沙芥與斧形沙芥生理生態(tài)適應(yīng)性及生殖生物學(xué)研究.pdf

1、沙芥和斧形沙芥是十字花科(Cniciferae)沙芥屬(Pugionium Gaertn)二年生草本植物，該屬是亞洲中部蒙古高原沙地的特有屬，其中沙芥為中國的特有種，斧形(翅)沙芥于1992年被列為瀕危種。本論文以沙芥和斧形沙芥為試材，研究了水分、沙埋、高韞對(duì)其萌發(fā)、出苗、成苗的影響及根系發(fā)育，生殖和傳粉生物學(xué)，以期掌擔(dān)其生理生態(tài)適應(yīng)性，為沙芥和斧形沙芥的生存與繁衍機(jī)制的研究奠定理論基礎(chǔ)。為恢復(fù)自然植被、保護(hù)和擴(kuò)大野生資源及人工栽培提供

2、實(shí)踐指導(dǎo)。其主要研究結(jié)果如下：
　　 1．沙芥與斧形沙芥種子萌發(fā)對(duì)水分翱沙埋的生理生態(tài)適應(yīng)性
　　 (1)沙芥和斧形沙芥果實(shí)能夠萌發(fā)的土壤古水量范均均為2～20％適宜萌發(fā)的土壤含水量為6～12％；果實(shí)能夠出苗的土壤含水量均為3~20％。果實(shí)適宣出苗的土壤含水量范圍均為6～16‰說明極低的土壤含水量就能滿足果實(shí)萌發(fā)與幼苗出土的適宣條件，其種子萌發(fā)機(jī)制表現(xiàn)了對(duì)沙生環(huán)境極強(qiáng)的適應(yīng)性。
　　 (2)當(dāng)土壤含水量為6～12

3、％時(shí)，沙芥與斧形沙芥幼苗生物量顯著高于其他處理，當(dāng)土壤古水量為3～8％和4～8％時(shí)，二者根冠比分別達(dá)到最大。
　　 (3)沙芥與斧形沙芥最適宜的的供水量分別為：高于當(dāng)?shù)?且降雨量的50％和接近當(dāng)?shù)?月的降雨量；當(dāng)降雨量為當(dāng)?shù)?月平均降雨量(50mm/month)，沙埋深度1～4cm可以出苗；當(dāng)降雨量為當(dāng)?shù)?月的降雨量(100mm/mmonth)，沙埋深度分荊1～8cm、0～4cm均可出苗。最適宣的沙埋深度分別為2cm和1cm，說

4、明斧形沙芥種子萌發(fā)期和幼苗出土期的抗旱性強(qiáng)于沙芥，但沙芥較斧形沙芥耐沙埋。
　　 2.沙芥與斧形沙芥幼苗生長對(duì)溫度和沙埋深度的生理生態(tài)適應(yīng)性
　　 (1)沙芥與斧形沙芥熱處理出現(xiàn)輕微熱害癥狀分別為：45℃/2h和40℃/24h:熱處理直接導(dǎo)致植株死亡：沙芥50℃／24h、60℃/3h;斧形沙芥45℃／24h、50℃，8h和60℃/2h，說明沙芥比斧形沙芥耐高溫。
　　 (2)不同溫度對(duì)葉綠素?zé)晒鈪?shù)的影響分析，5

5、0℃墾著影響沙芥光臺(tái)作用，40℃顯著影響斧形沙芥光合作用，60℃嚴(yán)重破壞沙芥與斧形沙芥的光臺(tái)作用，說明涉芥比斧形沙芥耐高溫。
　　 (3)當(dāng)涉埋深度選沙芥與井形涉井幼苗高度的1/3時(shí)，有利干促進(jìn)其生長；當(dāng)沙埋深度達(dá)幼苗高度2/3時(shí)，抑制其生長，二者通過延長節(jié)間來適應(yīng)沙埋。幼苗全部沙埋存活率為0％沙埋2／3，存活率分別為80％、60％：沙埋1/2和1/3，存活率為100％。
　　 3．沙芥與斧形沙芥檀株葉片水分生理和根系生

6、長對(duì)生態(tài)的適應(yīng)性
　　 (1)沙芥與斧形沙芥葉片的相對(duì)古水量、自然飽和虧、臨界飽和虧和需承程度的各水分生理指標(biāo)，雖然存在一定不同，但未形成顯著差異；水勢日變化呈現(xiàn)單峰曲線，在11:00～15:00均處于最低值。沙齊與斧形沙芥自然狀態(tài)下脫水幅度變化相戧，轉(zhuǎn)折拐點(diǎn)分別12．77h和11.00h。
　　 (2)沙芥和斧形沙芥自然種群二年生植株根系周圍的土壤含水量分別為3.13±0．46％、1.90±0．68％：一年生分別為2．

7、68±0.11％、2.50±0．45％。
　　 (3)沙芥與斧形沙芥的主根垂直，水平根系發(fā)達(dá)；一年生(沙芥29片葉、斧形沙芥23片葉)側(cè)根分布最大的土層深度為20～40crA、最大的區(qū)域均為；深度20～40cm、半徑為O～40cm的范圍內(nèi)。二年生側(cè)根分布最大的土層深度都為40～60cm、最大的區(qū)域均為：深度均為40-60cm、距主根0-40cm的半徑范圍內(nèi)。沙芥和斧形沙芥?zhèn)雀烤S著距主根水平距離的增大分別呈對(duì)數(shù)函數(shù)和指數(shù)函數(shù)

8、關(guān)系減少。
　　 4．沙芥與斧形沙芥太小孢子的發(fā)生及雌雄配子體的發(fā)育
　　 (1)沙芥與斧形沙芥大小孢予的發(fā)生及雌雄配子體的發(fā)育基本一致；
　　 (2)小孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂過程的胞質(zhì)分裂屬于同時(shí)型，四分體的排列方式為四面體型，成熱花粉為3細(xì)胞花粉。
　　 (3)花藥其4個(gè)藥室，花藥壁發(fā)育為雙子葉植物型，腺質(zhì)絨氈層。
　　 (4)胚珠2室，每室1枚彎生胚珠，寥型胚囊。
　　 (5)胚珠發(fā)育開

9、始略遲于花藥發(fā)育。小孢子母細(xì)胞已進(jìn)入減數(shù)分裂階段，胚珠中才分化出孢原細(xì)胞。雄配于當(dāng)形成功能大孢子之后，雌配子體發(fā)育相當(dāng)迅速。
　　 5．沙芥與斧形沙芥?zhèn)鞣凵飳W(xué)
　　 (1)沙芥與斧形抄芥開花呈單峰曲線，在自然生境區(qū)日開花高峰分別為18：00-19：00和19：00-20：00。
　　 (2)沙芥與斧形沙芥花粉萌發(fā)的最佳培養(yǎng)基分別為25％蔗糖+0.001％硼酸和30％蔗糖+0.005％硼酸；花粉萌發(fā)的溫度范圍均為

10、15～38℃，最適萌發(fā)溫度為25℃：從花冠松動(dòng)到開花后1611花粉活力最高；花粉適宣的儲(chǔ)藏期，在室溫下為1d、在4℃下為7d；開花后24～48h、柱頭可授性最強(qiáng)．是授粉的最佳時(shí)期。其開花日高峰和花粉萌發(fā)特性表現(xiàn)了對(duì)沙區(qū)環(huán)境的適應(yīng)性。
　　 (3)沙芥?zhèn)鞣勖浇橹?，風(fēng)的飄移能力非常微弱。自然種群的訪花昆蟲，沙芥有19種，分屬于6個(gè)目；斧形沙芥有7種，分屬于4個(gè)目。沙芥與斧形沙芥自然種群主要傳粉昆蟲的訪花頻率呈雙峰曲線，高峰時(shí)分別為7