魔芋花粉短期储藏技术及其活力特性研究

魔芋花粉保存对于杂交育种克服花期不遇具有重要的意义.以离体收集的魔芋新鲜花粉,通过萌发检测活力,研究了室温4℃、-20℃、-80℃、液氮(-196℃)条件下保存效果.结果表明:适宜魔芋花粉发芽的培养基为5%(w/v)蔗糖、200 mg/L H 3BO 3、400 mg/L CaCl 2和0.7%(w/v)琼脂,0.5%(v/v)甘油可防止花粉管干缩,稀释2000倍的有机硅有利于花粉颗粒在培养基上均匀分布.室温下花粉存活时间为10 h,4℃保存4 d活力变化不大;-20℃保存2 d内活力急剧下降;-80℃在5 d内下降较快,以后趋于平缓;-196℃保存具有“冷适应”现象,前期下降,后期上升,保存1个月以上仍有较高的活力.91个单株花粉(其中花魔芋26份,白魔芋15份,杂交魔芋42份,西盟魔芋4份,东京魔芋1份,勐海魔芋3份)在4℃、-20℃、-80℃、液氮(-196℃)保存(33.8±0.4)d,花粉平均发芽率为0.6%、2.5%、11.1%、34.1%.因此,4℃是魔芋新鲜花粉储存1~4 d较好的方法,-80℃和-196℃储存30 d效果较好,珍贵的遗传材料以液氮保存更加安全,-20℃不适宜魔芋花粉储存.本研究为魔芋定向杂交育种实践奠定了基础.

基于图像处理非破坏性精确测量魔芋小叶面积

魔芋属半荫生植物,其单生叶片是地上部分唯一的器官,精准、无损测定魔芋叶面积是研究其生理功能、人工栽培改善群体结构、增加产量的前提.以叶形指数相似的椭圆为标尺,离体和活体采集图像,利用Image Pro-Plus6.0分析,研究了光照、曝光值、旋转角度、倾斜角度、相机分辨率、拍摄距离、位置等因素对魔芋小叶面积测定精度的影响.结果表明:椭圆面积作为标尺,可消除图像变形引起的误差,光照强度不低于200k Lux,倾斜角度0~8°,分辨率不低于80万像素,离体测定相对误差小于0.60%,非破坏性活体测定相对误差低于1.00%.该方法简单、精确度高,为动态监测魔芋叶面积参数提供方便.

16个天南星科魔芋属植物叶表皮细胞形态特征及其系统学意义

利用光学显微镜对天南星科魔芋属16个植物叶表皮微形态进行了观测,并对13个多态性性状进行了聚类分析.结果表明:16个魔芋植物气孔均为平列行,由2个保卫细胞和副卫细胞构成,副卫细胞表面具条形纹饰.种间气孔指数、密度和大小存在差异,西盟魔芋气孔密度(159.15个/mm2)和气孔指数(19.05%)最高,弥勒魔芋气孔最大(79.67μm×16.64μm).气孔主要分布在下表皮,部分魔芋上表皮存在少量气孔,滇魔芋和西盟魔芋观察到相邻气孔.垂周壁式样具有平直、平直-弓形、弓形、浅波、深波5种类型,表皮细胞有多边形和不规则形2种形态,上表皮差异大,下表皮趋同,部分植物表皮具有条形纹饰.16个魔芋在组间连接距离17水平上分为4个类群,类群Ⅰ包括丽江花魔芋、A.asterostigmatus、勐海魔芋、东京魔芋、恩施花魔芋、鄂魔芋1号、白魔芋、弥勒魔芋、谢君魔芋、疣柄魔芋、珠芽魔芋11个种;类群Ⅱ包括甜魔芋和东亚魔芋2个种;类群Ⅲ仅攸乐魔芋1个种;类群IV仅西盟魔芋1个种.叶表皮微形态的这些差异对于魔芋植物的鉴定和分类具有一定的参考价值.

基于像素参照无损测定魔芋叶面积的研究

魔芋叶面积简单无损精确测定是研究其生理功能、株型育种和改良群体结构的基础.本文用矩形模型,采用像素参照研究了测定魔芋叶面积方法,结果表明:矩形面和像平面的夹角及标样的位置对测定结果影响较大,夹角每增加1°,标样距中心点距离增加1cm,面积增减约0.28cm^2,标样位于中心点,中心对称点以及旋转对称点测定的误差小.在实际测定时,利用近中点标样法和中心近似对称点法测定受夹角影响较小,误差在2.0%以内.该方法简单,可作为精确无损测魔芋叶面积的方法.

魔芋叶片对光温的应激反应

魔芋属荫生植物,生长期内仅有一片大型复叶,是光合同化和感应外部环境变化的部位.通过研究植株垂直和水平热量分布、叶片开展度、以及光照强度关系,结果表明:光照强度与叶片开展度呈显著的负相关(R2=0.429 6),叶片对外界温度的调节能力与品种及来源有关,来源于热带的品种调节能力明显的强于亚热带魔芋品种,叶片受到高温不可逆损伤后水平热量分布不均,损伤部位温度明显高于健康部位,因此,红外图像可用于监测魔芋植株健康状况.

6种魔芋光合特性的比较研究

光合作用是植物根本特性,其光合参数与植物种类有关.魔芋属半荫生植物,为获得不同魔芋种光合作用相关信息,应用双曲线修正模型建立通光响应曲线,通过计算和分析,结果表明:甜魔芋、疣柄魔芋、株芽魔芋、滇魔芋、东京魔芋、攸乐魔芋的光补偿点(LCPs)在2.41~17.83μmol·m^-2·s^-1之间,东京魔芋(2.41μmol·m^-2·s^-1)和攸乐魔芋(3.67μmol·m^-2·s^-1)光补偿点显著低于其他魔芋,光饱和点(LSPs)在417.16~1381.22μmol·m^-2·s^-1,甜魔芋(1381.22μmol·m^-2·s^-1)和弥勒魔芋(1323.76μmol·m^-2·s^-1)显著高于其余魔芋种.表观量子产率(AQYs)疣柄魔芋最低(0.026μmol·mol^-1),弥勒魔芋最高(0.046μmol·mol^-1).甜魔芋的最大净光合速率(P max=14.47μmol·m^-2·s^-1)显著高于其余种,弥勒魔芋次之,疣柄魔芋最小.这些研究结果揭示了魔芋种间光合性能的差异,为高光效育种奠定了基础.