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本课题组前期发现青葙(Celosia argentea Linn.)具有很强锰超富集特性,试探讨青葙锰富集性状的种内差异情况。本文选取四种分布于我国的青葙属(Celosia L.)植物—青葙、鸡冠花(Celosia cristata L.)、台湾青葙(Celosia taitoensis Hay.),以及凤尾鸡冠花(鸡冠花杂交品种)作为实验材料。采用温室盆栽实验,研究在不同锰处理介质中青葙属植物对锰的耐性和富集能力差异,利用SRAP技术分析青葙属植物亲缘关系,试从分子水平上探索青葙富集锰能力的遗传关系。观察锰胁迫下四种青葙属植物的叶面表观形态发现:鸡冠花和台湾青葙均出现严重的中毒现象,特别是台湾青葙在500 mg·kg-1锰处理浓度下植株全部死亡。锰胁迫下四种植物的相关叶绿素荧光参数表明:随锰处理浓度的增加,鸡冠花和台湾青葙最小荧光产量(F0)值增加,最大荧光产量(Fm)、最大光化学量子产量(Fv/Fm)值、光合化学淬灭系数(qP)和电子传递速率(ETR)均下降,说明锰胁迫使鸡冠花和台湾青葙的电子传递过程受到抑制。此外,鸡冠花和台湾青葙在锰刺激下会使启动植物非光化学淬灭保护机制,但胁迫时间的加长,该机制受到了不可逆破坏。青葙和凤尾鸡冠花30 d的F0、Fm、Fv/Fm值呈下降趋势,说明青葙和凤尾鸡冠花有一定的锰耐性。此外,青葙随着胁迫时间的加长,非光化学淬灭保护机制仍能起作用。外界锰环境变化对青葙的光合速率的抑制效果明显低于另三种植物。不同锰处理下青葙属四种植物发芽情况发现:在500 mg·kg-1锰处理浓度下青葙种子的发芽率、发芽势和发芽指数均比另三种植物高,说明青葙种子的种皮对锰阻止效果优于同属的其他植物。在锰处理浓度为500 mg·kg-1时,青葙叶片中锰含量最大可达25,363.28 mg·kg-1,且显著高于对照(p<0.05),其对锰的富集系数最大可达30.05,说明青葙有极强的锰富集能力。青葙对锰的转运系数为1.31-5.42,具有较强的锰转运能力。当锰处理浓度为500 mg·kg-1时,鸡冠花、台湾青葙和凤尾鸡冠花各部分的锰最大含量均远远小于青葙。此外,鸡冠花对锰的转运系数在1.75-2.38之间,凤尾鸡冠花对锰的转运系数在1.47-3.07之间,台湾青葙对锰的转运系数在1.56-2.62之间,说明青葙属植物对锰转运能力较强,只是相比青葙对锰的富集能力远优于其他三种同属植物。采用SRAP分子标记分析其遗传多样性。筛选出的9对引物组合利用SRAP-PCR反应体系对4种植物进行扩增,共得到312条清晰稳定的条带,片段大小60-500 bp,多态位点百分比均达到100%。青葙属的亲缘关系通过UPGMA聚类结果显示:选取的青葙属其他三种植物与青葙遗传差异较大,从遗传的角度解释了青葙具有锰超富集能力而其他三种植物不具备该性状。