿素等生理参数的影响。本研究取得的主要结果如下： 1、阿魏酸和丁香酸抑制马缨杜鹃种子的发芽率和发芽势，而绿原酸、咖啡酸、原儿茶酸和没食子酸浓度分别超过12.50、0.75、0.10和3.20mg/L才会对马缨杜鹃种子萌发产生负面影响。六种酚酸物质的化感效应强弱大小为：没食子酸>绿原酸>原儿茶酸、咖啡酸>阿魏酸>丁香酸。 2、种子萌发后，阿魏酸、丁香酸、原儿茶酸、咖啡酸均抑制马缨杜鹃种子胚根、胚芽的伸长及生物量的积累，但绿原酸和没食子酸不明显。 3、阿魏酸、绿原酸、低浓度和中浓度的原儿茶酸均抑制马缨杜鹃幼苗的生长和地下以及地上生物量的累积。中浓度的阿魏酸、绿原酸和较高浓度的原儿茶酸对马缨杜鹃幼苗地径的生长具有抑制作用，低浓度的原儿茶酸和高浓度的阿魏酸对地径的生长具有促进作用。 4、阿魏酸、绿原酸和原儿茶酸均促进马缨杜鹃幼苗的叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素的相对含量。低浓度的阿魏酸显著抑制幼苗气孔开度、气孔开张比和气孔长度和宽度，绿原酸以及中浓度和高浓度的阿魏酸显著抑制气孔密度。阿魏酸显著抑制幼苗的净光合速率和气孔导度，绿原酸同样显著抑制气孔导度，低浓度和中浓度的绿原酸显著抑制幼苗的胞间CO2浓度和蒸腾速率，高浓度的阿魏酸显著抑制气孔限制值，中浓度的原儿茶酸显著抑制对净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度。 5、阿魏酸、绿原酸和原儿茶酸均随处理时间的延长对马缨杜鹃叶片POD和CAT具有抑制和促进双重作用。3种酚酸不同浓度相同处理时间下，脯氨酸含量均较对照高，可溶性蛋白质含量无明显变化；相同浓度不同处理时间内，处理前期（10~30d）脯氨酸和可溶性蛋白质含量随处理时间的延长而下降，但处理第40d时，脯氨酸和可溶性蛋白质含量大幅度上升；随处理时间的延长丙二醛含量逐渐上升。 6、叶绿素a和类胡萝卜素含量随阿魏酸和绿原酸处理时间的延长逐渐升高；叶绿素b和类胡萝卜素随原儿茶酸处理时间的延长分别降低和升高；原儿茶酸处理下叶绿素a、总叶绿素随处理时间的延长含量先升高后降低，绿原酸和阿魏酸处理下叶绿素b和阿魏酸处理下总叶绿素的变化趋势则与之相反。3种酚酸处理第10d时，绿素a显著降低，绿原酸和原儿茶酸显著促进叶绿素b 和类胡萝卜素；当处理第30d和40d时，叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素和类胡萝卜素分别显著低于和高于对照。

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研究背景及选题依据

研究地概况

酚酸类物质的化感作用

1.3.1 酚酸类物质的种类、结构和合成途径

1.3.2 酚酸类物质对种子萌发和幼苗形态的影响

1.3.3 酚酸类物质对农林生态系统的影响

酚酸类物质的化感机理

1.4.1 植物化感作用

1.4.2 酚酸类物质对根边缘细胞的影响

1.4.3 酚酸类物质对细胞结构的影响

1.4.4 活性氧的产生和清除机制

1.4.5 酚酸类物质对内源激素的影响

1.4.6 酚酸类物质对光合色素和光合作用的影响

1.4.7 酚酸类物质对土壤养分和酶活性及微生物的影响

1.4.8 酚酸类物质对蛋白质合成及基因表达的影响

酚酸类物质在生态农业技术中的应用

1.5.1 作为除草剂

1.5.2 防治水华现象

酚酸类物质对杜鹃属植物化感作用的研究进展

研究的目的及意义

1.7.1 研究目的

1.7.2 研究的意义

研究的创新点与难点

1.8.1 研究的创新点

1.8.2 研究的难点

研究方法与技术路线

1.9.1 研究方法

1.9.2 技术路线

2.1 材料与方法

2.1.1 试验材料

2.1.2 仪器与试剂

2.1.3.1 母液的配置

2.1.3.2 六种酚酸不同处理浓度的配置

2.1.4 试验方法

2.1.5 分析方法

2.1.5.1马缨杜鹃种子萌芽指标的计算方法

2.1.5.2 马缨杜鹃萌发后胚根和胚芽长及生物量指标的测定方法

2.1.6 评价方法

2.1.7 数据处理

2.2 结果与分析

2.2.1 六种酚酸对马缨杜鹃种子萌发的影响

2.2.2.1 六种酚酸对马缨杜鹃胚根生长的影响

2.2.2.2 六种酚酸对马缨杜鹃种子胚芽生长的影响

2.2.2.3 六种酚酸对马缨杜鹃种子萌发后生物量的影响

2.2.3 六种酚酸化感效应强度的比较

2.3 讨论

2.3.1 六种酚酸对马缨杜鹃种子萌发的影响

2.3.2 六种酚酸化感效应强度的比较

2.4 小结

3.1 材料与方法

3.1.1 试验材料

3.1.2仪器与试剂

3.1.3 酚酸母液的配置

3.1.4 试验设计

3.1.5光合特性的测定

3.1.6 光合色素含量的测定

3.1.7 气孔特性的观察

3.1.8 数据分析

3.2 结果与分析

3.2.1 酚酸对马缨杜鹃叶片光合特性的影响

3.2.2 酚酸对马缨杜鹃叶片光合色素的影响

3.2.3 酚酸对马缨杜鹃叶片气孔特征的影响

3.2.4 酚酸处理下光合色素和气孔特征对光合特性的RDA分析

3.2.5 光合色素和气孔特征与光合特性值的相关性分析

3.3 讨论

3.3.1 酚酸处理与植物幼苗光合色素

3.3.2 酚酸处理与植物气孔特征

3.3.3 酚酸处理与植物光合特性

3.4 小结

4.1 材料与方法

4.1.1 试验材料

4.1.2 仪器和试剂

4.1.3 试验方法

4.1.4 生理指标的测定

4.1.5 数据处理

4.2 结果与分析

4.2.1 酚酸物质对马缨杜鹃叶片过氧化物酶活性的影响

4.2.2 酚酸物质对马缨杜鹃叶片过氧化氢酶活性的影响

4.2.3 酚酸物质对马缨杜鹃叶片丙二醛含量的影响

4.2.4 酚酸物质对马缨杜鹃叶片脯氨酸的影响

4.2.5 酚酸物质对马缨杜鹃可溶性蛋白质含量的影响

4.2.6 酚酸物质对马缨杜鹃叶片叶绿素含量的影响

4.3讨论

4.4 小结

5.1 材料与方法

5.1.1 试验材料

5.1.2 试验仪器

5.1.3形态指标的测定

5.1.4 光合特性和生理指标对幼苗形态指标的RDA分析

5.1.5 光合特性和生理指标与形态指标的相关性分析

5.1.6 数据处理

5.2 结果与分析

5.2.1 酚酸对马缨杜鹃株高和地径生长的影响

5.2.2 酚酸对马缨杜鹃幼苗生物量的影响

5.2.3 酚酸处理下光合特性和生理指标对幼苗形态的RDA分析

5.2.4 光合特性和生理指标与形态指标的相关性

5.3 讨论

5.4 小结

6.1 酚酸类物质对马缨杜鹃种子萌发影响的评价

6.2 酚酸类物质对马缨杜鹃幼苗光合及气孔影响的评价

6.3 酚酸对马缨杜鹃幼苗生理指标影响的评价

6.4 马缨杜鹃抗逆性强弱评价

致 谢

原 创 性 声 明

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