不同生境的植物种子的生理生态特性的比较研究

	不同生境的植物种子的生理生态特性的比较研究
其他题名	Comparative Study on Physio-ecological Characteristics of Seeds of Different Species in Heterogenous Environments
	唐安军
导师	龙春林
学位专业	植物学
关键词	种子脱水敏感性种子贮藏行为酶促抗氧化系统休眠机制萌发模式生态适应性短命植物
摘要	脱水耐性是种子在成熟过程中逐渐获得的。根据种子的脱水耐性和低温敏感性（贮藏行为），植物种子可分为三大类：正常性种子、顽拗性种子和中间性种子。成熟种子的千粒重、大小、种皮比例、脱落时的含水量及其生境特点等相关信息，可以作为判断种子脱水敏感性程度的重要指标。种子休眠是植物在长期的进化过程中形成的一种重要特性，以适应多变的环境。特殊的种子休眠与萌发机制确保了植物在合适的时空下萌发和幼苗的生长发育。比较分析不同种子的贮藏行为、休眠机理和萌发模式以及与生境的关系，对种子的长期有效保存、植物多样性的保护和可持续利用具有深远的意义。在工作假说“种子诸多的特性变化是与生境相关的”的指导下，我们分析比较了生境迥异的8种植物种子的特性，获得了较多的基础数据，主要结果（论）如下： 1、刺芋（Lasia spinosa）种子是顽拗性的，其适宜的萌发温度介于25-30℃之间；新鲜种子的最适宜的湿藏温度是10℃。当含水量从68.8%（约2.02 g H2O g -1 dry wt）下降到25.9%（约0.35 g H2O g -1 dry wt）时，种子活力下降约50%；在4℃下，含水量为37%的种子被贮藏6个月后的萌发率是18%。西班牙樱桃（Mimusops elengi）种子是中间性的。种子的适宜萌发温度是25、30和20/30℃。当含水量从41.8%下降到10.7%时，种子萌发率是87%；当含水量为5.4%时，种子萌发率仅有23%。在4℃下贮藏1、3或6个月后，含水量为9.8%的西班牙樱桃（M. elengi）种子的萌发率分别为84%、83%和79%。鉴于上述2种种子特性与生态环境的关系，我们推测脱水敏感性种子的成熟脱落与生境的高的水分获得性是一致的，其空间特点比时间模式更显著。 2、在脱水过程中，西班牙樱桃（M. elengi）种子的膜脂过氧化（LP）程度加剧；同时，抗氧化酶的活性也发生显著的变化。在种子脱水过程中，超氧化歧化酶（SOD）的活性先缓慢增加（此时，含水量≥6.1%），而后降低；过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）的活性的变化趋势相似：先逐渐增加（此时的含水量≥10.7%），而后降低；抗坏血酸过氧化物酶（APX）的活性的总的变化趋势是随种子活力的下降而不断下降；脱氢抗坏血酸还原酶（DHAR）和谷胱甘肽还原酶（GR）的活性变化模式相似，即随着含水量的降低，先缓慢增加（此时，种子的含水量≥10.7%），而后迅速下降。这些结果表明，在脱水过程中，种子活力的下降与活性氧的氧化胁迫紧密相关；同时，在严重脱水时，抗氧化酶不能有效地清除具细胞毒性的自由基（包括活性氧），从而导致种子活力下降或丧失。 3、地涌金莲（Musella lasiocarpa）种子具有物理、形态和生理的复合休眠，这种休眠方式是一种新的休眠组合类型。种子的吸水性很差，去除种子的孔盖，水分成为非限制性因子时，种子仍然不能萌发。在层积过程中，胚缓慢地进行器官分化，但是，在暖层积（室温、15和20℃）下，胚的生长和分化较冷层积（4℃）下的快。在层积5个月后，胚的分化虽已完成，而种子却仍然不能萌发。在室温下（18-25℃）层积9个月后，种子的萌发率为仅有3%。在4℃、室温、4/15、15和20℃下层积的种子的萌发率分别是17、32、29、32和37%。随着贮藏时间的延长，除4℃下的种子萌发率降低外，在其他温度下层积的种子萌发率均有所增加。这些结果说明，温度影响胚的分化和生长；胚在形态和生理上达到成熟，是地涌金莲（M. lasiocarpa）种子休眠解除的基础；深度休眠是地涌金莲（M. lasiocarpa）有性繁殖受阻的主要原因，因此，在自然状态下难以通过有性繁殖方式延续后代。在15℃下层积的过程中，地涌金莲种子的内源激素GA3和ABA的含量波动较大。同时，种子的α-淀粉酶和β-淀粉酶逐渐增强；在层积6个月后，α-淀粉酶的活性较缓慢地增加，而β-淀粉酶的活性呈线性增加。这表明，β-淀粉酶活性更能反应种子休眠状态的变化。 4、抱茎独行菜（Lepidium perfoliatum）和无苞芥（Olimarabidopsis pumila）（十字花科，Cruciferae）、细叶鸦葱（Scorzonera pusilla）（菊科，Compositae）、鸢尾蒜（Ixiolirion tataricum）（石蒜科，Amaryllidaceae）和伊犁郁金香（Tulipa iliensis）（百合科，Liliaceae）等5种植物，是生长于同一生境下的短命植物，其种子是正常性的，小而轻，初始含水量＜9%，能快速吸水。抱茎独行菜和无苞芥的种子在成熟时是休眠的；完成后熟的抱茎独行菜和无苞芥的种子是光敏性的，其萌发适宜的温度介于15-25℃之间。细叶鸦葱、鸢尾蒜和伊犁郁金香的种子是非休眠的，在低温（4、5和4/10℃）下能很好地萌发，且光对萌发没有显著的影响；土壤水分是影响种子萌发的最主要的因子。由此推知，同一生境下的植物有着不同的萌发模式，并受温度、光照和土壤水分等生态因子的调控。
语种	中文
	2008-01-26
学位授予单位	中国科学院昆明植物研究所
文献类型	学位论文
条目标识符	http://ir.kib.ac.cn/handle/151853/276
专题	昆明植物所硕博研究生毕业学位论文
推荐引用方式 GB/T 7714	唐安军. 不同生境的植物种子的生理生态特性的比较研究[D]. 昆明植物研究所. 中国科学院昆明植物研究所,2008.

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