非生物胁迫蒙古柳种子发芽与生长的影响

I摘要本研究以蒙古柳种子为实验材料，研究分析其分别在NaCl、山梨糖醇、pH、NaHCO3、H2O2等不同盐碱类型下不同浓度处理的种子发芽率、发芽势、根长、10天后鲜重和干重等指标。研究结果如下：蒙古柳对于盐碱胁迫具有极强的忍耐能力，无论是以NaCl、山梨糖醇、NaHCO3、H2O2、pH何种胁迫，在一定浓度范围内（NaCl250mM以下，山梨糖醇800mM以下、NaHCO310mM以下、H2O25mM以下、pH4.8-9.5），蒙古柳几乎都能保持30%以上的发芽率和20%以上的发芽势。在所有的胁迫中，pH值胁迫对于蒙古柳种子萌发产生的影响最少，可以认为蒙古柳对于pH值的耐受力最强。非生物胁迫对于蒙古柳萌发种子的生长，无论是根长、干重和鲜重均产生了不同程度的抑制作用，其中pH胁迫对于蒙古柳种子根长生长的影响最小，而NaHCO3在一定浓度下（3-5mM之间）可以小幅度促进种子鲜重和干重值。关键字：蒙古柳；种子；非生物胁迫；发芽；生长；IIAbstractThisresearchtoMongolianwillowseedsasexperimentalmaterials,researchandanalysisrespectivelyindifferentsalttypesofNaClandSorbitol,pH,NaHCO3andH2O2treatedwithdifferentconcentrationsoftheMongolianwillowseedgerminationrate,germination,rootlength,10daysafterthefreshweightanddryweightofindex.Researchresultswereasfollows:theMongolianwillowforsalinealkalistresshasastrongtolerance,bothwithNaClandSorbitol,NaHCO3andH2O2,pHwhichstress,inacertainconcentrationrange(belowNaCl250mM,belowSorbitol800mMbelow,NaHCO310mM,H2O25mM,pH4.8-9.5),Mongolianwillowalmostalltomaintainmorethan30%germinationrateandmorethan20%ofgerminationpotential.Inallthestress,effectsofpHstressonSeedGerminationofMongoliawillowproducedatleast,sothatthepHvalueforMongoliaLiuhadthehighesttolerance.AbioticstressforthegrowthofSalixMongolia,bothrootlengthanddryweightandfreshweightwereproduceddifferentdegreesofinhibition,inwhichpHstressforMongolianwillowseminalrootlengthgrowtheffectsofminimum,andNaHCO3incertainconcentration(3-5mMbetween)canpromotesseedfreshweightanddryweightvaluesaresmallinmagnitude.Keywords:Mongoliawillow；seed；abioticstress；germination；growth1目录第一章引言...........................................................11.1蒙古柳生物学特性介绍..............................................11.1.1生态习性......................................................11.1.2形态结构......................................................11.2蒙古柳研究进展....................................................11.2.1造林及防风固沙方面的研究......................................11.2.2蒙古柳无性繁殖和有性繁殖方面的研究............................21.2.3蒙古柳抗盐碱方面的研究........................................21.3植物抗旱耐盐碱研究进展............................................31.3.1草本植物......................................................31.3.2木本植物......................................................31.4研究背景及研究目的意义............................................4第二章研究材料与研究方法.............................................62.1研究材料..........................................................62.2研究方法..........................................................62.2.1发芽率........................................................62.2.2发芽势........................................................62.2.3干重和鲜重....................................................72.2.4根长测量......................................................7第三章结果与分析.....................................................83.1非生物胁迫对蒙古柳种子萌发的影响..................................83.1.1非生物胁迫对蒙古柳种子发芽率的影响............................83.1.2非生物胁迫对蒙古柳种子发芽势的影响............................93.2非生物胁迫对蒙古柳种子生长的影响.................................103.2.1非生物胁迫对蒙古柳种子根长生长的影响.........................103.2.2非生物胁迫对蒙古柳萌发种子鲜重和干重的影响...................10第四章讨论与结论.....................................................12参考文献..............................................................131第一章引言1.1蒙古柳生物学特性介绍1.1.1生态习性蒙古柳（Salixlinearistipularis）主要分布在黑龙江、吉林、辽宁、河北、内蒙古、陕西、甘肃、新疆、西藏等地，属于杨柳科柳属，落叶，雌雄同株、先花后叶，小乔木或灌木，一般树高在2-8米。根系发达粗壮，属于深根性的树种。喜阳，但在林荫下亦能生长良好；在河边、湖边、平原、湿地均能生长，在盐碱地上也能生长。实际上，蒙古柳具有很强的抗性，耐寒、耐水湿、耐风沙、耐盐碱、耐干旱，并且有研究表明蒙古柳可以改良土壤的酸碱度。正是由于蒙古柳的上述特性使得其成为我国“三北”防护林中的重要造林树种，并广泛地被栽植在盐碱地、荒漠地、丘陵盆地、高山山地等极端的立地条件下[1]。1.1.2形态结构1、营养器官特征。蒙古柳的树皮暗灰色或棕灰色，枝条细长柔软且无毛，呈丛生状。其叶呈线状披针形，长度在6-15厘米、宽度在0.5-1厘米，叶初时有绒毛后消失，呈深绿色，叶缘有锯齿，有托叶，叶柄长约1厘米左右[1]。2、繁殖器官特征。蒙古柳的花是先叶开发，柔荑花序，花期4-5月，果期5-6月。雄花序呈类圆柱形，长约2.5-3.8厘米，宽约0.6-0.8厘米，雄蕊2枚且花丝合生，苞片呈倒卵形，尖端暗色，具白毛；雌花序呈长圆柱形，长约3.5-4.0厘米，宽约0.8-1.0厘米，子房圆锥形，无花柱或极短，柱头呈头状，苞片同雄蕊；柔黄果序，种子有冠毛，果荚开裂后通过风或流水传播[2]。1.2蒙古柳研究进展1.2.1造林及防风固沙方面的研究蒙古柳造林方面最早的研究是在上世纪60年代，当时我国林业专家万忠生和尹作文在1962年研究了黑龙省苏打盐碱地上造林技术，研究认为蒙古柳可以作为该地区盐碱地上的造林树种[3]。目前，蒙古柳在造林方面实践应用主要集中在陕北地2区，在陕北地区蒙古柳被成为沙柳。由于沙柳具有极强的萌芽能力，并且耐寒耐旱，能够在极为贫瘠的沙地上更新繁殖。因此常被用作防风固沙的树种。关于蒙古柳造林方面的研究也主要集中在防风固沙林的营造。如，在2015年西北农林科技大学陈伟月的硕士毕业论文就是在探讨在风蚀地带营造沙柳（即蒙古柳）人工林的反感。研究表明，营造沙柳灌木混交林的防护效果非常好[4]。实际上早在1995年甘肃省治沙研究所廖空太就研究了以蒙古柳作为防火固沙林的营造技术，认为蒙古柳防风固沙林结构最优为疏透型防护林[5]。实际上关于蒙古柳防风固沙方面的研究较多，但没有专门关于蒙古柳防风固沙的研究。相关的研究多是从防风固沙的角度来探讨适宜营造的树种和林分结构。如，西北农林科技大学高城雄于2008年在研究陕北榆林长城沿线防风固沙林时探讨了构建蒙古柳乔灌草搭配的防护固沙林模式[6]。2012年内蒙古农业大学高菲在其博士论文中探讨了沙柳（蒙古柳）沙障在防腐抗侵蚀方面的应用。认为，沙柳沙障5年后就会发生腐蚀，需要进行抗腐蚀方面的处理[7]。1.2.2蒙古柳无性繁殖和有性繁殖方面的研究郭瑶在2009年用蒙古幼苗的叶片作实验材料，研究分析了蒙古柳组织培养快速繁殖的方法，研究结果表明通过此种方面可以培养出根系发达幼苗健康的苗木[8]。冯爽在2013年对蒙古柳的有性繁殖进行研究，研究从蒙古柳的花的特征、传粉方式，以及种子结实进行了系统研究[9]。钱璐在2015年硕士论文中研究了环境因子对蒙古柳种子萌发的影响，该文首先介绍了蒙古柳的生理特性，之后分析了蒙古柳种子的组织化学特征，最后研究了环境因子对蒙古柳种子萌发的影响。其中环境因子中研究了不同的培养基、不同的温度、不同的光照、不同土壤含水量、不同盐碱胁迫以及不同的贮存条件对环境因子对蒙古柳种子萌发的影响。在研究盐碱胁迫对蒙古柳种子萌发的实验中，研究的指标有萌发率、发芽势、萌发指数、种子活力、种子胚根生长等指标[1]。1.2.3蒙古柳抗盐碱方面的研究南桂仙在2014年的博士论文中对蒙古柳的耐盐基因进行了研究，该文研究首先研究分析了蒙古柳的生理特性，在非生物胁迫下研究了蒙古柳种子的萌发、幼苗生长以及生理指标等。并且该文对构建蒙古柳cDNA酵母与拟南芥表达文库及功能基因3进了初步筛选，还研究分析了蒙古柳NaCl胁迫相关基因。在该文中，蒙古柳种子萌发研究的指标主要有发芽率、幼苗的根长、发芽幼苗的鲜重和干重等指标[2]。在2015年南