火柴头实生植株光照的生理整合研究

摘要

克隆植物是植物界中一个非常庞大又特别的群类，它在生存、生长、繁殖和利用资源等方面，通常比非克隆植物具有更加大的优势。火柴头（Commelina benghalensis L.）为一年生草本植物，依靠其匍匐茎进行营养繁殖，是一种典型的克隆植物。光照是影响植物存活、生长发育、繁殖的关键因素，生理整合是克隆植物重要的特征，本文采用遮光、切断匍匐茎的方式处理火柴头实生植株，测定火柴头主株和分株各构件的生物量，叶片的含水量、相对电导率、游离Pro含量、可溶性糖含量、MDA含量、抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、叶绿素含量、叶绿素荧光参数，以揭示火柴头在异质的光环境中的生理整合特性。主要得到如下研究结果
　　(1)研究发现火柴头在光胁迫下存在生理整合，且整合方向为双向;叶由分株向主株的整合强度为10％，主株向分株的整合强度为6.6％;茎由分株向主株的整合强度为11.9％，主株向分株的整合强度为7.9％;叶片中可溶性糖的整合，分株向主株的整合强度为9.1％，主株向分株的整合强度为6.6％。
　　(2)研究发现火柴头在全光照时，叶和茎生物量基本相同，也就是说火柴头给叶和茎分配相同的资源。但当分株被遮光时主株的花干重还要大于全不遮时主株花干重，说明当火柴头的分株处于光逆境时，主株光照充足时，火柴头会分配更多资源给主株花苞，表明了分株的营养环境能够影响植株的资源分配格局。也表明整合作用对资源进行了合理分配，从而促进克隆植物表型的改变来适应不同的生境。
　　(3)在生理生化方面，遮光会导致叶绿素含量和光能转化效率降低，导致叶片可溶性糖含量降低以及干物质积累的降低。全遮光还会导致火柴头叶片分株的SOD活性升高、CAT活性下降，主株的POD活性升高。分株CAT活性的降低，可能是H2O2作为一种胁迫信号而激活其它抗氧化保护机制。同时遮光使MDA的含量升高，对膜系统造成了一定程度的伤害，叶片的脯氨酸含量和相对电导率升高。
　　(4)当火柴头主株或分株遮光时，被遮光的主株或分株叶片MDA和Pro的含量较对照高，但又不同程度低于全遮光的植株。由此可知，克隆分株通过生理整合作用，降低了细胞膜受氧化损伤的程度，并通过提高Pro含量整体上增强了对光胁迫的适应性。
　　(5)切断匍匐茎分株遮光后，分株叶片的SPAD值和Fv/Fm值以及叶片含水量比连接分株遮光时低，且达显著水平，证明生理整合可以减少逆境对分株的伤害，延缓分株的衰老。

目录

摘要

符号说明

第一章 文献综述

1．1 克隆植物

1．1．1 克隆生长

1．1．2 克隆植物的等级结构

1．1．3 克隆植物的分类

1．1．4 克隆植物的特性

1．2 生理整合

1．2．1 生理整合的研究进展

1．2．2 生理整合的条件

1．2．3 生理整合的作用

1．2．4 生理整合的研究方法

1．3 弱光胁迫对植物的影响

1．3．1 弱光胁迫对植物生长发育影响

1．3．2 弱光对植物光合特性的影响

1．3．3 弱光对植株的活性氧代谢的影响

1．3．4 弱光胁迫与植物的渗透调节

1．4 本研究目的和意义

1．4．1 研究意义

1．4．2 研究目的

第二章 材料与方法

2．1 实验材料

2．2 实验方法

2．2．1 幼苗的培养

2．2．2 材料处理

2．2．3 生物量的测定

2．2．4 叶片含水量的测定

2．2．5 叶片相对电导率的测定

2．2．6 叶片中游离脯氨酸含量的测定

2．2．7 叶片中可溶性糖含量的测定

2．2．8 叶片中丙二醛(MDA)含量的测定

2．2．9 叶片抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性的测定

2．2．10 叶片叶绿素含量的测定

2．2．11 叶片叶绿素荧光参数的测定

2．2．12 数据统计与分析

第三章 结果与分析

3．1 遮光对火柴生理整合的影响

3．1．1 遮光对火柴头生物量的影响

3．1．2 不同遮光对火柴头生理生化的影响

3．2 切断匍匐茎与遮光对火柴头生理整合的影响

3．2．1 切断匍匐茎与遮光对火柴头生物量的影响

3．2．2 切断匍匐茎与遮光对火柴头生理生化的影响

第四章 讨论

4．1 生理整合对火柴头生物量的影响

4．1．1 遮光对火柴头生物量的影响

4．1．2 切断加遮光对火柴头生物量的影响

4．2 生理整合对火柴头生理生化的影响

4．2．1 生理整合对火柴头叶片水分含量的影响

4．2．2 生理整合对火柴头膜系统的影响

4．2．3 生理整合对火柴头渗透调节物质的影响

4．2．4 生理整合火柴头抗氧化酶活性的影响

4．5．5 生理整合对火柴头叶绿素含量的影响

4．5．6 生理整合对火柴头叶绿素荧光特性的影响

第五章 小结

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文及获奖情况

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