论文部分内容阅读
本文以潮间带和内陆生境盐地碱蓬为实验材料,对其在野外和实验室盐分可控条件下植株收获的二型性种子发育过程对盐渍环境的响应做了初步探究,期望为理解盐生植物对盐渍环境的适应机制提供一定的参考。1.室内盐氮条件下盐地碱蓬(内陆生境)二型性种子的离子积累和萌发特性本实验测定了盐(1和500mM NaCl)和氮(0.5和5mM NO3--N)水平交互作用处理115天收获的盐地碱蓬二型性种子的离子积累和萌发特性。高盐和低氮处理能够增加盐地碱蓬种子的百粒重。高盐以及高氮处理都增加了盐地碱蓬种子的棕黑比。盐地碱蓬棕色种子Na+、K+和Cl-含量均大于黑色种子,NO3-含量呈现相反的趋势,这种现象与植物生长期间的盐氮水平没有关系。与黑色种子相比,植物生长期间的低氮处理比高氮处理对棕色种子萌发率的促进作用要小。与黑色种子相比,外源硝态氮对棕色种子萌发的促进作用要小。实验结果表明,在高盐胁迫下盐地碱蓬会产生更多的棕色种子或增加种子的重量,这可能是盐地碱蓬对盐渍环境的一种适应。低氮条件下,盐地碱蓬产生更多的具有休眠特性的黑色种子可能是对低氮生境的适应性(调节种群的丰度以适应高盐低氮生境)。植物生长期间或者种子萌发期间提供外源硝态氮可能对黑色种子而非棕色种子的萌发起到一定的信号分子作用。2.室内盐地碱蓬(潮间带生境)种子成熟过程中的离子积累机制与叶片和果皮相比,外界盐分对棕色种子胚中的Na+和K+含量影响较小。盐胁迫增加了盐地碱蓬叶和种皮的SsSOS1基因的相对表达量,对SsHKT1基因的表达量的影响有相反的趋势,而胚中两个基因的相对表达量不受盐胁迫的影响。上述结果表明,高盐条件下果皮中SsSOS1转运体合成增多,增加了Na+的外排量,从而确保胚中的Na+含量稳定,使胚不受伤害。而在外界高盐低K+环境中SsHKT1对K+的吸收具有重要作用。盐处理对植物生长期间不同盐处理条件下收获的种子的SsSOS1基因和SsHKT1基因的相对表达量影响结果表明,盐处理增加了不同浓度盐分条件下收获的种子的上述基因的表达量,尤其是低盐处理下收获的种子。SsSOS1和SsHKT1在种子成熟过程不同部位的表达以及它们在不同盐处理下收获的种子中表达特性与种子耐盐性的关系都需要进一步验证。3.内陆生境盐地碱蓬二型性种子种皮对种子的保护作用与棕色种子(野外收获)相比,盐地碱蓬黑色种子种皮有机物质的种类和成分基本一致,但黑色种子种皮有机物质含量更多,这些有机物当中具有蜡质成分。与棕色种子相比,黑色种子的种皮对离子和水分吸收以及对离子的阻挡作用更强。而氯仿处理破坏种皮后,黑色种子对水分和离子的阻挡作用明显减小。黑色种子萌发速率比棕色种子慢,氯仿处理后黑色种子萌发速率加快,而棕色种子几乎不变。上述结果表明,黑色种子的种皮(蜡质)能够对种子起到保护作用。盐地碱蓬二型性种子种皮结构的差异可能是盐地碱蓬对盐渍环境的一种适应策略,保证种群的延续。4.内陆生境盐地碱蓬二型性种子的幼苗对盐渍环境的适应研究了盐分对砂培盐地碱蓬二型性种子(野外收获)的幼苗生长、离子含量及光合特性的影响。与对照相比,100和400mM NaCl对棕色种子幼苗伸长没有抑制作用,却显著抑制黑色种子幼苗的伸长。NaCl处理下棕色种子幼苗地上部分干重和主茎一级分枝数比黑色种子幼苗高,但二型性种子的幼苗叶片中离子含量、叶绿素含量及光合放氧速率却没有明显差异。上述结果说明棕色种子幼苗较高的生物量可能与其较多的分枝数有关。这些特征可能决定了二型种子幼苗在群落建成中所起到的不同作用。