天山北坡野生无芒雀麦种子形态特征分析.pdf
《天山北坡野生无芒雀麦种子形态特征分析.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《天山北坡野生无芒雀麦种子形态特征分析.pdf(11页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、DOI:10.11829/j.issn.1001-0629.2022-0679刘文昊,李嘉欣,王生菊,靳瑰丽,吴雪儿,周时杰.天山北坡野生无芒雀麦种子形态特征分析.草业科学,2023,40(5):1304-1314.LIUWH,LIJX,WANGSJ,JINGL,WUXE,ZHOUSJ.MorphologicalcharacteristicsofwildBromus inermisseedsfromthenorthernslopeoftheTianshanMountains.PrataculturalScience,2023,40(5):1304-1314.天山北坡野生无芒雀麦种子形态特征分析
2、刘文昊,李嘉欣,王生菊,靳瑰丽,吴雪儿,周时杰(新疆农业大学草业学院/新疆草地资源与生态重点实验室/西部干旱荒漠区草地资源与生态教育部重点实验室,新疆乌鲁木齐830052)摘要:种子的形态特征体现了物种的遗传特性,外界环境及自身条件的影响会产生趋异适应,探索不同地区无芒雀麦(Bromus inermis)种子在形态特征上的差异对揭示该物种种群更新及环境适应能力具有重要意义。本研究以天山北坡 9 个地区野生无芒雀麦的种子为研究对象,采集地分别是西段温泉县(T1)、昭苏县(T2)、新源县(T3),中段沙湾县(T4)、呼图壁县(T5)、乌鲁木齐县(T6),东段吉木萨尔县(T7)、奇台县(T8)、巴里
3、坤县(T9)。研究种子的附属物结构(外稃长、内稃长、芒长)、种子长、种子宽、种子厚、千粒重、体积指数及变异系数,观察种皮纹饰,探讨生境差异(年均温、年降水、土壤养分)对种子形态特征的影响。结果表明:1)不同地区无芒雀麦种子形态特征存在显著差异,T1、T7及 T8地区种子不具芒,种子表皮纹饰有条纹、棱纹及网纹 3 种类型。2)形态指标在研究区域内的变异在7.74%44.17%,变异程度芒长体积指数种子厚种子宽种子长外稃长内稃长千粒重。3)种子形态指标与年均温、土壤全磷含量正相关,与年降水、土壤全氮及全钾含量负相关,而受土壤电导率与 pH 的影响较小。4)聚类分析将 9 个地区的无芒雀麦种子分为
4、3 个类群,类群(T1、T4、T5、T7、T8)种形短、体积小,类群(T2、T3)种形及体积处于中间水平,类群(T6、T9)种形长、体积大。种子形态对不同的生境表现出一定趋异适应性,但随经度变化并未呈现出分异规律。关键词:无芒雀麦;生境;种子;形态;表皮纹饰;适应力文献标志码:A文章编号:1001-0629(2023)05-1304-11Morphological characteristics of wild Bromus inermis seeds from thenorthern slope of the Tianshan MountainsLIUWenhao,LIJiaxin,WANG
5、Shengju,JINGuili,WUXueer,ZHOUShijie(CollegeofGrasslandSciencesofXinjiangAgriculturalUniversity/XinjiangKeyLaboratoryofGrasslandResourcesandEcology/KeyLaboratoryofGrasslandResourcesandEcologyforWesternAridDesertRengion,MinistryofEducation,Urumqi830052,Xinjiang,China)Abstract:Themorphologicalcharacter
6、isticsofseedsreflectthegeneticcharacteristicsofspecies,anddifferentialadaptationwill occur under the influence of the external environment and internal conditions.Exploring the differences inmorphologicalcharacteristicsofBromus inermisseedsindifferentregionsisofsignificanceinrevealingthepopulationre
7、newalandenvironmentaladaptabilityofthisspecies.Inthisstudy,theseedsofwildB.inermisinnineareasonthenorthernslopeofTianshanMountainwerestudiedtoelucidatethestructureofseedappendages(lemmalength,palealength,andawnlength),seedlength,seedwidth,seedthickness,1000-seedweight,volumeindex,andcoefficientofvar
8、iation.The收稿日期:2022-08-26接受日期:2023-03-07基金项目:国家牧草产业技术体系项目(CARS-34)第一作者:刘文昊(1995-),女,新疆昌吉人,在读博士生,研究方向为草地资源与生态。E-mail:通信作者:靳瑰丽(1979.3-),女,河南兰考人,教授,博士,研究方向为草地资源与生态。E-mail:1304-1314草业科学第40卷第5期5/2023PRATACULTURALSCIENCEVol.40,No.5http:/decorationoftheseedcoatwasobserved.ThecollectionsiteswereWenquan(T1),
9、Zhaosu(T2)andXinyuancounties(T3)inthewesternsection;Shawan(T4),Hutubi(T5),andUrumqicounties(T6)inthemiddlesection;andJimusar(T7),Qitai(T8),andBalikuncounties(T9)intheeasternsection.Theobjectivewastoexploretheeffectsofhabitatdifferences(meanannualtemperature,mean annual precipitation,soil nutrients)o
10、n seed morphological characteristics.The results showed that:1)ThereweresignificantdifferencesinmorphologicalcharacteristicsofB.inermisseedsindifferentregions.InT1,T7,andT8regions,theseedswerenotawned,andtheseedepidermiswasdecoratedwithstripes,ridges,andreticulations.2)Thevariationofmorphologicalind
11、icesinthestudyareawas7.74%44.17%,andthedegreeofvariationwasawnlengthvolumeindexseedthicknessseedwidthseedlengthlemmalengthpalealength1000seedweight.3)Theseedmorphologyindexwaspositivelycorrelatedwiththemeanannualtemperatureandsoiltotalphosphoruscontent;negativelycorrelatedwiththemeanannualprecipitat
12、ion,soiltotalnitrogenandtotalpotassiumcontent;andwaslessaffectedbythesoilelectricalconductivityandpHvalue.4)ClusteranalysisdividedtheB.inermisseedsfromnineregionsintothreegroups.Group(T1,T4,T5,T7,T8)wasshortinshapeandsmallinvolume.Group(T2,T3)wasmidrangeintermsofshapeandvolume.Group(T6,T9)waslongins
13、hapeandlargeinvolume.Seedmorphologyshowedcertainadaptabilitytodifferenthabitats,buttherewasnoobviousmeridionalgeographicaldifferentiationlaw.Keywords:Bromus inermis;habitat;seed;morphology;surfaceornamentation;adaptabilityCorresponding author:JINGuiliE-mail:种子是高等植物的胚珠经受精形成的,是植物遗传变异的载体,是物种延续、新老世代交替的结
14、果1。种子的形态特征是物种遗传的重要特征之一,不仅决定其扩散能力,也影响种子萌发、幼苗存活率和定植,对种群更新和对环境的适应性都有重要意义2-3。种子形态特征包括种子大小、重量、形状、颜色、质地、附属物等,会直接影响种子繁殖,传播和捕食的可能性,并间接影响该物种对植被更新的贡献4。形态特征对于分类学的重要性很早就被植物学家所熟知5,可为探讨植物系统发育关系提供可靠的科学依据6。一般认为种子的形态特征在某一植物种内常常被认为是相对稳定的7,但不同居群间种子的形态特征具有很大差异8-10,例如李娟等11研究发现,种源闽楠(Phoebe bournei)种子的百粒重差异显著,这种差异可能与各分布区的
15、光照、温度、降水、海拔及土壤等环境因子的差异有关,岳华峰等12发现,温度及降水是使苦槠(Castanopsissclerophylla)种子性状发生变异的重要原因;众多学者的研究表明,种子性状对生境因子的响应是植物的一种生存对策,体现了植物对复杂环境的适应能力。无芒雀麦(Bromus inermis)是禾本科雀麦属多年生根茎型牧草,多生长于海拔在 8262233m 的田边地埂、沟谷、灌丛、山地草甸草原、山地草原的路边等13,具有耐寒、抗旱、产量高、寿命长的特点,还是我国北方地区进行放牧或刈割利用的主要栽培草种之一14-15。近年来,对无芒雀麦种子的抗旱性16、耐盐性17、种子老化18等方面进行
16、了研究。调查发现,野生无芒雀麦在新疆主要分布在天山北坡 92599.6804633.6E,430426.448423.6N 的范围内19,生境具有一定的差异,产生的种子在形态上是否存在差异,差异与所处环境因子是否具有相关性。因此,本研究以新疆天山北坡不同地理环境条件下原生无芒雀麦种群的成熟种子为材料,通过对其形态特征进行研究,揭示不同地区无芒雀麦种子形态差异及其与地理环境因子的关系,为探索新疆无芒雀麦种质变异,优质种质资源的筛选和良种繁育提供科学依据。1 材料与方法 1.1 种子的采集天山在我国境内自西向东分为 3 段,即伊犁至塔城地区的乌苏县称为西段,乌苏县至乌鲁木齐山地称为天山中段,乌鲁木
17、齐山地至哈密地区山地为天山东段20。鉴于不同生境无芒雀麦种子成熟度及种子的落粒性,于 2019 年 7 月8 月陆续前往每个地区选择无芒雀麦为主要优势种的草甸草原采集种子,分别是西段温泉县(T1)、昭苏县(T2)、新源县(T3),中段第5期刘文昊等:天山北坡野生无芒雀麦种子形态特征分析1305http:/沙湾县(T4)、呼图壁县(T5)、乌鲁木齐县(T6),东段吉木萨尔县(T7)、奇台县(T8)、巴里坤县(T9)。在以无芒雀麦为优势种的群落中设置两条间隔大于 10m 的平行样带,采用“S”型取样法收获每个样带株高相对一致、长势良好成熟的无芒雀麦蜡熟期种子,装于信封袋带回实验室,储藏于通风干燥的
18、室内(252)备用,研究区分布如图 1 所示。70 E75 E80 E85 E90 E95 EN80 E1:3 000 000 km海拔 Elevation/m图例 Legend采样点 Sampling point高 High:8 510低 Low:17235 N40 N45 N45 N40 N50 N85 E90 E95 E图 1 研究区分布图Figure 1 Distribution of study area 1.2 生境信息的获取1.2.1 气象信息通过手持 GPS 记录每个采样点的经度、纬度及海拔(m),通过国家地球系统科学数据中心获取中国 1km 分辨率年降水量数据(2001202
19、0 年)及19012020 年中国 1km 分辨率逐月平均气温数据集21,提取并计算 20102019 年采样点的年均温()及年降水(mm)(表 1)。1.2.2 土壤信息在每个采样点取无芒雀麦根系主要分布区,020cm 深度的土壤,重复 3 次,用布袋封装并带回实验室。捡出较大的植物根系或残体、石砾等杂物后自然风干,然后磨碎后一部分过 0.25mm 筛,用于测定有机碳、全氮、全磷、全钾;另一部分过 1mm筛,用于 pH 和电导率测定(表 2)。土壤理化性质的测定方法:土壤全氮、全磷、全钾依次采用凯氏定氮法、0.5molL1NaHCO3浸提钼锑抗比色法,NH4OAC 浸提火焰光度法22进行测定
20、,土壤 pH 使用 pH 计法(水土比为 5:1),土壤电导率使用电导率测定仪23采集数据。1.3 试验材料与方法选取天山北坡9个地区健康饱满的无芒雀麦种子各50粒,用游标卡尺测量种子的长宽、厚、外稃长、内稃长及芒长(精确到 0.01mm),求得的平均数即为每个地区种子的平均长、宽、厚、外稃长、内稃长及芒长24。采用随机抽样的方式,随机选取每份样品的 200 粒种子,重复 3 次,计算种子的千粒重(精到0.01g)25、种子的体积指数与变异系数(coefficientofvariation,CV)。从收集的装有种子的信封袋中,选取无芒雀麦穗中位置,小穗底部的成熟饱满种子,将这些种子混 匀 后,
21、每 个 地 区 选 取 3 个 重 复,经 过 超 声 波70%酒精清洗,然后干燥,将处理好的种子粘在附表 1 无芒雀麦采集地气象信息表Table 1 Meteorological information collection of Bromus inermis地区Region采集地名称Nameofcollectionplace经度Longitude纬度Latitude海拔Elevation/m年均温Meanannualtemperature/年降水Meanannualprecipitation/mmT1温泉县WenquanCounty81.028E44.978N13405.49362.25T
22、2昭苏县ZhaosuCounty80.972E43.096N17904.54376.70T3新源县XinyuanCounty83.983E43.331N13506.45234.70T4沙湾县ShawanCounty85.174E43.987N19902.76302.01T5呼图壁县HutubiCounty86.330E43.836N16165.03259.93T6乌鲁木齐县UrumqiCounty87.035E43.514N16605.44255.15T7吉木萨尔县JimusaerCounty88.900E43.827N19802.07240.12T8奇台县QitaiCounty89.588E
23、43.625N18603.15192.03T9巴里坤县BalikunCounty92.970E43.576N17702.59177.961306草业科学第40卷http:/有碳胶带的样品台上,置于离子溅射仪(日立E-1045)中镀膜,最后在扫描电镜(蔡司 SUPRA55VP)上2.0KV 加速电压条件下观察。种子放置方位是:花柱基向上,种脐向下,对着外稃一面为背面,对着内稃一面为腹面,背面、腹面之间两侧为侧面26。体积指数=种子长种子宽种子厚;(1)变异系数=标准差/均值100%。(2)1.4 数据处理采用Excel2019 软件对数据预处理,SigmaPlot14.0绘制图表,SPSS20.
24、0 软件进行单因素方差分析(One-WayANOVA),对经方差分析显著的数据采用多重比较(LSD)检验确定各组数据之间的差异,对种子 8 个形态特征进行系统聚类分析,Canoco5.0 对数据进行冗余分析(redundancyanalysis,RDA)。2 结果与分析 2.1 种子形态特征分析2.1.1 差异性分析不同生境下无芒雀麦种子的形态特征具有显著差异(表 3)。外稃长及内稃长 T9地区最大,分别为11.79、9.78mm,T1地区最小,分别为 8.12、7.53mm(P0.05);T1、T7、T8地区种子无芒,T5地区种子芒长最长,T3地区最短(P0.05);9 个地区的种子长介于
25、6.078.52mm,T9地区显著大于其他地区达到 8.52mm(P0.05);种子宽 T5与 T9地区差异不表 2 不同地区土壤成分测定结果Table 2 Determination of soil composition in different counties地区Region电导率Electricalconductivity/(mscm1)pH全氮Totalnitrogen/(gkg1)全磷Totalphosphorus/(gkg1)全钾Totalkalium/(gkg1)T1283.5022.997.750.172.020.100.020.0025.060.55T2167.2510.
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 天山 野生 无芒雀 麦种 形态 特征 分析
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。