7种玄参科植物种子萌发期抗逆性评价研究
开题报告
目 录
一、选题背景
二、研究目的和意义
三、本文研究涉及的主要理论
四、本文研究的主要内容及研究框架
（一）本文研究的主要内容
（二）本文研究框架
五、写作提纲
六、本文研究进展
七、目前已经阅读的文献
一、选题背景
玄参科（Scrophulariaceae）约有 200 属，3000 种，遍及世界各地，以两温带为分布中心，热带和寒带大幅减少。我国约有 60 属，643 种，已知药用 45 属，233 种[1,2]，新疆有 13 属、79 种、1 亚种[3]。主要有毛蕊花属，婆婆纳属，玄参属，水茫草属，柳穿鱼属，兔耳草属，方茎草属，鼻花属，疗齿草属，水八角属，野胡麻属，马先蒿属，小米草属。本科以药用植物为主，如紫花地黄，玄参，胡黄连，阴行草，地黄等。本研究以碎米蕨叶马先蒿(Pedicularis cheilanthifolia Schrenk)、假弯管马先蒿（Pedicularis pseudocurvituba Tsoong）、轮叶马先蒿（Pedicularis verticillata Linn）、砾玄参（Scrophularia incisa Weinm）、鼻花（Rhinanthus glaber Lam.）、毛蕊花（Verbascum thapsus L.）、野胡麻（Dodartia orientalis L.）7 种玄参科植物为研究对象。新疆地形繁杂，境内冰峰屹立，戈壁浩瀚，盆地遍布，草原宽广，绿洲鳞次栉比。北部是阿尔泰山，绵延近 2000 公里。南部是高耸巍峨的昆仑山系，从西到东囊括：中国领土内的帕米尔高原，新疆和克什米尔之间的喀喇昆仑山，新疆和西藏之间的昆仑山脉；北支另有阿尔金山、东北延长接祁连山。同时，新疆荒漠化严重，生态环境脆弱，草场资源退化、沙漠化和盐渍化严重，虽然新疆有丰富的土地资源，但水资源相对短缺，加上气候干旱，高寒区众多，很大程度上限制了新疆农业等方面的发展，并使新疆的生态环境更加脆弱。新疆植被以旱生的荒漠植被类型为主，兼有高寒草原和高寒草甸，植被类型独具特色[4]，抗旱、抗寒及耐盐植物资源丰富，如典型的旱生植物有蓼科植物，各类沙拐枣等，其特有的性质是干旱时节能够及时枯死，以削减水分蒸发，同时使其体内的需水量达最低限度，然而一到雨季，它们又能够快速长出新的枝条；盐地碱蓬、盐角草、碱蓬等是盐生植物，植物渗透压极高，渗透压在根部高达 40 个大气压以上，有些植物的渗透压甚至可达到70 至 100 个大气压，很大程度超出了土壤溶液的渗透压，所以具有能从高盐浓度盐土中吸收水分的特征；雪莲为高山植物，为适应高山恶劣环境表现出植株不高，茎叶密生白色长绒毛的特点，不仅能保暖，还可以反射强烈太阳光辐射，使植物远离伤害。
二、研究目的和意义
本研究以新疆塔里木盆地分布的玄参科 5 属 7 种植物为研究对象，这 7 种植物分别采自塔什库尔干县、和硕县、和静县、阿合奇县等地，生境为山前戈壁、石质山坡、高山草甸等，海拔高度从1155 m 至 4552 m。这些玄参科植物长期生存在新疆高寒干旱地区，可能在耐寒、耐旱、耐盐碱等方面具有突出特性。因此研究玄参科这 7 种植物的抗逆性，对其进行筛选评价，对于挖掘抗逆性基因及其保护和综合开发利用具有重要意义。
三、本文研究涉及的主要理论
盐分不断向土壤表层聚积形成盐渍土的自然地质过程是土壤盐碱化，主要发生在干旱、半干旱、半湿润气候区及受海水侵灌的海滨低地区域[25]。我国的盐碱化土壤主要分布在华北平原、东北平原、西北内陆地区及滨海地区。新疆是中国盐渍化土壤的主要分布区域之一，且在不断增加，目前生物措施是盐碱地综合治理的主要方法，发掘更多耐盐碱植物，是对盐碱的耐受性研究的重要内容。盐生植物生长的关键和敏感期是盐碱环境下种子的萌发[26,27]，不同环境条件对种子萌发的影响可能不同[27]。土壤的盐碱化将会致使土壤板结以及土壤肥力的降低，同样不利于农作物吸取养分，因此妨碍作物生长，给农业生产带来严重影响[29]。近年来，关于植物抗盐性的研究主要集中在盐相关基因的克隆[30]、盐胁迫的信号传导[31]和抗逆耐盐相关生理指标的测定[32]及种子萌发[33]等方面。在盐碱胁迫坏境中，植物种子发芽是比较重要的阶段，所以研究种子萌发在盐碱胁迫下的响应机制，对盐碱地的开发利用具有重要的生态意义。盐胁迫对种子萌发的影响可以概括为协调效应、负效应和完全的抑制效应，即，低浓度的盐具有促进种子萌发的影响，随着盐浓度的增加，导致种子萌发率下降[34]；高浓度的盐胁迫抑制种子萌发，降低种子的发芽率，影响幼苗生长[35]。种子发芽耐盐性的评价通过运用模糊数学的隶属函数这种方法，这是目前应用广泛的性能综合评价方法。该方法利用模糊隶属函数的数学方法[36]，每个测试植物的耐盐性指标值的隶属度函数进行累计并获得植物耐盐性评价的平均数。耐盐性隶属函数法是一种很好的耐盐性综合评定方法，其△值越大，耐盐性越强。如果耐盐指标配合恰当，就能比较准确地评定出植物耐盐性的强弱。柴媛媛比较研究了10个品系甜高粱种子的耐盐性，并选用模糊数学隶属函数法对其耐盐性进行了综合评价，得出了10种甜高粱的耐盐性强弱排序[37]。马琳用隶函数法对盐胁迫的5种牧草种子萌发及生理生化指标进行了耐盐性评价[38]。
新疆处于亚洲的中部要地，受来自西伯利亚和蒙古高压的反气旋所控制，温带大陆性荒漠气候笼罩着整个新疆，新疆成为亚非荒漠的一部分。荒漠地区气候恶劣，干旱少雨。荒漠气候中发育着与它环境相适应的荒漠植物，荒漠植物所具有复杂的生态适应机制，能保证植物在特定的荒漠环境下生存并发展[39]。因为荒漠植物大多数以种子繁殖，因此种子在荒漠环境下的萌发策略是荒漠植物得以生存的首要方面。植物在其生活周期中，种子阶段是植物最能忍耐不利环境因素的重要阶段，种子对环境的适应能力，是植物对环境适应性最好的体现[40]。干旱条件也可以影响植物生长的各个方面，如生理和新陈代谢等方面[41]、抑制植物根的直径[42]、也可以影响植物胚根的生长[43]。部分荒漠植物可以经过改变其萌发速率从而避免下一代种子的死亡[44]。胁迫是指干扰或可能干扰个体正常生理机能的不利环境[45]。种子萌发是一个复杂的生理过程，对很多环境信号有响应，包括温度、水势、光照等因子[46]。种子萌发在植物个体发育过程中是一个复杂且动态变化的阶段，伴随着一系列交互式的代谢过程[46]。 通常来说，种子萌发经历三个明显的阶段：（1）吸胀阶段，种子大量吸水但几乎不发生代谢活动；（2）延滞期，种子几乎不再吸水，但是发生大量的代谢活动；（3）胚根出现，吸水量显著增加，并且伴随着胚根生长并伸出种皮[47,48]。第三阶段的时长很重要，因为这指示着发芽的完成时间。种子发芽过程中，土壤环境常常不利于发芽。例如，有害的非生物和生物胁迫，低温、高温、土壤结皮、旱、水淹、盐、病原和虫害。这些不利因素会降低发芽速率。
四、本文研究的主要内容及研究框架
（一）本文研究的主要内容
（1）研究玄参科 7 种植物种子在不同温度和光照条件下的萌发特性，包括最终萌发率、种子萌发时间格局。
（2）7 种玄参科植物种子萌发期抗旱性研究（种子对 PEG 胁迫处理的响应）研究 7 种玄参科植物种子在不同水分胁迫处理下的萌发特点，根据最终萌发率、种子萌发时间格局、胚根长、胚根干鲜重指标测定，依据隶函数发对其抗旱性进行排序。
（3）7 种玄参科植物种子萌发期耐盐性研究（种子对盐胁迫处理的响应）研究 7 种玄参科植物种子在不同盐胁迫处理下的萌发特点，根据最终萌发率、种子萌发时间格局、胚根长、胚根干鲜重等指标测定，依据隶函数发对其耐盐性进行排序。
（4）7 种玄参科植物种子萌发期抗寒性研究（种子对低温胁迫处理的响应）研究 7 种玄参科植物种子在不同低温胁迫处理下的萌发特点，根据最终萌发率、种子萌发时间格局、胚根长、胚根干鲜重等指标测定，依据隶函数发对其抗寒性进行排序。
（二）本文研究框架
本文研究框架可简单表示为：
五、写作提纲
摘要 3-4
Abstract 4
第1章 概述 8-16
1.1 研究的目的和意义 8
1.2 国内外研究现状 8-14
1.2.1 影响种子萌发的因素 8-11
1.2.2 种子萌发期抗逆研究进展 11-13
1.2.3 种子萌发期抗性评价研究 13-14
1.2.4 玄参科植物的研究进展 14
1.3 研究内容 14-16
第2章 7 种玄参科植物种子萌发特性研究 16-28
2.1 材料采集及研究区自然概况 16
2.2 材料与方法 16-17
2.2.1 种子活力及千粒重测定 16
2.2.2 打破种子休眠试验设计 16-17
2.2.3 种子萌发期试验设计 17
2.2.4 种子萌发试验和测定指标 17
2.2.5 数据分析 17
2.3 结果与分析 17-25
2.3.1 种子活力及千粒重 17-18
2.3.2 打破种子休眠 18-21
2.3.3 玄参科 7 种植物子萌发特性 21-25
2.4 讨论 25-27
2.4.1 赤霉素对 4 种玄参科植物种子萌发的影响 25-26
2.4.2 7 光温对种玄参科植物种子萌发特性的影响 26-27
2.5 本章小结 27-28
第3章 7 种玄参科植物种子萌发期对盐胁迫的响应 28-38
3.1 材料采集及研究区自然概况 28
3.2 研究方法 28-29
3.2.1 盐分胁迫试验设计 28
3.2.2 种子萌发试验和测定指标 28-29
3.2.3 抗盐性综合评价方法 29
3.2.4 统计分析 29
3.3 结果与分析 29-35
3.3.1 盐胁迫对 7 种玄参科植物种子萌发特性的影响 29-33
3.3.2 盐分胁迫对 7 种玄参科植物胚根长、干鲜重和含水量的影响 33-34
3.3.3 7 种玄参科植物种子萌发期抗盐性综合评价 34-35
3.4 讨论 35-37
3.4.1 7 种玄参科植物种子萌发期对盐胁迫的响应 35-36
3.4.2 7 种玄参科植物种子萌发期抗性与生态适应 36-37
3.5 本章小结 37-38
第4章 7 种玄参科植物种子萌发期对 PEG 胁迫的响应 38-46
4.1 材料采集及研究区自然概况 38
4.2 研究方法 38
4.2.1 干旱胁迫试验设计 38
4.2.2 种子萌发试验和测定指标 38
4.2.3 抗旱性综合评价方法 38
4.2.4 统计分析 38
4.3 结果与分析 38-43
4.3.1 PEG 胁迫对 7 种玄参科植物种子萌发特性影响 38-42
4.3.2 PEG 胁迫对 7 种玄参科植物胚根长、干鲜重和含水量的影响 42-43
4.3.3 7 种玄参科植物种子萌发期抗旱性综合评价 43
4.4 讨论 43-45
4.4.1 7 种玄参科植物种子萌发特性对 PEG 胁迫的响应 43-45
4.4.2 7 种玄参科植物种子萌发期抗旱性与生态适应 45
4.5 本章小结 45-46
第5章 7 种玄参科植物种子萌发期对低温胁迫的响应 46-55
5.1 材料采集及研究区自然概况 46
5.2 研究方法 46
5.2.1 种子萌发期低温处理 46
5.2.2 种子萌发试验和测定指标 46
5.2.3 抗寒性综合评价方法 46
5.2.4 统计分析 46
5.3 结果与分析 46-52
5.3.1 低温胁迫对 7 种玄参科植物种子萌发特性的影响 46-51
5.3.2 7 种玄参科植物种子萌发期抗寒性综合评价 51-52
5.4 讨论 52-53
5.4.1 7 种玄参科植物种子萌发特性对低温胁迫的响应 52-53
5.4.2 7 种玄参科植物种子萌发期抗寒性及生态适应 53
5.5 本章小结 53-55
第6章 结论 55-58
参考文献 58-64
致谢 64-65
六、本文研究进展(略)
七、目前已经阅读的主要文献
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