真盐生植物囊果碱蓬(Suaeda physophora)脱水种子子叶叶绿素特征及其对植物萌发阶段适应盐渍环境的生态意义

本研究观察到囊果碱蓬(Suaeda physophora)脱水种子子叶含有深绿色色素, 分别在645和663 nm波长下测定了脱水种子子叶和黑暗中在去离子水半浸没12 h的种子子叶内色素含量及其在400~700 nm波长范围内的光谱吸收特征曲线, 并与囊果碱蓬真叶内的叶绿素光吸收特征曲线进行比较, 结果显示这种色素是叶绿素, 其光吸收特征曲线与真叶叶绿素的几乎完全相同, 表明这种叶绿素具有和真叶叶绿素相近的生理功能. 通过光合能力测定发现, 囊果碱蓬脱水种子吸水6 h后就能进行光合放氧. 用电子显微镜观测了在去离子水和700 mmol/L NaCl溶液中处理1天和10天的囊果碱蓬种子的叶绿体形态, 同时对胚根细胞质膜的受损伤程度进行了组织化学染色观测, 并以同为黎科、且脱水种子子叶中也存在叶绿体的旱生植物白梭梭(Haloxylon persicum)为对照进行同步观测. 结果表明, 相对于非盐生植物白梭梭, 高盐度下囊果碱蓬种子的子叶叶绿体结构、胚根细胞质膜均保持完好, 表现出很强的抗盐能力. 黑暗条件下囊果碱蓬种子在去离子水和700 mmol/L NaCl溶液中的萌发过程是渐进式的, 72~84 h才能达到萌发高峰; 但是在700 mmol/L NaCl溶液中浸泡10天而未萌发的种子移到去离子水中以后的恢复萌发则是爆发式的, 在24 h之内即达到萌发高峰, 并且这些种子具有光合能力. 因此可以推断, 高浓度的盐分对于真盐生植物囊果碱蓬的快速恢复萌发具有激发效应, 这种特性保证了种子在自然条件下能够在早春短暂的、适宜的土壤低盐分条件下迅速萌发; 干燥种子子叶中保留的具有完整结构的叶绿体则可通过光合作用保证萌发了的幼苗迅速生长, 建立种群.     

盐地碱蓬二型性种子及其幼苗对盐渍环境的适应性

研究了盐地碱蓬二型性种子中离子含量与刚萌发幼苗耐盐性之间的关系,以及盐分对砂培盐地碱蓬二型性种子的幼苗生长、离子含量及光合特性的影响.棕色种子中离子含量显著高于黑色种子.与对照相比,100和400 mmol/L NaCl对棕色种子幼苗伸长没有抑制作用,却显著抑制黑色种子幼苗的伸长.NaCl处理下棕色种子的幼苗地上部分干重和主茎一级分枝数比黑色种子幼苗高,但二型性种子的幼苗叶片中离子含量、叶绿素含量及光合放氧速率却没有明显差异.上述结果说明盐地碱蓬棕色种子较高的离子含量可能是棕色种子刚萌发幼苗耐盐性较强的重要原因.棕色种子幼苗较高的生物量可能与其较多的分枝数有关.二型种子的这些特征可能决定了其在群落建成中所起到的不同作用.     

NaCl胁迫下外源NO供体硝普钠（SNP）对盐地碱蓬种子萌发的影响

用添加与不添加0．1mm01．L^-1NO供体硝普钠（sNP）的800mmol．L^-1NaCl溶液处理盐地碱蓬种子后,800mmol·L^-1NaCl处理下盐地碱蓬种子的萌发率、含水量和吸水速率显著增加,胚中脯氨酸的含量降低,但对Na^＋、K^＋和可溶性糖含量无显著影响。表明0．1mmol．L^-1SNP缓解800mmol．L^-1NaCl对盐地碱蓬种子萌发抑制的主要原因是盐地碱蓬种子含水量的提高,从而缓解了盐的渗透胁迫。     

盐生植物角果碱蓬种子二型性对环境的适应策略

角果碱蓬(Suaeda corniculata)是藜科一年生盐生植物, 在我国分布于北方盐碱滩涂和盐碱荒漠地区。角果碱蓬具有棕色和黑色两种异型体种子(简称棕色和黑色种子)。对采自内蒙古鄂托克前旗盐渍化生境的角果碱蓬二型种子的形态、休眠和萌发特性开展对比研究, 测定了二型种子休眠和萌发行为对温度、光照和盐分(NaCl)的响应, 以揭示盐生植物异型种子对温带盐漠生境的适应对策。结果表明: (1)二型性种子在大小、种皮特性和结实比例方面有显著差异。与黑色种子相比, 棕色种子个体较大, 种皮透水性强。黑色种子与棕色种子的结实比例约为5.6 : 1。(2)新成熟的棕色种子的萌发对各温度梯度和光照条件不敏感, 萌发率较高(84%-100%); 而新成熟的黑色种子萌发率较低(8%-78%), 萌发对光照敏感。(3)黑色种子具有浅度生理休眠, 种皮划破、赤霉素处理和低温层积均可有效地提高种子的萌发率。(4)二型种子萌发对土壤盐分的胁迫具有不同的响应。与黑色种子相比, 棕色种子对盐分胁迫不敏感, 在较高的盐分浓度下仍有较高的萌发率, 低温层积处理能够降低黑色种子对盐胁迫的敏感性, 有效地提高种子的初始萌发率、萌发恢复率和最终萌发率。角果碱蓬二型种子不同的形态、休眠和萌发特性, 提高了该物种在高度异质性生境中的适合度, 对种群成功地适应温带盐漠环境具有重要的意义。     

NaCl胁迫对2种表型盐地碱蓬种子萌发的渗透效应和离子效应研究

采用高低2个浓度的NaCl、LiCl及等渗甘露醇溶液处理紫红色表型(紫色型)和绿色表型(绿色型)盐地碱蓬种子,通过测定它们的种子萌发率、吸胀速率和胚内离子含量,研究NaCl胁迫对2种表型种子萌发的离子效应和渗透效应.结果表明:(1)2种表型盐地碱蓬种子萌发率在高浓度(300 mmol/L)和低浓度(100 mmol/L)NaCl处理下均显著降低,紫色型种子萌发率在低浓度下显著低于绿色型,而在高浓度下却显著高于绿色型;绿色型种子萌发率在高浓度(30 mmol/L)和低浓度(10 mmol/L)LiCl处理下均未受到显著影响,但紫色型种子萌发率却均极显著降低;2种表型盐地碱蓬种子萌发率在低浓度等渗甘露醇处理下均极显著低于低浓度NaCl处理,而高浓度等渗甘露醇处理却均与高浓度NaCl处理无显著差异.(2)2表型种盐地碱蓬种子的吸胀速率在低浓度NaCl处理下没有受到显著影响,但高浓度NaCl处理及与之等渗的高浓度甘露醇处理下都显著降低,而且紫色型种子的吸胀速率在等渗甘露醇处理时显著高于绿色型.(3)2种表型盐地碱蓬种子胚中的Na 含量和Na /K 在对照和低浓度NaCl处理下无显著差异,但紫色型种子胚中的Na 、K 含量在高浓度NaCl处理时都显著高于对照,且K 含量增加的幅度远大于Na 含量,导致紫色型种子胚中的Na /K 显著低于绿色型.研究发现,盐地碱蓬种子萌发在低浓度NaCl胁迫下主要受离子效应抑制,而高浓度NaCl胁迫下则主要受渗透效应抑制,紫色型种子萌发率在高浓度NaCl胁迫下高于绿色型的原因之一是前者能维持更低的Na /K 比.     

NaCl胁迫对3种荒漠植物幼苗叶绿素荧光参数的影响

以生长在荒漠地区的典型盐生植物囊果碱蓬(Suaeda physophora Pall.)、旱生植物梭梭[Haloxylon am-modendron(C.A.Mey.)Bunge]和超旱生植物白梭梭(Haloxylon persicum Bunge ex Boiss.et Buhsee)的幼苗为实验材料,研究了它们在不同NaCl浓度处理下的叶绿素荧光参数变化特征.结果表明:在NaCI胁迫下,同期囊果碱蓬的PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)和最大光化学量子产量(Fv/Fm)降低幅度较小,而梭梭和白梭梭则有较明显降低,而且囊果碱蓬显著高于后两者;同期光合量子产量(Yield)和表观光合电子传递速率(ETR)均以囊果碱蓬最大并显著高于其余2种植物,而梭梭与白梭梭之间无显著差异.囊果碱蓬和梭梭的Yield和ETR并不随NaCl浓度的增加而降低;同一植物的荧光参数在各浓度盐处理间无显著差异.在本实验条件下,NaCl胁迫并未使囊果碱蓬的PSⅡ受到明显损伤,其仍能够较正常地吸收光能进行光合作用,对盐分胁迫有较强的忍耐能力;适度的盐渍对囊果碱蓬和梭梭幼苗的生长是有益的;盐胁迫效应主要表现为种间差异,而非处理间差异;叶绿素荧光技术可以有效应用于耐盐植物筛选.     

8种盐生植物种子萌发特征与NaCl盐度的关系

耐盐植物的选育是盐渍土地生物改良的关键。通过对13个NaCl盐度梯度下，真盐生植物囊果碱蓬、盐地碱蓬、高碱蓬、盐角草、盐爪爪，泌盐植物大叶补血草、耳叶补血草、黄花补血草8种盐生植物的萌发试验，测定其种子发芽率、发芽势、发芽指数和相对盐害率等指标，研究不同NaCl盐度胁迫对其萌发特性的影响。结果表明：低盐度（50 mmol/L）能促进8种盐生植物的萌发；随着盐度的上升，盐角草、盐地碱蓬、囊果碱蓬、高碱蓬表现出较强的萌发耐盐性，发芽势和发芽指数优于其他植物；盐角草的萌发耐盐性最佳，在1000 mmol/L盐度下萌发率仍能达到54.0%。进一步通过S型生长曲线和线性模型分析得出，8种植物为对抗逆境大致分为"快速型"和"缓慢型"两种萌发策略；随盐度的升高，初始萌发时间和萌发高峰时间均不同程度的向后推迟。盐度≤200 mmol/L时，囊果碱蓬的萌发占据优势，其萌发速率大于其他植物，且差异显著；中盐度400 mmol/L左右时，盐地碱蓬和盐角草萌发最快，二者无显著差异；盐度≥600 mmol/L时，盐角草萌发速率较快，相比其他植物差异显著。泌盐植物的萌发耐盐适宜浓度和耐盐极限浓度均低于真盐生植物。8种植物均有作为氯化物为主盐渍土地区生物改良材料的潜力。     

培养基质、储藏方式和盐度对三种海滨植物种子萌发的影响

研究了培养基质、储藏方式和盐度对3种海滨植物互花米草(Spartina alterniflora)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)和芦苇(Phragmites australis)种子萌发的影响,探索在潮间带环境下海滨植物种子萌发适应策略。结果表明:3种植物的干藏种子和湿藏芦苇种子随着盐度的升高,萌发率和萌发速率均显著下降,湿藏互花米草和盐地碱蓬种子在各盐度下萌发率和萌发速率差异不显著。各盐度-土培-干藏互花米草,中、高盐度-土培-干藏盐地碱蓬,土培各处理,中、高盐度-水培-干藏,高盐度-水培-湿藏芦苇种子萌发失败。湿藏提高了各盐度处理下土培互花米草,中、高盐度-水培和土培盐地碱蓬,淡水、中盐度-水培芦苇种子的萌发率和萌发速率。干藏互花米草种子在中、高盐度和土埋条件下种子的萌发受到抑制,限制了互花米草向高潮带与潮上带的扩展;而经常受潮水浸淹保持湿润的种子能抵抗高盐和泥沙沉积,导致互花米草种群逐步向低潮带方向发展;湿藏芦苇种子在淡水中萌发率和萌发速率最高,当潮上带盐度降低时,芦苇具有很强的竞争优势,但是对盐度和土埋敏感,限制了其向海的拓展;盐地碱蓬在中、高盐度和土培条件下萌发速率最高,快速萌发的适应策略和广适应性在盐地碱蓬占据高潮带和中潮带广大区域的过程中起到了重要的作用。     

盐胁迫对不同生境盐地碱蓬光合及离子积累的影响

为了探讨盐地碱蓬(Suaeda salsa)适应不同生境的生理机制, 研究了盐处理(1、200和600 mmol·L^-1 NaCl)对盐碱地和潮间带两种生境盐地碱蓬地上部分及根系有机干重、叶片叶绿素含量及光合放氧速率、叶片和根中离子积累的影响。结果表明: 200 mmol·L^-1 NaCl对两种生境盐地碱蓬地上部分及根系的有机干重无显著影响, 说明两种生境盐地碱蓬均具有较强的抗盐性; NaCl处理显著降低了两种生境盐地碱蓬叶片的光合放氧速率; 各浓度NaCl处理下, 盐碱地生境盐地碱蓬叶片的光合放氧速率均高于潮间带生境的, 潮间带生境盐地碱蓬叶片中叶绿素a与叶绿素b的比值均高于盐碱地生境的; 各浓度NaCl处理下, 潮间带生境盐地碱蓬叶片中的Cl^-含量均低于盐碱地生境的; 与叶片中情况相反, 高盐处理下, 潮间带生境盐地碱蓬根中的Cl^-含量均高于盐碱地生境的。说明与盐碱地生境盐地碱蓬相比, 潮间带生境盐地碱蓬的根系可能对Cl^-具有较强的积累或限制其向地上部分运输的能力, 这些特征可能是盐地碱蓬适应不同生境的结果。     

多裂骆驼蓬种皮纹饰和粘液的解剖结构特征及其对种子扩散和萌发的影响

利用体视显微镜和扫描电子显微镜观察了荒漠植物多裂骆驼蓬粘液质种皮吸水前后的形态变化,通过种子吸水 脱水、粘土、漂浮和萌发实验研究了种皮纹饰和粘液特征在种子扩散和萌发中的适应意义,以期为研究该物种在荒漠环境中的适应策略提供理论依据。结果表明：（1）多裂骆驼蓬种皮纹饰由表皮细胞外切向壁的附属物向外突起形成,呈多面体网纹状;种皮纹饰上覆盖1层粘液薄膜,将多面体网眼围成封闭的腔,种子吸水后粘液薄膜变成凝胶状,腔内有气泡产生;粘液薄膜经过反复吸水 脱水后逐渐溶解消失。（2）种皮网眼状腔室结构和粘液薄膜可使种皮纹饰内储存空气,以增强种子的漂浮能力,有助于种子扩散;种皮纹饰和粘液还增强了种子的粘土能力,使种子锚定在土壤表面,避免种子裸露和活力丧失;此外,种皮纹饰及粘液的快速吸水和保水能力能防止种子失水,有效维持该物种在荒漠环境中的土壤种子库。（3）种皮纹饰和粘液虽可抑制种子萌发,但能促进幼根的伸长生长,对增强幼苗的建植能力有一定积极作用。