沙棘（Hippophae）土著种和外来种对干旱胁迫的生态适应性分析

论文题目: 沙棘（Hippophae）土著种和外来种对干旱胁迫的生态适应性分析

论文类型: 博士论文

论文专业: 生态学

作者: 刘瑞香

导师: 杨劼

关键词: 沙棘,土著种,外来种,干旱胁迫,生态适应性

文献来源: 内蒙古大学

发表年度: 2005

论文摘要: 中国沙棘(Hippophae rhamnoides sinensis)是在干旱、半干旱区分布的土著种,俄罗斯沙棘(Hippophae rhamnoides)作为外来种,因具有良好的生物学特性和经济效益,在我国的许多地区包括内蒙在内大面积引种栽培。本文在野外沙棘生长的不同生境和田间不同干旱胁迫条件下,从解剖结构、保护酶体系、渗透调节物质、内源激素、光合作用和蒸腾作用的变化以及遗传特征与表型特征的关系等方面对中国沙棘和俄罗斯沙棘进行了系统研究,分析了土著种和外来种对干旱胁迫的生态适应性,研究结果如下: 在解剖结构上,沙棘叶片具有发达的表皮毛,能形成微气候循环、减少水分蒸腾从而避免干旱情况下的过多失水:较厚的角质层也是减小细胞失水的有效途径;叶片具有相对发达的栅栏组织,因此沙棘叶片具备适应干旱的解剖结构。干旱条件下,沙棘的叶片厚度降低,栅栏组织发育强于海绵组织,是沙棘适应干旱环境的对策之一。中国沙棘的栅栏组织与海绵组织厚度之比显著大于俄罗斯沙棘,沙棘雌株的栅栏组织与海绵组织厚度之比大于雄株。因此,从叶片的解剖结构看土著种中国沙棘对干旱的适应性更强,沙棘雌株对干旱的适应性强于雄株。 中国沙棘叶片中的脯氨酸、可溶性糖含量在野外随土壤含水量的降低明显增加,雌株的增加幅度大于雄株。在田间不同的干旱胁迫条件下,沙棘叶片内脯氨酸和可溶性糖含量随着干旱胁迫程度和干旱胁迫时间的延长而增加,脯氨酸积累能力为中国沙棘>俄罗斯沙棘,雌株>雄株,可溶性糖的积累能力因雌、雄株和品种不同而出现一定差异,表现为俄罗斯沙棘>中国沙棘,雌株>雄株;随着干旱胁迫程度的增加,沙棘叶片中脯氨酸和可溶性糖含量变幅增大,干旱逆境激发了沙棘对环境变化的应变潜力。综合脯氨酸和可溶性糖含量的变化,脯氨酸在渗透调节时的贡献更大。 田间不同干旱胁迫条件下,随着土壤含水量的降低,沙棘叶片中的SOD活性在胁迫初期显著降低,随着干旱胁迫时间的延长持续降低,沙棘叶片SOD活性表现为中国沙棘雄株>俄罗斯沙棘雌株>俄罗斯沙棘雄株>中国沙棘雌株;CAT活性在胁迫初期有所升高,之后开始逐渐下降,中国沙棘高于俄罗斯沙棘,雌株高于雄株;膜脂过氧化物质MDA的含量随着干

论文目录:

第一章 前言

第二章 材料与方法

1 研究区和样地概况

1.1 鄂尔多斯高原准格尔旗皇甫川流域

1.2 呼和浩特市郊区坝口子水土保持试验

2 田间试验设计

3 研究对象

4 研究方法

4.1 土壤含水量的测定

4.2 叶片解剖结构

4.3 渗透调节物质脯氨酸和可溶性糖的测定

4.3.1 脯氨酸的测定

4.3.2 可溶性糖的测定

4.4 保护酶活性和膜脂过氧化物质丙二醛含量的测定

4.4.1 酶液提取

4.4.2 SOD活性测定

4.4.3 CAT活性测定

4.4.4 丙二醛含量的测定

4.5 激素的分析测定

4.5.1 样品中激素的提取

4.5.2 激素测定

4.6 光合速率和蒸腾速率的测定

4.7 ISSR标记分析

4.7.1 样本的采集和处理

4.7.2 DNA的提取与检测

4.7.3 PCR反应与条件

4.7.4 引物筛选

4.7.5 扩增产物的分离与检测

5 数据的统计分析

第三章 结果与分析

1 不同土壤水分条件下沙棘叶片的解剖结构

1.1 沙棘叶片的解剖结构

1.2 野外不同生境沙棘叶片的解剖结构变化

1.3 小结

2 干旱胁迫下沙棘叶片脯氨酸和可溶性糖的变化

2.1 野外不同生境沙棘叶片脯氨酸和可溶性糖含量的变化

2.2 田间干旱胁迫下沙棘叶片脯氨酸和可溶性糖的变化

2.3 田间干旱胁迫处理下土壤含水量和叶片脯氨酸含量、可溶性糖含量的回归分析

2.4 小结

3 干旱胁迫下沙棘叶片保护酶活性和膜脂过氧化物质含量的变化

3.1 野外不同土壤水分条件下沙棘SOD、CAT和MDA的变化

3.2 田间干旱胁迫对沙棘叶片SOD、CAT活性和MDA含量的影响

3.3 小结

4 干旱胁迫下沙棘叶片内源激素含量的变化

4.1 野外不同生境和土壤自然水分条件下沙棘叶片内源激素的变化

4.1.1 皇甫川水土试验站不同生境沙棘叶片内源激素的变化

4.1.2 坝口子水土保持试验站自然水分条件下沙棘叶片内源激素的变化

4.2 田间干旱胁迫下沙棘叶片内源激素的变化

4.3 小结

5 干旱胁迫对光合和蒸腾作用的影响

5.1 不同土壤水分条件下沙棘光合速率的变化

5.1.1 野外自然水分条件下及不同生境沙棘光合速率的变化

5.1.2 田间干旱胁迫处理对沙棘光合速率的影响

5.1.3 田间干旱胁迫处理下土壤含水量和光合速率的回归分析

5.2 不同水分条件下蒸腾速率的变化

5.2.1 野外不同生境沙棘蒸腾速率的变化

5.2.2 田间干旱胁迫处理对沙棘蒸腾速率的影响

5.2.3 田间干旱胁迫处理下土壤含水量和蒸腾速率的回归分析

5.3 小结

6 沙棘本地种和外来种抗旱能力的综合评定

6.1 隶属度函数评判不同沙棘的干旱适应性

6.2 小结

7 沙棘本地种和外来种的ISSR分析

7.1 不同引物的多态性信息

7.2 中国沙棘和俄罗斯沙棘的遗传多样性

7.3 不同沙棘的遗传一致度及遗传距离

7.4 小结

第四章 结论与讨论

1 讨论

1.1 土著种中国沙棘和外来种俄罗斯沙棘的叶片解剖结构的生态可塑性

1.2 沙棘的生理生化指标与其环境的协变

1.2.1 渗透调节物质含量的增加时沙棘对干旱逆境适应的对策之一

1.2.2 中国沙棘和俄罗斯沙棘的保护酶活性变化、膜脂过氧化与其干旱适应性的关系

1.2.3 中国沙棘与俄罗斯沙棘的内源激素调节能力与其干旱适应性

1.2.4 土壤水分条件的变化对沙棘光合作用、蒸腾作用的影响

1.3 生物内稳态及耐性限度的调整与环境适应性

1.4 生殖分配与植物的逆境对策

1.5 干旱逆境下植物生命活动中生存与生长取向

1.6 植物抗旱性的评价与沙棘的干旱适应性

1.7 中国沙棘和俄罗斯沙棘遗传特征与表型特征的关系

2 主要结论

文献综述

致谢

参考文献

附图

攻读学位期间发表的学术论文

发布时间: 2005-12-05

参考文献

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