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果实二态性对异子蓬后代抗逆能力的影响
  • 项目名称:果实二态性对异子蓬后代抗逆能力的影响
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:31070468
  • 申请代码:C031201
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2011-01-01-2013-12-31
  • 项目负责人:李利
  • 负责人职称:副研究员
  • 依托单位:中国科学院新疆生态与地理研究所
  • 批准年度:2010
中文摘要:

萌发异型是果实多态性植物的典型表现之一,在盐生植物上,萌发异型则常常表现为种子萌发对盐分的不同反应。萌发期的特性可能对之后的幼苗产生影响,对果实多态性的盐生植物而言,则可能表现为不同类型果实产生的植株在抗逆性、存活率和结实特性上的差异,但相关研究缺乏。我们前期的研究发现,藜科盐生植物异子蓬具果实二态性,显示萌发异型,其一类种子萌发耐盐力极强,而另一类种子在高盐条件下休眠,显示避盐性。因此,我们以异子蓬为对象,研究其二态性果实产生的后代在抗逆性、存活率和结实特性上的差异,阐明盐分胁迫对其后代抗逆性的影响,揭示产生差异的生理生态机制,并结合前期研究,讨论异子蓬对生境的适应策略。异子蓬是中亚植物区系特有种,其光合结构具独特的"Borszczowioid"类型,是研究生理生态机制的好的材料,本研究比较两类遗传性状相似的植株在盐分胁迫下的生理生态差异,具学科意义,也为濒危植物异子蓬的保护提供依据。

结论摘要:

果实二态性可能引起盐生植物两类果实产生的后代在幼苗抗逆性、存活率和结实特性上的差异,增加对环境的适合度,但各类植物表现不同。异子蓬是藜科盐生植物,具典型的果实二态性,在我国仅分布于准噶尔盆地。结合实验室、温室实验和野外调查,我们研究了异子蓬二态性后代子叶和幼苗在抗逆性、存活率及果实传播特性的差异,并阐明盐分胁迫对其后代抗逆性的影响,也揭示了萌发差异产生的生理生态机制,最后讨论了异子蓬对生境的适应策略。我们得出结论,异子蓬二态性种子产生后代之间在耐盐能力上无显著差异,但种子类型的不同显著影响了后代的生物量和存活率,棕色种子产生幼苗的生物量和存活率显著超过黑色种子的;棕色种子所对应的大果实具有显著膨大的胞果,无论凭借风力或者水力传播,大果实(棕色种子)比小果实(黑色种子)具有更大的传播潜力;两类种子具有不同的种皮结构和营养物质含量,这是其种子萌发异型产生的原因,黑色种子的种皮分化出革质的外种皮,能够拒盐以保护胚胎不受高盐分的伤害,而棕色种子随无外种皮的保护,但凭借其胚根的迅速伸长,也能逃避地表高盐分的伤害。 异子蓬的果实二态性代表了一种生活史模式——较大果实传播较远的距离,萌发更快,产生较大的幼苗,具有更高的存活率,以利于它在新的地方生长定居,因此它是新生境的开拓者;而小果实主要掉落在母本周围,普遍休眠,特殊的外种皮结构保证胚胎在恶劣环境下不丧失活力,维持一个永久土壤种子库,为种的延续做好种子储备,其产生的幼苗较小,存活率极其低,有利于降低种群密度,逃避同胞间对资源的竞争,因此它是旧有根据地的保持者。作为一年生植物,异子蓬采用果实二态性,兼具两种萌发、生长和传播策略于一身,以最大限度地适应中亚荒漠区特有的环境条件。????本项目在二态性种子结构对萌发行为的影响方面有新的突破,虽然有部分内容经多次努力未得到确定的结果,但是为后续研究提供了经验。我们的工作将为濒危植物异子蓬的保护提供依据。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
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