錳超富集植物青葙同源多倍體誘導(dǎo)及修復(fù)性能研究.pdf

1、作為植物修復(fù)的核心內(nèi)容,超富集植物本身有著在天然條件下生物量小、生長緩慢和環(huán)境抵抗能力弱等缺陷,難以適用于快速修復(fù)重金屬污染土壤,限制了其植物修復(fù)效率,種植這樣的植物要實現(xiàn)修復(fù)目標(biāo)往往需要較長的周期,這是制約植物修復(fù)技術(shù)工程化推廣中最主要的“瓶頸”。青葙為莧科青葙屬一年生草本植物,有一定的藥用價值,目前已被鑒定為錳超富集植物。本研究以青葙為研究對象,旨在利用秋水仙素對青葙進行多倍體誘導(dǎo),以期培育出高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的青葙新品種,通過與二倍體形態(tài)學(xué)

2、、細(xì)胞學(xué)差異和光合特性等比較,評價其應(yīng)用于植物修復(fù)領(lǐng)域的潛力。通過研究主要成果如下:
　　打破青葙種子休眠的最佳方法為濃H2SO4處理10 min,再用200 mg/L赤霉素浸種1 h,種子發(fā)芽率達到最高的89.00％,為初始發(fā)芽率的2.1倍。采用浸種法誘導(dǎo)青葙多倍體,最佳秋水仙素誘導(dǎo)濃度和時間分別為0.05%和24 h,青葙存活率和變異率分別達到83.89%和51.11%,誘導(dǎo)所得3株青葙同源四倍體染色體數(shù)為2n=4x=68,而

3、對照二倍體染色體數(shù)為2n=2x=34。采用莖段培養(yǎng)成功建立了四倍體青葙的無性繁殖體系,外植體成活率達到95%以上,繁殖系數(shù)在4~5左右,移栽無菌苗存活率在90%左右,繁殖周期為2~3個月。
　　四倍體青葙較二倍體葉片大而肥厚并且葉色呈黃綠或深綠,葉邊緣較不規(guī)則,莖粗壯且結(jié)點數(shù)量較多。經(jīng)形態(tài)學(xué)鑒定,除株高略有降低外,四倍體青葙的葉長、葉寬、葉厚、莖粗和花徑等均顯著大于二倍體(p<0.05);四倍體青葙的氣孔長寬、保衛(wèi)細(xì)胞長寬和保衛(wèi)細(xì)

4、胞中葉綠體數(shù)目等氣孔形態(tài)參數(shù)也均顯著大于二倍體?？傮w上四倍體青葙表現(xiàn)出使生物量增大的趨勢。
　　四倍體青葙葉片的葉綠素a、葉綠素b、葉綠素a/b和總?cè)~綠素含量較二倍體分別增加了54.91%、23.08%、26.06%和43.09%,葉厚、柵欄組織厚和海綿組織厚分別提高了22.44%、38.02%和18.78%,柵欄組織和海綿組織比值相比二倍體提高了16.67%;四倍體青葙的葉綠素?zé)晒鈪?shù)Fo、Fm和ETR值在一天中不同時段均不同程

5、度顯著高于二倍體,在光強較高的12:00時到14:00時,四倍體青葙的抗逆性指標(biāo)值Fv/Fm、Fv/F0和Y(Ⅱ)均顯著高于二倍體。
　　不同錳濃度處理四倍體的根、莖、葉生物量較二倍體平均增加了20.79%、35.45%和36.15%,四倍體根、莖、葉中錳積累量均顯著高于二倍體,分別增加了54.94%、46.13%和32.12%;四倍體的單株錳富集量在錳處理濃度為300 mg/kg時達到最高的70.21 mg,相比二倍體增加了11