大叶藻(Zostera marina L.)种子萌发生理生态学的初步研究
本文以海洋高等沉水植物一大叶藻为研究对象,探讨了大叶藻种子萌发过程中水分和营养物质的利用和转化规律;比较研究了不同种群大叶藻种子的形态学、营养成分、萌发和幼苗的差异,查明了不同种群大叶藻种子的萌发策略;研究了不同因子对大叶藻种子快速萌发的影响,确定了大叶藻种子的休眠类型和人工控制条件下影响大叶藻种子快速萌发的关键因子及其作用范围,查明了施以不同处理人为促进种子快速萌发对幼苗生长与存活的影响及其光合生理响应,并首次探讨了低盐促进大叶藻种子快速萌发的作用机制;开展了大叶藻种子自然海域播种实验,监测了播种后的种子萌发、幼苗发生和植株生长情况,提出了一种适合我国北方海域的低成本,且具有较高种子萌发率和幼苗存活率的大叶藻种子播种方法。研究结果不仅为建立我国海草种子生理生态学理论提供资料和支撑,也为利用种子进行海草资源修复提供技术支持。得到的主要结论有: 一、为探讨大叶藻种子萌发过程中水分和营养物质的利用和转化规律,2009年8月-11月模拟大叶藻种子野外萌发环境(4℃),在室内开展了大叶藻种子萌发实验,计算了大叶藻种子的累积萌发率和平均萌发历期,探讨了萌发过程中大叶藻种子的水分吸水模式和内部贮藏营养物质的利用和转化规律。结果显示,4℃黑暗条件下,大叶藻种子的累积萌发率为35％,平均萌发历期(MTG)为86.16d;大叶藻种子萌发过程中水分的吸收可分为4个时期,缓慢吸水期(0～30 d)、快速吸水期(30～45 d)、停止吸水期(45～75 d)和二次吸水期(75 d～):大叶藻种子的主要贮存营养物质是淀粉,其次是蛋白质,最后是脂肪;种子萌发过程中蛋白质首先分解供能,其次是淀粉,最后是脂肪;大叶藻种子萌发主要利用中、碱性氨基酸,优先利用不饱和脂肪酸。 二、比较研究了荣成天鹅湖、俚岛和青岛汇泉湾3个种群大叶藻种子的形态学、内部营养物质含量以及种子萌发率、幼苗存话和生长的差异及其生理响应,并探究适于开展规模化海草床修复的大叶藻种群。结果显示,汇泉湾种群种子个体最大,显著高于天鹅湖种群和俚岛种群(P＜0.05);不同种群总糖含量由高至低依次为天鹅湖＞俚岛＞汇泉湾,且差异显著(P＜0.05),天鹅湖种群和汇泉湾种群种子的总蛋白含量显著高于俚岛种群(P＜0.05),3个种群种子的脂肪含量均很低,仅1％左右;3个种群种子的萌发力及相应的初萌发幼苗存活力由大至小依次为天鹅湖＞俚岛＞汇泉湾,同时发现,种子含水量和贮存营养物质含量是影响大叶藻种子萌发率和幼苗存活率的关键内部因素,含水量低、贮存营养物质丰富的种子萌发率和幼苗存活率高。 三、设定针刺种皮、酸处理、药物刺激、激素、低盐刺激、变温和低温层积等9种共计21个处理,探究了这些不同因子对大叶藻种子快速萌发的影响,结果发现大叶藻种子的休眠方式包括生理休眠、物理休眠和形态休眠,低盐处理能够促进大叶藻种子快速萌发,其最适盐度为10;利用不同浓度的NaCl和PEG-6000(聚乙二醇)模拟不同的离子浓度和渗透压,并结合萌发过程中营养物质的变化探讨了低盐促进大叶藻种子萌发的机理,结果显示低盐促进大叶藻种子快速萌发的机理是降低NaCl的特殊离子效应、提高萌发过程中吸水量和吸水速度以及营养物质的调动速度。 四、2010年10月,利用平铺地毯式播种法(麻袋)在荣成市天鹅湖进行了大叶藻种子播种实验,2011年3月-9月对大叶藻种子的萌发、幼苗发生和植株生长情况进行了监测。结果显示,平铺地毯式播种法种子萌发率为38％～38.8％,幼苗发生率为25.7％,幼苗存活率为7.42％;对幼苗的监测结果显示,播种后5个月(2011年3月)幼苗开始出现,5月份水温升至15℃后幼苗开始迅速生长,6月份即出现横走茎分节和新植株生成及开花等现象,8月份进入成熟植株期,生长迅速,新生植株越来越多,侧生枝丛生,平均侧枝发生率为39.1％,平均侧生苗发生率为16.7％,且各个麻袋生成的植株连成一片,形成了海草斑块,说明平铺地毯式播种法是一种有效的海草种子播种方法。
大叶藻;种子萌发;生理生态学;高等沉水植物;营养物质;海草资源修复
中国海洋大学
硕士
渔业资源
张沛东;张秀梅
2012
中文
S917.3
112
2012-12-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）