环境因子对莼菜生长的影响及优质莼菜种源筛选

1、环境因子对莼菜生长的影响及优质莼菜种源筛选药菜(BraseniaschreberiJ.F.Gmel)是睡莲科药属的一种多年生浮叶植物,其水下幼芽及卷叶被一层极厚的胶质包裹,是我国重要的水生蔬菜。栖息地缩小、生境破碎化、人类活动干扰等原因导致莼菜野生种群所剩无几,目前存在的大多为人工维护的半自然栽培种群，被列为我国I级濒危重点保护植物，为保护菰菜先后在利川、杭州建立了种质资源保护区。前人研究显示,我国莼菜种群遗传多样性很低,莼菜主要产区苏州、杭州、利川及石柱等地均面临种性退化、品质下降、产量减少等问题。近年来,全球出现气候变暖、水质恶化等一系列环境问题,环境因子对莼菜生长的影响机制未有深入研究;

2、已有研究显示不同产区莼菜表型特征有差异,导致差异的机制需要进一步分析;此外,莼菜叶色(叶背颜色)具有多态性,鲜有研究关注叶色多态性的潜在功能。为探讨上述一系列问题,并为莼菜的保护和应用提供理论依据,我们进行了以下三部分实验:(1)比较生长季苏州、杭州和利川半自然莼菜样地水质、底泥、气温和莼菜幼芽、叶片特征的差异;(2)对苏州、杭州、利川和石柱的莼菜种源(SZ-P、HZ-P、LC-P和ShZ-P)进行同质园栽培实验，比较分析不同种源的菰菜幼芽及叶片表型特征的变异程度;(3)根据叶色特征,将莼菜分为深红(dark-red)、浅红(light-red)、边缘红(edge-red)和绿色(green)

3、4个品种,对其叶绿素荧光参数、光合色素组成、气孔特征等进行比较分析。主要研究结果如下:(1)根据冗余分析(RDA)的结果，在测定的环境参数中，水质高钮酸盐指数(CODMn)总氮(TNw)、电导率(ECw)和溶解氧(DOw),底泥有机碳(SOC刖全氮(TNs)是影响菰菜生长和胶质积累的主要因子,共解释了莼菜胶质积累及相关性状变化的82.2%。It菜胶质含量（MucC）、胶质厚度（MucT）和单芽重（SBW）tfCODMnTNwECw显著负相关,与SOC口TNs显著正相关,卷叶长度（RLL）与DOw®著正相关。夏季高温可能对莼菜生长有抑制作用。结果表明清洁水质及肥沃底泥能促进莼菜的生长及

4、胶质积累。（2）同质园栽培条件下，SZ-P和HZ-P的幼芽表型性状（MucGMucT和SBW）叶片表型性状（叶包叶面积，叶长、叶宽及叶片长宽比）相近,LC-P和ShZ-P的上述表型性状相近。整体上,SZ-P和HZ-P的胶质积累高于LC-P和ShZ-P,生长状况较好。方差分析结果显示不同种源的表型性状存在显著差异,大部分表型变异存在于种群内部（约为70%）。该实验表明莼菜种群的表型变异可能是环境适应和遗传分化的共同结果,SZ-P和HZ-P的环境适应性较强。（3）4种叶色莼菜中,边缘红的所有叶绿素荧光参数及ETR但子传递速率）曲线的拟合参数均最高（光抑制系数除外），浅红最低（除最大光化学量子产量、非光化学淬灭外）;光合有效辐射高于2000仙molm-2s-1时,4种叶色莼菜光合作用均受到抑制。深红的光合色素含量最高,边缘红次之。从深红到绿色,随着红色的降低叶片干鲜比呈下降趋势。边缘红气孔密度（Ds）最大,气孔器面积（aagc）和气孔面积（aap）最小,浅红与其相反,但边缘红和浅红的气孔覆盖度（fgc）和气孔导度（gs）无显著差异。综合得出,边缘红的高光合效率可能与其气孔特征有关,前人研究显示小气孔对光等环境变化的响应更快速。上述研究表明,莼菜生长需要清洁的水质和肥沃的底泥,应加强莼菜栖息地尤其是水质的保护。在南京等高温地区，SZ-P和HZ-P的环境适应