荒漠早春开花植物囊果草大小孢子发生及雌雄配子体发育

囊果草(Leontice incerta Pall.)为生长于天山北坡荒漠和低山山坡的小檗科(Berberidaceae)多年生早春开花植物,具有较高的观赏价值、饲用价值和生态价值,为探究该物种的有性生殖特征,并为后续进行栽培育种等工作提供理论依据,作者利用光学显微镜和石蜡制片技术,对该物种大/小孢子发生和雌/雄配子体发育进行了观察。结果表明,(1)花药具4室,药壁由5层细胞组成,发育为基本型。药室内壁在发育后期具纤维状加厚现象;腺质型绒毡层具2核或多核现象。(2)小孢子母细胞减数分裂时胞质分裂为同时型;小孢子四分体为四面体型,被胼胝质壁所包围,游离小孢子形成后胼胝质壁逐渐消失。成熟花粉多为2细胞型,偶见3细胞型。(3)雌蕊由1心皮组成,子房1室,倒生胚珠,具双珠被,厚珠心。大孢子四分体呈线形排列,最终发育为7细胞8核的蓼型胚囊,助细胞具发达的漏斗形丝状器。这些特点说明,囊果草大/小孢子发生和雌/雄配子体发育正常,未见败育现象,表现出较原始的发育特征。研究结果丰富了小檗科植物的胚胎学资料,为该物种及其近缘物种的生殖生物学研究积累了理论基础。

荒漠早春植物囊果草受精作用与胚胎发育的解剖结构

囊果草是小檗科囊果草属多年生早春短命植物,在我国仅分布于天山北部荒漠和低山山坡。为明确该物种有性生殖特性,本研究采用光学显微和石蜡切片技术,对该物种双受精过程及胚胎发生/发育进行了观察。结果表明,该物种受精作用属于有丝分裂前配子融合型;同一子房不同胚珠的受精时间不同;精核与极核的融合早于精核与卵核融合;初生胚乳核随即进入分裂期,发育为核型胚乳;当胚发育至心形原胚时,胚乳核产生细胞壁,形成完整的胚乳细胞;合子分裂晚于胚乳核分裂;胚胎发生类型为柳叶菜型。双受精和胚胎发育正常,不是导致其濒危的原因。

光照、温度和盐分对囊果碱蓬种子萌发的影响

囊果碱蓬种子在3种光照、5个温度梯度和5个盐分梯度条件下萌发，测定种子萌发的最佳条件。结果表明：在光照和黑暗条件下，种子萌发率无显著差异。种子萌发的最适温度为30℃。随NaCl浓度增高囊果碱蓬种子萌发率降低，直至为零。不同温度和盐分以及二者的交互作用对囊果碱蓬种子萌发的影响都是极显著的。在最适温度时，种子耐盐临界值为488．89mmol／L，极限值为933．34mmol／L。

盐胁迫下囊果碱蓬出苗状况及苗期抗盐性

研究了盐胁迫对囊果碱蓬出苗、幼苗生长、离子积累以及光合放氧速率的影响。囊果碱蓬生长的最适盐浓度在200mmol/LNaCl左右。高浓度NaCl(400mmol/L和600mmol/L)没有显著降低其出苗率,200mmol/LNaCl对出苗率具有促进作用。400mmol/L和600mmol/LNaCl显著降低了光合放氧速率。囊果碱蓬在高浓度NaCl处理下能够维持叶片较高的K+/Na+及含水量可能是其适应高盐生境的重要机制。

硝态氮对盐胁迫下囊果碱蓬幼苗根系生长和耐盐性的影响

在溶液培养条件下,设计了4个盐分(1、150、300和450 mmol/L NaCl)和3个氮素(0.05、5和10 mmol/L NO3--N)水平,研究了盐、氮及其互作对囊果碱蓬(Suaeda physophoraPall.)幼苗的离子吸收、氮营养状况、根系形态特征及耐盐性的影响。结果表明,与低盐或低氮相比,增加盐分或氮水平显著增加了囊果碱蓬根部的干重、根系的侧根长、表面积、总吸收面积和活跃吸收面积;且这些根系的形态指标与地上部的离子及氮的累积存在显著的正相关。高盐胁迫下增加氮营养,显著增加了地上部Na+、NO3-、有机氮的含量和硝酸还原酶的活性;降低了Cl-和K+的含量。高盐胁迫下,硝态氮的增加促进了囊果碱蓬幼苗根系的生长,增加了地上部有机氮、NO3-和Na+的累积,改善了植株的营养状况和渗透调节,从而提高了囊果碱蓬的耐盐能力。

温度与盐分对囊果碱蓬种子萌发特性的影响

通过对不同变温(20℃/5℃、25℃/10℃、30℃/15℃和35℃/20℃)与盐分(0、100、200、400、600和800mmol/L NaCl)互作下囊果碱蓬(Suaeda physophora)种子萌发率、萌发速率和萌发势的测定,探索其适应干旱区荒漠盐碱环境的机制。研究结果表明,囊果碱蓬种子的萌发率、萌发速率和萌发势均受到盐分与温度及其交互作用的显著影响,种子萌发过程表现出了较高耐盐性。100mmol/L盐分条件下,20℃/5℃处理下的种子萌发率、萌发速率和萌发势均高于25℃/10℃、30℃/15℃和35℃/20℃处理,800mmol/L盐分条件下,30℃/15℃和35℃/20℃处理下的萌发参数均高于20℃/5℃和25℃/10℃处理。回归分析显示,囊果碱蓬种子在20℃/5℃、25℃/10℃、30℃/15℃和35℃/20℃处理下萌发时,其耐盐适宜值分别为273、224、402和327mmol/L,极限值分别为774、803、1446和992mmlo/L。综上所述,根据耐盐适宜值、极限值及萌发速率和萌发势推断,30℃/15℃是囊果碱蓬种子萌发的最适宜条件。以上结果可为干旱盐碱环境中囊果碱蓬的种群重建、恢复及开发利用提供理论依据和技术指导。

荒漠植物囊果草生物学特性及其种群分布格局的生态适应意义

为明确荒漠植物囊果草生物学特性及其种群分布格局的生态适应意义,以北疆地区温性荒漠中的特有植物囊果草为研究对象,对其生物学特性、种子传播方式及野外种群的分布格局进行了观测。结果表明,囊果草具膀胱状膜质果囊和膨大的不规则块状根茎,每株平均具果囊8.29个,果囊底部和侧面具网状脉络,且底部脉络较粗,不易破裂,顶部无脉络但具蓝紫斑,成熟时易破裂,每个果囊内平均包含球形种子2.82个。囊果草的花具有暂时闭合特性。囊果草为风滚式传播植物,一方面,地上果囊随风滚动时释放内部种子完成远距离传播,随着果囊体积的增大,果囊在不同粗糙程度微地形条件下的移动距离呈线性递增趋势,随地面粗糙度的增加,果囊最短移动距离显著减小(P<0.05),散布的种子数量则显著增加(P<0.05),且果囊移动距离与散布种子数量之间显著负相关(r=0.30,P<0.05);另一方面,地下块状根茎以营养生殖的方式在原位萌发。囊果草种群的分布格局与其生殖方式密切相关。在小尺度范围内(0~50m),随着空间尺度的扩大,囊果草种群幼苗和成株的分布格局表现为从均匀分布到聚集分布再到随机分布的特点;在中等尺度范围内(3.0~17.5m),幼苗和成株的空间关联性表现为正关联,随着空间尺度的递增,二者之间的关联性逐渐减小且关联性不显著。

真盐生植物梭梭和囊果碱蓬幼苗耐干旱能力的研究

本文以沙生植物白梭梭幼苗为对照,研究了盐生植物梭梭和囊果碱蓬幼苗的耐干旱脱水能力,通过比较干旱时间对三者幼苗干旱后存活率的影响,评价其耐脱水能力,并对复水后根部细胞的受损情况进行了研究.结果表明：根长为1～2cm 白梭梭幼苗经过7,14,21和28d干旱后,存活率没有显著性差异,但是梭梭和囊果碱蓬随着干旱时间的延长,存活率发生显著性地降低,囊果碱蓬幼苗干旱28d后全部死亡并发生降解;白梭梭幼苗的耐干旱能力比较强,干旱28d后复水根部死亡细胞和受伤的细胞比较少,而梭梭死亡和受损程度明显比白梭梭高;300mmol/L NaCl溶液处理,梭梭的根尖发生弯曲,根尖大部分死亡.研究表明,白梭梭、梭梭和囊果碱蓬属于“同型叶绿素型”植物,在光照下干旱叶绿体不会被降解,其幼苗在干旱和复水过程中能够适应干旱环境.

不同生境囊果苔草种群分蘖株的数量特征

【目的】研究伊犁四爪陆龟保护区不同生境下囊果苔草无性系种群分蘖株的年龄结构及其数量特征。【方法】通过野外采样、室内测定的方法,对坡顶、沟底和繁育区3种生境内囊果苔草各龄级分蘖株的数量、高度、生物量、生产力等数量性状进行系统分析。【结果】不同生境对囊果苔草营养分蘖株的年龄结构影响不明显。坡顶样地囊果苔草种群营养分蘖株由3个龄级组成,沟底样地和繁育区样地均由2个龄级组成,生殖分蘖株仅存在于繁育区且只有1龄级。3个样地中,分蘖株的数量、高度、生物量均以1龄株占明显优势,均为增长型年龄结构;平均单株生产力也以1龄株最高,并随龄级增加呈现不同程度下降。不同生境内囊果苔草种群营养分蘖株的数量特征呈现出较大程度的变异。【结论】3个样地中营养分蘖株的数量、高度、生物量和生产力均以1龄株占优势,均呈增长型年龄结构;1龄株以其较高的生产力和数量在种群中占据了主要地位。

NaCl对真盐生植物囊果碱蓬硝态氮吸收亲和力系统的影响

采用营养液培养方法,研究了真盐生植物囊果碱蓬(Suaeda physophora Pall.)在不同盐度和氮水平中预处理21 d后硝态氮的吸收动力学特征。结果表明,氮饥饿后,囊果碱蓬对NO3-吸收符合离子吸收动力学模型,其吸收动力学参数表现为NO3-预处理浓度增加后,高亲和力系统中Vmax增大,Km值增加,但增加的幅度不一致。经过低氮高盐预处理的囊果碱蓬高亲和力系统增加的幅度比经过高氮高盐预处理的囊果碱蓬高亲和力系统增加的幅度大;对于低亲和力系统,NaCl长期胁迫对高氮预培养的囊果碱蓬的低亲和力系统吸收速率有抑制作用,而对低氮预培养的囊果碱蓬的低亲和力系统吸收速率有促进作用。结果说明,真盐生植物囊果碱蓬长期生长在低氮高盐条件下,为了适应特殊的环境条件,形成了耐盐的硝态氮吸收系统。

新疆呼图壁种牛场地区囊果碱蓬及其群落的生物生态学特性研究

在研究地区 ,囊果碱蓬 (Suaeda physophora)分布在表层 (0～ 2 0 cm)盐分含量为 3.0 %～ 6.0 %的盐土上。囊果碱蓬群落为多汁木本盐柴类荒漠中的一个群系 ,本区记载有 9个群丛。群落总覆盖度为 6%～ 2 5% ,种类组成稀少 ,群落结构简单。囊果碱蓬株高 45～ 60 cm;当年生小枝长 1 2 cm;叶肉汁、条形。侧根发达 ,主要分布在由表层往下土壤中的盐分含量大量减少、水分含量大幅度增加的 2 0～ 60 cm的土壤层内。以冠幅 (长以 X1 表示 ,宽以 X2 表示 )和高 (以 X3 表示 )为参数建立了单株地上部分生物量多元回归模型为 :Y=31 2 .0 0 +3.44X1 +4.85X2 - 2 .1 6X3 。囊果碱蓬叶有较高的 Na、S含量 ,Na含量高达91 2 55μg· g-1 (9.1 2 6% )。植物不同部位元素含量不同 ,叶和花穗中 K、Na、Mg、S和 P含量最高 ,老枝中含量最低。嫩枝叶水浸出液的盐分含量为 2 3.1 7% ,高于花穗和老枝。植物不同生长季节 。

盐胁迫下囊果碱蓬和陆地棉硝态氮低亲和吸收速率的差异及其生理分析

采用常规离子耗竭方法,以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)为对照,在不同Cl-和NO3--N营养状况下,研究了盐生植物囊果碱蓬(Suaeda physophora Pall.)NO3-低亲和吸收动力学特征,探讨了盐胁迫下囊果碱蓬NO3-高效吸收的调控机制。结果表明:两种植物NO3-的低亲和吸收动力学呈线性吸收,且囊果碱蓬NO3-的净吸收速率和硝酸还原酶的活性显著高于陆地棉,说明囊果碱蓬具有较高的氮需求;10 mmol L-1KNO3预处理2 h后,囊果碱蓬和陆地棉地上部全氮的含量分别增加30.6%和36.8%;NO3-的净吸收速率分别降低了46.6%和45.5%,说明两种植物氮的吸收受到体内氮营养的负反馈调节;NaCl长期胁迫30 d显著抑制NO3-的吸收,陆地棉NO3-的净吸收速率下降幅度显著高于囊果碱蓬,而根系Cl-的含量显著高于囊果碱蓬;NO3-的净吸收速率与植物根系Cl-的含量呈显著性负相关,说明囊果碱蓬根系拒Cl-的能力显著高于陆地棉;NaCl或KCl短期胁迫2 h对囊果碱蓬NO3-的净吸收速率没有显著影响,但陆地棉NO3-的净吸收速率分别降低了43.8%和37.5%。研究结果证明了盐胁迫下囊果碱蓬NO3-的高效吸收与植物内部的高氮需求和Cl-的累积有关,而培养介质中Cl-的浓度对NO 3-的低亲和转运系统影响较小。

GA3、IAA和果囊对浆果苔草种子萌发特性的影响

莎草科浆果苔草种子分别用50mg·L-1,80mg·L-1,100mg·L-1的GA3、IAA处理12h、24h和36h,GA3和IAA对种子萌发没有明显影响,果囊则是造成该植物休眠的主要原因.

囊果碱蓬离子含量及分布特点

为研究真盐生植物矿质营养特征,以北疆荒漠囊果碱蓬群落为对象,通过土壤及植株调查,分析其矿质元素特征。结果显示:(1)囊果碱蓬的生长增加了0~30 cm土壤的pH值、水分及盐份含量,并使盐分在土层重新分布。(2)根系相对于土壤,具有优先吸收K^+、Mg^(2+)养分离子的特点;叶片相对于根系,具有优先运输Cl^-、Na^+、SO_4^(2-)盐分离子的特点,同一离子在吸收和运输的选择不一致,与其在整株的功能相关。(3)Cl^-、Na^+、SO_4^(2-)积累于叶片,含量远大于K^+、Mg^(2+)、Ca^(2+),Cl^-和Na^+可能相伴向上运输,K^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)在根、茎、叶保持基本不变的比例。(4)囊果碱蓬属于SO_4-Cl盐积累植物,而背景土壤为Cl-SO_4型盐土。

不同环境条件下有无果囊对红穗苔草种子萌发的影响

果囊是苔草属植物的种子特有外部结构,果囊的存在可能对种子的休眠和萌发造成影响。以红穗苔草种子为实验材料,研究了不同的光照、种子埋藏深度和土壤湿度条件下,有无果囊对红穗苔草种子萌发的影响。结果表明:(1)去除果囊显著提高了红穗苔草种子的萌发率(GR)、日平均萌发率(MDG)和发芽峰值(PV);(2)红穗苔草种子的萌发需要光照,随埋藏深度的增加,种子的萌发能力减弱,同时湿润条件比淹水条件更适合苔草种子的萌发。

薹草属少花薹草组(莎草科)的果囊形态及其系统学意义

用扫描电镜观察了少花薹草组Carex sect. Paniceae (莎草科) 26种3变种的果囊形态和微形态特征。结果表明:(1)果囊形状(喙除外)为倒卵球形、椭球形或卵球形,均为钝三棱状,果囊长度为1.99~7.27 mm,喙多弯曲(仅1种C. striatula果囊的喙直立),喙急缩或渐缩,喙长与果囊长度的比值为1/8~1/2,表皮细胞多明显隆起,极少数隆起不明显,且多数性状种内保持稳定;(2)喙口形态分斜截、平截、微二齿和二齿4类,且在种内有变异,如C. arakiana、线柄薹草C. filipes、丝柄薹草C. rouyana、C. purpurifera;(3)可根据果囊长度和喙的收缩情况区分部分近缘种,如线柄薹草与少囊薹草C. egena、浙江薹草C. zhejiangensis与显舌薹草C. macroglossa;(4)果囊长度、喙长与果囊长度的比值在sect. Paniceae s.s.与sect. Laxiflorae 2组间有显著差异,对两组的界定有一定价值;(5)被视为组或亚属重要分类性状的果囊横切形状(三棱状或双凸状)在界定少囊薹草组与相关组时无意义,果囊形态对界定少花薹草组有重要的系统学意义。

囊果碱蓬和盐生肉苁蓉的人工种植技术研究

在多年研究盐生肉苁蓉及其寄主囊果碱蓬的生理生态学特性和栽培接种实践基础上,首次解决了在干旱区荒漠盐碱地大面积种植囊果碱蓬接种盐生肉苁蓉成功的技术。使盐碱地的土地资源和荒漠植物碱蓬及荒漠中药材肉苁蓉有机的结合起来,发挥了生态、经济及社会效益。

乳节藻果孢子萌发类型的研究

于1983年11月在福建晋江永宁海区采集乳节藻Galaxaura oblongata(E11. et Sol.)Lamx.,用单个囊果离体采果孢子方法,于9—18℃条件下,在室内进行人工培养,观察其果孢子发生的形态,结果表明:乳节藻暴孢子发生类型为直接丝状型;依萌发管的数目,把果孢子发育成为分枝丝状体阶段的形态分为单出型、双出型和三出型三种,此系直接丝状型的生物学特征;在细胞的末端出现长的、无色透明的毛状的细胞,是乳节藻属的果孢子在发育过程中所特有的形态特征。

野生果树李袋果病发生初报

李袋果病(Taphrina pyuni Trulasne.)原是我国东北和西南高原地区常发生的一种果树病害,可危害李、樱桃及郁李等栽培果树,新疆木见有此病发生的报导。 1986年以来,我们参加了由“国家自然科学基金会”资助的科研项目——《伊犁野果林综合研究》课题。

NaCl胁迫对3种荒漠植物幼苗叶绿素荧光参数的影响

以生长在荒漠地区的典型盐生植物囊果碱蓬(Suaeda physophoraPall.)、旱生植物梭梭[Haloxylon am-modendron(C.A.Mey.)Bunge]和超旱生植物白梭梭(Haloxylon persicumBunge ex Boiss.et Buhsee)的幼苗为实验材料,研究了它们在不同NaCl浓度处理下的叶绿素荧光参数变化特征.结果表明:在NaCl胁迫下,同期囊果碱蓬的PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和最大光化学量子产量(Fv/Fm)降低幅度较小,而梭梭和白梭梭则有较明显降低,而且囊果碱蓬显著高于后两者;同期光合量子产量(Yield)和表观光合电子传递速率(ETR)均以囊果碱蓬最大并显著高于其余2种植物,而梭梭与白梭梭之间无显著差异.囊果碱蓬和梭梭的Yield和ETR并不随NaCl浓度的增加而降低;同一植物的荧光参数在各浓度盐处理间无显著差异.在本实验条件下,NaCl胁迫并未使囊果碱蓬的PSⅡ受到明显损伤,其仍能够较正常地吸收光能进行光合作用,对盐分胁迫有较强的忍耐能力;适度的盐渍对囊果碱蓬和梭梭幼苗的生长是有益的;盐胁迫效应主要表现为种间差异,而非处理间差异;叶绿素荧光技术可以有效应用于耐盐植物筛选.