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甘肃河西地区三种荒漠植物种质资源超干保存研究

作　者: 李毅
导　师: 安黎哲
学　校: 兰州大学
专　业: 植物学
关键词: 霸王黄花补血草蒙古沙冬青超干保存生理生化 RAPD
分类号: Q94-33
类　型: 博士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

种子超干保存研究技术是八十年代在种子学和种子生理学领域兴起的研究热点，该技术在多方面证实了超干保存的可行性。植物能够在干旱荒漠环境条件下生存，与其种子特殊的传播和萌发机制密切相关，创立干旱和半干旱地区植物种子超干保存技术，对于干旱和半干旱地区植物群落、生态环境恢复与重建、生物多样性保护以及濒危植物种质资源的有效保存具有重要意义。本研究论文将三种荒漠植物：霸王(Zygophyllum xanthoxylon)、黄花补血草(Limonium aureum)、蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolica)作为实验材料，通过硅胶干燥的方法，制备不同含水量的种子，密封包装后，定期测定种子的生理活性指标，研究其超干种子的最适宜保存条件。分析了种子适宜保存温度和含水量的关系，研究了制约种子寿命长短的重要因素，通过对种子相对电导率、抗氧化系统酶类、醛类物质含量、脂氧合酶含量等生理活性指标的测定，分析了超干种子生理生化机理，并从膜结构和功能的完整性方面加以验证，适度的超干处理种子可以有效降低脂质过氧化反应带来的危害，延长种子的保存时间。利用RAPD技术从分子水平上检验了超干保存后种质资源DNA的遗传变异。取得以下研究成果：1．在45℃、室温和15℃条件下保存2年，霸王种子最适宜的含水量分别为：1.99％、3.81％～2.41％和4.81％～1.99％；黄花补血草种子最适宜的含水量分别为：2.88％、4.67％和3.54％；蒙古沙冬青种子最适宜的含水量分别为：2.24％、3.73％和5％以下。种子的最适宜含水量一般随着温度的升高而降低。在低温条件下，各个含水量的种子，寿命都有所延长，种子保存寿命与含水量呈对数关系，即含水量越低，种子寿命越长。在高温条件下进行保存，虽然大多数种子的寿命缩短，并且活力下降，但是，只要适度的降低种子含水量，就可以提高其保存寿命。适度的干燥处理可以使种子的耐保存性提高，也使得超干种子具有较强的抗人工加速老化能力，并且延长种子寿命。2．对超干种子在萌发之前进行缓湿处理，发芽率、活力指数和相对电导率测定结果表明，超干种子在萌发前进行缓湿处理是十分必要的关键步骤，能够有效的降低种子吸水速奉，为种子在吸胀萌发过程中完成膜系统的修复创造必要的条件。实验结果表明种子在超干保存后进行缓湿处理，可以使种子细胞膜生理功能保持完好，使种子保持较高的发芽率和活力指数。3．超干种子经过自然保存和人工老化处理，测定相关生理活性指标，实验结果表明，超干保存能够延长种子寿命，提高种子的抗老化能力，但是存在一个最适含水量，低于这个最适含水量，或者过度对种子进行干燥处理，则对种子寿命延长没有益处。利用人工老化的方式可以快速判断超干种子的耐保存性和保存的最适宜含水量。4．人工老化处理后，超干种子LOX活性、MDA和挥发性醛类物质含量并没有随着种子含水量的降低而上升，说明超干种子抗脂质过氧化反应能力强于高含水量种子。超干处理对种子抗氧化系统酶类也没有不利影响，从种子提取液中检测到SOD、POD、CAT活性，并且在超干过程中活性变化不大，说明超干种子的抗氧化系统酶类保持的很完善，从而减轻或者阻止了活性氧启动的脂质过氧化反应的发生，避免了对膜系统的损伤，保证了超干种子的正常萌发。5．采用RAPD分子技术对霸王、黄花补血草和蒙古沙冬青三种荒漠植物种子遗传稳定性的研究发现，超干保存不会引起种子的遗传变异，RAPD分子分析技术适合于检验种子的遗传变异。

全文目录

缩略词表  7-8
中文摘要  8-10
英文摘要  10-13
第一部分文献综述  13-30
  1.种子寿命及种子超干保存研究的提出与发展  13-15
  2.种子超干保存研究涉及的物种  15-18
  3.种子超干保存的方法  18
  4.种子超干保存的最佳含水量研究  18-20
  5.种子超干保存对种子活力和耐贮藏性的影响  20-21
  6.种子超干保存对种子生理生化的影响  21-22
  7.种子超干保存对遗传稳定性的影响  22-23
  8.抗氧化系统在种子超干保存中的作用  23-25
  9.种子超干保存中膜的吸胀损伤及超干种子缓湿处理  25-27
  10.超干处理对种子细胞器超微结构的影响  27
  11.本研究的目的和意义  27-30
第二部分材料与方法  30-36
  1 材料  30
  2 种子的超干处理与保存  30
  3 种子含水量和种子活力的测定  30-31
  4 超干种子的缓湿处理  31
  5 超干种子人工老化处理  31
  6 相对电导率的测定  31-32
  7 酶液的提取及相关酶活性的测定  32-34
  8 引物筛选  34
  9 超干保存后RAPD分析  34-36
第三部分结果与讨论  36-93
  1 种子最适含水量与保存温度的研究  36-64
    1.1 霸王种子保存最适含水量  36-44
      1.1.1 45℃保存霸王种子活力变化  36-39
      1.1.2 室温保存霸王种子活力变化  39-41
      1.1.3 15℃保存霸王种子活力变化  41-44
    1.2 黄花补血草种子保存最适含水量  44-53
      1.2.1 45℃保存黄花补血草种子活力变化  44-47
      1.2.2 室温保存黄花补血草种子活力变化  47-50
      1.2.3 15℃保存黄花补血草种子活力变化  50-53
    1.3 蒙古沙冬青种子保存最适含水量  53-61
      1.3.1 45℃保存蒙古沙冬青种子活力变化  53-56
      1.3.2 室温保存蒙古沙冬青种子活力变化  56-58
      1.3.3 15℃保存蒙古沙冬青种子活力变化  58-61
    1.3 讨论  61-64
  2 超干保存对种质生理特性的影响  64-90
    2.1 超干保存对种子活力的影响  64-70
    2.2 超干保存对种子抗老化能力的影响  70-85
      2.2.1 人工老化处理对发芽率、活力指数和相对电导率的影响  70-75
      2.2.2 超干保存对种子抗氧化系统稳定性的影响  75-81
      2.2.3 超干保存对种子醛类物质含量的影响  81-83
      2.2.4 超干保存对种子脂氧合酶(LOX)含量的影响  83-85
    2.3 超干保存对种子其它生理活性指标的影响  85-87
    2.4 讨论  87-90
  3 超干保存对种质遗传稳定性的影响  90-93
    3.1 实验结果  90-92
    3.2 分析与讨论  92-93
第四部分结论  93-94
图版  94-97
参考文献  97-108
在学期间研究成果  108-109
致谢  109

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