石蒜和中国石蒜对温度的响应研究毕业论文

 2021-04-20 11:04

摘 要

石蒜属植物发叶有两种类型,一是秋出叶,如红花石蒜(lycoris radiata),另外一类为春出叶,如中国石蒜(Lycoris chinensis)。本研究主要是通过比较在不同温度条件下红花石蒜和中国石蒜的光合作用与荧光特性,以了解两类石蒜植物在光合作用特性方面的差异。在光合作用方面,测定的指标主要有净光合速率Pn(μmol/(m2·s))、蒸腾速率E(mmol/(m2·s))、气孔导度(COND)、胞间CO2浓度(Ci)、空气相对湿度(RH)和水分利用效率(WUE);在荧光特性方面,共测定了叶片的初始荧光(F0)、最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系(NPQ)。结果表明:

  1. 在15℃下,红花与中国石蒜的生理生长较强,是其较适宜的生长温度,体现了两种石蒜植物适宜的温度相对较低;
  2. 除最大光化学效率(Fv/Fm)指标外,两种石蒜受温度变化影响的响应变化大致相同。

(3)红花石蒜与中国石蒜都在不同的指标上体现了它们的耐寒性。这两种石蒜在15℃左右生理活动比较旺盛,随着温度的升高,各个生理活动也随之降低。这体现了其抗寒性的特点,符合石蒜夏季休眠冬季葱茏的生长习性。今后还需要进一步扩大两类石蒜类植物的研究对象,更多地了解两类植物的光合机制。

关键词:红花石蒜,中国石蒜,光合荧光,抗寒性

The study of both lycoris radiata and Lycoris chinensis on temperature response

ABSTRACT

According the leafing time, there are two type of ,lycoris plants. One is the autumn leaves, such as lycoris radiata , and another kind is the leaf spring, such as lycoris chinensis. This paper research the photosynthesis characteristic differences from two types of lycoris plants by the comparison in the photosynthesis and fluorescence characteristics of L. radiata and L. chinensis under different temperature conditions.In terms of photosynthesis, determination of main indicators of net photosynthetic rate(Pn), transpiration rate(E), stomatal conductance (COND), intercellular CO2 concentration (Ci), air relative humidity (RH) and water use efficiency (WUE); and of fluorescence characteristics, determination of main indicators of fluorescence (F0), maximum photochemical efficiency (Fv/Fm), coefficient of photochemical quenching (qP) and photochemical quenching (NPQ). The results showed:

(1) The physical growth of both Lycoris radiata and lycoris chinensis was stronger under 15 ℃, and two kinds of lycoris plant suitable temperature was relatively low;

(2) In addition to the maximum photochemical efficiency (Fv/Fm) index, two kinds of lycoris affected by temperature changes in response to changes in the same;

(3) Both L. radiata and L. chinensis were on the different indicators reflecting their cold tolerance. At about 15 ℃, These lycoris’s physiological activity was strong, with the increase of temperature, various physiological activities also decreases.It embodied the characteristics of its cold resistance, in line with the lycoris’s summer dormancy and their winter lush growth habit.Also need to further expand the research object of two classes of lycoris plants, to learn more about the two kinds of plant photosynthetic mechanism.

Key words:lycoris radiata, Lycoris chinensis, photosynthetic fluorescence, hardiness

目 录

1.文献综述 - 5 -

1.1石蒜属植物的概况 - 5 -

1.1.1药用价值 - 5 -

1.1.2观赏价值 - 7 -

1.1.3石蒜的育种与繁殖 - 7 -

1.1.4国外研究概况: - 8 -

1.2光合作用的研究进展 - 9 -

1.3叶绿素荧光的研究进展 - 10 -

2. 不同温度下红花与中国石蒜光合特性的研究 - 12 -

2.1材料与方法 - 12 -

2.1.1材料与仪器 - 12 -

2.1.2测定方法 - 12 -

2.1.3结果与分析 - 13 -

3. 不同温度下红花与中国石蒜叶绿素荧光特性的研究 - 15 -

3.1材料与方法 - 16 -

3.1.1材料与仪器 - 16 -

3.1.2测定方法 - 16 -

3.1.3结果与分析 - 16 -

4.讨 论 - 18 -

5. 结论 - 18 -

致谢 - 19 -

1 文献综述

植物的光合作用为地球上生物和人类社会的发展进步提供了基本条件,因此被诺贝尔奖评委会称为是地球上最重要的化学反应[1]。 植物叶是光合作用的最重要器官。不同植物的光合作用能力不一样,同时同一个种植物处在不同环境条件其光合作用的能力也不一样。因此,植物光合作用效率不仅是受其自身的生物学特性的所决定,同时也受所处的环境影响。Blackman等(1905年)就提出光合作用会受到一些基本因子多种因子影响,且受限制的程度取决于供应量最少的那个因子,一些环境因子对如植物气孔的开张、光补偿点/光饱和点、CO2 补偿点/CO2 饱和点) 、温度和矿物质对光合作用的影响等被人们慢慢地认识到[2],形成了植物生理生态学对植物光合作用的研究。植物生理生态学是为解决环境生态问题尤其是全球环境变化问题应运而生的一门学科,它结合植物生理学与植物生态学两门学科的优势来分析生态学现象[2]

石蒜属(lycoris)植物为是多年生草本植物[3],其共同特点是比较耐低温,即在低温条件下,有强的光合作用能力。这种能力不仅为石蒜属植物提供了其特有的生长发育能力,也构成了它们在自然界形成特有分布的基础。因此,可以作为植物生理生态学研究植物光合作用的研究对象,特别能揭示植物在低温情况下的光合作用特性。

本研究拟已我校校园的石蒜(Lycoris radiata )和中国石蒜(Lycoris chinensis )为观察对象,利用光合作用测定仪,测定两种石蒜材料在不同温度下光合作用能力,获得相关数据分析温度因子对石蒜光合作用的影响,为比较两种类型石蒜的差异提供参考,也为进一步了解石蒜属植物特有的发育机制奠定基础。

1.1 石蒜属植物的概况

1.1.1 药用价值

石蒜属植物在中国古代被用作药用植物来治疗疾病而在《本草纲目》等著作的记载。利用现代分离技术,可以石蒜科植物中分离得到石蒜碱,文殊兰碱,水鬼蕉碱和加兰他敏等生物碱类化合[4]。目前对于石蒜属的生物碱的药理活性人们进行了广泛的研究,它的药物作用主要是抗癌、抗肿瘤作用。石蒜碱在肿瘤细胞中作为细胞生长抑制剂的活性是其在正常细胞中的15倍,且对非依赖性贴壁状态下未分化肿瘤细胞有抑制作用,从而可能会有效地对抗肿瘤干细胞[5]。另外加兰他敏也有抗癌作用。2002年该药已经在美国、加拿大上市,先前已经在21个国家,包含大多数主要的欧洲市场获得了批准和上市,因而石蒜的人工栽培具有巨大的社会效益和市场前景[6]

1.1.2 观赏价值

石蒜属植物花朵较大,花色艳丽,叶片线条优美,其具有很高的观赏价值,有“中国郁金香”之称[7]。石蒜属植物具有的一个特点是其开花时没有叶片并且开花迅速,因此有“平地一声雷”的美称,常被用于点缀假山岩石缝隙等或混植于草本植物如红花酢浆草(Oxalis corymbosa),萱草(Hemerocallis fulva ),马蹄金(Creeping Dichondra Herb )等多年生地被花卉中,又或成片栽植在深山含笑(Michelia maudiae ),香樟(Cinnamomum camphora ),马褂木(Liriodendron chinese )等高大乔木或疏林灌丛下[8]。石蒜作为切花应用,最早出现在我国台湾,兴起于日本,近年逐步扩展到欧美地区[9]。我国石蒜资源十分丰富,但是在我国石蒜被用作一种难得的切花材料于商业性切花生产方面才刚刚起步[8]

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