珍稀濒危植物天台鹅耳枥种子萌发特性研究

通过观测天台鹅耳枥种子的形态特征,测定百粒重、饱满率、种子生活力和吸水曲线,并通过不同温度清水浸种、种皮损伤及赤霉素(GA_(3))溶液处理等方法筛选提高种子萌发率的处理方法。结果表明,天台鹅耳枥的小坚果呈棕色,宽卵圆形或三角状卵圆形,长5.03 mm、宽4.67 mm、厚2.82 mm,内含1粒种子;种子百粒重1.70 g,饱满率2.13%,含水量15.57%,饱满种子生活力93.33%;种子吸水过程可分为快速吸水(0~2 h)、缓慢吸水(2~30 h)和吸水饱和(30~48 h)3个阶段;变温浸种促进种子萌发效果最佳,发芽率达35.83%,200 mg/L和300 mg/L GA_(3)溶液浸泡种子发芽率较高,分别达38.35%和37.13%。

我国鹅耳枥属植物研究进展

桦木科(Betulaceae)鹅耳枥属(CarpinusL.)植物具有较高观赏价值和研究价值。我国是鹅耳枥属植物的主要分布中心,共有33种、13个变种,其中27个是特有种。通过查阅文献,总结了鹅耳枥属植物在国内的研究概况,主要包括系统发育和解剖学研究、繁殖方式研究、胁迫研究、濒危机制和生态学研究及引种驯化研究,以期为鹅耳枥属植物研究利用提供参考依据。

NaCl胁迫对2种鹅耳枥幼苗生长及离子吸收、分配与运输的影响

以2种鹅耳枥属植物(欧洲鹅耳枥和鹅耳枥)2年生幼苗为试验材料,采用不同浓度NaCl溶液进行胁迫处理,对其生长和Na^+、K^+、Ca^(2+)、Mg^(2+)等矿质离子在不同器官的分配、吸收与运输情况进行研究,探讨2种鹅耳枥的耐盐性差异。结果表明:盐胁迫下,2种鹅耳枥生长受到显著抑制,高浓度盐胁迫下(0.3%~0.5%)死亡率逐渐增加,且欧洲鹅耳枥死亡率高于鹅耳枥。各部分干质量随着NaCl浓度的增加而降低,0.3%~0.5%盐处理下,欧洲鹅耳枥总干质量下降比率高于鹅耳枥。随着盐胁迫的加重,2种鹅耳枥对Na^+的吸收均增大,高浓度盐胁迫下,欧洲鹅耳枥体内Na^+含量高于鹅耳枥,且欧洲鹅耳枥Na^+主要集中在茎部,而鹅耳枥Na^+主要集中在根部;K^+在叶片中均维持较高的水平,Ca^(2+)和Mg^(2+)含量变化不大;2种鹅耳枥不同器官中的K^+/Na^+、Ca^(2+)/Na^+和Mg^(2+)/Na^+随盐浓度的增加呈下降趋势,且显著低于对照,盐处理组中,鹅耳枥幼苗茎和叶片的离子比值均高于欧洲鹅耳枥。随着NaCl浓度的增加,欧洲鹅耳枥幼苗从根到茎的离子选择性运输能力下降,从茎到叶片的离子选择性运输能力先降低后增加,鹅耳枥从根部到叶片整体的离子选择性运输能力均显著高于欧洲鹅耳枥。综合分析表明,高浓度的盐胁迫对2种鹅耳枥均产生不利影响,造成植物体内盐离子积累,但鹅耳枥幼苗保持体内离子平衡能力高于欧洲鹅耳枥,其耐盐性高于欧洲鹅耳枥。

香港桦木科一新种——香港鹅耳枥(英文)

报道了桦木科（Betulaceae）鹅耳枥属（Carpinus L.）一新种——香港鹅耳枥（C. insularis N. H. Xia, K. S. Pang ＆ Y. H. Tong）.香港鹅耳枥与太鲁阁鹅耳枥（C. hebestroma Yamamoto）及多脉鹅耳枥（C. polyneura Franch.）相似,但习性灌木状,叶具13 ~ 16 对侧脉,先端锐尖,边缘锯齿的芒尖较短,果苞宽半卵形或半卵形,长8 ~ 14 mm,小坚果顶端密被长柔毛且疏具树脂状腺体,与后两者易于区别.

凌源青龙河源省级自然保护区鹅耳枥+大叶白蜡天然乔木林的林分结构特征与生态应用研究

凌源青龙河源省级自然保护区位于辽西半湿润向半干旱区域过渡地带,自然植被主要为天然次生林。鹅耳枥+大叶白蜡天然乔木林属于面积较小的一种典型原生植被类型,为精准评估该植被类型的林分结构特征,林业技术人员对本植被类型进行调查,依据调查结果进行科学评价,利用乔灌木形态、生态特性,加以科学保护利用,以发挥更大效益。

盐胁迫对鹅耳枥幼苗光合作用和荧光特性的影响

应用盆栽试验研究了不同浓度NaCl胁迫下欧洲鹅耳枥和鹅耳枥2年生幼苗光合作用及叶绿素荧光特性的变化。结果表明:随着盐胁迫的加剧,两种鹅耳枥叶绿素总量呈先升后降的趋势,且鹅耳枥叶绿素总量高于欧洲鹅耳枥;叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾作用(Tr)随着盐胁迫的加剧均显著降低,而气孔导度(Gs)则呈上升趋势;高盐浓度下鹅耳枥Pn和Gs的下降幅度比欧洲鹅耳枥小,Tr则明显高于欧洲鹅耳枥,Ci变化幅度较小。光化学量子效率(ΦPSII)、最大光化学效率(Fv/Fm)、电子传递速率(vETR)、光化学猝灭参数(qP)值随着盐浓度的增加总体呈下降趋势,鹅耳枥ΦPSII和Fv/Fm下降趋势较为缓慢,qP下降幅度小于欧洲鹅耳枥。鹅耳枥生长受盐胁迫的干扰程度小于欧洲鹅耳枥,其净光合速率下降幅度相对较小,光合作用受胁迫的程度小于欧洲鹅耳枥。

四川鹅耳枥属一新种

本文发表了四川鹅耳枥属一新种,即冕宁鹅耳枥Carpinus mian-ningensis Yi,sp.nov.

盐胁迫对2种鹅耳枥幼苗生长和光合日变化的影响

应用盆栽试验研究了不同浓度Na Cl胁迫对欧洲鹅耳枥和鹅耳枥2年生幼苗生长及光合荧光日变化的影响。结果表明：1随着盐胁迫的加剧,2种鹅耳枥幼苗植株生长均出现植株瘦弱,叶片发黄萎蔫的症状,且Na Cl浓度越大盐害症状越明显;2高盐浓度（0.3%~0.5%）处理下欧洲鹅耳枥幼苗大量枯萎、死亡,且欧洲鹅耳枥幼苗存活率明显低于鹅耳枥;3欧洲鹅耳枥Pn、Gs、Tr的日变化呈现＂单峰＂现象,Pn、Gs在10：00左右出现最大值,之后一直下降,Tr在12：00点左右出现最大值;鹅耳枥呈现＂双峰＂现象,在中午出现＂午休＂现象;4本试验中2种鹅耳枥Pn总体变化趋势和Gs、Tr基本一致,而Ci变化规律与Pn、Gs和Tr呈负相关,可认为引起光合速率降低是非气孔因素,盐胁迫下光合作用强度的下降可能与叶片气孔的关闭有关。

干旱胁迫对欧洲鹅耳枥幼苗生理生化特征的影响

以一年生欧洲鹅耳枥幼苗为材料,通过盆栽控水试验,设置5个土壤含水量梯度,研究不同梯度干旱胁迫对其幼苗生理生化指标的影响,以明确欧洲鹅耳枥的耐旱特性。结果显示:(1)随着干旱胁迫的加剧,欧洲鹅耳枥幼苗受到损害程度逐渐加重,形态表现出明显的缺水特征,叶片相对含水量和叶绿素总量随着干旱胁迫程度的增加而下降,且胁迫强度越强、时间越久其变化幅度越大。(2)幼苗叶片SOD活性、POD活性、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量均随着干旱程度的增加表现出先升高后降低的趋势。(3)随着干旱胁迫程度的增加和干旱时间持续,幼苗叶片MDA含量和相对电导率总体上呈增大趋势,并在干旱末期达到最大值。研究表明,欧洲鹅耳枥幼苗在短期和轻度(田间最大持水量的60%)、中度(田间最大持水量的45%)干旱胁迫下能通过调节自身保护酶活性和渗透调节物质含量来减轻干旱造成的危害;而在重度(田间最大持水量的30%)干旱胁迫下,幼苗自我调节能力受影响,极度(田间最大持水量的15%)干旱胁迫对其造成一定的损害。研究认为,欧洲鹅耳枥具有一定的抗干旱特性,可在园林中推广运用。

欧洲鹅耳枥种子层积过程中贮藏物质及酶活性的变化

对欧洲鹅耳枥种子进行变温层积处理,测定种子发芽率,淀粉、可溶性糖、蛋白质、粗脂肪含量及相关酶的活性,研究欧洲鹅耳枥种子萌发前层积过程中主要贮藏物质的含量以及相应酶活性的动态变化。结果表明:在变温层积过程中,欧洲鹅耳枥种子中淀粉、粗脂肪逐渐减少,可溶性蛋白含量先增加后减少,层积结束时较对照分别减少了39.7%、92.2%、2.3%;可溶性糖含量明显增加,较对照增加了129%;相应酶活性呈增加趋势,淀粉酶、酸性磷酸酯酶及过氧化物酶活性较对照分别增加了550%、228%、67%;变温层积150 d后种子发芽率大幅度升高。说明变温层积能有效解除欧洲鹅耳枥种子的休眠,贮藏物质不断分解代谢,为种子萌发做准备。

鹅耳枥和虎榛子(桦木科)雌性生殖器官的形态发生

为了进一步理解类群之间的系统发育关系 ,在扫描电镜下 ,对桦木科植物鹅耳枥 (CarpinusturczaninowiiHance)和虎榛子 (OstryopsisdavidianaDecne .)的雌花序、小花序和雌花的原基形成和发育过程进行了观察。两种植物均具单性花 ,雌雄同株。其雌花序为复合的穗状花序 ,每两朵小花构成一个小聚伞花序 ,多个这样的小花序螺旋排列在一个总花序轴上。小花序由 5枚苞片组成 ,1枚初级苞片 ,4枚次级苞片。后者分别由两个半环状的共同原基发育而来。鹅耳枥的近轴面次级苞片生长缓慢 ,远轴面的生长较快 ,成熟时呈扩展的叶片状 ;虎榛子的近轴面和远轴面次级苞片均生长较快 ,成熟时靠合呈囊状。花被原基为环状 ,花被随着子房的发育而逐渐长大包围子房并与之愈合。研究对前人有关小花序的苞片数目和两个二心皮子房的定位方式等方面的认识作了澄清或纠正。每个小花序的苞片数目不像Abbe观察的那么多 ;二心皮子房定位方式在鹅耳枥属是互成直角 。

天台鹅耳枥的组织培养与快速繁殖

为了首次建立天台鹅耳枥的组织培养与植株再生体系,以其茎段、未萌发的新芽及萌发后的嫩芽、叶片等为外植体进行离体培养试验。结果表明,以新生的嫩芽为外植体,成功诱导不定芽的分化与增殖,最佳培养基配方为1/2 MS+6-BA 2.0 mg·L-1+NAA 0.2 mg·L-1+PVP 0.2%。壮苗培养基配方为1/2MS+6-BA 0.5 mg·L-1+NAA 0.05mg·L-1;最佳生根培养基配方为1/4 MS+IBA1.0 mg·L-1+NAA 0.1 mg·L-1。

欧洲鹅耳枥扦插生根及解剖特性

【目的】研究扦插时期对欧洲鹅耳枥(Carpinus betulus)插穗生根能力的影响,及扦插过程中不定根的发育形成过程,为了解欧洲鹅耳枥扦插生根机制提供参考。【方法】以欧洲鹅耳枥春季硬枝(采于2012-03-29)和夏季嫩枝(采于2012-06-09)为材料,进行插穗生根,观察生根过程中的外部形态;利用扫描电镜技术,对欧洲鹅耳枥扦插过程中不定根的发育形成过程进行解剖观察。【结果】嫩枝扦插的相关生根指标(如生根率、最长根长、根系效果指数)均优于硬枝扦插。随着扦插时间的延长,硬枝插穗基部出现瘤状环,中间凹陷;而嫩枝插穗基部则出现乳白色半透明凸起。欧洲鹅耳枥嫩枝扦插前在插穗内没有发现潜伏根原基;根原基细胞与愈伤组织细胞的形态解剖特征差异很大,且在愈伤组织的切片中未发现根原基的存在。【结论】欧洲鹅耳枥插穗的不定根是由诱生根原基发育形成的,诱生根原基是由初生韧皮部中的薄壁细胞、髓射线与形成层交叉处的部分薄壁细胞发育而来,不定根的形成与愈伤组织的形成关联性不大。欧洲鹅耳枥是非愈伤组织生根类型树种。

不同光环境下天台鹅耳枥叶形变化的测定与分析

【目的】天台鹅耳枥属于极少种群植物,环境适应能力较弱,仅分布于浙江省天台县和磐安县。叶片是对光环境变化敏感且可塑性较大的器官,通过几何学形态测定分析天台鹅耳枥叶形变化与环境因素之间的关系,探究不同光环境下天台鹅耳枥叶的异速生长模式,以期为天台鹅耳枥的苗木培育提供理论依据。【方法】研究天台鹅耳枥叶形对不同模拟生长环境光强(低光强LI、中等光强MI和全光照FI)的响应。3月中旬在叶未展开时对天台鹅耳枥进行不同遮荫处理,7月下旬采集成熟叶片。运用几何学形态测定法分析天台鹅耳枥3种光照梯度下叶形之间的差异,基于Tpsdig 2程序将叶片轮廓的17个地标点数字化为标准的图像,用IMP系列软件中的Coordgen软件计算每个梯度种群的标准轮廓坐标数据,用薄板样条曲线图来表示相对形态上的变化,应用PAST3.14软件显示叶形和叶脉方面的差异。环境因素对叶形态的影响采用SPSS 11.5软件进行相关分析。【结果】通过天台鹅耳枥叶的几何学形态测定分析,表明叶片为椭圆形,先端渐钝尖,基部微心形;不同光环境下叶片形态相近,但叶形异速生长较明显。经过主成分分析和多变量方差分析,结果显示3个有意义的叶形状变量,其主成分占总方差的77.48%。相关性分析表明,天台鹅耳枥叶的形态学差异与光合有效辐射(PAR)、地表温度(Ts)、大气温度(Ta)和相对湿度(RH)显著相关(P<0.05)。当叶形变化与PAR、Ts和Ta显著正相关、与RH显著负相关时,叶片出现中部的扩张或收缩,变异聚焦于叶基和叶尖交替的伸缩率;生长于弱光环境下,叶片中部出现扩展、叶尖压缩;在强光环境中,叶片中部挤压、叶尖膨大。当叶形变化与PAR、Ts和Ta呈显著负相关、与RH显著正相关时,叶形变化涉及叶柄长度和叶尖伸缩率;在强光和弱光环境下,天台鹅耳枥叶柄伸长、叶尖收缩;在中等光强下,叶柄收缩、叶尖膨大。当叶形变化仅与PAR、Ts和Ta显著正相关时,叶形变化涉及叶片的伸缩率;在中等光强下,叶柄收缩,叶片下半部挤压、叶尖膨大。利用叶形状的主成分数据作相对扭曲图验证,显示由于受光环境的影响,天台鹅耳枥叶柄和叶尖出现上、下扭曲。【结论】不同光环境下天台鹅耳枥叶存在异速生长,随着光照的增强天台鹅耳枥改变叶片形态、调节叶柄位置增加光合能力。天台鹅耳枥叶形变化与光环境的相关分析显示,与其中等光强的林窗环境相适应,天台鹅耳枥叶片椭圆形较为饱满,叶基和叶片下半部收缩,叶尖膨大,较短的叶柄能更有效地传导水分和养料。天台鹅耳枥在自然状态下依赖于特殊的生境,引种栽培天台鹅耳枥时,选择光照较强的林窗环境,可有效恢复和扩大天台鹅耳枥种群。

珍稀濒危植物天台鹅耳枥营养器官的解剖学研究

采用组织离析法和石蜡切片法对天台鹅耳枥(Carpinus tientaiensis)营养器官的解剖学结构进行研究,结果表明,天台鹅耳枥根的周皮厚,皮层具厚壁细胞,次生木质部导管发达,根的中央无髓;茎的木栓层壁栓质化,导管横径较大,茎的皮层和髓的薄壁组织细胞中含有晶体;叶属异面叶,表皮具角质层由单层细胞组成,气孔主要集中在下表皮,为不规则形,栅栏组织由一层细胞组成,叶片主脉木质部发达,由多列导管组成,叶片在林窗较高光强下加厚,在林缘和林下较低光强下变薄,天台鹅耳枥具有较强的耐荫能力。由解剖结构特点表明天台鹅耳枥与其所处山区林中和溪谷两旁生态环境相适应的特性。

天台鹅耳枥叶片的解剖结构和光合特性对光照的适应

研究天台鹅耳枥幼树叶片的解剖结构和光合特性对不同模拟生长环境光强(全光照FI、中等光强MI和低光强LI)的响应。结果表明:与MI和LI叶片相比,天台鹅耳枥FI叶片最厚,比叶质量(LMA)、叶绿素a/b、最大净光合速率(Pmax)、暗呼吸速率(Rd)、羧化效率(CE)和单位叶面积氮含量(Narea)较高。FI叶片叶绿体在叶肉细胞表面排列紧密,MI叶片叶绿体在叶肉细胞质中随机分布,LI叶片叶绿体在叶肉细胞表面分布较为稀疏,使得细胞表面产生了大量剩余空间。FI叶片叶肉组织加厚增大了叶肉细胞间隙面的表面积(Smes)和叶绿体在叶肉细胞表面分布的有效空间,使得紧邻叶肉细胞间隙面的叶绿体表面积(Sc)增大,所以FI叶片的Pmax较高。FI叶片叶绿素荧光参数Fv/Fm,Fv/Fo的值较高,表明强光下其光能转换效率仍较高。因此,在全光照条件下天台鹅耳枥能改变其叶片解剖结构增强光合能力,适宜在光线较强的林窗环境中生长。

天台山4种鹅耳枥属植物ITS序列的克隆与分析

通过克隆和分析雷公鹅耳枥(Carpinus viminea)、短尾鹅耳枥(C.londoniana)、多脉鹅耳枥(C.polyneura)和天台鹅耳枥(C.tientaiensis)的ITS序列,为鹅耳枥属植物的分子鉴定和遗传多样性研究提供依据。利用PCR法从4种鹅耳枥叶片DNA中克隆到各自的ITS,以ClustalX,EXCEL和MEGA等软件分析和比较序列特征,并从NCBI数据库下载另外7种鹅耳枥的ITS序列用于进化分析。序列已上传至NCBI,登录号为JF796531-JF796534。结果表明,4种鹅耳枥属植物ITS的全长为600～602 bp,具26个变异位点,部分位点有明显的物种特征,可用作DNA指纹特异性识别。进化分析的结果表明,11种植物的遗传距离为0.0048～0.0681,表现为种间关系。4种采自天台山的鹅耳枥分属3个不同进化枝,多脉鹅耳枥与阿里山鹅耳枥和云南鹅耳枥处于同一分枝,天台鹅耳枥与欧洲鹅耳枥和湖北鹅耳枥归为一类;而短尾鹅耳枥、雷公鹅耳枥则与美洲鹅耳枥聚为一组。

不同基质对欧洲鹅耳枥1年生播种苗生长及生理特性影响

为了筛选出欧洲鹅耳枥1年生播种苗最佳基质配方,以园土、蛭石、珍珠岩和草炭为基质材料,以欧洲鹅耳枥露白种子播种的1年生苗为试验材料,采用随机区组实验,按照不同配比设计10种基质,以园土为对照,研究该10种基质配方理化性质及对欧洲鹅耳枥种子萌发特性、1年生苗高、地径、全株干物质积累量等生长特性和叶片光合基本参数、可溶性糖含量、SOD活性、叶绿素含量等叶片生理特性的影响。结果表明:欧洲鹅耳枥的出苗率平均可达80%,最高可达98.44%,属于易发芽种子;不同基质处理对欧洲鹅耳枥育苗及生长特性和叶片生理特性影响差异性显著(p<0.05)或极显著(p<0.01),其中处理4(V_(园土)∶V_(草炭)∶V_(蛭石)∶V_(珍珠岩)=2∶1∶2∶3)干物质积累量达0.359 g,与对照差异显著;可溶性糖含量高达3.129%,与处理3差异极显著;而处理4叶片SOD活性为300 U·g-1,与处理6差异极显著,与其他处理差异显著;基质4(V_(园土)∶V_(草炭)∶V_(蛭石)∶V_(珍珠岩)=2∶1∶2∶3)为欧洲鹅耳枥育苗最佳基质配方,这对扩大欧洲鹅耳枥在国内的基质栽培提供了参考。

不同基质处理对欧洲鹅耳枥播种苗生长的影响

以园土、蛭石、珍珠岩和草炭为基质材料,采用随机区组试验设计10种基质配方,对欧洲鹅耳枥1年生播种苗进行育苗基质筛选。研究不同基质处理对播种苗的成苗率、苗高和地径生长、生物量及光合特性的影响。通过方差分析和多重比较表明:不同处理间差异显著,处理4的成苗率最高,达98.44%。试验中得到处理3和8的育苗效果最好,苗高、地径最大值达8.77 cm和0.214 cm,高径比高达40.981 3(处理8),园土育苗效果最差。对播种苗光合基本特性测定得到,除处理1和10外,气孔因素是导致Pn值下降的主要原因。

欧洲鹅耳枥种子变温层积过程中结构的变化

对欧洲鹅耳枥种子变温层积过程中种皮和胚的动态变化分别进行扫描电镜和透射电镜观察,结果表明,随着层积时间的增长,种子外种皮破损、出现裂缝至完全脱落;中种皮出现明显孔洞、裂缝至完全疏松,内种皮细胞排列越来越疏松,透性加大,利于种子的萌发。暖层积后,种胚内脂类物质及高电子致密物质明显减少,出现降解、消融现象,表明暖层积促进贮藏物质的转化;进入冷层积后贮藏物质继续降解、消融,且出现少量淀粉粒、线粒体等,表明种子休眠逐渐解除。