毛白杨化感作用及其酚酸物质对其幼苗生长与生理影响研究

摘要

本文从化感作用研究中淋溶作用的角度，采用土培方法，研究毛白杨不同器官及土壤水浸提液物对其幼苗生长的影响；采用高效液相色谱技术，鉴定了毛白杨不同器官中主要酚酸的种类、含量及在土壤中的时空分布特征；通过生物测定的方法测定了8种酚酸对毛白杨幼苗生长的影响；并通过基质培养的方法，研究了对羟基苯甲酸和肉桂酸对毛白杨幼苗生理生化指标的影响。主要结果如下：
　　 1.除了0.01g·ml-1毛白杨土壤、枝条浸提液对其幼苗的苗高和地茎生长有促进作用，0.01g'ml-1根浸提液在对苗高生长有轻微的促进作用以外，毛白杨根系、枝条、土壤、鲜叶和枯落叶浸提液对幼苗的苗高和地茎，根系活力、根、茎、叶的鲜重和干重均表现不同程度的抑制作用，且随着浸提液浓度的增加，对幼苗生长的抑制作用越强。毛白杨不同器官及土壤浸提液对幼苗生长的抑制强度由强到弱依次为：枯落叶、鲜叶、根系、枝条、土壤。
　　 2.毛白杨不同器官中均检测到对羟基苯甲酸、肉桂酸、阿魏酸、丁香酸、香豆酸、邻苯二酚、水杨酸、香豆酸，但不同器官总酚酸含量不同。8a生毛白杨根系、枝条、枯落叶、鲜叶中8种酚酸总量分别为1060.97，896.48，1191.23，1325.90μg·g-1干重；根系和枝条中肉桂酸、邻苯二酚、水杨酸含量相对含量较高，根系中3种酚酸分别占总酸的42.71％，13.83％，12.86％，枝条中分别占总酸的44.73％，10.77％，11.07％；鲜叶和枯落叶中肉桂酸、对羟基苯甲酸、水杨酸含量相对含量较高，鲜叶中3种酚酸分别占总酸的47.37％，14.21％，11.46％，枯叶中分别占总酸的55.70％，13.28％，11.47％。在4种器官中，香豆酸占总酸含量最低。
　　 3.毛白杨鲜叶中酚酸总量与树龄呈正相关关系，1，8，20，40a生鲜叶中酚酸总量依次为415，1191.23，1419.43，1624.61μg·g-1干重。1a生毛白杨新鲜叶片中，肉桂酸、邻苯二酚和绿原酸的含量较高；8a生毛白杨新鲜叶片中，肉桂酸、对羟基苯甲酸、水杨酸含量较高；20a生毛白杨新鲜叶片中肉桂酸、水杨酸和阿魏酸的含量较高；40a生毛白杨新鲜叶片中肉桂酸、水杨酸和对羟基苯甲酸的含量较高。
　　 4.肉桂酸、邻苯二酚和对羟基苯甲酸是根际土壤中主要的化感物质。在整个生长季节，根际土中酚酸含量在6月和10月出现两次高峰，酚酸总量分别达到954.51μg·g-1和2132.24μg·g-1。在距树干0-100cm的范围内，随着水平距离的增加，根周围土壤8种酚酸总量依次减少；在距树干水平方向25cm处，随着垂直距离的增大，总酚酸含量依次下降。根周围土壤中酚酸的总量远小于根际土中酚酸的含量。
　　 5.生物测定结果表明对羟基苯甲酸、肉桂酸和阿魏酸对幼苗胚根的抑制作用最强。其次是邻苯二酚、水杨酸、丁香酸、香豆酸，绿原酸。
　　 6.肉桂酸和对羟基苯甲酸降低了毛白杨幼苗叶片SOD活性，提高了CAT活性、MDA含量和相对电导率。随着胁迫时间的增加，SOD活性前期降低，后期回升。MDA含量和相对电导率，随着处理浓度和胁迫时间的增加，MDA含量和相对电导率呈增加的趋势。在2.5-5mM浓度下，随着胁迫时间的增加，幼苗CAT的活性逐渐升高；在10，15mM浓度下，CAT活性先升高，在第20d显著下降。两种化感物质对POD活性的影响不同。肉桂酸在低浓度下，对POD活性有促进。对羟基苯甲酸各浓度处理下，对幼苗POD活性均表现抑制作用。
　　 7.肉桂酸和对羟基苯甲酸均提高了幼苗叶片ABA含量，但降低IAA，ZR，GA3的含量。随着胁迫时间的延长，2.5mM和5mM浓度下，ABA含量先升高后下降，肉桂酸处理下降的时间滞后于对羟基苯甲酸。在10mM和15mM浓度下，ABA含量持续增加。随胁迫时问的延长，低浓度下，ZR，GA3含量先降低后升高；高浓度时，一直呈下降的趋势。肉桂酸处理的幼苗在胁迫前期IAA含量下降，后期回升；而对羟基苯甲酸在10，15mM时，幼苗IAA含量呈持续下降的趋势。
　　 8.随着肉桂酸和对羟基苯甲酸浓度的提高，幼苗叶片的叶绿素含量，净光合速率，气孔导度和蒸腾速率逐渐降低，但两种物质对胞间二氧化碳浓度有促进和抑制双重的作用。在低浓度下(2.5mM或5mM)，随着胁迫时间的延长，叶绿素含量，净光合速率，气孔导度和蒸腾速率先降低，后回升；在高浓度下，随胁迫时间的延长，叶绿素含量，净光合速率，气孔导度和蒸腾速率逐渐降低。
　　 9.对羟基苯甲酸和肉柱酸在高浓度下显著抑制了毛白杨幼苗根、茎、叶对N，P，K，Ca，Mg大量元素和Fe，Mn，Cu，Zn微量元素的的吸收和利用；肉桂酸在2.5mM低浓度下，促进幼苗根和茎对N元素的吸收。肉桂酸在2.5-5mM时，促进了幼苗茎和叶对Cu元素的吸收，在2.5mM促进根对Fe，Mg元素的吸收；对羟基苯甲酸在2.5mM时，幼苗茎和叶片Cu离子含量分别比对照提高了8.21％和10.67％。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章引言

1.1化感作用的定义

1.2化感物质的定义、合成途径及种类

1.2.1化感物质的定义

1.2.2化感物质(作用)存在的证据

1.2.3化感物质的种类

1.2.4化感物质的合成途径及调控

1.3化感物质的释放途径

1.3.1淋溶

1.3.2挥发

1.3.3根系分泌

1.3.4植物残体分解

1.3.5种子萌发和花粉传播

1.4化感作物的生物测定方法

1.5化感物质的提取、分离和鉴定方法

1.6化感作用的机理

1.6.1对细胞分裂及伸长及亚显微结构的影响

1.6.2对生物膜功能的影响

1.6.3对水分和矿质元素吸收的影响

1.6.4对酶活性的影响

1.6.5对植物生长激素的影响

1.6.6对光合作用的影响

1.6.7对蛋白质合成及核酸代谢的影响

1.7化感作用在林业生产和生态建设中的效应

1.7.1影响森林更新及自毒作用

1.7.2影响混交林经营和农林复合经营

1.7.3影响植物群落演替

1.7.4影响植被类型形成

1.7.5化感物质与生物入侵

1.8本论文研究的目的意义

1.8.1杨树的化感作用

1.8.2技术路线

第二章毛白杨各器官及土壤浸提液对其幼苗生长的影响

2.1.材料与方法

2.1.1采样地的基本概况

2.1.2试验材料

2.1.3试验方法

2.2结果与分析

2.2.1毛白杨浸提液对其幼苗地径和苗高的影响

2.2.2毛白杨浸提液对其幼苗根生长的影响

2.2.3毛白杨浸提液对其幼苗茎生长的影响

2.2.4毛白杨浸提液对其幼苗叶生长的影响

2.3结论与讨论

2.3.1结果与结论

2.3.2讨论

第三章毛白杨树体及土壤中酚类物质的含量分析及其对毛白杨幼苗胚根生长的影响

3.1试验材料与方法

3.1.1试验材料

3.1.2试验方法

3.2结果与分析

3.2.1毛白杨(8a生)不同器官中酚酸类物质的含量

3.2.2毛白杨不同树龄叶片中酚酸含量的变化

3.2.3毛白杨(8a生)根际土酚酸含量的动态变化

3.2.4毛白杨(8a生)根周围土壤酚酸的空间分布

3.2.5 8种酚酸对杨树幼苗胚根生长的影响

3.3讨论

3.3.1不同器官中酚酸含量的差异

3.3.2不同树龄叶片中酚酸含量的差异

3.3.3根际土中酚酸含量的动态变化

3.3.4根周围土壤酚酸含量的空间分布

3.3.5不同酚酸对毛白杨胚根生长的影响

第四章肉桂酸和对羟基苯甲酸对毛白杨幼苗叶片抗氧化酶活性的影响

4.1材料与方法

4.1.1试验材料

4.1.2化感物质对毛白杨幼苗的处理

4.1.3生理生化指标的测定

4.1.4数据分析

4.2结果分析

4.2.1两种化感物质对毛白杨幼苗超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响

4.2.2两种化感物质对毛白杨幼苗过氧化物酶(POD)活性的影响

4.2.3两种化感物质对毛白杨幼苗过氧化氢酶(CAT)活性的影响

4.2.4两种化感物质对毛白杨幼苗丙二醛(MDA)含量的影响

4.2.5两种化感物质对毛白杨幼苗细胞膜透性的影响

4.3结论与讨论

第五章 肉桂酸和对羟基苯甲酸对毛白杨叶片内源激素的影响

5.1材料与方法

5.1.1毛白杨幼苗的准备及处理

5.1.2测定方法

5.2结果与分析

5.2.1两种化感物质对毛白杨幼苗脱落酸(ABA)含量的影响

5.2.2两种化感物质对毛白杨幼苗吲哚乙酸(IAA)含量的影响

5.2.3两种化感物质对毛白杨幼苗玉米素(ZR)含量的影响

5.2.4两种化感物质对毛白杨幼苗赤霉素(GA3)含量的影响

5.3结论与讨论

第六章肉桂酸和对羟基苯甲酸对毛白杨幼苗叶绿素含量和光合作用的影响

6.1试验材料与方法

6.1.1试验材料

6.1.2测定方法

6.2.结果与分析

6.2.1两种化感物质对毛白杨幼苗叶绿素含量的影响

6.2.2两种化感物质对毛白杨幼苗净光合速率(Pn)的影响

6.2.3两种化感物质对毛白杨幼苗气孔导度(Gs)的影响

6.2.4两种化感物质对毛白杨幼苗胞间二氧化碳浓度(Ci)的影响

6.2.5两种化感物质对毛白杨幼苗叶片蒸腾速率(Tr)的影响

6.3结论与讨论

第七章肉桂酸和对羟基苯甲酸对毛白杨幼苗矿质营养吸收的影响

7.1试验材料与方法

7.1.1试验材料

7.1.2测定方法

7.2结果与分析

7.2.1两种化感物质对毛白杨幼苗根系活力的影响

7.2.2两种化感物质对毛白杨幼苗N元素吸收的影响

7.2.3两种化感物质对毛白杨幼苗P元素吸收的影响

7.2.4两种化感物质对毛白杨幼苗K元素吸收的影响

7.2.5.两种化感物质对毛白杨幼苗Ca元素吸收的影响

7.2.6两种化感物质对毛白杨幼苗Mg元素吸收的影响

7.2.7两种化感物质对毛白杨幼苗Zn元素吸收的影响

7.2.8两种化感物质对毛白杨幼苗Fe元素吸收的影响

7.2.9两种化感物质对毛白杨幼苗Cu元素吸收的影响

7.2.10两种化感物质对毛白杨幼苗Mn元素吸收的影响

7.3结论与讨论

第八章结论与展望

8.1结论

8.1.1毛白杨自毒作用潜势评价

8.1.2毛白杨树体及土壤中酚酸类物质的含量分析

8.1.3 8种酚酸对毛白杨幼苗胚根生长的影响

8.1.4肉桂酸和对羟基苯甲酸对毛白杨叶片抗氧化酶活性和MDA含量的影响

8.1.5肉桂酸和对羟基苯甲酸对毛白杨叶片内源激素的影响

8.1.6肉桂酸和对羟基苯甲酸对幼苗叶绿素含量和光合作用的影响

8.1.7肉桂酸和对羟基苯甲酸对毛白杨幼苗营养吸收的影响

8.2本研究的创新之处

8.3展望

参考文献

作者简历

在读期间发表的学术论文

致 谢

发表论文一

发表论文二

发表论文三