天山云杉的自毒作用及其生理學機制研究.pdf

1、天山云杉是中亞和亞洲中部山地的特有種，在中國僅見于新疆，其主要分布在天山北坡，天山南坡和昆侖山西部北坡也有少量分布，對天山的水源涵養(yǎng)、水土保持發(fā)揮著不可或缺的重要作用。隨著經(jīng)濟建設對森林物質(zhì)產(chǎn)品需求的增長和各類經(jīng)濟活動對森林生態(tài)系統(tǒng)干擾強度的加大，天山云杉的天然更新問題日顯突出?；谶@一問題，許多學者從幼樹所處的光照、水分和養(yǎng)分條件等方面進行了大量的研究，但從研究結果和所產(chǎn)生的效果來看，距離對這一問題的解決還有非常大的差距。為此，本研究

2、基于“天山云杉天然更新故障的自毒作用”假設，采用生物測定的方法，在人工氣候箱中模擬天山云杉種子萌發(fā)和幼苗生長條件，就針葉水浸提取液對天山云杉種子萌發(fā)和幼苗生長的影響進行了檢驗。在此基礎上，利用高效液相色譜分析方法進一步測定了經(jīng)針葉和凋落物水浸提取液處理后對天山云杉種子萌發(fā)和幼苗生長過程中內(nèi)源激素的變化情況。研究所得結果如下： 在自毒作用的生物鑒定方面，兩種溫度條件(①光周期20℃、16h，暗周期15℃、8h；②光周期15℃、16

3、h，暗周期10℃、8h)的實驗表明，天山云杉針葉水浸提取液對其種子萌發(fā)和幼苗生長存在自毒作用。在濃度較低時，自毒作用主要表現(xiàn)為對種子萌發(fā)的延遲；在濃度較高時，自毒作用主要表現(xiàn)為對種子萌發(fā)的強烈抑制，并且隨著濃度的增大抑制作用逐漸增強。15～20℃條件下，當提取液濃度達到0.1gDWml-1時，對種子萌發(fā)的抑制作用達到極顯著水平，抑制率達到31.3％；當提取液濃度達到0.05gDWml-1時，對幼苗胚根、胚芽伸長的抑制作用達到極顯著水平，

4、抑制率分別達到44.0％和27.8％。10～15℃條件下，當提取液濃度達到0.025gDWml-1時，對種子萌發(fā)的抑制作用達到極顯著水平，抑制率達到55.7％；當提取液濃度達到0.3gDWml-1時，對幼苗胚芽伸長的抑制作用達到極顯著水平，抑制率分別達到16.9％；此外，對干重的影響則表現(xiàn)為促進作用，當提取液濃度達到0.3gDWml-1時，與對照相比，對幼苗干重增加的促進作用達到了顯著水平，提高了23.6％。 在自毒作用的生理生

5、態(tài)機制方面，利用高效液相色譜分析表明，經(jīng)針葉和凋落物水浸提取液處理后，天山云杉種子萌發(fā)和幼苗生長過程中GA3水平顯著升高，造成其大量積累，從而促進了激素IAA的合成，提高了IAA的含量，破壞了激素之間的正常平衡。與此同時，IAA水平隨著處理濃度的增大后亦顯著升高，產(chǎn)生積累，從而增加了ACC合成酶mRNA的轉錄水平，促進了AdoMet轉化為ACC，誘導乙烯的生物合成，導致種子萌發(fā)和幼苗生長受到抑制。此外，隨著提取液濃度的增大，也造成了AB