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不同种群加拿大一枝黄花耐寒生理及分子机理初探

2021-03-26 13:35编辑: www.jxszl.com景先生毕设
耐寒性是植物能否成功越冬的关键因素,也影响着植物的分布范围。为明确不同加拿大一枝黄花种群耐寒性差异的机制,本文系统比较检测了原产地和入侵地不同倍性加拿大一枝黄花种群的耐寒性差异及其生理及生化指标,结果显示二倍体加拿大一枝黄花种群的相对Fv/Fm值和相对PIABS值显著大于多倍体种群;二倍体种群的半致死温度(LT50)显著低于多倍体种群。4℃低温处理两天后,二倍体种群的可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性以及脯氨酸含量均显著大于其他种群。进一步利用qPCR检测不同种群耐寒关键基因ICE1基因的表达水平发现,在4℃处理下,二倍体种群ICE1基因表达量始终显著高于其他种群。总之,加拿大一枝黄花二倍体种群耐寒性显著高于多倍体是由于其耐寒性基因ICE1高表达,引起耐寒性生理生化响应所决定的。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
前言2
一、外来入侵植物加拿大一枝黄花的生理及生态学特性2
二、低温胁迫对于植物的影响3
三、国内外研究基础5
四、本课题的研究目的6
1 材料与方法6
1.1 材料 6
1.2 幼苗的继代培养及幼苗驯化 6
1.2.1 幼苗的继代培养6
1.2.2 幼苗的驯化6
1.3叶绿素荧光参数测定7
1.4低温半致死温度(LT50)测定7
1.5次级代谢产物变化测定7
1.5.1可溶性蛋白检测7
1.5.2 超氧化物歧化酶(SOD)活性检测 7
1.5.3脯氨酸含量检测8
1.6 qPCR检测不同种群ICE1基因表达差异8
1.6.1 总RNA的提取8
1.6.2 cDNA第一条链的合成9
1.6.3 引物序列的合成9
1.6.4 SYBR GreenⅠ实时PCR反应9
1.6.4.1 反应体系9
1.6.4.2 基因扩增反应程序10
1.7数据统计10
2结果与分析10
2.1低温胁迫下叶绿素荧光参 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072
数变化10
2.2低温胁迫下细胞膜透性变化10
2.3低温胁迫下次级代谢产物变化11
2.3.1可溶性蛋白含量变化11
2.3.2超氧化物歧化酶(SOD)活性变化11
2.3.3脯氨酸含量变化11
2.4 不同种群中ICE1基因表达的差异12
3讨论12
4 小结13
致谢13
参考文献14
不同种群加拿大一枝黄花耐寒性差异的生理及分子机理初探
生物科学 林金龙
引言
加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)又名金棒草、黄莺、麒麟草,隶属菊科(Asteraceae)一枝黄花属(Solidago),多年生杂草。原生于北美地区,分布极为广泛,北至加拿大地区,南至美国德克萨斯等地。1935年作为花卉植物引入我国, 20世纪80年代扩散蔓延,现已成为华东地区最具危害性的入侵杂草之一。加拿大一枝黄花为复合细胞型植物,主要分为二倍体(2n=2x=18)、四倍体(2n=4x=36)和六倍体(2n=6x=54)三种。据调查,在1.67万 hm2的调查面积中,其发生面积达到0.91万hm2, 占调查面积的54.5%(印丽萍,2004);在路边、铁路边、绿地、荒地等处均有发生。加拿大一枝黄花在生长过程中, 与其他物种竞争养分、水分和空间, 并能够产生化感物质,从而使绿化灌木成片死亡。同时, 它还蚕食棉花田、玉米田、大豆田等, 影响这些农作物的产量和质量, 造成巨大的直接和间接经济损失,对环境和生态多样性也产生了影响。
1生物学特征
加拿大一枝黄花为多年生草本植物,有长根状茎。茎直立,高达0.32.5m。叶互生,披针形或条状披针形,长512cm(董梅,2006),大都呈离基三出脉,边缘具锯齿,纸质,两面具短糙毛。蝎尾状圆锥花序,具有外伸展的分枝,分枝单面着生黄色头状花序,头状花序很小,长46mm。总苞片条状披针形,长3.54mm。边缘舌状花,很短。连萼瘦果,长1mm,有冠毛。
2生境和分布
加拿大一枝黄花喜好生长在偏酸性、低盐碱的砂壤土和壤土中(郭水良, 方芳, 2003),尤其在水分和阳光充足且肥沃的生境中生长最佳,但是它同时又有耐荫、耐旱以及耐瘠薄的习性,具有很广的生态适应性。所以,从山坡林地到沼泽地均可以生长,常见于农田、城镇庭院、郊野、荒地、河岸、高速公路和铁路沿线等处。
加拿大一枝黄花原产于北美,从阿拉斯加到拉不拉多的北美绝大部分地区,以及南部的墨西哥和佛罗里达都有分布(Hultén, 1968; Scoggan, 1979),其中以美国东北部和加拿大分布最多。现在,它已经扩散到了欧洲、亚洲,成为世界范围内的一种入侵性外来植物(Weber, 1998, 2001)。目前,我国境内的加拿大一枝黄花主要分布在东部地区,包括浙江、上海、江苏、安徽、江西、湖北以及台湾等地;我们最近收集的资料表明,在河南、辽宁、四川、重庆、湖南、广东和云南等地也发现了它的踪迹(董梅,2006),并且扩张速度十分惊人。
3生态适应性
3.1生活史
种子和地下根状茎繁殖这两种是加拿大一枝黄花的繁殖方式,其中,根状茎繁殖可在气候、土壤条件适宜的入侵地任何时期萌生(在冬季也有可能)。但种子萌发主要发生在34月份,平均气温10.5℃,最高20℃;49月份开始营养生长,其中5月中旬,平均气温18℃,最高30℃时为出苗鼎盛期,进入盛夏(最高气温达35℃)以后出苗明显下降。到达7月份植株平均可高达1m以上,最早在9月中下旬开始开花和产生新的块状茎,11月底到12月中旬果实成熟。花期结束后,一部分的新根状茎会继续生长,直到11月上旬,它们或者停止生长,或者弯曲形成一个小型的叶状丛生(leafy rosette)(吴海荣,2005)。通常,根状茎上的小芽只能存活一个生长季,而成熟的根状茎和叶状丛生则可以安然越冬。由于它们储存了大量养分,在来年春天能继续生长并且萌芽长成无性系小株(ramet)。
3.2繁殖能力

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