不同沙漠生境三种荒漠植物种内种子萌发差异及作用机制
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘有军 |
| 答辩日期 | 2019-06-30 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 徐新文 |
| 关键词 | 种内种子萌发差异 荒漠植物 变化机制 不同沙漠生境 种皮纹饰 Intraspecific difference in seed germination desert plant variation mechanism of intraspcific seed germination different desert environments seed coat sculpture |
| 学位专业 | 理学博士 |
| 其他题名 | Intraspecific differentiation and their causes in seed germination of three species from different desert habitats of North China |
| 英文摘要 | 种子萌发具有重要科学意义和应用价值，它不但影响种群动态，群落演替和植物生活史表达, 而且对育苗、造林等防护林建设关键技术制定具有指导意义。 同一植物在不同沙漠生境下会表现出不同种子萌发对策。我国各大沙漠环境因子（如降水、蒸发、气温等） 差异较大，那么，生长在不同沙漠生境同一种植物种子萌发会发生什么样变化？ 机制是什么？这个科学问题未见报道。沙葱（Allium mongolicum） 是一种沙生蔬菜，沙米（Agriophyllum squarrosum）是流动沙丘先锋植物，碟果虫实（Corispermum patelliforme） 是沙区一种优质饲料。它们均为广泛分布于我国沙区的草本植物，种子萌发完全受降水调控。因此，以它们在不同沙漠生境采集的种子为对象，采用实验生态学的方法，对其种内种子萌发特性、促进种内种子萌发方法、种皮切除前后种内种子吸水率变化和处理前后种皮超微结构和种子大小的比较研究， 探索不同沙漠生境 3 种植物种内种子萌发差异及作用机制。取得以下主要结果：（1）不同沙漠生境 3 种植物种内种子最适萌发温度存在差异。沙葱 SAW（阿拉善野生沙葱）最适萌发温度为恒温 20℃，沙葱 SAC（阿拉善栽培沙葱）为恒温 15℃，沙葱 SMW（民勤野生沙葱）为变温 15/25℃和 20/30℃、沙葱 SMC（民勤栽培沙葱）为变温 20/30℃；沙米 M（民勤野生沙米）最适萌发温度为变温 10/30℃，沙米 S（沙坡头野生沙米）为变温 10/30℃、 5/15℃和 15/35℃，沙米 D（敦煌野生沙米）为变温 10/30℃和 20/40℃。碟果虫实 DW（民勤野生碟果虫实）最适萌发温度为变温为 25/15℃， DC（民勤栽培碟果虫实）为变温25/5℃。（2） 3 种植物种子萌发均为嫌光型，且在 3 种光照条件下萌发率均为 G1（24h 黑暗） >G2（14h 黑暗/10h 光照） ≥G3（24h 光照）。它们种内种子萌发对光照的响应存在差异：在 24h 光照下萌发率为 SAC>SMC>SAW>SMW，沙米为 S>D=M，碟果虫实为 DC>DW。（3） 3 种植物种内种子萌发对水盐胁迫耐受性存在差异。沙葱忍受水分胁迫能力为 SAW>SAC>SMW>SMC，忍受盐分胁迫能力为 SMW> SAW> SAC>SMC，且忍受水分胁迫能力强于盐分胁迫；沙米种子萌发忍受水分胁迫能力为M>D>S，忍受盐分胁迫的能力为 D>S>M，且沙米种子忍受水分胁迫能力强于盐分胁迫。 2 种碟果虫实种子萌发忍受水盐胁迫的能力均为 DC>DW。（4） 3 种植物种子萌发均较缓慢，种内种子萌发休眠程度不同。沙葱种子休眠程度 SMW>SMC>SAW>SAC；沙米 M 种子休眠， S 和 D 种子不休眠；碟果虫实 DW 种子休眠， DC 不休眠；沙葱和碟果虫实休眠均属于物理休眠和化学休眠， 且以物理休眠为主； 沙米为物理休眠。（5） 3 种植物种内种子萌发差异均是由种子大小和种皮结构差异造成的，这些差异与种子采集地土壤含水量有关。而且， 每种生境种子具体原因不同。（6） 3 种植物种内种子大小与种子萌发率均呈现线性正相关关系。其中，沙葱种子大小与种子萌发率的关系为 y=29.07x-24.14（R2= 0.912）；沙米为y=223.6x-253.0（R2= 0.998），碟果虫实为 y=0.662x+0.541（R2= 1.0）。（7）造成 3 种植物种内种子萌发差异的种皮结构不同，而且种皮表面超微结构越粗糙，种子萌发越容易；颜色越浅，种子萌发越困难；种皮越疏松，种子萌发越容易，而且种皮颜色的影响大于种皮粗糙。沙葱主要是由种皮表面纹饰结构粗糙程度、颜色、种皮疏松程度和种子浸泡液对种子萌发抑制性差异造成。种皮纹饰粗糙度为 SAC>SAW>SMC>SMW，种皮纹饰颜色由浅到深依次为 SMW、 SMC、 SAW 和 SAC，种皮疏松程度为 SAC>SAW>SMC>SMW，种子浸泡液抑制性 SMW>SAW；沙米由种皮表面超微结构粗糙程度，颜色、种皮疏松程度和种子浸泡液对种子萌发促进作用差异造成。种皮粗糙程度为S>D>M，种皮疏松程度 S>M>D，种子浸泡液对种子萌发促进程度为 S>D>M；碟果虫实主要由种皮表面纹饰大小、颜色和水解性，萌发孔堵塞程度，堵塞物水溶性以及种皮浸泡液对种子萌发抑制性差异造成。碟果虫实种皮纹饰大小DC>DW，颜色 DC 较深， DW 较浅，纹饰水溶性 DC>DW，萌发孔堵塞 DW>DC，种皮浸泡液对种子萌发抑制性 DW>DC。（8） 阐明了野生碟果虫实种子休眠机制以及栽培后种子萌发休眠被打破的原因。野生碟果虫实种子休眠是由种皮透水性差和种皮中含有种子萌发抑制物引起。栽培后种子不休眠的原因是由种皮透水性增强和种皮中种子萌发抑制物消失所致。种皮透水性增强体现在种皮水溶性增强，萌发孔堵塞减弱，堵塞物水溶性增强。（9）获得了一种沙米种子浸泡液，种子在该浸泡液中进行催芽 2d，萌发率可达 100%. 该方法能克服现有技术种子萌发时间长，播种后保苗率低的缺点。（10）不同沙漠生境 3 种植物种内种子萌发存在差异。如果要在不同沙漠进行人工栽培，沙葱最好选择 SAC 或 SMC，沙米选择 S，碟果虫实选择 DC。 |
| 学科主题 | 生态学 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.xjlas.org/handle/365004/15344]  |
| 专题 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 新疆生态与地理研究所_研究系统 |
| 作者单位 | 中国科学院新疆生态与地理研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘有军. 不同沙漠生境三种荒漠植物种内种子萌发差异及作用机制[D]. 北京. 中国科学院大学. 2019. |
入库方式： OAI收割
来源：新疆生态与地理研究所
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