三种外源要素对大叶藻种子萌发的影响

【摘要】本文以我国北方海域优势海草种类—大叶藻为对象，研究了pH处理浓度和时间、溶解氧含量以及破除种皮方法与外源赤霉素相互作用等三种外源要素对大叶藻种子萌发的影响，比较了不同处理条件下大叶藻种子累积萌发率、平均萌发历期、发芽指数等萌发变化规律，监测了初萌发幼苗存活与建成、生长状况及光合色素含量的变化，评价了人为促进种子萌发对后续初萌发幼苗建成及生长的影响，确定了既可有效促进大叶藻种子萌发，又能明显提高幼苗建成的适宜外源要素条件。同时，通过监测不同处理后大叶藻种子水分含量与营养物质含量的变化，初步分析了人为促进大叶藻种子萌发的作用机理。以期为实现大叶藻苗种的人工培育提供技术支持，并为其在自然海域播种过程中种子的前期处理提供理论依据，对利用海草幼体恢复受损海草床具有重要意义。得出的主要结论有：一、pH是影响植物种子萌发和幼苗生长的关键环境因子之一，有关pH对陆生植物种子萌发影响的研究已有大量报道，然而其对海草种子萌发的影响尚未见报道。2012年9月~12月，在实验室条件下，利用不同pH处理浓度（4、6、8、10、12）及浸种时间（6h、12h、24h、96h）对大叶藻种子进行处理，随后开展60d的种子萌发实验，监测萌发期间种子的累积萌发率、平均萌发历期、发芽指数以及种子水分和营养物质含量的变化，并对初萌发幼苗进行50d的培育实验。结果显示：大叶藻种子具有较广泛的pH适应范围（pH=4~12），在pH=6、浸种96h的处理条件下，种子的累积萌发率显著提高，达到77.9%，其后续初萌发幼苗的建成率达到33.8%，显著高于其他处理条件，且生长状况良好，综合分析认为pH=6、浸种96h的处理条件对大叶藻种子萌发具有最优促进作用；经适宜pH浓度与浸种时间处理后，大叶藻种子吸水量快速且显著增加，随种子吸水膨胀，种子贮存营养物质开始快速水解，为种子萌发与子叶伸长提供物质基础，从而促进种子大量萌发；二、与多数陆生植物种子不同，沉水植物种子一般在低氧条件下呈现高的萌发率，但能够促进海草种子萌发的低氧水平尚不明确。2013年9月~12月，在实验室条件下，通过设置2、4、6、8、10mg·L-1等5个溶解氧水平，对大叶藻种子开展60d的种子萌发实验，监测萌发期间种子的累积萌发率、平均萌发历期、发芽指数以及种子水分和营养物质含量的变化，并对初萌发幼苗进行50d的培养实验。结果显示：大叶藻种子可以耐受低氧环境（2~6mg·L-1），2mg·L-1溶解氧水平下种子的累积萌发率显著提高，达到42.2%，其后续初萌发幼苗的建成率达到17.8%，显著高于其他溶解氧水平，且生长状况良好，综合分析认为2mg·L-1溶解氧水平的处理条件对大叶藻种子萌发具有最优促进作用；低氧条件下，随溶解氧水平降低，种子可溶性糖与总蛋白含量显著增加，促进种子吸胀，随后种子营养物质迅速分解，为种子萌发与子叶伸长提供物质基础，从而促进种子大量萌发；三、外源赤霉素浸种对陆生植物的种子萌发通常具有显著促进作用，而其对海草种子萌发的作用尚不明确，这可能是因为多数海草种子受坚硬种皮的包裹。2013年9月~12月，在实验室条件下，利用不同破除种皮方法（摩擦、酸蚀、碱蚀）及外源赤霉素水平（0、25、50、100、200、400mg·L-1）对大叶藻种子进行60d的萌发实验，监测萌发期间种子的累积萌发率、平均萌发历期、发芽指数以及种子水分和营养物质含量的变化，并对初萌发幼苗进行50d的培养实验。结果显示：摩擦破除种皮及50mg·L-1外源赤霉素水平处理下种子的累积萌发率显著提高，达到58.0%，其后续初萌发幼苗的建成率达到30.9%，显著高于未破除、酸蚀、碱蚀种皮各组，且生长状况良好，综合分析认为摩擦破除种皮及50mg·L-1外源赤霉素水平处理条件对大叶藻种子萌发具有最优促进作用；摩擦破除种皮处理后大叶藻种子吸水量明显提高，同时赤霉素作用后种子内可溶性糖类显著增加，促进种子内贮藏营养物质分解，为种子萌发与子叶伸长提供物质基础，从而促进种子大量萌发；四、本研究发现在三种外源要素适宜条件下显著促进大叶藻种子萌发，但作用效果仍存在差异。综合利用种子累积萌发率与幼苗建成率分析比较三种外源要素最适宜处理条件可知：与对照组相比，在2mg·L-1溶解氧含量的外源特定条件下，大叶藻种子累积萌发率的增加率最高，相比对照组增加了51.3%，但幼苗建成率增加率则在摩擦种皮+50mg·L-1外源赤霉素外源特定条件下达到最大值，为91.1%，显著高于其他两个外源处理特定条件；三种外源特定条件下大叶藻种子累积萌发率的差异是由于种子水分吸胀、总蛋白与淀粉的降解开始时间与历期以及变化量的明显差异及可溶性糖类作为调节物质对种子萌发环境的响应所引起。
【作者】田璐；
【导师】张沛东；
【作者基本信息】中国海洋大学，渔业资源，2014，硕士
【关键词】大叶藻；种子萌发；幼苗建成；pH；溶解氧；外源赤霉素；

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