陀螺果休眠的生理生化动态分析
发布时间：2020-07-10 20:47
【摘要】：陀螺果(Melliodendron xylocarpum Handel-Mazzetti)为中国特有种,是一种集观赏、油用和材用价值于一体的多用途经济树种。陀螺果在自然条件下存在种子休眠现象,果实成熟后第二年才能大量萌发。本研究以室温湿沙层积第一年和第二年的陀螺果为研究对象,对果皮结构、透水性和pH值的动态变化进行研究,同时监测不同阶段胚乳营养物质、相关代谢酶和内源激素含量及其比值的变化,以期揭示陀螺果种子的休眠机制,为解决陀螺种子繁殖技术瓶颈提供理论依据。主要结论如下:(1)通过对陀螺果的果实形态和基本结构进行观察,发现陀螺果形状为倒卵形或倒卵状梨形,顶端短尖,中部以下渐尖;具有外果皮、中果皮、内果皮、种皮和种胚五层结构,外果皮木栓质,中果皮木质,厚而坚硬,内果皮木质,薄而脆,与中果皮愈合,对陀螺果萌发起到机械阻碍作用;陀螺果果实不完全5室,种子着生在心皮的腹缝线上,气室萎缩中空,便于陀螺果通过水力传播。(2)陀螺果存在物理休眠。木质而坚硬的果皮既对种子萌发构成了机械障碍,也阻碍了与外界的水气交换,影响了种子的吸胀和萌发。经过一年时间的室温湿沙层积,陀螺果外果皮和中果皮逐渐腐烂,形态发生显著的变化,透水性逐渐增加,酸性均有所升高,自然酸蚀作用有可能促进种皮透气、透水性的增加。(3)陀螺果胚乳中的可溶性糖、淀粉、粗脂肪和可溶性蛋白含量在沙藏第456 486天以后迅速下降,且消耗速率较当年沙藏果实更快。胚乳中的淀粉酶、蛋白酶、酸性磷酸酯酶和苹果酸脱氢酶活性水平在456 486天后迅速上升,且活性水平较当年沙藏果实显著增加。当年沙藏果实中种子处于休眠阶段,代谢活动相对微弱,可能与果皮的透水、透气性差有密切联系。(4)通过对胚乳中的内源激素含量进行动态变化研究,发现陀螺果在沙藏第456 486天进入休眠解除状态,脱落酸(ABA)、吲哚乙酸(IAA)含量减少,赤霉素(GA_3)含量增加,玉米素核苷(ZR)含量处于较高水平。陀螺果休眠及其解除过程中,ABA、IAA可能抑制萌发,而GA_3促进萌发。(5)在生产实践过程中,可采取有效措施(如针对吸水部分进行刻伤、酸蚀)增加果皮的透水、透气性,再浸种至少10天以上后沙藏,以使果实充分吸水;在沙藏456天后,应该针对萌发高峰期,抓紧时间组织生产,可在发芽前及时补充足量水,使种子充分吸胀。
【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S792.99
【图文】：
属中亚热带湿润气候（苏正荣等, 2016）。土壤以山地红壤和山地黄壤为主。2016 年 1 月 20 日 2017 年 4 月 30 日，将采集的陀螺果室温沙藏于南京林业大学生物与环境学院树木组实验室内，果实与湿沙的容积比约为 1:3，最终湿沙的含水量大约为饱和含水量的 60%左右，以使劲握手时沙团没有水滴流出，松手时沙团不散开为宜。沙藏时果实与沙逐层均匀铺放。沙藏过程中每 7 天喷水一次，并进行搅拌，保持适宜的湿度和良好的通气性。1.2 果皮形态结构观察（1）陀螺果基本形态结构观察。2016 年 1 月，随机选取 600 粒陀螺果果实（图 2-1）测量横轴宽度和纵轴长度。再取当年生的成熟陀螺果果实若干，用清水清洗果皮表面，自然晾干，沿赤道轴（果实最宽处）进行横切，再沿果实中轴进行纵切，观察果皮和种胚基本结构，使用 CANON G16 相机拍照并记录观察结果。（2）不同层积期的果皮形态结构变化观察。为了对比当年沙藏果实和沙藏一年果实的果皮形态结构变化，于 2016年1月20日和2017 年1月20日随机取陀螺果果实各3粒，分离内果皮、中果皮和外果皮组织样品，放置于 NIKON SMZ745T 体视显微镜下观察并拍照，记录外果皮外表面、内表面和切面，中果皮外表面和切面，内果皮内表面的形态变化。
最小值为 2.11 cm，最大值为 4.9 cm，极差为 2.79 cm，变异系数为 12.2 %；纵轴长度的平均值为 5.13 ±0.61 cm，最小值为 3.56 cm，最大值为 6.98 cm，极差为 3.42 cm，变异系数为 11.9 %。总体来看，纵轴长度大于横轴宽度（P < 0.05），二者变异系数相差不大，说明变动幅度接近。陀螺果果实横轴宽度与纵轴长度的比值的平均值为 0.62 ±0.09，最小值为 0.39，最大值为 0.99，极差为 0.60，变异系数为 14.0 %。果实最宽处距顶端距离与纵轴长度的比值平均值为 0.22 ±0.03，最小值为 0.18，最大值为 0.31，极差为 0.13，变异系数为 7.1 %。总体来看，陀螺果形状为倒卵形或倒卵状梨形（图 2-2），顶端短尖，中部以下渐尖。
图 2-3 陀螺果果实典型横切面和纵切面结构示意图Fig. 2-3 Transverse section and longitudinal section of M. xylocarpum fruits.1.2 果皮形态结构变化利用体视显微镜下观察当年沙藏果实和沙藏一年后果实的外果皮，结果表明，经过室温湿沙层积，陀螺果部分外果皮开始脱落，外表面不再完整、平滑，出现明显的裂纹色逐渐加深，开始腐烂（图 2-4 C，D）；外果皮内表面由平整、紧密变得粗糙、疏松现大规模的鳞片状脱落（图 2-4 E，F），同时外果皮内表面上具有一条棱；外果皮切面光滑变得粗糙，并出现大量的孔隙（图 2-4A，B）。
【学位授予单位】：南京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S792.99
【图文】：
属中亚热带湿润气候（苏正荣等, 2016）。土壤以山地红壤和山地黄壤为主。2016 年 1 月 20 日 2017 年 4 月 30 日，将采集的陀螺果室温沙藏于南京林业大学生物与环境学院树木组实验室内，果实与湿沙的容积比约为 1:3，最终湿沙的含水量大约为饱和含水量的 60%左右，以使劲握手时沙团没有水滴流出，松手时沙团不散开为宜。沙藏时果实与沙逐层均匀铺放。沙藏过程中每 7 天喷水一次，并进行搅拌，保持适宜的湿度和良好的通气性。1.2 果皮形态结构观察（1）陀螺果基本形态结构观察。2016 年 1 月，随机选取 600 粒陀螺果果实（图 2-1）测量横轴宽度和纵轴长度。再取当年生的成熟陀螺果果实若干，用清水清洗果皮表面，自然晾干，沿赤道轴（果实最宽处）进行横切，再沿果实中轴进行纵切，观察果皮和种胚基本结构，使用 CANON G16 相机拍照并记录观察结果。（2）不同层积期的果皮形态结构变化观察。为了对比当年沙藏果实和沙藏一年果实的果皮形态结构变化，于 2016年1月20日和2017 年1月20日随机取陀螺果果实各3粒，分离内果皮、中果皮和外果皮组织样品，放置于 NIKON SMZ745T 体视显微镜下观察并拍照，记录外果皮外表面、内表面和切面，中果皮外表面和切面，内果皮内表面的形态变化。
最小值为 2.11 cm，最大值为 4.9 cm，极差为 2.79 cm，变异系数为 12.2 %；纵轴长度的平均值为 5.13 ±0.61 cm，最小值为 3.56 cm，最大值为 6.98 cm，极差为 3.42 cm，变异系数为 11.9 %。总体来看，纵轴长度大于横轴宽度（P < 0.05），二者变异系数相差不大，说明变动幅度接近。陀螺果果实横轴宽度与纵轴长度的比值的平均值为 0.62 ±0.09，最小值为 0.39，最大值为 0.99，极差为 0.60，变异系数为 14.0 %。果实最宽处距顶端距离与纵轴长度的比值平均值为 0.22 ±0.03，最小值为 0.18，最大值为 0.31，极差为 0.13，变异系数为 7.1 %。总体来看，陀螺果形状为倒卵形或倒卵状梨形（图 2-2），顶端短尖，中部以下渐尖。
图 2-3 陀螺果果实典型横切面和纵切面结构示意图Fig. 2-3 Transverse section and longitudinal section of M. xylocarpum fruits.1.2 果皮形态结构变化利用体视显微镜下观察当年沙藏果实和沙藏一年后果实的外果皮，结果表明，经过室温湿沙层积，陀螺果部分外果皮开始脱落，外表面不再完整、平滑，出现明显的裂纹色逐渐加深，开始腐烂（图 2-4 C，D）；外果皮内表面由平整、紧密变得粗糙、疏松现大规模的鳞片状脱落（图 2-4 E，F），同时外果皮内表面上具有一条棱；外果皮切面光滑变得粗糙，并出现大量的孔隙（图 2-4A，B）。
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本文编号：2749430
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