紫莖澤蘭（Eupatorium adenophorum）的生殖生物學研究及其離體快繁體系的建立.pdf

1、紫莖澤蘭[EupatoriumadenophorumSpreng.=Ageratinaadenophora(Spreng.)King＆H.E.Robins.=E.glandulosumH.B.K.nonMichx.]，為多年生半灌木草本植物，是世界性的惡性入侵雜草。由于具有脅迫適應能力強、結實率高、并能通過莖和根繁殖的特點，它已成為危害最嚴重的外來入侵雜草之一。至今，紫莖澤蘭仍非常難控制或根除。本論文主要對紫莖澤蘭在中國入侵過程中的繁殖

2、生物學、生態(tài)生理學進一步研究，觀察了紫莖澤蘭的生殖生物學特征；分析了多種環(huán)境因子對其種子萌發(fā)和中國適應區(qū)域分布的影響；并建立了紫莖澤蘭的離體快繁體系。主要研究結果如下： (1)實驗對紫莖澤蘭花粉的生活力進行了測定，并通過石蠟切片和半薄切片的方法，對紫莖澤蘭的大、小孢子發(fā)生，雌、雄配子體和胚胎發(fā)育進行觀察。剛采集的花粉在含有蔗糖、硼酸的14種培養(yǎng)基上(包括改良的Monnier培養(yǎng)基、BK培養(yǎng)基)、株頭上、花柱內都未見有花粉萌發(fā)和花

3、粉管生長。紫莖澤蘭花藥4室，花藥壁的發(fā)育為雙子葉型，由表皮、藥室內壁、一層中層和絨氈層組成。絨氈層在小孢子在減數分裂前期開始變形，其原生質體向藥室中移動，為變形絨氈層。小孢子母細胞減數分裂產生四面體型的小孢子四分體，其四分體的胞質分裂為同時型。胚珠為倒生胚珠，大孢子母細胞體積增大，然后經有絲分裂形成未減數分裂的八核胚囊。其中靠近合點端的6個核發(fā)育成胚乳狀細胞，靠近珠孔端的2個核，其中一個核退化，另一個核發(fā)育形成胚。胚的發(fā)育過程中未見有受

4、精過程，胚和胚乳的發(fā)育都是自發(fā)形成的。這些結果都為紫莖澤蘭為無融合生殖的先前論斷提供了新的證據。并且，紫莖澤蘭的生殖方式為無融合生殖的二倍體孢子生殖。 (2)實驗研究了不同環(huán)境因子對紫莖澤蘭種子萌發(fā)的影響。用不同濃度的NaCl溶液及5g/L不同鹽分(NaCl、Na2CO3、Na2SO4)及不同比例組合的混合溶液處理紫莖澤蘭種子進行萌發(fā)試驗。鹽脅迫對紫莖澤蘭種子萌發(fā)、胚根和胚軸的生長都具有抑制作用，其中Na2CO3的抑制作用最顯著

5、。對胚根生長的抑制程度大于對胚軸生長的抑制。在低于50mmol/LNaCl條件下，其萌發(fā)率約80％；在200mmol/L條件下，其發(fā)芽率仍能達到18.0％。說明紫莖澤蘭種子在高土壤鹽度條件下也能萌發(fā)。在pH6.0時，紫莖澤蘭種子萌發(fā)率達到最高(84.3％)。其種子能夠萌發(fā)的pH范圍為5.0-7.0，從33.6％到20.0％。在中性到弱酸性條件下萌發(fā)的較好。紫莖澤蘭種子的萌發(fā)率隨著水勢的增加而逐漸降低，在蒸餾水中萌發(fā)率達到80.2％，在-

6、0.7MPa的水勢條件下，萌發(fā)率只有3.0％，而在-0.8MPa下萌發(fā)完全受到抑制。表明紫莖澤蘭種子在中等水勢條件下也還能萌發(fā)。紫莖澤蘭種子萌發(fā)的溫度范圍是10-35℃，最適宜的萌發(fā)溫度約20℃，高溫顯著抑制其萌發(fā)，35℃下只有19.6％的種子萌發(fā)。在溫度和鹽度的交互作用下，紫莖澤蘭在很大的區(qū)域內能萌發(fā)。在高溫、高鹽和低溫、高鹽脅迫下(如30℃，200mmol/L；l0℃，200mmol/L)，沒有種子能夠萌發(fā)。溫度(T)和鹽度(S)交

7、互作用下紫莖澤蘭種子萌發(fā)(G)的反應曲面方程為：G=1.5004+9.9930·T-0.4080·S-0.2707·T2+0.0063532·T·S-0.0003266·S2。 (3)基于種子萌發(fā)的實驗數據和先前文獻關于紫莖澤蘭在中國分布區(qū)內的氣候特征，確立了3個不同等級的紫莖澤蘭氣候(年降水量、月平均最高溫度、月平均最低溫度)和土壤因子(土壤鹽度、土壤pH值)的容限值。這些容限值與氣候和土壤的空間數據結合，最終產生了紫莖澤蘭在

8、中國的適應區(qū)域分布地圖。根據地圖，我們預測紫莖澤蘭未來在中國的分布范圍主要在云貴高原、華南、以及東南沿海的省份，盡管在氣候和土壤環(huán)境適宜的其它區(qū)域仍有可能會分布。 (4)通過研究不同外植體(葉、莖段和莖節(jié))和不同濃度的植物生長調節(jié)劑對愈傷組織誘導和植株再生的影響，建立了紫莖澤蘭的離體快繁體系。就愈傷組織誘導而言，葉比莖段要好。在MS培養(yǎng)基(MurashigeandSkoog'smedium)上加入0.5mg/L2,4-D[(2，

9、4-dichlorophenoxy)aceticacid]和2.0mg/LBA(6-benzylaminopurine)，葉愈傷組織誘導率達到最高值87.2％。在含0.5mg/LNAA(1-naphthaleneaceticacid)和1.0mg/LBA的培養(yǎng)基上，71.6％的葉愈傷組織都能進行器官分化，每個愈傷組織能產生4.1個不定芽。培養(yǎng)基中加入0.5mg/LNAA和1.0mg/LBA對于莖節(jié)誘導腋芽是最好的。在不加任何生長調節(jié)劑的