基本信息
- 项目名称：
- 濒危植物水青树种子生物学特性
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 生命科学
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 水青树为水青树科仅存的单种属植物，属国家二级重点保护植物。其化石存在于中生代中期，是地球上古老的孑遗植物。在被子植物中，因其木材无导管，对研究我国古代植物区系的演化、被子植物系统及其起源具有重要的科学价值。其天然更新能力差，又因过度砍伐利用，造成水青树多呈零星散生，以致成为濒危物种。
- 详细介绍：
- 在我国，水青树主要分布于中部和西南山地，海拔900～3 500 m处，通常生于自然植被较完整、气候阴湿、土壤肥沃、土层较厚的山谷或山坡下部，常与槭属等构成阔叶混交林。其天然更新能力差，又因过度砍伐利用，造成水青树多呈零星散生，以致成为濒危物种。 目前形态解剖学、胚胎学、孢粉学 、植物化学、分子生物学等对水青树都作了较为系统的研究。 （1）植物化学成分研究 李坚和金钟铃用电子能谱仪分析了木材的基本化学元素，为深入了解无导管木材的解剖形态和导管分子从管胞状细胞进一步演化发育的历史提供资料。 （2）木材解剖学研究 张萍和高淑贞对木材解剖发现其生长轮明显，缺导管，由径向壁上具梯纹和圆形缘纹孔的管胞组成。扫描电镜下发现还有少量纤维管胞和螺纹管胞。 （3）地理分布和生态生物学特性研究 张萍的调查对水青树的地理分布及生态生物学特性有了新的认识。位于川东——鄂西分布中心的大巴山及相邻的秦岭可能是水青树的现代分布中心。水青树属于典型的中温植物，其生长地气候温凉，湿度大，年平均气温11℃左右。 （4）微形态学研究 在水青树科的归属上仍有分歧。张萍等用扫描电镜对水青树的叶、花粉、种皮形态及表面纹饰进行了的观察，并与昆栏科和金缕梅科作比较，讨论了水青树的分类地位。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本实验试图阐明水青树种子种群对其未来种群命运的影响，为保护与利用水青树提供科学依据。具体思路如下：(1)不同年限水青树种子的形态特征研究；(2)水青树种子活力测定；(3)不同储藏温度对水青树种子的影响；(4)不同储藏时间对水青树种子萌发的影响；(5)不同基质对水青树种子萌发的影响；
科学性、先进性及独特之处
- 目前徐亮、周佑勋、甘小洪等就有关水势、光照和不同处理方式对水青树种子萌发的影响已作初步报道，但是，但尚无水青树种子生物学特性方面的系统研究，与水青树种子生物学特性相关的濒危机制还不清楚。 本实验采用不同年限的种子作为实验材料，通过对水青树种子的形态特征和生理特性等指标的检测，探讨了不同储藏温度、不同储藏时间和不同基质对水青树种子萌发的影响，分析了与水青树种子生物学特性相关的濒危因素。
应用价值和现实意义
- 本文通过对水青树种子的形态学特征和生理特性等指标的检测，探讨了不同储藏温度、不同储藏时间和不同基质对水青树种子萌发的影响，分析了水青树种子的生物学特性，为相关工作人员对水青树的保护育种提供科学的选种依据，同时也从种子角度为揭示水青树的濒危机制提供新思路，新依据，是保护和利用工作更科学更合理。
学术论文摘要
- 通过连续三年对种子的形态特征和生理特性等指标进行检测，探讨了不同储藏温度、时间和不同基质对水青树种子萌发的影响，分析了与种子生物学特性相关的濒危机制。其形态特征、千粒重、含水量和饱满度在不同年限间差异不显著，而吸水速率却差异显著，其中2007年种子的吸水速率最快。TTC染色测得3年水青树种子的活力几乎为0，但其活力指数分别为0、0.41和0.27，表明TTC染色法不适于水青树种子活力的估算。低温储藏后，3年种子的萌发率分别为1.25%、96.5%、70.8%，发芽势分别为1%、59.8%、41.8%。随储藏时间的增加，2007年种子活力降低的速度都慢于其它2年，低温储藏的种子活力降低速度慢于常温储藏的种子。不同基质对水青树种子的萌发和幼苗的生长有一定影响。结果表明，大年水青树种子的活力明显强于小年，随储藏时间的增加其活力的丧失速度也慢于小年；低温储藏有利于种子活力的保持。种子特性方面导致水青树濒危可能有以下几点：（1）长期进化形成的小种子虽有利于传播和散布，但不利于种子和幼苗的存活；（2）长期低温不适于种子萌发，难以形成应有的幼苗格局；（3）长期湿润环境不适于种子安全度过寒冷期。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 种子千粒重指标等在各年间无差异；种皮透水良好。TTC法不适于种子活力估算。各年种子活力随低温储藏时间的增加而降低；但降低速度有差别；常温储藏的降地更快。不同基质对种子的萌发和幼苗的生长有影响。
参考文献
- 周佑勋. 水青树种子的需光萌发特性[J]. 中南林业科技大学学报, 2007, 27(5): 54－57. 徐亮, 李策宏, 熊铁一. 不同水分条件下水青树种子萌发特性研究[J]. 种子学报, 2006, 25(11): 33－35. 甘小洪, 田茂洁, 罗雅杰. 濒危植物水青树种子的萌发特性研究[J]. 西华师范大学学报, 2008, 29(2): 132—135. 张萍, 付志军, 王东. 水青树的花粉和种皮的微形态学研究[J]. 烟台师范学院学报, 1999, 15(3): 217—220. 甘小洪, 白琴, 马永红. 濒危植物水青树结实特性研究[J]. 种子学报, 2009, 28(9): 59－61. ISTA. International rules for seed testing. Seed Science and Technology[M]. Beijing Higher Education Press. 2006, 154－176.
同类课题研究水平概述
- 水青树为水青树科仅存的单种属植物，属国家二级重点保护植物。其化石存在于中生代中期，是地球上古老的孑遗植物。在被子植物中，因其木材无导管，对研究我国古代植物区系的演化、被子植物系统及其起源具有重要的科学价值。其天然更新能力差，又因过度砍伐利用，造成水青树多呈零星散生，以致成为濒危物种。 目前形态解剖学、胚胎学、孢粉学 、植物化学、分子生物学等对水青树都作了较为系统的研究。 （1）植物化学成分研究 李坚和金钟铃用电子能谱仪分析了木材的基本化学元素，为深入了解无导管木材的解剖形态和导管分子从管胞状细胞进一步演化发育的历史提供资料。 （2）木材解剖学研究 张萍和高淑贞对木材解剖发现其生长轮明显，缺导管，由径向壁上具梯纹和圆形缘纹孔的管胞组成。扫描电镜下发现还有少量纤维管胞和螺纹管胞。 （3）地理分布和生态生物学特性研究 张萍的调查对水青树的地理分布及生态生物学特性有了新的认识。位于川东——鄂西分布中心的大巴山及相邻的秦岭可能是水青树的现代分布中心。水青树属于典型的中温植物，其生长地气候温凉，湿度大，年平均气温11℃左右。 （4）微形态学研究 在水青树科的归属上仍有分歧。张萍等用扫描电镜对水青树的叶、花粉、种皮形态及表面纹饰进行了的观察，并与昆栏科和金缕梅科作比较，讨论了水青树的分类地位。 但是，对于水青树种子形态解剖及种子生物学特征的研究却很少。种子萌发是种子植物生活史中实现种群更新和物种延续的关键环节之一,在自然选择压力下，萌发对于物种的长期保存尤为重要。本文以不同年限的水青树种子为材料，通过对种子形态特征和生理特性等指标的检测，探讨了不同储藏温度、不同储藏时间和不同基质对水青树种子萌发的影响，分析了水青树种子生物学特性相关的濒危因素，试图阐明水青树种子种群对其未来种群命运的影响，为保护与利用水青树提供科学依据。
