刺苋与苋菜种子寿命及萌发生态的比较研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 叶娟 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2017-05 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 文彬 |
| 关键词 | 外来植物入侵，刺苋，苋菜，种子萌发，种子寿命，化感作用 |
| 其他题名 | Comparison of Seed Longevity and Germination Ecology of Spiny Amaranth and Edible Amaranth |
| 学位专业 | 植物学 |
| 中文摘要 | 生物入侵目前已经遍及全球几乎所有农业和自然生态系统，并对生态系统的 生物多样性和生产力带来了严重威胁，因此生物入侵作为全球性问题已经引起世 界各国和国际组织的广泛关注,而外来植物入侵或杂草的入侵是其中的重要方 面。刺苋（Amarantnus spinosus L.）是苋科苋属一年生草本植物同时也是西双版 纳地区常见的外来入侵杂草，而同属植物苋菜（Amarantnus tricolor L.）也是外 来植物，在热带、亚热带地区广泛栽培，但是在西双版纳地区并没有像刺苋那样 发展成恶性入侵杂草。种子萌发是植物生长过程中的一个重要阶段，同时，也是 外来植物入侵过程中的重要环节。本研究以同域分布的刺苋和苋菜各两个品种为 材料，结合西双版纳热带高温的特点，比较这两种植物的种子寿命，萌发条件， 及萌发对高温、干旱胁迫和化感物质的反应，从种子生物学的角度分析刺苋能够 入侵成功的原因，为刺苋的综合治理提供理论依据，并解释苋菜为何在西双版纳 没有发展为刺苋那样的杂草。 在种子萌发生态部分，该研究设计了一序列实验室实验来比较刺苋和苋菜种 子在萌发条件和高温耐性方面的不同。结果发现：刺苋和苋菜种子对高温和干旱均有着很强的适应性，风干的刺苋和苋菜种子经过70ºC 高温处理30 min 后仍有 很高的萌发率和成苗率，但是刺苋种子对周期性高温和连续性高温(45ºC)的耐性 以及抗吸涨-回干处理的能力强于苋菜种子。同时，刺苋和苋菜种子均具有很宽 的萌发温度范围，在10-40ºC 条件下均能萌发，而且，在光照和黑暗条件下都有 很高的萌发率；不同的是，刺苋种子萌发随温度升高而升高，在35ºC 时达到最 大，40ºC 时显著降低，而温度对苋菜种子萌发的影响很小，因此，苋菜种子在 10ºC、15ºC、40ºC 的萌发明显优于刺苋。另外，这两种植物种子萌发对水分胁 迫的反应存在显著差别，-0.6 MPa 的低水势可以完全抑制刺苋的萌发，但对苋菜 种子却几乎没有抑制作用。 在种子寿命部分，该研究开展了野外种子埋藏实验和种子人工老化实验来比 较这两种植物种子的差别。在三个温度（15ºC、25ºC、35ºC）和三个相对空气湿 度（RH23%、54%、85%）共9 种组合条件下进行的老化实验表明，刺苋和苋菜 种子具有相同的老化规律，即在低温低湿（15ºC/23% RH）条件下贮藏12 个月， 其萌发率和成苗率无明显变化，在高温高湿(35°C / 85% RH)情况下种子老化迅速，萌发率和成苗率显著降低。但是，在森林和空旷地两种生境中进行的种子埋 藏实验发现了刺苋和苋菜种子显著不同的特点：埋藏在野外的刺苋种子始终保持 静止状态，取回实验室后进行萌发测试，发现其活力并没有随埋藏时间的延长而降低，经过了一年的埋藏后，种子仍保持很高的萌发率和成苗率；而这两种生境 中的苋菜种子在埋藏后3-5 周内就几乎全部萌发，但因为萌发的幼苗不能出土而 成为无效萌发。 在化感作用部分，实验选用了绿刺苋、红苋菜、星油藤3 种植物叶片作为化 感作用的供体，选取小白菜、刺苋（红、绿两个品种）、苋菜（红、绿两个品种）、 鬼针草、飞机草、对叶榕共8 种植物种子作为化感作用的受体，研究入侵种刺苋 和非入侵种苋菜在化感作用方面的差别。结果表明：(1) 这3 种植物叶片对这8 种植物种子萌发均有化感作用，表现为降低萌发率和成苗率，而且随着水提取液 浓度的升高，其抑制作用越明显；(2) 不同植物种子(受体)对同一化感物质(供 体)的敏感性存在差别，同一植物种子(受体)对不同化感物质(供体)的敏感性也 不一样，据此可以将这8 种植物种子(受体)分为3 组，即小白菜、红苋菜、鬼针 草种子萌发对3 种植物叶片水提取液敏感度顺序相一致，为红苋菜> 星油藤> 绿刺苋，绿苋菜、红刺苋、飞机草种子萌发对3 种植物叶片水提取液敏感度顺序 相一致，为绿刺苋> 红苋菜> 星油藤，而绿刺苋、对叶榕种子萌发对3 种植物 叶片水提取液敏感度顺序相一致，为红苋菜> 绿刺苋> 星油藤。 由此得出结论，与苋菜相比较，刺苋种子具有更强的高温耐性，在中等水分 胁迫条件下萌发就被抑制，能够形成较持久的土壤种子库，是其成为入侵种的有 利因素；苋菜种子虽然与刺苋一样具有很强的高温耐性和抗老化能力，其叶片水 提取液也具有抑制多种植物种子萌发的作用，而且，与刺苋相比较，苋菜种子具 有在更低水势和温度胁迫下萌发的特点，但是由于其为栽培品种，其能够在更广 泛环境条件下萌发的能力是通过人工选择获得的，而不是自然选择的结果，苋菜 种子的这些萌发特性不能与西双版纳的气候相适应，不能形成有效的土壤种子库, 是导致其未能在西双版纳发展成为入侵种的重要原因。 |
| 公开日期 | 2017-08-02 |
| 源URL | [http://ir.xtbg.org.cn/handle/353005/10561]  |
| 专题 | 西双版纳热带植物园_西双版纳热带植物园毕业生学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 叶娟. 刺苋与苋菜种子寿命及萌发生态的比较研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2017. |
入库方式： OAI收割
来源：西双版纳热带植物园
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