天山云杉的自毒作用及其生理學(xué)機(jī)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(guó)僅見(jiàn)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(duì)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(jì)建設(shè)對(duì)森林物質(zhì)產(chǎn)品需求的增長(zhǎng)和各類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)干擾強(qiáng)度的加大，天山云杉的天然更新問(wèn)題日顯突出。基于這一問(wèn)題，許多學(xué)者從幼樹(shù)所處的光照、水分和養(yǎng)分條件等方面進(jìn)行了大量的研究，但從研究結(jié)果和所產(chǎn)生的效果來(lái)看，距離對(duì)這一問(wèn)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(shè)，采用生物測(cè)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(zhǎng)條件，就針葉水浸提取液對(duì)天山云杉種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)的影響進(jìn)行了檢驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，利用高效液相色譜分析方法進(jìn)一步測(cè)定了經(jīng)針葉和凋落物水浸提取液處理后對(duì)天山云杉種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)過(guò)程中內(nèi)源激素的變化情況。研究所得結(jié)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(shí)驗(yàn)表明，天山云杉針葉水浸提取液對(duì)其種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)存在自毒作用。在濃度較低時(shí)，自毒作用主要表現(xiàn)為對(duì)種子萌發(fā)的延遲；在濃度較高時(shí)，自毒作用主要表現(xiàn)為對(duì)種子萌發(fā)的強(qiáng)烈抑制，并且隨著濃度的增大抑制作用逐漸增強(qiáng)。15～20℃條件下，當(dāng)提取液濃度達(dá)到0.1gDWml-1時(shí)，對(duì)種子萌發(fā)的抑制作用達(dá)到極顯著水平，抑制率達(dá)到31.3％；當(dāng)提取液濃度達(dá)到0.05gDWml-1時(shí)，對(duì)幼苗胚根、胚芽伸長(zhǎng)的抑制作用達(dá)到極顯著水平，

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

5、態(tài)機(jī)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(zhǎng)過(guò)程中GA3水平顯著升高，造成其大量積累，從而促進(jìn)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(shí)，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(zhuǎn)錄水平，促進(jìn)了AdoMet轉(zhuǎn)化為ACC，誘導(dǎo)乙烯的生物合成，導(dǎo)致種子萌發(fā)和幼苗生長(zhǎng)受到抑制。此外，隨著提取液濃度的增大，也造成了AB