PEG-600模拟干旱胁迫对云南松种子萌发和幼苗生长的影响开题报告

西南林业大学本科毕业论文(设计)开题报告论文题目PEG-600模拟干旱胁迫对云南松种子萌发和幼苗生长的影响专业名称林学年级2015级学生学号20150455030学生姓名指导教师(职称)填表时间2019年3月6日教务处制指导教师基本情况指导教师姓名性别年龄学历或学位专业技术职务或职称工作单位题目来源科研项目☑；社会实践□；大学生创新创业项目□；其它；1、该研究的目的、意义细叶云南松树干通直，岀材率高，结构适中，细腻，有松脂，较抗病虫害，是一种重要的南方材脂两用树种，也是广西松科资源中重要的一个变种和重要的木材生产原料。细叶云南松生长于黔滇桂交界处，北纬23°50’〜25°40',东经104°10’〜107°10’，范围狭窄，属于微域分布类型；其对气候和土壤的适应性较强，常以天然林形式存在,人工林较少。广西雅长林区地处南盘江河谷东侧，属广西丘陵向云贵高原过渡的山原地带，焚风效应明显，是桂西北干热河谷地区的一部分，年均气温20.9°C,年蒸发量(1585.4mm)大于降雨量(1054.1mm)，属半干燥气候区随着生态环境遭受破坏，细叶云南松的天然更新面临着严峻考验。目前，对细叶云南松的研究主要集中在其天然林的地理分布及群落特征等方面，关于细叶云南松在干旱土壤适应性方面的研究仍较少,揭示细叶云南松种子萌发期的耐旱特性对其天然更新或人工促进天然更新具有重要意义。聚乙二醇(polyethyleneglycol,PEG)是一种亲水性很强的大分子有机物，使用PEG-6000溶液渗透方法模拟干旱条件具有简单易行、重复性好、周期短等特点，近年来被广泛用于植物种子萌发期耐旱性研究。细叶云南松一般通过种子繁殖，其种子能否在干旱条件下萌发成苗是其能否完成天然更新的前提条件，也是今后实行人工繁殖的关键。笔者釆用不同浓度PEG-6000溶液模拟不同程度干旱胁迫，分析细叶云南松种子萌发、生长及保护酶系统等指标的变化，旨在为评价细叶云南松种子萌发期的耐旱特性及在干旱立地条件下的种植栽培提供理论依据。2、国内外研究现状及发展趋势种子的萌发大致可划分为吸胀、萌动、发芽3个阶段，种子发芽期受干旱胁迫，种子内一系列生理生化反应将会受到一定的破坏，影响种子萌发。在正常条件下，植物能有效地清除体内的活性氧自由基，使细胞免受伤害，但在逆境或胁迫条件下，植物体内的活性氧自由基产生速度超过植物清除活性氧的能力，便会引起伤害，积累的活性氧会引发或者加剧细胞膜脂过氧化，造成膜系统的损伤，甚至导致细胞死亡，自由基可导致膜脂过氧化作用，SOD和CAT活性下降，同时产生过多的膜脂过氧化产物(如MDA等)，膜完整性被破坏引。为了降低胁迫所造成的氧化伤害，植物进化出一套抗氧化保护系统，其中包括非酶类低分子量抗氧物质，及抗氧化酶系统(如SOD，APX，POD等)，作为抗氧化保护的一个组成部分，整个抗氧化保护酶系防御能力取决于各酶活性及其彼此间的综合协调。种子萌发是种子植物生活史中的第一阶段，同时也是衡量植物抗旱性的重要时期引，种子能否在一定的干旱条件下有较高的发芽率和出苗率，直接影响到以后的生长发育和生长状况。有关研究指出，轻度干旱对文冠果、青稞、甘草、云南松等植物种子的萌发表现为促进作用，表明部分植物对干旱条件有相应的适应性。本试验中，0．5PEG浓度下种子发芽率略低于对照，发芽势和发芽指数均高于对照，随着PEG胁迫浓度的升高，细叶云南松种子的停止萌发时间缩短，萌发率、发芽势、发芽指数等指标均呈逐渐下降趋势，且与对照相比存在极显著差异；且在0．59／6PEG浓度下MDA含量较低，SOD和CAT活性较高，低浓度的PEG对细叶云南松种子的萌发有一定的促进作用，说明细叶云南松种子萌发对轻度干旱胁迫具有一定的适应性；而随着干旱程度的增加，较高浓度(2．5～4．0)胁迫下，MDA含量增加，SOD、CAT活性均下降且保持较低水平，可能种子已受到破坏。干旱胁迫对细叶云南松种子萌发具有一定的抑制作用，而在一定程度干旱胁迫内，细叶云南松种子可通过自身调整和发生一系列生理反应，如保护酶活性增高，保护机理不受干旱环境的损害。水分在细叶云南松种子的萌发过程中有很重要的作用，这与湿地松、紫穗槐、香果树等植物种子进行水分胁迫时，随着PEG浓度增加，种子萌发率、发芽势、萌发活力等下降的结果相一致。不同植物种子萌发对干旱胁迫的响应存在差异，同种植物中不同酶对干旱胁迫的响应也不同，低浓度胁迫有促进也有抑制作用，但高浓度胁迫都是抑制作用。本研究说明，轻度干旱(0．5PEG浓度)对细叶云南松种子萌发有一定的促进作用，但总体而言，细叶云南松种子的抗旱能力不强。采用PEG一6000模拟不同程度干旱胁迫对细叶云南松种子萌发、生长及保护酶系统等的影响进行了初步探索，有助于探讨细叶云南松的抗旱性，对于其在雅场林场干热河谷环境下的自然更新具有重要意义，同时，也可为人工促进天然更新和为人工造林选择合适的季节育苗、合理的水分管理等提供相应的理论依据。3、主要参考文献[1]王献溥．广西细叶云南松林的群落学特点[J]．植物研究，1991，11(3)：91—103．[2]杨章旗，冯源恒，吴东山．细叶云南松天然种源林遗传多样性的SSR分析EJ]．广西植物，2014(1)：1014．[3]李治基，王献溥．广西细叶云南松的地理分布和环境的关系[J]．植物生态学与地植物学丛刊，1981(1)：28—37．[4]杨炳强，李大南．广西雅长细叶云南松分布区土壤的肥力特性[J]．广西农学院学报，1988(3)：27—33．[5]吴敏，李春叶，秦武明，等．72年生细叶云南松天然林生长规律研究EJ]．广东农业科学，2014(2)：61—65．[6]严理，刘晓璐，秦武明，等．广西百色细叶云南松天然林生物量研究[J]．西部林业科学，2014，43(3)：134—138．[7]田玉红，李梓，梁才．拉雅松和细叶云南松松针挥发油的化学成分[J]．中国实验方剂学杂志，2012，18(1)：51—55．[8]李志萍，张文辉，崔豫川I．PEG模拟干旱胁迫对栓皮栎种子萌发及生长生理的影响[J]．西北植物学报，2013，10：2043—2049．4、该研究的简要内容，重点解决的问题，预期结果或成果发芽势和发芽指数发芽势是指在种子发芽过程中发芽种子数达到高峰时，正常发芽种子数占供检验种子数的百分率，其用来表示种子发芽的速度和整齐程度。发芽势或发芽指数能较灵敏地反映种子在不同浓度处理下的发芽整齐度和种子活力口引。在水分胁迫下，植物能调节自身地上与地下器官的协调关系，将有限的营养物质优先用于根系（胚根）生长的需要。水分胁迫下胚轴/胚根比值的减小是植物对水分胁迫的一种适应性反应。PEG胁迫对细叶云南松种子丙二醛含量及保护酶活性的影响丙二醛(MDA)是膜质过氧化的产物，其含量的高低能直接表现植物膜质过氧化程度，MDA含量越低，说明膜受损的程度越小，反之，越大口。而植物体内的SOD、P0D和CAT等植物体内重要的抗氧化酶，其在清除金属等胁迫诱发产生的氧自由基和过氧化物、抑制膜脂过氧化、保护细胞免遭伤害等方面起着重要作用_l。在许多作物抗性机理研究中，SoD、PPO、CAT和POD等酶活性的变化已广泛作为指示植物抵御逆境胁迫伤害的指标。丙二醛含量在PEG处理下，细叶云南松种子受到不同程度的伤害，诱发膜脂过氧化作用产生MDA。保护酶活性超氧化物歧化酶(SOD)是植物抗氧化酶系统的第一道防线，可在细胞质、线粒体与叶绿体中催化超氧化物发生歧化反应生成Ho和分子氧，使种子对外来胁迫起到保护作用。发芽势是反应种子品质的重要指标之一。一般认为，发芽势高的种子播种后发芽整齐。本次发芽试验以规定期限的最初1/3期间内种子发芽数占供试种子数的百分比为标准，随着胁迫程度的增强，油松种子发芽势明显下降，说明在PEG模拟干旱胁迫条件下，其种子的发芽高峰期滞此次试验是为了进一步弄清楚干旱胁迫对植物种子萌发及幼苗生长的影响。以云南松种子为材料，采用聚乙二醇（PEG6000）模拟干旱胁迫处理云南松种子，并对种子萌发和幼苗生长的影响进行研究，来确认干旱胁迫对云南松种子萌发和幼苗生长的影响是导致云南松林不能天然更新的重要因素之一。5、拟采取的研究方法或实验方法，步骤，可能出现的技术问题及解决办法试验材料供试种子釆自位于细叶云南松分布区的百色市雅长林场,2012年11月釆摘种子，去除空粒和夹杂物后阴干,选取大小均匀、饱满的种子保存于4C冰箱中备用。1.2研究方法水分胁迫条件由聚乙二醇（PEG6000）溶液产生。共设5种胁迫，即PEG质量浓度分别为50、100、150、200和250gL¯¹，与之相对应的溶液水势约为-0.10、-0.20、-0.40、-0.60和-0.90MPa。将经过处理的种子置于培养皿内浸透了PEG溶液的滤纸上发芽，PEG溶液浸泡种身约1/2处。温度控制在22~30ºC，每天光照约12h（试验室内、散射自然光）。每天向滤纸加PEG溶液数滴，以浸透滤纸并稍有剩余，每3d换1次滤纸，以尽量减少水势变动。对照（CK）以蒸馏水代替PEG溶液。每个浓度梯度设（包括对照）3次重复，每个培养皿内置30粒种子。从种子置皿之日起观察，以胚根长度等于种子长度作为发芽标准。将3个重复中最早有1粒种子发芽之日作为该处理发芽的开始期，以后每天定时记录发芽种子数，当连续4d不再有种子发芽时作为发芽结束期。在第10天和第15天，各重复中随机取出6粒发芽种子测量新生根（胚轴+胚根）长度。计算发芽率、平均发芽速和发芽势；同时，以发芽结束时对照处理的各项指标计作100%，计算胁迫处理各指标的相对值。由上述各指标和新生根长度等判定种子萌发对PEG模拟水分胁迫的敏感性。种子胁迫处理选取充实、成熟饱满且大小均一的种子，用自来水冲洗干净，经0.5%。的高锰酸钾消毒30min,用蒸徳水清洗种子3〜4次。用吸水纸吸干种子表面的水分后，将种子播种于置入2层纱布和1层滤纸的发芽盒中。根据预实验及参考文献设置相应的PEG浓度，每个发芽盒分别移入蒸馋水配制的质量分数(0.5%,1.0%,l.5%,2.0%,2.5%,3.0%,3.5%,4.0%)的PEG-6000溶液中，每个处理4次重复，每个重复100粒，用蒸僭氷作对照，将发芽盒置于25'C的恒温培养箱中培养27d。相关指标的测定生长指标测定式中：Gt为第t天的发芽数，Dt为相应的发芽天数。生理指标测定待发芽结束后，取发芽种子的胚根0．2g，置于预冷的研钵中，加10mL0．05mol／LpH7．0磷酸缓冲液，可视研磨情况分次少量加入0．1g聚乙烯吡咯烷酮(PVP)及少许石英砂，在冰浴中研磨成匀浆，于0～4℃，5000r／min下离心20min，上清液即为粗酶提取液。丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸法测定，超氧化歧化酶(SOD)活性采用NBT法测定，过氧化氢酶(CAT)活性采用紫外分光法。数据分析采用MicrosoftExcel、SPSS21．0等数据处理软件对所得数据进行整理汇总、单因素方差分析、LSD多重比较分析。6、完成该研究已具备的条件1、早期通过查阅相关的文献，以及相关的书面资料，为试验的设计及操作做了具体的分析，并对试验的可行性做了理论分析，为试验能够更好地实施提供了充分的理论依据。2、在本科期间学习了林学专业课程，如《森林培育学》、《植物生理学》、《无机化学》、《植物学》、《树木学》等，能够理解该