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药用石斛对光强适应性及其种质改良的研究

蔡永萍  
【摘要】:石斛(Dendrobium)为兰科多年生附生草本植物,一种兼性的CAM植物,是国家重点保护的药用植物和名贵中药材,由于长期的人为破坏和滥采滥拔,其野生资源已近枯竭或濒临绝迹。为了保护野生资源或满足药用的需求,目前,许多珍贵石斛主要依赖人工栽培,但石斛人工栽培技术依然不成熟,石斛对光强的适应机理鲜见报道。本课题以安徽省霍山县3种石斛为材料,系统研究了石斛生长的物候期、有益伴生植物、茎高生长与生态因子和内源激素的关系、光合生理特性及其与环境因子的关系等;在理论上探讨兼性的CAM植物对不同光环境的适应机理,在应用上可为石斛人工栽培提供科学依据。此外,石斛的种质改良还未见报道,本课题通过比较研究霍山2种石斛亲本及其杂交F_1代的生长、生理特性、有效成分的含量、石斛多糖复合物的结构特征和体外清除自由基的作用等,探讨了通过人工杂交进行石斛种质改良的可能性。研究结果如下: 1.总结了霍山3种石斛生长发育的物候期,探明了其生长的生态因子、生长与内源激素的相关性以及有益伴生植物种类。 霍山3种石斛物候期有明显的差别,米斛、铁皮石斛、铜皮石斛新茎生长期分别为150d、154d和160d左右。霍山3种石斛新茎的纵、横向生长过程为S—型曲线,米斛生长只有5月~7月快速生长的一个生长高峰;铁皮石斛、铜皮石斛的生长有双峰现象,5月~8月初快速生长,8月下旬温度渐低后还有一次小的生长过程。 在霍山3种石斛野生群落中,发现紫金牛、卷柏、瓦韦、石韦、有柄石韦、狭叶缩叶藓、大羽藓、大麻羽藓、地衣等都是其有益伴生植物种类。 适宜霍山3种石斛生长环境的相对湿度为80%左右,高光强、高温和低湿度抑制石斛生长。米斛、铁皮石斛、铜皮石斛生长的年有效积温分别为2070℃、2256℃和2248℃。米斛和铜皮石斛生长的最适温度为16℃~20℃,铁皮石斛生长的最适温度为19℃~22℃。适宜的降水也是石斛生长的必要条件。 霍山3种石斛茎高生长与内源GA_(1+3)含量呈显著正相关,与内源ABA含量呈显著负相关;合适的GA_(1+3)/ABA比值是影响石斛茎高生长的重要因素。米斛的内源GA_(1+3)/ABA含量比值低,可能是其茎高生长缓慢的原因之一。 2.从叶绿素荧光参数与光强的关系方面探讨了石斛易受强光伤害的机理,系统研究了光强对石斛光合作用的影响,为石斛适宜栽种光强的调控提供了依据。 霍山3种石斛的光饱和点低、光补偿点和CO_2补偿点较高,净光合速率、表观量子效率、羧化效率、RuBP再生速率都较低,属于阴生植物光响应型。栽培林下,石斛的光合速率较低,呈日下降趋势;自然光下,石斛的光合速率日变化呈V型,12:00时光合速率最低。9:00到17:00时之间,当光强高于800μmol photons·m~(-2)·s~(-1)的光合速率为负值,处于光下呼吸状态,没有光合产物积累;只有早晚光强较低时


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