赤霉素浓度和光照条件对濒危植物天目铁木种子萌发和植株生长量的影响

以国家一级重点保护野生植物天目铁木(Ostrya rehderiana chun)为材料,对在杭州植物园迁地保护的天目铁木进行了研究,试验设置300、600、900 mg/L赤霉素溶液3个浓度的植物生长调节剂处理(以清水作为对照),全阳、半阴和全阴不同光照条件处理,对天目铁木种子萌发和植株生长量等进行了研究。结果表明,不同处理对天目铁木种子萌发率的影响极显著(P<0.01),其中600 mg/L赤霉素处理的种子萌发率最高,为13.11%±0.87%;一年生天目铁木幼苗的苗高为(32.73±0.14)cm,地径为(1.16±0.04)cm;不同树龄天目铁木幼苗的苗高和地径年生长量都有1个明显的高峰期,均为第5年,峰值分别达36.57、0.32 cm;全阳条件下天目铁木的苗高、地径和冠幅生长均为最快。

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.

濒危植物天目铁木遗传多样性的RAPD分析

濒危植物天目铁木Ostrya rehderiana现仅在天目山残存5株野生植株,是国家一级保护植物。为研究该物种繁殖与复壮的有效途径,利用随机扩增多态性DNA（RAPD）标记,对这5株天目铁木的遗传多样性和遗传分化进行基因组DNA多态性分析,统计18个扩增较为稳定的引物在5个DNA样品中扩增的电泳带总数与多态带的数目。结果显示：共扩增出176个DNA片段,片段大小为200~2 800 bp,其中多态性谱带为88条,占50%,表现出了丰富的RAPD多态性。根据遗传距离,利用UPGMA构建了个体亲缘关系树状图。结果表明,4号和5号植株间亲缘关系最近,遗传距离为0.133 5,1号和3号植株间亲缘关系最远,遗传距离为0.461 0,1号植株与其他4株的亲缘关系均较远,遗传距离为0.366 5~0.461 0,聚类时被聚在其他4株之外。这一结果与5株间物理距离分布的位置差异相符。

天目铁木愈伤组织和芽苗诱导技术

以天目铁木嫩茎尖为外植体,应用均匀设计法筛选其基部愈伤组织诱导和愈伤组织再分化芽苗的最适合培养基.结果表明,最适合的嫩茎尖基部愈伤组织诱导培养基为1/2DR+TDZ 2.30 mg.L-1+2,4-D 0.55mg.L-1,诱导率为93.5%;愈伤组织芽苗再分化培养基为1/2DR+TDZ 3.30mg.L-1+KT 0.70mg.L-1,分化率达99.8%以上.成功建立了天目铁木嫩茎尖离体诱导愈伤组织和芽苗再分化体系,且再生芽苗与野生植株染色体数目相同.

天目铁木雄花序内源多胺的HPLC分析及其动态变化

采用高效液相色谱法(HPLC)对天目铁木不同时期的雄花序3种内源多胺—腐胺(Put)、精胺(Spm)、亚精胺(Spd)进行测定分析。结果发现:(1)适宜的苯甲酰化反应条件为37℃、30 min。(2)将色谱条件设定为检测波长254 nm,流动相配比甲醇︰水为60:40,流速0.6 mL.min-1,柱温30℃,进样量5μL。在该条件下内源多胺出峰和分离效果最佳。(3)在采样期间,雄花序中Spd含量最高,Spm次之,Put最少,且3种内源多胺含量均呈先升高后降低趋势,变幅明显。采用优化的HPLC法可有效快速地测定天目铁木雄花序的内源腐胺、精胺和亚精胺,并初步揭示了雄花序发育过程中3种内源多胺的变化趋势。

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。

天目铁木丛生芽诱导和试管苗保存技术

以天目铁木嫩茎为外植体,应用均匀设计法筛选其基部直接再生丛生芽苗和试管苗保存的最适合培养基。结果表明,最适合的嫩茎尖基部再生芽苗培养基为:1/4 DR+TDZ 3.80 mg/L+NAA 0.03 mg/L+KT 1.50mg/L,诱导率达99.0%以上;试管苗保存培养基为:1/8 DR+TDZ 0.45 mg/L+KT 1.60 mg/L+根皮苷2.80 mg/L,在试管内保存18个月,平均生长率为2.26%。成功建立了天目铁木嫩茎基部直接再生丛生芽苗和试管苗保存体系。

天目铁木物理力学性质初步分析

对天目铁木进行物理力学性质测试与分析,结果表明,天目铁木木材的气干密度为0.721g.cm-3,弹性模量11.2Gpa,弦向抗弯强度104.9Mpa,顺纹抗压强度46Mpa,顺纹抗拉强度126.7Mpa,综合强度为150.9MPa,物理力学性能属于中等。

天目铁木生长节律的观察

根据1987和1988两年对天目铁木成龄、幼龄树木和苗木生长和发育进程的观测资料,结合两年气象因素的变化,我们报道了此一珍稀树种的年生长发育周期及其与气象因素的关系。观测表明,2月中旬,日均气温2℃以上,芽开始萌动,3月中旬展叶,4月中旬新梢伸长至7月伸长结束,无二次抽梢。雄花序于2月中旬萌动,4月中上旬开放,下旬花谢。6月初形成新的雄花序。雌花序在4月中旬开放,受粉后于6月初出现花被。果实经过大约160～180d生长,于9～10月成熟。种子春播,4月中旬萌发,少数种子可延迟至第2年发芽。在4～5月份气温20℃以下时,幼苗生长缓慢,6月中旬至9月中旬日均气温22～25℃,月降水量200mm左右为苗木生长高峰期。在水肥供应充分时,苗木速生,高径比较大,根系分布较浅,易风倒。造林时宜深栽。

濒危植物天目铁木种子休眠及萌发特征研究

对2008年和2009年采自浙江天目山的野生天目铁木植株的种子进行萌发实验,以探讨种子的休眠及萌发特征.设置不同的低温储存时间、赤霉素浓度、变温温度、有无光照及不同的发芽基质等条件,比较种子在不同条件下的萌发率.结果表明,吸水实验中种子浸水4 h后吸水率20%,与浸种前重量有明显差异(P<0.05,t-test),表明不属于结构休眠类型.采种后经过短期低温(约4周)储存的种子累积萌发率高于经过较长时间低温(约16周)储存的种子萌发率(p<0.05,t-test),表明种子在低温下被诱导休眠并降低了发芽潜力.种子萌发需要较长时间的高温打破休眠(MLG为54 d),推测可能属于较深的生理休眠类型.赤霉酸对天目铁木种子萌发有显著的促进作用,15/25℃加之施用浓度为400或600 mg·L^(-1)的赤霉酸,是种子适宜的萌发条件.在天目铁木迁地保护中,可采种后人工施加赤霉酸,立即在恒温培养箱中萌发,以获得较高的萌发率.

极小种群植物天目铁木的濒危机制

我国的极小种群植物多数为我国特有物种,对物种多样性的维持具有重要意义。天目铁木作为浙江省特有的极小种群野生植物,野生植株仅存5株,分布地域狭窄,其濒危机制的揭示是种群得以保护和恢复的重要基础。本文从气候变化、人为干扰和病虫危害等外部因素,以及天目铁木自身的光合能力、生长节律、种子活力和遗传多样性等内部因素2个角度综述了天目铁木濒危机制的研究进展:1)外部因素:第四纪冰期以来的气候变化,导致天目铁木有效种群数量急剧减少;人为干扰导致天目铁木生存压力增大,种群规模进一步减小;病虫害对其幼苗的存活也存在一定影响。2)内部因素:天目铁木较窄的光适应范围和较低的光合速率使其在群落光照资源竞争中处于劣势,环境适应能力较弱;雌雄花授粉时间短,花粉萌发率低、寿命较短等生长节律特点导致其种子产量低、品质差;种子结构特点及内源营养物质、植物激素的限制造成其种子萌发条件苛刻,萌发率低,自然更新幼苗数量十分有限;极小的种群规模、低水平的遗传多样性引发天目铁木近交严重,子代个体杂合度降低,遗传力、生殖力、生活力、适应力减弱。综上,人为干扰和气候变化应是天目铁木种群规模急剧减小的直接原因;极小的种群规模导致其近亲交配更为频繁,遗传多样性降低,进而导致其生殖生长发育存在潜在的缺陷;加之天目铁木所处群落中其他种群的资源竞争,幼苗自然更新存在很大困难,种群规模难以恢复。然而,针对天目铁木这样遗传多样性低的极小种群植物,早期保护工作多集中于濒危因素的去除或控制,对其特有的遗传学问题则缺乏考虑。因此,为有效保护天目铁木,应当科学设计人工杂交策略、结合无性繁殖技术,增加野生个体繁殖力,在有限基因库中尽可能维持其遗传多样性,结合就地保护、迁地保护、野外回归等多种手段,最终使这一物种得以保护和恢复。

天目铁木和多脉铁木不同器官氮磷钾生态化学计量特征

【目的】研究天目铁木Ostrya rehderiana和多脉铁木O.multinervis等2种极小种群植物不同器官的化学计量特征,推测2种植物生长的限制性元素,为林地土壤管理提供科学依据。【方法】以天目铁木和多脉铁木为研究对象,对植物根、枝、叶、树皮全氮、全磷、全钾的质量分数以及土壤基本理化性质进行了测定。采用SPSS软件进行差异显著性检验,分析2种植物不同器官之间的差异。【结果】天目铁木的氮、钾质量分数从大到小依次为叶、枝、皮、根,磷质量分数从大到小依次为枝、根、叶、皮;多脉铁木的氮、钾质量分数从大到小依次为叶、枝、根、皮,磷质量分数从大到小依次为根、枝、叶、皮。天目铁木的氮磷比平均值为3.18~19.22,氮钾比平均值为1.60~2.56,钾磷比平均值为1.97~11.80。多脉铁木氮磷比平均值为3.57~28.43,氮钾比平均值为1.14~4.59,钾磷比平均值为2.77~11.77。2种树种不同器官之间氮、磷、钾生态化学计量特征较为相似,仅多脉铁木根中的氮和叶、枝中的钾显著高于天目铁木的对应器官(P<0.05)。【结论】影响天目铁木生长的限制性元素是氮和磷,影响多脉铁木生长的限制性元素是磷。因此,在林地土壤管理中,天目铁木应适当增施氮肥和磷肥,而多脉铁木则应适当增施磷肥。

基于高通量测序的天目铁木转录组分析

天目铁木为中国特有的珍稀濒危植物,5株原生株分布在浙江西天目山。随着环境条件的不断恶化,对濒危植物的保护变得尤为重要,从20世纪80年代初开始对天目铁木开展研究,然而到目前为止对于天目铁木分子生物学和基因功能方面的研究仍旧较少。为了获得天目铁木的基因数据和初步了解基因功能,本研究利用Illumina Hiseq高通量测序平台对天目铁木转录组进行测序,经Trinity软件组装得到58386条Unigene。利用BLAST软件将得到的Unigene与Nr、Swiss-Prot、Go等7大公共数据库进行同源比对。最终有36884条Unigene获得注释。另外利用MISA软件对所得到的Unigene进行SSR位点的发掘,共得到7670个SSR位点。利用高通量测序技术获得的天目铁木转录组信息将为后续该物种功能基因、基因表达、SSR分子标记等研究打下基础,同时能更好地指导天目铁木的保护、遗传多样性研究以及扩繁工作等。