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羊草幼穗分化及子株与翌年成穗关系研究

作　者: 张兆军
导　师: 穆春生
学　校: 东北师范大学
专　业: 草业科学
关键词: 羊草子株茎顶分生组织分化期成穗
分类号: S543.9
类　型: 博士论文
年　份: 2011年
下　载: 41次
引　用: 2次
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内容摘要

羊草(Leymus chinensis),是禾本科赖草属根茎型多年生禾草,具有营养价值高、适口性好、耐寒、耐旱、耐盐碱等特点,是我国东北草原地区一种重要的牧草,同时也是干旱、半干旱地区建植人工草地的优良草种。然而,在自然条件下,羊草抽穗率和种子产量较低,阻碍了牧草生产和生态建设的需要。本研究通过对羊草幼穗分化过程、营养枝和生殖枝茎顶分生组织分化比较、跟踪调查各类芽和子株的出生时间、数量、内外部发育状态及其与翌年的成穗关系的研究,发现:(1)在返青-抽穗前的植株中,初生期、伸长期、单棱期、二棱期及以后的时期的茎顶分生组织均存在,而在抽穗后的营养枝,只有初生期、伸长期、单棱期三个阶段的茎顶分生组织,没有二棱期及以后时期的茎顶分生组织。温室中冬季继续生长植株呈现新叶不断抽出,高度增加,不抽穗的状态,其茎顶分生组织也只见有初生期、伸长期、单棱期三个阶段。以上结果表明,羊草茎顶分生组织只有分化到二棱期的植株才能进一步幼穗分化而成穗,冬季的低温在羊草的成穗中,发挥着极其重要的作用。(2)各类芽输出成子株的数量与上个月和当月的降雨量关系密切,在7-9月份当月的降雨量直接影响了当月子株的输出量,间接的影响了下个月的输出量,即充沛的降雨提高当月和下个月的子株输出量,干旱减少当月和下个月子株输出量。在降雨量充沛的情况下,分蘖芽输出成分蘖芽子株开始于7月中上旬,早于根茎芽子株的输出时间,根茎芽子株的输出开始于7月下旬;分蘖芽子株和根茎芽子株输出的高峰是8月份;分蘖芽子株和根茎芽子株输出的终期是生长季结束的10月下旬。在子株输出的始期,分蘖芽子株占总子株数量的90%左右;在子株输出的高峰期,分蘖芽子株占总子株数量的80%左右;在子株输出的终期,分蘖芽子株占总子株数量的70%左右。在生长季末期进入冬季时,芽与子株以及根茎芽与根茎芽子株的比例依据年份的不同显现不同的规律,但分蘖芽与分蘖芽子株的比例随年份发生变化的幅度较小,分蘖芽的数量略小于分蘖芽子株的数量。(3)不同出土时间子株在生长季末的叶龄数和株高有明显区别,即出生越早的子株在生长季末的叶龄数和株高越大,出生越晚的子株在生长季末的叶龄数和株高越小,9月之后,羊草子株的叶龄和株高没有明显的变化。同一叶龄子株的分化期包括初生期、伸长期和单棱期,没有二棱期及以后的分化时期,不同叶龄子株的分化期比例不同,叶龄数越大的子株单棱期的比例越大,叶龄数越小的子株初生期的比例越大。(4)抽穗植株的来源有两个,主要来源于上个生长季的果后营养期产生的子株,少部分来源于越冬芽。同一时期的分蘖芽子株在翌年的成穗能力明显高于根茎芽子株,较早出生的分蘖芽子株在翌年的成穗能力高于较晚出生的分蘖芽子株,不同出土时间的根茎芽子株在翌年的抽穗能力基本相同,分蘖芽子株在翌年的成穗贡献比较大,成穗植株主要来源于上个生长季的分蘖芽子株。8-9月份产生的子株数量最多,同时在成穗能力上9月之前出土的子株明显高于以后出土的子株,此时期子株对翌年的抽穗率贡献最大。各叶龄子株在翌年所形成的植株部分能够抽穗,越冬芽在返青后所形成植株的抽穗能力相对较低,但由于越冬芽数量较多,不能忽略其对羊草种群抽穗的贡献。本论文通过对羊草由子株到抽穗植株全过程的系统研究,明确了越冬芽和各叶龄子株在翌年都有成穗的能力,生长季末期各类型子株茎顶分生组织至多发育到单棱期,经冬季低温后,才能继续发育而成为抽穗植株。对翌年羊草种群抽穗的贡献除受子株的成穗能力影响以外,更受子株数量的影响。以上的研究结果说明羊草种群的抽穗率和种子产量是可以调控的,可以在适当的时期进行人工水肥处理等来提高翌年羊草种群的抽穗率和种子产量。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
第一章前言  11-21
  1.1 研究背景  11-12
  1.2 羊草繁殖特性的研究现状  12-16
    1.2.1 羊草繁殖方面的研究现状与分析  12
    1.2.2 芽与子株的研究  12-15
    1.2.3 子株与翌年成穗关系的研究现状与分析  15
    1.2.4 母株有性繁殖的研究现状与分析  15-16
  1.3 高等植物有性生殖方面的研究现状  16-19
  1.4 研究目的和意义  19-21
第二章羊草幼穗分化过程  21-30
  2.1 研究区概况  21-22
  2.2 实验地植被情况及物种描述  22-23
  2.3 实验方法  23-25
    2.3.1 材料  23
    2.3.2 试剂和仪器  23
    2.3.3 石蜡切片方法  23-25
  2.4 实验结果  25-28
  2.5 讨论  28-29
  2.6 结论  29-30
第三章羊草生殖枝与营养枝茎顶分生组织分化的比较  30-37
  3.1 材料与方法  30-31
    3.1.1 研究区概况和研究地点  30
    3.1.2 材料  30-31
    3.1.3 试剂和仪器  31
    3.1.4 石蜡切片方法  31
  3.3 实验结果  31-35
    3.3.1 春季返青后-抽穗前植株茎顶分生组织的分化  31-32
    3.3.2 抽穗后营养株顶端分生组织的分化  32-34
    3.3.3 温室中生长至下个生长季植株茎顶分生组织的分化  34-35
  3.4 讨论  35-36
  3.5 结论  36-37
第四章芽与子株的形成和生育数量的研究  37-52
  4.1 材料与方法  37-38
    4.1.1 研究区概况和研究地点  37
    4.1.2 实验材料与方法  37-38
    4.1.3 数据处理  38
    4.1.4 气象数据收集  38
  4.2 结果  38-48
    4.2.1 气象条件  38-39
    4.2.2 根茎芽和分蘖芽的数量动态变化  39-41
    4.2.3 根茎芽子株和分蘖芽子株的数量动态变化  41-46
    4.2.4 7-10 月每15 天新生子株的数量动态变化  46-47
    4.2.5 生长季末期以子株与芽的形式越冬比例  47-48
  4.3 讨论  48-51
    4.3.1 根茎芽和分蘖芽的数量动态变化  48-49
    4.3.2 根茎芽子株和分蘖芽子株的数量动态变化  49-50
    4.3.3 7-10 月每15 天新生子株的数量动态变化  50
    4.3.4 生长季末期以子株与芽的形式越冬比例  50-51
  4.4 结论  51-52
第五章子株发育状态的动态研究  52-66
  5.1 材料与方法  53
    5.1.1 研究区概况和研究地点  53
    5.1.2 实验材料与方法  53
    5.1.3 数据处理  53
    5.1.4 气象数据收集  53
  5.2 结果  53-64
    5.2.1 气象条件  53-54
    5.2.2 子株叶龄的动态变化  54-57
    5.2.3 子株株高的动态变化  57-61
    5.2.4 子株内部发育状态的研究  61-64
  5.3 讨论  64-65
  5.4 结论  65-66
第六章子株与翌年成穗关系  66-74
  6.1 材料与方法  67
    6.1.1 研究区概况和研究地点  67
    6.1.2 实验材料与方法  67
    6.1.3 数据处理  67
  6.2 结果  67-71
    6.2.1 不同出生时间子株与翌年的成穗关系  67-69
    6.2.2 不同出生时间子株翌年的穗部性状  69-71
  6.3 讨论  71-72
  6.4 结论  72-74
第七章本论文的主要结论及创新点  74-76
  7.1 主要结论  74-75
  7.2 创新点  75
  7.3 本研究存在的问题及展望  75-76
参考文献  76-83
致谢  83-84
在学期间公开发表论文及著作情况  84

羊草幼穗分化及子株与翌年成穗关系研究

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