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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 筆筒樹的孢子繁殖及其復(fù)壯研究
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 通過無菌培養(yǎng)技術(shù)和常規(guī)繁殖技術(shù)對(duì)筆筒樹的配子體發(fā)育進(jìn)行觀察，并測定光照、溫度和pH等對(duì)孢子萌發(fā)和早期配子體發(fā)育的影響。獲得配子體發(fā)育的最佳培養(yǎng)條件。利用園藝相關(guān)技術(shù)對(duì)孢子體苗進(jìn)行復(fù)壯栽培，待苗高50cm定植于苗圃中。最終獲得人工繁殖筆筒樹的技術(shù)流程。
- 詳細(xì)介紹：
- 依杜紅紅等（2009）的方法，觀察光照、溫度和pH 對(duì)孢子萌發(fā)和早期配子體發(fā)育的影響。采 用1/2MS 培養(yǎng)基，大量和微量元素為MS 培養(yǎng)基的1/2，鐵鹽和有機(jī)物的含量與MS 培養(yǎng)基相同， 每個(gè)處理接種5 個(gè)培養(yǎng)皿。 接種5 d 后每天用體視顯微鏡觀察孢子萌發(fā)和配子體發(fā)育情況，直至形成心形原葉體。待多數(shù) 配子體達(dá)到3 個(gè)細(xì)胞時(shí)，用OLYMPUS-BH2 顯微鏡觀察，每個(gè)培養(yǎng)皿隨機(jī)選擇3 個(gè)視野，每視野孢 子數(shù)不低于100 個(gè)，計(jì)算孢子的萌發(fā)率。 數(shù)據(jù)用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 14.0 在P = 0.05 水平上進(jìn)行單因素方差分析（One-Way ANOVA），差異 顯著性用 Tukey HSD 檢測進(jìn)行多重比較。 參照劉保東和檀龍顏（2009）常規(guī)繁殖方法進(jìn)行配子體的大量培養(yǎng)。以采自黑龍江省亞布力北 山針闊混交林下的腐殖暗棕壤為基質(zhì)。用網(wǎng)孔直徑為2 mm 的細(xì)篩篩取細(xì)壤，120 ℃滅菌40 min。 以改良Knop’s 無機(jī)溶液為培養(yǎng)液。在底部有孔的塑料盤（40 cm × 30 cm × 10 cm）中放入8 mm 厚的海綿，將滅菌后的基質(zhì)放入盤內(nèi)整平、壓實(shí)（基質(zhì)厚度為3 cm 左右）。然后放在裝有營養(yǎng)液的容器內(nèi)浸水直至基質(zhì)表面濕潤后取出。將孢子均勻地播在基質(zhì)表面，用玻璃蓋住盤口。光照強(qiáng)度100 ~ 180 μmol · m-2 · s-1，光照時(shí)間12 h · d-1，溫度25 ℃。 在原葉體形成后定期噴水，每日早晚各1 次，保持相對(duì)濕度在70%以上，以保證配子體的受精 率。將培養(yǎng)器皿放在非陽光直射的位置，每天上午通風(fēng)1 次。因低溫不利于配子體的正常生長，高 溫則易滋生藻類植物，所以溫度保持在（24 ± 2）℃。 待配子體產(chǎn)生的孢子體幼苗具3 ~ 5 個(gè)葉片時(shí)，移栽至體積為60 cm × 40 cm × 15 cm 的育苗盤中，行距、株距均為5 cm，基質(zhì)同前。育苗盤上用玻璃板覆蓋以保持良好的透光率，置于非直射光下，光照強(qiáng)度為50 μmol · m-2 · s-1，相對(duì)濕度保持在70%以上，溫度為（24 ± 2）℃，定期通風(fēng)。 當(dāng)苗的高度接近玻璃板時(shí)再移栽到直徑為20 cm 的花盆中?；ㄅ璧撞炕|(zhì)為草炭土︰蛭石︰河沙︰陶粒 = 4︰1︰1︰1，以利排水，上部鋪上一層粗土，土層厚約5 cm，最后鋪上厚7 ~ 8 cm 的細(xì)土。隨后將花盆底部浸入水中，待花盆上部土表濕潤后將苗栽入中央，每盆一株。移栽過程中，覆蓋根部的土層宜薄，以防中心處的幼葉被土層覆蓋。在花盆上用塑料布制成拱形的棚蓋，做保濕處理， 白天25 ~ 28 ℃，夜晚18 ~ 22 ℃。每天早晚各1 次開蓋通風(fēng)煉苗，第1 周開蓋每次30 min，第2 周每次60 min，依此類推，第4 周開始撤去塑料棚蓋。待苗高約50 cm 時(shí)，即可按上述基質(zhì)移栽定 植。
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作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 撰寫目的：1、培養(yǎng)科學(xué)思維和科研能力；2、探索筆筒樹的人工繁殖技術(shù)流程；3、為筆筒樹的資源保護(hù)和園藝應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。 基本思路：1、查閱相關(guān)資料，確認(rèn)該方向研究較薄弱，確定選題；2、通過無菌培養(yǎng)法和常規(guī)培養(yǎng)法對(duì)筆筒樹配子體發(fā)育觀察，以及利用園藝技術(shù)對(duì)孢子體苗進(jìn)行復(fù)壯；3、參閱相關(guān)書籍和專家意見，整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)理統(tǒng)計(jì)；4、獲得筆筒樹人工繁殖的技術(shù)流程。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 根據(jù)中國期刊全文數(shù)據(jù)庫檢索結(jié)果顯示，1989-2010年間，全國在筆筒樹種苗繁殖方面尚無與筆筒樹繁殖有關(guān)的專業(yè)學(xué)術(shù)論文發(fā)表，本文在該方向上的研究具有獨(dú)一性。作者研究使用了無菌培養(yǎng)和常規(guī)培養(yǎng)相結(jié)合的方式，并利用園藝相關(guān)技術(shù)。在數(shù)據(jù)分析中使用SPSS軟件進(jìn)行分析，使得作品科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)。此外，作品將植物生殖生物學(xué)研究和園藝開發(fā)利用緊密聯(lián)系到一起，使得該作品應(yīng)用前景較好。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 通過本文研究能為筆筒樹的資源保護(hù)和園藝應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持，因此具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文研究確定了孢子萌發(fā)的最佳光照，溫度和pH條件，摸清了幼苗復(fù)壯過程中的各項(xiàng)生理指標(biāo)，并獲得了筆筒樹孢子繁殖及其幼苗復(fù)壯的技術(shù)流程；同時(shí)，為恢復(fù)筆筒樹的種群提供了可能性，使得該文有較高的現(xiàn)實(shí)意義。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 研究了筆筒樹（Sphaeropteris lepifera）的孢子繁殖及幼苗的復(fù)壯。結(jié)果表明：光照強(qiáng)度60～80 μmol ? m-2 ? s-1，溫度25 ℃，pH 6.7 為配子體發(fā)育較適宜的條件；從孢子體形成開始，幼苗經(jīng)7個(gè)月的復(fù)壯生長，葉面高達(dá)50 cm，成活率95%以上。
獲獎(jiǎng)情況
- 馬洪娜，李 楊，檀龍顏，劉保東.筆筒樹的孢子繁殖及其復(fù)壯研究.園 藝 學(xué) 報(bào)，2010，37（10）：1679–1684. 獲得2011年哈爾濱師范大學(xué)首屆大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽一等獎(jiǎng)。
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
- 1.陳 霞. 2008. 筆筒樹配子體及胚的發(fā)育 [碩士論文]. 廣州：華南農(nóng)業(yè)大學(xué). 2.陳珍傳，李 勇，劉保東. 2008. 筆筒樹的人工有性繁殖及幼苗管護(hù)的研究. 仙湖，7 (4)：5–6. 3.杜紅紅，李 揚(yáng)，李 東，戴紹軍，姜闖道，石 雷. 2009. 光照、溫度和pH 值對(duì)小黑桫欏孢子萌發(fā)及早期配子體發(fā)育的影響. 生物多樣性，17 (2)：182–187. 4.福建省林業(yè)廳. 2003. 筆筒樹. 中國林業(yè)，11 (B)：29. 5.國家環(huán)境保護(hù)局環(huán)境保護(hù)司保護(hù)區(qū)與物種管理處. 1991. 珍稀瀕危植物保護(hù)與研究. 北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社：147. 6.韓見宇，王用平. 1991. 桫欏孢子繁殖. 貴州科學(xué)，9 (1)：61–64. 7.石 雷. 2002. 觀賞蕨類. 北京：中國林業(yè)出版社：87. 8.夏 群. 1989. 中國桫欏科植物的分類. 植物分類學(xué)報(bào)，27 (1)：1–16. 9.張憲春，張麗兵. 2004. 中國植物志. 北京：科學(xué)出版社：6 (3)：252.
同類課題研究水平概述
- 筆筒樹（Sphaeropteris lepifera）為桫欏科（Cyatheaceae）白桫欏屬（Sphaeropteris）植物（張憲春和張麗兵，2004）。它不僅在物種的形成、古生物學(xué)和古氣候研究等方面具有重要價(jià)值，且在研究中國大陸與臺(tái)灣植物區(qū)系的關(guān)系方面也具有重要的意義（福建省林業(yè)廳，2003）。筆筒樹樹冠為大傘狀，樹干上葉痕奇特優(yōu)美，在蕨類植物中是稀有的種類，具有極高的園藝觀賞價(jià)值（石雷，2002）。由于筆筒樹主要以孢子進(jìn)行繁殖，而孢子具壽命短、繁殖周期長等缺陷，限制了自然增長；又因筆筒樹莖干可做為蘭花的栽培基質(zhì)，常遭到破壞性砍伐，自然資源嚴(yán)重枯竭，所以被列入我國第一批二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)植物（國家環(huán)境保護(hù)局環(huán)境保護(hù)司保護(hù)區(qū)與物種管理處，1991）。學(xué)者們?cè)诠P筒樹形態(tài)發(fā)育（陳霞，2008）、系統(tǒng)分類（夏群，1989）和種質(zhì)保存（徐燕，2006）等方面進(jìn)行了較為深入的研究，但在其繁殖，尤其是培育種苗方面僅有陳珍傳等（2008）有科普性的報(bào)道。園藝實(shí)踐中，我國僅廈門、廣州、深圳及香港有少量引種栽培，且均為野外采挖的成體植株。通過本文研究獲得了筆筒樹孢子繁殖及其幼苗復(fù)壯的技術(shù)，不僅能為其種群的恢復(fù)提供參考數(shù)據(jù)，而且能為筆筒樹資源保護(hù)和園藝應(yīng)用提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。 通過研究珍惜瀕危植物的生殖生物學(xué)，不僅能揭示其繁殖過程中的機(jī)制，同時(shí)能為恢復(fù)瀕危植物的種群提供可靠的技術(shù)依據(jù)。此外，利用筆筒樹交結(jié)的氣生根可以制成蛇木盆、蛇木柱、蛇木板、蛇木屑等園藝用品；筆筒樹干可制成花紋天成、美觀耐用的筆筒；筆筒樹莖干末端幼嫩的髓心可以吃，嫩芽及嫩葉也可食用；筆筒樹可當(dāng)中藥材，將木質(zhì)部切細(xì)，用蜜炒再煎服，可以止咳并促進(jìn)血液循環(huán)，同時(shí)幼芽搗碎還能外敷癱疽。因此，對(duì)筆筒樹的生殖生物學(xué)研究不僅具有很高的學(xué)術(shù)重要性，更重要的是獲得繁殖筆筒樹的成熟技術(shù)將會(huì)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益，可謂投入產(chǎn)出比極高。因此，對(duì)珍惜瀕危植物的生殖生物學(xué)研究將是今后的一個(gè)大的研究趨勢(shì)，同時(shí)也是政府部門、園林部門和專業(yè)研究人員的重要研究熱點(diǎn)。
