龙柏异形叶性空间分异特征及其影响机理分析

发布时间：2020-11-12 17:09

　　自然界中的很多植物表现出异形叶现象,这种现象在多数情况下都与其生境相关,但关于环境因素如何影响异形叶的发生和分布特征却缺乏充分研究。本研究以龙柏为实验对象,考察在不同生境和胁迫处理(修剪、干旱、温度、养分等)条件下,不同高度龙柏的主要特征以及对环境处理的应激反应特征。结果表明:(1)处于不同生长发育阶段的龙柏苗的异型叶(鳞叶和刺叶)的空间分布和对生态因子响应呈现明显规律性。具体而言,下部刺叶干重比例最高,中部次之,上部最低(接近于零)。对于一级枝(在这里,我们把由根基部生出的主干作为一级枝,由一级枝直接生出的分枝作为二级枝,以此类推),距离主茎干基部越远,其刺叶数量比例越小;对于二级枝,距离所在一级枝的基部越远,其刺叶数量比例越小。龙柏苗的阴面刺叶干重比例高于阳面。在一定范围内,光照强度越弱(遮荫度越高),则刺叶比例越高。土壤养分含量与刺叶比例成负相关。龙柏复叶上存在刺叶与鳞叶片段交替生长的情况,且叶面切口处长出的往往是刺叶型(叶面切口指在一片复叶上的机械损伤部位)。温度对异形叶(主要是刺叶)发生也有影响。在一定范围内,温度越低,刺叶数量越多。(2)人为修剪对龙柏异形叶比例影响显著。对龙柏枝条实施人为修剪与动物取食对龙柏造成的损伤作用具有一定的相似性。动物的取食可能会诱发植物的防御机制,与此相似,人为的修剪作用也有可能促进或加剧某些植物防御机制的表达。本研究对龙柏幼苗和成熟龙柏实施不同程度以及不同部位的修剪,以验证其对于龙柏异形叶比例的影响。实验结果显示,枝条顶端(茎和叶一起修剪)被修剪后,较易长出刺叶,且此刺叶可长期成簇生长,长度较长;而只修剪叶子时,则常出现刺叶与鳞叶的交替生长,且刺叶长度有限,多在0.5-1cm之间。(3)转录组测序结果表明,顶枝上较尖锐的大刺叶中与光合相关的一些关键基因表达量非常低,甚至为零,因此大刺叶可能因为各种胁迫的应激反应而降低有机物的积累作用,转而将更多的生物材料配置到结构蛋白等与刺状叶型或角质层形成相关的表达中,以对植物体起到保护作用。
【学位单位】：华东师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S791
【文章目录】：
摘要
Abstract
1.前言
    1.1 异型叶及异型叶性
    1.2 异型叶的类型
    1.3 植物异型叶形成的机制
    1.4 影响异型叶的其他因素或现象
    1.5 表型可塑性
    1.6 异型叶在抗胁迫作用中的反应
    1.7 刺叶异型的相关研究
    1.8 本研究的目标和意义
2.材料与方法
    2.1 实验材料的选择
    2.2 研究区概况以及样地确定、样株的选择
    2.3 实验设计和方法
        2.3.1 自然生长植株的统计
        2.3.2 温室大棚实验设计
        2.3.3 闵行校区图书馆周围样地处理
        2.3.4 两型叶转录组分析取样
    2.4 数据测量
        2.4.1 原始数据
        2.4.2 实验数据
    2.5 数据处理与分析
3.结果与分析
    3.1 不同高度级别的龙柏的生物量分配
    3.2 龙柏植株上刺叶不同的生长位置及其形态
    3.3 刺叶在整个植株内的数量分布规律
    3.4 刺叶在一级枝上的数量分布规律
    3.5 刺叶生物量在植冠阴阳面及层次分布的差异
    3.6 生态因子及人为修剪对龙柏群体异形叶性的影响
        3.6.1 光照对龙柏群体刺叶比例的影响
        3.6.2 土壤养分对龙柏群体刺叶比例的影响
        3.6.3 人为修剪对龙柏群体刺叶比例的影响
    3.7 转录组分析结果
        3.7.1 数据背景
        3.7.2 转录本拼接
        3.7.3 基因功能注释
        3.7.4 基因表达量统计
        3.7.5 表达差异分析
        3.7.6 结构分析
4.讨论
    4.1 龙柏生长中的排布规律
    4.2 光照影响
    4.3 水分胁迫影响
    4.4 修剪影响
5.结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢

【参考文献】

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