植物生长物质对菹草石芽形成与萌发的调节作用研究

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1、华中农业大学硕士学位论文植物生长物质对菹草石芽形成与萌发的调节作用研究姓名：汪磊申请学位级别：硕士专业：植物生理学指导教师：杨特武20090601植物生长物质对菹草石芽形成1j萌发的训节作用研究捅要’石芽的形成和萌发是典型沉水植物菹草(Po'tamogetonCrispusL．)生命周期中的两个关键环节，对其种群在自然水体中的兴衰具重要影响。本文应用植物生长物质进行外源处理，研究了植物激素类物质在菹草石芽形成和萌发中的调控作用，并探讨了菹草石芽形成和萌发的生理机制及石芽形成对水体磷营养水平的反应，为探索菹草在污染水体

2、中的衰亡机制以及在不良环境下恢复菹草生长提供了一定的实验依据。主要研究结果如下：1．在武昌自然水体中观察表明，菹草在3月下旬进入开花期，4月中旬结实并产生石芽，在5月上中旬石芽逐渐成熟，植株开始衰败。植株叶绿素a含量在盛花期显著增加，随后趋稳定，至植株衰亡期再度上升，而叶绿素b和类胡萝卜素含量起伏较大；植株可溶性蛋白含量在开花期达最大，随后逐渐降低，在接近植株衰亡时短暂增加。植株淀粉、蔗糖及可溶性糖含量在石芽形成期均呈相似的下降趋势，显示三者可能是石芽贮藏物积累的物质来源。2．在0．025～25mg／L的人工控制水体

3、磷浓度范围内，菹草植株茎叶生长及生物量积累差异不大，但随磷水平升高，植株叶绿素a、叶绿素b和类胡萝b素及淀粉含量均而降低，可溶性糖、还原糖和蔗糖含量呈先升后降趋势。植株全磷含量随磷水平升高而增加；植株全氮含量在磷浓度高于O．25meet,时，随磷水平提高而下降，可溶性蛋白含量增加，表明植株在碳氮代谢上对水体磷胁迫具有一定的适应能力。随着磷水平升高，植株形成的石芽干重下降、含水量上升，在磷水平上升到2．5mg／L时达差异显著水平，单株石芽形成数和生物量在磷水平为25mg／L时显著降低。石芽可溶性糖、还原性糖、淀粉的积累

4、量均随磷水平升高而明显降低。说明菹草繁殖体形成对水体磷水平的敏感性大于植株的生长，这可能是富营养化湖泊中菹草种群衰退的机制之一。3．在石芽开始形成前12d，分别应用不同浓度GA3和6-BA并采用不同方式处理培养菹草植株，结果表明，GA3和6-BA不同处理均能有效抑制植株产生繁殖体；其中，GA3及6-BA每隔3d处理1次(4h)的连续处理均可完全抑制植株形成石芽，但低浓度(2．5rag／L)GA3处理的植株仍有少量鳞枝产生。在6-BA处理中，产生的繁殖体在类型、比例及长度、节数等形态上与对照差异较小，而经GA3处理后植

5、株形成的繁殖体中鳞枝比例增加，且繁殖体在长度、节数等形态上与对照存在明显差异，说明细胞分裂素类物质对菹草石芽的产生具重要调控作用。生理生化分析2009年华中农业人学植物生理学硕I：毕业论文表明，细胞分裂素类物质可促进植株体叶绿素及可溶性蛋白含量增加，而赤霉素抑制繁殖体碳水化合物积累从而抑制繁殖体的形成。同时，该两种植物生长物质对植株生长的影响要小于对繁殖体形成的影响。4．在冬季自然条件下，分别应用5I-trnol／L、10¨mol／L脱落酸(S-ABA，天然右旋型ABA)并采取不同方式处理培养在含氮量为0．25meC

6、L、含磷量为0．025mg／L的1％Hoagland培养液中的菹草离体茎段，结果表明，ABA单次处理(4h)对茎段生物量影响不显著，而ABA多次处理(每4d处理4h)，茎段生物量积累变缓，并促进根的伸长，低浓度处理效应强于高浓度处理。虽然ABA处理加快茎段产生分枝，但对最终分枝数的形成影响不明显。两种浓度单次处理及高浓度多次处理的叶绿素及类胡萝b素含量与对照无显著差异，但低浓度多次处理的光合色素含量均高于对照。两种浓度ABA单次处理的植株可溶性蛋白含量较对照显著增加，而多次处理显著降低。在本试验条件下，在不同ABA处

7、理中均未观察到繁殖体的形成。5．分别应用150mg／LGA3、10mg／L6-BA、150mg／LNAA、10mg／L2,4一D处理夏季休眠石芽，在室内自来水中培养，结果表明，上述植物生长物质均能够迅速解除菹草石芽休眠，且石芽出苗数显著增加，其中6-BA处理在促进萌发上效应最强，而GA3处理在促进萌芽生长上效应显著。在萌发过程中，石芽体内淀粉含量在初期显著降低，还原性糖和可溶性糖含量先降后增，说明生长促进型植物生长物质通过影响体内碳水化合物代谢而参与菹草石芽萌发的调节。6．将经上述不同生长调节物质处理后的休眠石芽种植

8、到以水稻土为基质，自来水为上覆水的塑料盆中在夏季高温水体中培养，结果表明，各处理均能显著提高菹草成株数。GA3处理能促进一级分枝生长，但抑制主茎根的生长，效应与NAA处理相似；GA3处理虽抑N-级分枝形成，但促进已形成二级分枝生长，效应与6．BA处理相似。各处理生长植株的繁殖体形成数目及生物量均高于对照，其中以GA3处理的繁殖体和茎叶总生物量最