基本信息
- 項目名稱：
- 筆筒樹的孢子繁殖及其復壯研究
- 小類：
- 生命科學
- 大類：
- 自然科學類學術論文
- 簡介：
- 通過無菌培養(yǎng)技術和常規(guī)繁殖技術對筆筒樹的配子體發(fā)育進行觀察，并測定光照、溫度和pH等對孢子萌發(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。利用園藝相關技術對孢子體苗進行復壯栽培，待苗高50cm定植于苗圃中。最終獲得人工繁殖筆筒樹的技術流程。
- 詳細介紹：
- 依杜紅紅等（2009）的方法，觀察光照、溫度和pH 對孢子萌發(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，鐵鹽和有機物的含量與MS 培養(yǎng)基相同， 每個處理接種5 個培養(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) 配子體達到3 個細胞時，用OLYMPUS-BH2 顯微鏡觀察，每個培養(yǎng)皿隨機選擇3 個視野，每視野孢 子數(shù)不低于100 個，計算孢子的萌發(fā)率。 數(shù)據(jù)用統(tǒng)計軟件SPSS 14.0 在P = 0.05 水平上進行單因素方差分析（One-Way ANOVA），差異 顯著性用 Tukey HSD 檢測進行多重比較。 參照劉保東和檀龍顏（2009）常規(guī)繁殖方法進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 的細篩篩取細壤，120 ℃滅菌40 min。 以改良Knop’s 無機溶液為培養(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（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。光照強度100 ~ 180 μmol · m-2 · s-1，光照時間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 個葉片時，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，光照強度為50 μmol · m-2 · s-1，相對濕度保持在70%以上，溫度為（24 ± 2）℃，定期通風。 當苗的高度接近玻璃板時再移栽到直徑為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，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)科學思維和科研能力；2、探索筆筒樹的人工繁殖技術流程；3、為筆筒樹的資源保護和園藝應用提供理論依據(jù)和技術支持。 基本思路：1、查閱相關資料，確認該方向研究較薄弱，確定選題；2、通過無菌培養(yǎng)法和常規(guī)培養(yǎng)法對筆筒樹配子體發(fā)育觀察，以及利用園藝技術對孢子體苗進行復壯；3、參閱相關書籍和專家意見，整理試驗數(shù)據(jù)，進行數(shù)理統(tǒng)計；4、獲得筆筒樹人工繁殖的技術流程。
科學性、先進性及獨特之處
- 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的專業(yè)學術論文發(fā)表，本文在該方向上的研究具有獨一性。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，并利用園藝相關技術。在數(shù)據(jù)分析中使用SPSS軟件進行分析，使得作品科學嚴謹。此外，作品將植物生殖生物學研究和園藝開發(fā)利用緊密聯(lián)系到一起，使得該作品應用前景較好。
應用價值和現(xiàn)實意義
- 通過本文研究能為筆筒樹的資源保護和園藝應用提供理論依據(jù)和技術支持，因此具有較高的實際應用價值。本文研究確定了孢子萌發(fā)的最佳光照，溫度和pH條件，摸清了幼苗復壯過程中的各項生理指標，并獲得了筆筒樹孢子繁殖及其幼苗復壯的技術流程；同時，為恢復筆筒樹的種群提供了可能性，使得該文有較高的現(xiàn)實意義。
學術論文摘要
- 研究了筆筒樹（Sphaeropteris lepifera）的孢子繁殖及幼苗的復壯。結(jié)果表明：光照強度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個月的復壯生長，葉面高達50 cm，成活率95%以上。
獲獎情況
- 馬洪娜，李 楊，檀龍顏，劉保東.筆筒樹的孢子繁殖及其復壯研究.園 藝 學 報，2010，37（10）：1679–1684. 獲得2011年哈爾濱師范大學首屆大學生課外學術科技作品競賽一等獎。
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- 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. 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的研究. 仙湖，7 (4)：5–6. 3.杜紅紅，李 揚，李 東，戴紹軍，姜闖道，石 雷. 2009. 光照、溫度和pH 值對小黑桫欏孢子萌發(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)境保護局環(huán)境保護司保護區(qū)與物種管理處. 1991. 珍稀瀕危植物保護與研究. 北京：中國環(huán)境科學出版社：147. 6.韓見宇，王用平. 1991. 桫欏孢子繁殖. 貴州科學，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. 植物分類學報，27 (1)：1–16. 9.張憲春，張麗兵. 2004. 中國植物志. 北京：科學出版社：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、古生物學和古氣候研究等方面具有重要價值，且在研究中國大陸與臺灣植物區(qū)系的關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值（石雷，2002）。由于筆筒樹主要以孢子進行繁殖，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，自然資源嚴重枯竭，所以被列入我國第一批二級重點保護植物（國家環(huán)境保護局環(huán)境保護司保護區(qū)與物種管理處，1991）。學者們在筆筒樹形態(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）有科普性的報道。園藝實踐中，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壯的技術，不僅能為其種群的恢復提供參考數(shù)據(jù)，而且能為筆筒樹資源保護和園藝應用提供理論依據(jù)和技術支持。 通過研究珍惜瀕危植物的生殖生物學，不僅能揭示其繁殖過程中的機制，同時能為恢復瀕危植物的種群提供可靠的技術依據(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；筆筒樹可當中藥材，將木質(zhì)部切細，用蜜炒再煎服，可以止咳并促進血液循環(huán)，同時幼芽搗碎還能外敷癱疽。因此，對筆筒樹的生殖生物學研究不僅具有很高的學術重要性，更重要的是獲得繁殖筆筒樹的成熟技術將會帶來巨大的經(jīng)濟效益，可謂投入產(chǎn)出比極高。因此，對珍惜瀕危植物的生殖生物學研究將是今后的一個大的研究趨勢，同時也是政府部門、園林部門和專業(yè)研究人員的重要研究熱點。
