外来入侵种南美蟛蜞菊与其同属本地种蟛蜞菊跨代可塑性对形态和生理特性影响的差异

发布时间：2020-11-06 01:42

　　 植物母体可将生存环境信息及其复杂变化传递给后代,引起其后代表型发生改变,从而影响其后代对环境的适合度,称为跨代可塑性的适应性。自然状态下,通过无性繁殖产生遗传组成相同且具有潜在独立生存能力后代分株的植物称为克隆植物。目前,植物跨代可塑性研究主要集中于进行有性繁殖的非克隆植物,且重点关注种子数量、种子大小和种子质量等植物生长繁殖特性,缺乏跨代可塑性对植物后代个体形态和光合生理表现影响的相关研究。本文以匍匐茎克隆植物蟛蜞菊(Wedelia.chinensis(Osbeck.)Merr)、南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata(L.)Hitchc)为研究对象,旨在回答以下科学问题:(1)入侵种与其同属本地种的跨代可塑性是否有差异?(2)入侵种与其同属本地种相比,是否表现出更大的跨代可塑性?克隆植物通过无性繁殖产生具有潜在独立生存能力后代个体—分株。首先选取采集自四川省成都市的大小相似的蟛蜞菊生根分株、南美蟛蜞菊生根分株各16株,对其中一半分株进行全光照处理(标记为G),另一半分株进行遮阴处理(50%的全光照,标记为Z),它们10周内产生的所有分株作为F_0代;其次,从全光照处理下F_0代中选取大小相似的生根分株分别进行全光照和遮阴(50%的全光照)处理,同样地从遮阴(50%的全光照)处理下F_0代中选取大小相似的生根分株分别进行全光照和遮阴(50%的全光照)处理,它们10周内产生的所有分株作为F_1代;实验处理组合包括:F_0全光照+F_1全光照(GG)、F_0全光照+F_1遮阴(GZ)、F_0遮阴+F_1全光照(ZG)、F_0遮阴+F_1遮阴(ZZ)。在本实验中,分别对本地种蟛蜞菊、入侵种南美蟛蜞菊的F_0、F_1代分株进行以下指标测定:总分株数、匍匐茎总长、总叶片数以及根、匍匐茎、叶片生物量及分配等生长表现;分株叶面积、比叶面积、匍匐茎节间长、比匍匐茎节间长等形态特征;叶片氮含量、叶片叶绿素含量、潜在最大净光合速率等光合生理表现。主要结果如下:本地种蟛蜞菊在F_0代光照+F_1遮阴(GZ)处理下和在F_0代遮阴+F_1代遮阴(ZZ)处理下的茎、叶、总生物量、叶生物量/总生物量、叶面积、潜在最大净光合率无显著差异;相比于入侵种南美蟛蜞菊在F_0代光照+F_1遮阴(GZ)处理,在F_0代遮阴+F_1代遮阴(ZZ)处理下的茎、叶、总生物量、叶生物量/总生物量、叶面积、潜在最大净光合率显著增加;相比本地种在F_0代光照+F_1遮阴(GZ)处理下,在F_0代遮阴+F_1代遮阴(ZZ)处理下的根生物量/地上生物量显著增加;相比于入侵种在F_0代光照+F_1遮阴(GZ)处理,在F_0代遮阴+F_1代遮阴(ZZ)处理下的根生物量/地上生物量显著增加,并且入侵种的增加幅度比本地种的大。本文采用不同光照处理,从形态特征和光合生理表现两个方面研究匍匐茎草本植物蟛蜞菊和南美蟛蜞菊的跨代可塑性。相比于F_0代经历全光照处理的F_1代分株,F_0代的遮阴处理显著增强了F_1代分株对光资源的捕获能力以及利用效率,入侵种与其同属本地种的跨代可塑性是有差异的。并且入侵种与其同属本地种相比,表现出更大的跨代可塑性,从而显著提高了遮阴或全光照环境下F_1代分株的适合度,不仅丰富和发展了克隆植物跨代可塑性的研究内容,而且推进了对于入侵植物与其跨代可塑性之间的关系的认识。
【学位单位】：四川师范大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2020
【中图分类】：S45
【部分图文】：

材料和方法9500m，因此它们可能是相同或不同的基因型。把根上的杂质清理干净，用32个方形培养盆（长32cm、宽37cm、高24cm）培养两种植物，使用的基质为沙土：营养土(V:V)=1：3。图2.1实验设计图。本实验采用一次克隆繁殖共两个世代。F0代两种光照处理（G：全光照和Z：遮阴），F1代共四种处理组合（F0代全光照+F1代全光照GG；F0代全光照+F1代遮阴GZ；F0代50%遮阴+F1代全光照ZG；F0代遮阴+F1代遮阴ZZ）。每个处理重复8次。Fig.2.1Experimentaldesign.Thisexperimenthastwogenerations.TwolevelsoflighttreatmentforF0generation(G:light;Z:shade);FourlevelsoflighttreatmentforF1generation(GG:F0generationlight+F1generationlight;GZ:F0generationlight+F1generationshade;ZG:F0generationshade+F1generationlight;ZZ:F0generationshade+F1generationshade);Thetreatmentwasrepeated8times.实验处理如图2.1，其中一半分株进行全光照处理，标记为G，另一半分株进行遮阴（50%全光照），标记为Z处理，遮阴环境用覆盖一层遮阳网（透光率为50%）的方式创造。在实验过程中，每个培养盆每周浇100mL浓度为20%的霍格兰营养液，保证所有分株不会缺乏养分资源。用土壤水分测定仪测定土壤水分含量，当土壤水分含量小于50%时浇水，确保不缺乏水分。培养10周后，每个培养盆内的所有分株的总和为F0代。从全光照处理下F0代中选取大小相似的两个生根分株分别进行全光照和遮阴（50%全光照）处理，同样地从遮阴（50%全光照）处理下F0代中选取大小相似的两个生根分株分别进行全光照和遮阴（50%全光照）处理（共64个），培养10周后每个培养盆内的所有分株的总和作为F1代，F1代包括4种处理组合分别为：F0

实验结果173.1.4不同光照强度对F0代分株叶片性质的影响图3.5不同光照强度对F0代单位质量叶绿素含量的影响（白色柱表示光照处理；黑色柱表示遮阴处理；不同小写字母表示处理间有显著差异，误差棒代表标准误）。Fig.3.5EffectsofdifferentlightintensitiesontheACCminF0generation(whitebarsindicatelighttreatment;blackbarsindicateshadetreatment;differentlowercaselettersindicatesignificantdifferencesbetweentreatments,anderrorbarsrepresentstandarderror).相比于光照条件下，遮阴对本地种和入侵种（即蟛蜞菊和南美蟛蜞菊）的单位质量（鲜重）叶绿素含量（ACCm）无显著差异。由图3.5可知，F0代的本地种和入侵种的单位质量叶绿素含量（ACCm）分别在光照和遮阴条件下有显著差异。相比于光照条件下，遮阴对本地种（即蟛蜞菊）的单位面积叶绿素含量（ACCa）有显著影响。由图3.6可知，遮阴显著降低了本地种的单位面积叶绿素含量（ACCa），并降低了46.5%；遮阴对入侵种的ACCa无显著差异。

实验结果293.1.6不同光照强度对F0代分株比叶面积、比匍匐茎长的影响图3.17不同光照强度对F0代比叶面积的影响（白色柱表示光照处理；黑色柱表示遮阴处理；不同小写字母表示处理间有显著差异，误差棒代表标准误）。Fig.3.17EffectsofdifferentlightintensitiesonthespecificleafareainF0generation(whitebarsindicatelighttreatment;blackbarsindicateshadetreatment;differentlowercaselettersindicatesignificantdifferencesbetweentreatments,anderrorbarsrepresentstandarderror).相比于光照条件下，遮阴对本地种和入侵种（即蟛蜞菊和南美蟛蜞菊）的比叶面积无显著差异。由图3.17可知，F0代的本地种和入侵种的比叶面积分别在光照和遮阴条件下有显著差异。
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本文编号：2872480