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兰科植物作为一种重要的植物资源,不仅具有观赏价值和药用价值,还具有巨大的经济价值和科研价值。由于人为的采摘、生境的破坏和丧失,野生兰花资源日趋濒危,对其保育势在必行。东亚特有种五唇兰(Doritis pulcherrima L.)在自然状态下存在叶背紫红色(M)和叶背绿色(G)两种生态型,与菌根真菌共生完成整个生活史。本文以这两种生态型为研究对象,分析比较M和G的叶片解剖结构特征及光合生理特性,同时探讨两种生态型组培苗(叶背紫红色MZ;叶背绿色GZ)和野生苗(叶背紫红色MY;叶背绿色GY)的差异性,结合接种活菌菌剂的方法探讨菌根真菌对不同生态型五唇兰生长发育的影响,为五唇兰的重引提供理论依据。将菌根技术应用于濒危兰科植物的保育也将成为兰科保育的一项关键技术。
研究的主要结果如下:
(1)本文通过对不同生态型五唇兰叶片的解剖发现,两种生态型五唇兰的叶肉组织均没有栅栏组织和海绵组织的分化,上下表皮由长方形单层细胞组成。叶片表面有较厚蜡质层和角质层。组培苗GZ和MZ叶片厚分别为1.76mm、1.57mm;野外不同生境的五唇兰两种生态型叶片厚度有极显著性差异,强光照射下的叶片较厚。
组培苗GZ和MZ上、下表皮气孔密度没有显著性差异。野生植株GY与MY的上、下表皮气孔均达极显著性差异。五唇兰的叶绿素含量较低,GZ和MZ的总叶绿素含量分别为0.307和0.286mg·g-1,Chla/Chlb的比值分别为1.750、1.621,类胡萝卜素含量/总叶绿素含量(Car/Chl)的值MZ极显著的大于GZ(P＜0.01)。野生五唇兰的两种生态型光合色素含量没有显著性差异。
(2)通过对五唇兰叶片24h CO2吸收的动态的监测得到五唇兰为CAM植物。在夜间(无光条件下)开启气孔吸收CO2,白天几乎没有CO2的吸收,没有光补偿点,夜间CO2胞间浓度较低。五唇兰组培苗GZ和MZ两种生态型的CO2吸收速率都较低,CO2吸收速率夜间大于白天。野生和组培植株CO2吸收速率均为叶背绿色型大于叶背紫红色型。野生五唇兰的夜间CAM活性极显著高于组培植株(P＜0.01)。
(3)菌根化处理的五唇兰组培幼苗生物量增长效果不同。接种球座菌属(Guignardia)和盘多孢属(Pestalotia)真菌的植株对五唇兰组培苗的鲜重增长率达极显著差异(P＜0.01),接种多节孢属(Nodulisporium)、毛壳孢属(Chaetomium)、漆斑菌属(Myrothecium)真菌均对组培苗有显著的促进作用(P＜0.05)。
(4)将有益共生真菌接种于不同生态型的组培植株上,发现不同菌对同种生态型五唇兰叶片光合色素含量的影响不同,同种菌对不同生态型的五唇兰叶片光合色素含量的影响也有所不同。接种球座菌属(Guignardia)真菌极显著提高绿色型组培苗的叶绿素a、b和总叶绿素含量(P＜0.01);显著的提高紫红色型植株的叶绿素a、叶绿素a/b和总叶绿素(P＜0.05)。接种多节孢属(Nodulisporium)真菌使绿色型植株的叶绿素b(P＜0.05)和总叶绿素含量(P＜0.01)高于对照;同时也显著提高了紫红色型植株的叶绿素a含量和叶绿素a/b的值(P＜0.05)。
同种菌对不同生态型五唇兰夜间CO2吸收量影响不同。接种球座菌属(Guignardiai)和漆斑菌属(Myrothecium)的绿色型植株CO2的吸收量极显著的高于对照。五个菌接种紫红色五唇兰后夜间CO2吸收量与对照均没有显著性差异。
球座菌属(Guignardiai)真菌对两种生态型五唇兰的CO2的吸收均有促进作用。毛壳孢属(Chaetomium)真菌对绿色型五唇兰的CO2的吸收有抑制作用。