濒危植物天目铁木和羊角槭的光合及蒸腾特性日动态比较

分别对浙江西天目山濒危植物天目铁木(Ostrya rehderiana)和羊角槭(Acer yangjuechi)进行叶片气体交换参数日动态测定,探讨其光合与蒸腾作用的影响因素,比较光能利用效率和水分利用效率.结果显示,天目铁木的净光合速率日动态有午休现象;当光合有效辐射没有显著差异时,天目铁木的净光合速率显著大于羊角槭(p<0.05),与其林冠层阳生环境相适应;二者光能利用效率日变化无明显差异,但弱光条件下,羊角槭的光能利用效率高于天目铁木(p<0.05),与其林下层耐阴植物的特性相符;二者的水分利用效率日动态不同,羊角槭高于天目铁木(p<0.05),表明羊角槭蒸腾活动降低而导致.

3种浙江特产濒危植物气体交换特征和叶绿素荧光特性研究

在自然条件下,测定了普陀鹅耳枥(Carpinus putoensis),天目铁木(Ostrya rehderiana)和羊角槭(Acer yangjuechi)植物叶片的气体交换参数和叶绿素荧光参数,并对其进行比较。结果表明,3种植物的光补偿点差异较大,其中羊角槭最低,为21.15μmol·m-2·s-1,明显低于其他2个种(分别为164.28和417.10μmol·m-2·s-1);3种植物的最大净光合速率(CO2)存在一定差异,其中普陀鹅耳枥和羊角槭较高,分别为5.52和4.17μmol·m-2·s-1,显著高于天目铁木1.39μmol·m-2·s-1),表明普陀鹅耳枥和羊角槭具有较强的光合能力。羊角槭和普陀鹅耳枥的PSⅡ总的光化学量子产额(Yield)为0.748和0.718,分别是天目铁木的1.24和1.19倍;羊角槭和普陀鹅耳枥的光化学淬灭(qP)为0.953和0.949,分别是天目铁木的1.03和1.02倍。这些荧光指标表明羊角槭和普陀鹅耳枥具有较高的电子传递活性和光能转化效率。

极度濒危树种羊角槭的种胚发育与休眠解除

【目的】揭示羊角槭的种胚发育与萌发抑制机制,获得破除休眠、提高种子发芽率的有效方法,以提高种群繁育效率,扩大羊角槭种群数量以缓解目前极度濒危的生存现状。【方法】连续3年调查统计浙江天目山自然保护区2株人工种植羊角槭种胚发育结实情况,通过白菜种子发芽试验研究种子不同部位(外种皮、内种皮、种胚)的萌发抑制作用,并通过不同处理(剥除外种皮、激素浸种与低温沙藏)探索打破种子休眠促进萌发的方法。【结果】羊角槭种胚发育不良且存在单株个体间差异,3年平均饱满种胚率仅9.73%~33.98%,饱满种胚平均生活力52.22%,饱满种胚率低于其他槭属植物。羊角槭内、外种皮与种胚均存在萌发抑制物质,外种皮与种胚提取物对于白菜种子的萌发抑制作用更强;内源ABA含量测试发现,种胚ABA含量最高,达1 818.58 ng·g^(-1),其次为外种皮1 053.34 ng·g^(-1)、内种皮859.05 ng·g^(-1),种子内各组织的萌发抑制作用与内源ABA含量直接相关;采用不同处理方法(剥除外种皮、激素浸种与低温沙藏)打破休眠试验发现,未剥除种皮种子低温沙藏及种子剥皮室温沙藏均不能萌发,而剥去外种皮种子经一定时间的低温沙藏可打破胚休眠,使得种子萌发率提高到30%;剥去外种皮种子进行不同激素(GA_3,6-BA)、不同浓度与浸种时间处理,发现激素浸种时间对于羊角槭种子发芽率有极显著影响(P<0.01),浸种激素种类或浓度均对羊角槭种子发芽率影响不显著(P>0.05);对剥除外种皮种子配合适当浓度的外源激素(GA_3,6-BA)浸种处理再行低温沙藏可提高羊角槭种子发芽率,其中以100 mg·L^(-1)GA_3或200mg·L^(-1)6-BA浸种12 h效果最好,种胚发芽率分别达到46.67%与43.33%,可作为羊角槭打破休眠促进萌发的适合方法推荐应用。【结论】羊角槭种子败育率高、空瘪现象严重,这与花粉供应限制有关,异株授粉作为自交补充有助于授粉成功、胚发育,在构建保护群落时应避免分散、零散的种植,减小个体间距、促进异交结实,以提高种群繁育效率;羊角槭种子同时存在外种皮强迫休眠和胚休眠,内源ABA是种子萌发的主要抑制物质;通过剥除外种皮结合激素浸种、低温沙藏能够提高种子萌发率。该研究对于扩大羊角槭种群规模、实现这一极小种群树种的种群恢复与可持续保育目标具有重要意义。

极度濒危树种羊角槭花部形态特征及开花动态

以天目山自然保护区人工栽培的濒危树种羊角槭(Acer yangjuechi Fang et P. L. Chiu)为研究对象,于花期观察了花部形态特征、单株与群体水平开花动态,分析开花与结实的关系,结果表明:1.羊角槭花杂性、顶生花序着生有雄花和两性花,两性花多位于花轴顶端,雄花位于侧生轴顶端或下部,花序雄花与两性花数量比为三角槭的2. 6倍,羊角槭枝条两性花偏少; 2.观察到两种形态雄花,Ⅰ型雄花子房微型、柱头极度短缩呈黑点状、花盘较平,Ⅱ型雄花子房退化成一团白色绒毛,2裂柱头隐现,花盘较厚、辐射状凹裂;两性花子房成扁球状突出,柱头显著伸出,花丝长度短于雄花; 3.单株两性花早于雄花开放,两性花集中于3日以内开放,呈集中开放模式,而对应此时同株上只有极个别雄花(7%以下)处于散粉阶段; 4.群体两性花开放时期略早于雄花,二者间存在相对的间隔期。由此对羊角槭开花与种胚发育影响因素进行了探讨。

基于SSR标记羊角槭子一代和子二代的遗传多样性分析

基于13对SSR引物,对分布于浙江省杭州市西天目山的羊角槭(Acer yangjuechi Fang et P.L.Chiu)子一代及子二代群体共66个样株进行遗传参数和遗传聚类分析。结果显示:13对SSR引物对应位点的观测等位基因数(N_(a))和有效等位基因数(N_(e))分别为6~17和2.4~8.5,均值分别为9.8和4.4;羊角槭子一代群体的N_(a)和N_(e)值分别为5.7和3.9,分别较子二代群体减少了3.5和1.1。羊角槭子一代群体的观测杂合度略高于子二代群体,子一代群体的等位基因丰富度(3.461)和私有等位基因丰富度(1.648)低于子二代群体。羊角槭66个样株间的遗传相似系数为0.540~0.908。基于遗传相似系数的UPGMA聚类分析结果显示:以遗传相似系数0.709为阈值,羊角槭66个样株分为A、B和C 3组,A组包括51个样株,以遗传相似系数0.723为阈值可进一步分为A_(1)和A_(2)2个亚组;B组包括14个样株,以遗传相似系数0.718为阈值可进一步分为B_(1)和B_(2)2个亚组,即Y5、Y22和Y23样株聚为B_(2)亚组,其他11个样株聚为B_(1)亚组;C组仅有Y66样株。综合分析认为,羊角槭群体的遗传多样性水平整体较高,且子二代群体的遗传多样性略高于子一代群体,羊角槭群体具有一定的进化潜力,可采集亲缘关系较远植株的种子进行人工培养,并开展人工杂交授粉,扩大羊角槭的遗传变异,丰富其遗传信息。

羊角槭愈伤组织诱导、增殖与分化

以羊角槭Acer yangjuechi幼嫩茎段和叶片为外植体,研究基本培养基和植物生长调节剂6-苄氨基腺嘌呤(6-BA),萘乙酸(NAA),激动素(KT)和N-苯基-N′^(-1),2,3-噻二唑-5-脲(TDZ)对愈伤组织诱导、增殖与分化的影响。试验通过植物组织培养技术诱导外植体产生愈伤组织,并对愈伤组织进行增殖与分化。结果表明:最适宜愈伤组织诱导的外植体为茎段,基本培养基和适当的植物生长调节剂配比均能促进愈伤组织的诱导增殖与分化;诱导效果最好的基本培养基为木本植物培养基(WPM培养基)。在诱导中, 6-BA的效果显著高于NAA和KT。羊角槭愈伤组织诱导最佳培养基为WPM+0.3 mg·L^(-1)NAA+0.5 mg·L^(-1)KT+0.5 mg·L^(-1)6-BA,诱导率达62.9%;愈伤组织增殖最佳培养基为WPM+1.0 mg·L^(-1)6-BA+0.1 mg·L^(-1)NAA,增殖倍数达2.4倍。TDZ对分化有重要作用, WPM+1.0 mg·L^(-1)6-BA+0.1 mg·L^(-1)NAA+1.5 mg·L^(-1)TDZ能促进愈伤组织产生最多不定芽芽点。