拟南芥异速生长指数和个体相互作用的调控规律研究

论文摘要

个体间的相互作用一直以来都是群体生态学研究的一个中心问题。但是相对邻体效应（RNE）等研究个体相互作用的指标在数理统计上的不连续性,一直是困扰这方面研究的一个难题。而相对相互作用指数（RⅡ）的提出为研究植物间的相互作用提供了很大的方便,它能够通过对去除最近邻体和没有去除最近邻体的两组之间的个体平均生物量的对比而计算得出。而自疏法则在密度依赖性死亡发生的情况下将植物的生物量和密度紧密联系在一起。本研究试图在拟南芥群体当中将两者通过一定的指标联系在一起,希望找到一些个体相互作用和自疏法则之间的关系。个体相互作用一般都要基于经典的邻体去除实验,而在本研究当中我们并没有采取邻体去除的办法,而是通过加倍最近邻体间的距离来达到理论上的邻体去除,并且依次设计出一系列的逐级倍减的邻体距离,也是一个逐级增加的密度梯度。RⅡ值和异速生长指数的值都能够通过对照组和模拟去邻体组之间的个体生物量和收割密度来计算获得。我们的研究发现,在同样的邻体距离的水平下,有着更大异速生长指数值的目标植物同时也有着更大的RⅡ值,在两者之间似乎存在有一个同步的正相互作用的关系。于是我们利用播种密度这个参数将RⅡ和异速生长指数相联系在了一起,建立了一个二者之间关系的模型,并且利用拟南芥的密度梯度实验在实验室内初步验证了这个模型。植物群落中叶片的空间分布与该群落的自疏指数具有一定的数值上的相关性。在拟南芥的野生型和脱落酸（ABA）不敏感型（abi2-1）的群落中,我们分别为其莲蓬的叶片设计了分形维数模型,用以检验拟南芥叶片的空间形态和ABA对该模型的影响。研究中我们测出的自疏指数的经验值分别是-1.31（野生型）和-1.45（abi2-1）。然后通过我们的分形维数模型估算出了其叶片空间形态的盒维数值:2.08和2.03。假定在该群落内部的水平上盒维数和分形维数是等价的,即可以估算出另一组自疏指数:-1.40（野生型）和-1.49（abi2-1）。我们也研究了外源ABA的加入对野生型和abi2-1突变体的自疏指数经验值（分别-1.26和-1.43）和利用分形维度估算值（分别是-1.37和-1.46）的影响。自疏指数经验值和估算值在维数的95%的置信区间上被认为是等价的。在实验室我们用两种类型的拟南芥验证了以上的模式,以此说明对ABA的敏感性影响了拟南芥莲蓬叶片的空间形态并因此进一步影响了自疏。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 文献综述
• 1 植物个体相互作用
• 2 群体异速生长（自疏）指数
• 3 分形模型
• 4 脱落酸的生长调节作用
• 本研究要解决的问题和创新点
• 将植物个体相互作用和民事生长指数联系起来
• 拟南芥作为实验材料来研究群体作用
• 将拟南芥的莲蓬叶片的空间分布和自疏指数联系起来
• 材料与方法
• 1 植物材料与培养条件
• 2 个体间相对相互作用的测定
• 3 分形维度在叶片空间分布上的应用
• 4 数据处理
• 结果与分析
• 1 植物个体间相互作用分析
• 2 脱落酸敏感性突变对拟南芥群体自疏指数的影响
• 讨论
• 1 个体间相互作用和异速生长指数
• 2 拟南芥莲蓬叶片的空间分布和自疏指数
• 结语
• 参考文献
• 致谢
• 博士期间科研成果及发表论文