題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 溫度和光周期隊(duì)楸樹抗寒性的誘導(dǎo)
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡介：
- 本研究通過一個模擬的環(huán)境利用溫度和光周期對楸樹抗寒性的影響通過電阻抗圖譜法直接測得其抗寒性，為推斷其潛在栽培范圍奠定基礎(chǔ)。
- 詳細(xì)介紹：
- 楸樹是造林樹種，也是重要的園林綠化樹種。通過對四種楸樹進(jìn)行4個不同溫度與光周期組合處理：長光周期高溫(16h/8h, 23℃)、長光周期低溫(16h/8h, 5℃)、短光周期高溫(8h/16h, 23℃)、短光周期低溫(8h/16h,5℃)，分別用電導(dǎo)法(EL)、電阻抗圖譜法（EIS）測定了楸樹的抗寒性，研究溫度和光周期對楸樹抗寒性的影響以及擴(kuò)展電阻抗圖譜法在楸樹上的應(yīng)用。 主要結(jié)果如下： 1. 低溫長日照處理對滇楸，灰楸，梓楸的抗寒性有增強(qiáng)的顯著作用，只有低溫短日照對金絲楸的莖的抗寒性有顯著增強(qiáng)作用。 2. 不同光周期和溫度處理使不同楸樹抗寒性發(fā)生了明顯變化，其中胞外電阻率為測定滇楸和金絲楸抗寒性的最佳參數(shù)（R2=0.888，R2=0.921），胞內(nèi)電阻率為測定灰楸抗寒性的最佳參數(shù)（R2=0.939），弛豫時間為測定梓楸抗寒性的最佳參數(shù)（R2=0.860）。 3. 低溫長日照處理使不同楸樹提高抗寒性，弛豫時間對抗寒性有著顯著的影響，可能是細(xì)胞膜組成的變化、細(xì)胞內(nèi)離質(zhì)體和共質(zhì)體中離子的遷移率從而導(dǎo)致抗寒性的提高。 4. 溫度是導(dǎo)致弛豫時間分布系數(shù)主要因子，可能溫度使細(xì)胞中細(xì)胞質(zhì)的體積發(fā)生了變化導(dǎo)致弛豫時間分布系數(shù)發(fā)生了明顯的變化，從而導(dǎo)致了抗寒性的增強(qiáng)。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 氣候變化致使園林樹木向著更有利于生長的位置“遷移”，其分布的北部邊緣就會向溫度較低的高緯度地區(qū)移動，然而，北移后在抗寒鍛煉期間當(dāng)?shù)氐臍夂蛑饕菧囟群凸庹盏淖兓?。其主要變化是低溫和短日照，而兩者會誘導(dǎo)園林樹木的抗寒性。本研究就是要通過一個模擬的環(huán)境利用溫度和光周期對楸樹抗寒性的影響通過電阻抗圖譜法直接測得其抗寒性，為推斷其潛在栽培范圍奠定基礎(chǔ)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 以園林樹木作為氣候變暖對其抗寒性以及栽培范圍影響的研究對象，采用電阻抗圖譜法測定抗寒性，并采用未經(jīng)人工冷凍處理樣本測定抗寒性新方法。為推斷其潛在栽培范圍提供理論依據(jù)，具有先進(jìn)性和創(chuàng)新性。并通過人工模擬環(huán)境利用低溫和短日照對楸樹的誘導(dǎo)，評價(jià)其在設(shè)定環(huán)境條件下的可種植情況，具有科學(xué)性。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本研究結(jié)果不僅僅只為楸樹，還將為園林綠化建設(shè)中相關(guān)樹種的應(yīng)用，以及氣候變化對園林樹木潛在栽培區(qū)域進(jìn)行分析提供有利的工具。同時用電阻抗圖譜法測定植物的抗寒性不需要進(jìn)行耗時的化學(xué)測定，也不需要對待測的樣本做人工冷凍處理來估測其抗寒性，在抽樣的當(dāng)天相比，EIS法比較容易、快速，是一種研究植物抗寒性的有效實(shí)用的物理方法，具有廣闊的應(yīng)用前景。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 全球氣候變化使園林樹木資源的利用面臨新的挑戰(zhàn)。樹木對氣候適應(yīng)性的一個基本問題是秋季與春季生長期與休眠期臨界點(diǎn)的適宜時間。以我國主要的園林綠化樹種楸樹為對象，通過生長室試驗(yàn)研究楸樹對氣候變暖的適應(yīng)性及響應(yīng)，重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)由于生長季的延長導(dǎo)致生理變化對抗寒性的影響；通過預(yù)測不同栽培地理位置在現(xiàn)在和將來氣候條件下致死冷凍溫度發(fā)生的危險(xiǎn)性，以及氣候變化致使楸樹栽培范圍的潛在遷移。將為準(zhǔn)確地估計(jì)未來氣候變暖條件下園林樹木抗寒性的變化，了解生長期與休眠期臨界點(diǎn)的環(huán)境控制提供理論依據(jù)。對預(yù)測氣候變暖造成生長期與休眠期臨界點(diǎn)的改變，園林樹種栽培分布界限的可能變化具有重要的指導(dǎo)意義。 樹種北移后，對其生長有關(guān)系的最主要的環(huán)境因子是低溫和短日照。本研究就是要通過一個模擬的環(huán)境利用低溫和短日照對楸樹抗寒性的誘導(dǎo)從而為推斷出其潛在栽培范圍提供有力依據(jù)。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻(xiàn)
- [1]唐海萍, 陳旭東, 張新時. 1998. 中國東北樣帶生物群區(qū)及其對全球氣候變化響應(yīng)的初步探討. 植物生態(tài)學(xué)報(bào), 22 (5): 425-433 [2] Glerum, C. Frost hardiness of coniferous seedling: principles and applications. In: Duryea, M.L. ed. Evaluating seedling quality: principles, procedures, and predictive abilities of major test. 1985, 107-123. [3]董勝豪,張鋼, 抗寒鍛煉期間白皮松電阻抗圖譜參數(shù)對可溶性糖與淀粉含量變化的響應(yīng). 河北農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), 2005/03 [4]張鋼. 國外木本植物抗寒性測定方法綜述 [J]. 世界林業(yè)研究, 2005, 18(5): 14-20. [5]劉曉紅, 鹽脅迫對小麥葉片電阻抗圖譜參數(shù)的影響, 2009/05 [6]張鋼,Assessing Frost Hardiness of Pinus bungeana Shoots and Needles by Electrical Impedance Spectroscopy with and without Freezing Tests. Journal of Plant Ecology ,2010.3(4) [7] Ryypp?, A. Repo, T. & Vapaavuori, E. Development of freezing tolerance in roots and shoots of Scots pine seedlings at nonfreezing temperatures [J]. Canadian Journal of Forest Research, 1998, 28: 557-565. [8] Repo, T. Seasonal changes of frost hardiness in Picea abies and Pinus sylvestris in Finland [J]. Canadian Journal of Forest Research, 1992, 22: 1949-1957.
同類課題研究水平概述
- Weiser (1970)認(rèn)為樹木抗寒鍛煉是幾個獨(dú)立的生理和物理進(jìn)程的結(jié)果。此外，Chen 和 Li (1978)認(rèn)為不同環(huán)境因子對抗寒性的影響呈加性。這意味著如果光周期和溫度沒有交互作用的話，抗寒性是二者誘導(dǎo)的總和。在幾個木本樹種的實(shí)驗(yàn)中已經(jīng)證實(shí)了短光周期和低溫對抗寒性的加性影響。 然而，根據(jù)Zhang 等 (2003)對歐洲赤松二年生幼苗的研究表明，溫度和光周期對歐洲赤松苗不同器官芽、莖、針葉和根的影響都不是加性的，而是存在著交互作用。他們的研究結(jié)果也表明了，還需要對不同樹種，在不同階段進(jìn)行更多的試驗(yàn)檢驗(yàn)，以獲得更為詳細(xì)的關(guān)于溫度和光周期對抗寒性影響的信息。相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型也需要修改，應(yīng)考慮不同環(huán)境因子的交互作用。但是，Zhang 等 (2003)對歐洲赤松二年生幼苗的研究，設(shè)置了三個處理：短光周期+低溫，長光周期+低溫，短光周期+高溫處理；沒有設(shè)置長光周期+高溫處理，他們假設(shè)高溫+長光周期對抗寒鍛煉沒有誘導(dǎo)作用。還需要對長光周期+高溫處理對抗寒性的影響作進(jìn)一步研究。 在王愛芳等(2007)對樟子松苗進(jìn)行不同光周期和溫度處理后，高溫+長光周期處理能夠誘導(dǎo)抗寒性增強(qiáng)，不支持Zhang等(2003)的高溫+長光周期處理植物的抗寒性保持最低水平不變的假設(shè)。針葉的抗寒性有差異，但呈多項(xiàng)式相關(guān)，在實(shí)踐中應(yīng)以一種方法為主，輔以其他方法綜合評定某樹種的抗寒性。
