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作者：杜晓濛吉首大学

学位级别：硕士

藓类植物（Bryophyta）具有极强的脱水耐性，是一类“干而不死”（dryingwithout dying）的复苏植物。近年来，对其脱水耐性进一步深入的研究，很多均已进入分子机制的层次。然而，不能忽视的是不同藓类植物对干旱胁迫的生理生态适应特... 详细信息

藓类植物（Bryophyta）具有极强的脱水耐性，是一类“干而不死”（dryingwithout dying）的复苏植物。近年来，对其脱水耐性进一步深入的研究，很多均已进入分子机制的层次。然而，不能忽视的是不同藓类植物对干旱胁迫的生理生态适应特性是有明显差异的，而这种差异完全有可能用来解释藓类植物的分布规律和濒危机制。尖叶拟船叶藓（Dolichomitriopsis diversiformis（Mitt.）Nog.）为东亚特有藓种，在我国西南地区仅在梵净山的狭小区域有少量分布。由于其适生生境的破坏，尖叶拟船叶藓已经成为中国藓类植物濒临灭绝的类群之一。前期研究发现尖叶拟船叶藓作为湿生藓类，对水分因子具有较强依赖性。因此，我们从耐脱水生理机制出发，探讨尖叶拟船叶藓的生理生态适应性，可能揭示其分布狭窄趋于濒危的原因。本论文以含水量为水分胁迫依据，从脱水与复水过程中渗调保护能力、叶绿素荧光参数、CO2交换参数和活性氧代谢及其影响因素为主要指标，系统地研究了不同脱水与复水条件对梵净山地区尖叶拟船叶藓生理特征的影响，并以同为湿生藓类但分布范围广的湿地匍灯藓（Plagiomnium acutum）为比较材料，探讨尖叶拟船叶藓的濒危原因。主要结果与结论如下：（1）不同脱水方式下，硅胶快速脱水方式更接近阳光直射条件下尖叶拟船叶藓和湿地匐灯藓的水分丧失情况;根据两种藓类在同一脱水和复水时间下含水量的变化，将处理时间最终设为0（CK）、30min （D30）、60min （D60）和脱水60min后复水30min （R30）、60min （R60）、120min （R120）;二者都在D60和R120含水量达到稳定，而脱水过程中，尖叶拟船叶藓失水幅度明显大于湿地匐灯藓，D60时最高下降了89%，说明尖叶拟船叶藓虽然具备一定的耐脱水能力，然而与湿地匐灯藓相比较差，这直接体现在尖叶拟船叶藓拟叶体细胞结构特化较湿地匐灯藓简单，使得其更容易与外界环境建立水势梯度。（2）随着含水量的变化，湿地匐灯藓可以维持较低的膜透性;脂质过氧化物（MDA）含量的变化呈现先升后降趋势，而尖叶拟船叶藓MDA含量则明显高于湿地匐灯藓;超氧阴离子自由基（O2-）产生速率和过氧化氢含量（H2O2）的变化与MDA含量变化相似，呈先升后降趋势;尖叶拟船叶藓活性氧水平明显高于湿地匐灯藓;超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）与抗坏血酸过氧化物酶（APX）等酶活性受活性氧诱导亦呈先升后降的趋势，其中尖叶拟船叶藓抗氧化酶对活性氧迸发的应答更快，活性更强;抗坏血酸（AsA）含量呈先降后升态势，而尖叶拟船叶藓AsA含量始终低于湿地匐灯藓。所以整体来说，干旱胁迫对尖叶拟船叶藓造成较强的氧化胁迫和脂质过氧化作用，尽管可以通过大量氧迸发诱导更强大的抗氧化系统来减少膜脂过氧化，然而活性氧清除水平的下降幅度仍然高于湿地匐灯藓。（3）含水量的高低造成两种藓类植物脯氨酸（Proline）和可溶性还原糖Soluble reducing sugar)的含量均呈现先升后降趋势。脱水和复水过程中，尖叶拟船叶藓脯氨酸的积累明显高于湿地匐灯藓，D60时甚至达到湿地匐灯藓的1.5倍左右;而可溶性还原糖含量则相反。说明湿地匐灯藓可以依靠其较强的降解可溶性还原糖大分子能力，提高细胞膜的修复水平，而同等伤害下尖叶拟船叶藓的膜系统则更容易受到脯氨酸积累的负面影响。（4）脱水过程中，湿地匐灯藓的抑制光强（ETR）可低至400μmol/（m2s）左右;其中D60时，湿地匐灯藓ETR值可从10降至0，而尖叶拟船叶藓始终维持在0;两种藓类的最大光化学效率（Fv/Fm）、光化学量子效率Y（II）、光化学猝灭（qP）、净光合速率（Pn）、气孔导度（Cond）、胞间CO2浓度（Ci）等均下降，但湿地匐灯藓Fv/Fm、Y（II）较尖叶拟船叶藓高;非光化学猝灭（NPQ）均先升后降，幅度变化一致，而湿地匐灯藓的峰值远高于尖叶拟船叶藓，且尖叶拟船叶藓Pn和Cond下降幅度明显，而Ci始终低于湿地匐灯藓。复水过程中，两种藓类抑制光强和ETR均迅速恢复后又略有下降，尖叶拟船叶藓的恢复速度比湿地匐灯藓较慢，且变化小;qP、NPQ均能恢复到正常水平;而Fv/Fm、Y（II）始终都低于对照;相对的Pn、Cond、Ci也能逐渐恢复。说明尖叶拟船叶藓的PSⅡ的反应中心色素（P680）对脱水较为敏感，干旱胁迫下尖叶拟船叶藓光合呼吸“休眠”时间要早于湿地匐灯藓，结合活性氧代谢变化看，这与脱水胁迫和复水修复过程中保护酶系统尤其SOD活性出现紊乱有直接关系。

关键词：尖叶拟船叶藓湿地匐灯藓脱水耐性生理生态适应

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尖叶拟船叶藓(Dolichomitriopsis diversiformis)光合荧光特性、活性氧代谢与耐脱水生理生态适应性的关系

尖叶拟船叶藓(Dolichomitriopsis diversiformis)光合荧光特性、...

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生态文明建设中的植物学：现在与未来——中国植物学会第十...

作者：杜晓濛李菁田向荣李佑稷舒洲湖南吉首大学生物资源与环境科学学院植物资源保护与利用湖南省高校重点实验室

以湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum)为对照,研究东亚特有濒危植物尖叶拟船叶藓(Dolichomitriopsis diversiformis)在不同脱水和复水胁迫下的叶绿素光合荧光变化和活性氧代谢及抗氧化系统变化,探讨广布湿生藓类与濒危湿生藓类生理生态适... 详细信息

以湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum)为对照,研究东亚特有濒危植物尖叶拟船叶藓(Dolichomitriopsis diversiformis)在不同脱水和复水胁迫下的叶绿素光合荧光变化和活性氧代谢及抗氧化系统变化,探讨广布湿生藓类与濒危湿生藓类生理生态适应性差异的成因,并从耐脱水生理生态的角度揭示尖叶拟船叶藓的濒危原因。结果显示:在脱水与复水过程中,(1)荧光光响应曲线(ETR-PAR)体现的两种藓类的抑制光强均明显的先降后升趋势,但在脱水60min后,尖叶拟船叶藓的光合电子传递会被极微弱光所完全抑制,同时在复水过程中抑制光强的恢复速率明显低于湿地匐灯藓;(2)两种藓类的PSⅡ最大光量子效率(Fv/Fm)和PSⅡ实际光化学量子效率(YⅡ)的变化趋势与抑制光强变化一致,同样,尖叶拟船叶藓在脱水过程中下降较快,复水过程中恢复较慢;(3)相较于湿地匐灯藓,尖叶拟船叶藓光化学淬灭(qP)脱水时下降快,复水时恢复更快,而其非光化学淬灭(NPQ)的绝对值和变化速率均处于低水平。(4)氧代谢方面,两种藓类超氧阴离子(O2-)产生速率和H2O2含量均升而后降,但尖叶拟船叶藓的水平明显高于湿地匐灯藓。(5)SOD、CAT、APX等抗氧化系统酶活性均表现出与活性氧变化一致的趋势,但尖叶拟船叶藓在复水过程中活性下降明显高于湿地匐灯藓;抗氧化物质抗坏血酸的变化趋势与活性氧变化趋势相反,但尖叶拟船叶藓的绝对值明显低于湿地匐灯藓。以上结果表明相较于广泛分布的湿地匐灯藓,尖叶拟船叶藓光系统Ⅱ,尤其是反应中心色素(P680)易受脱水与复水胁迫损伤,加之其抗氧化保护物质始终处于低水平,抗氧化酶活性在复水过程中过快降低,导致尖叶拟船叶藓对脱水胁迫更为敏感。光系统受损和抗氧化系统的不完善是濒危湿生藓类受到水分生态限制的主要生理因素,耐脱水的光保护机制的匮乏是尖叶拟船叶藓濒危的主要原因。

关键词：尖叶拟船叶藓湿地匐灯藓生态适应性脱水与复水光合荧光特性氧代谢

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尖叶拟船叶藓的生境和生殖系统研究

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湖南农业大学学报（自然科学版） 2006年第2期32卷 124-127页

作者：刘冰姜业芳黄璜陈军李菁王亚琴吉首大学生态研究所湖南吉首416000 湖南农业大学农学院湖南长沙410128

通过野外调查和室内观测对贵州省梵净山树附生尖叶拟船叶藓种群的研究表明,其生境因其所附生的树种不同而有所不同,但具有共同特点:附生在树干下部距地面2m高的范围之内,光照弱、湿度大、风速小、蒸发量小、中下部树皮保持湿润的持续时... 详细信息

通过野外调查和室内观测对贵州省梵净山树附生尖叶拟船叶藓种群的研究表明,其生境因其所附生的树种不同而有所不同,但具有共同特点:附生在树干下部距地面2m高的范围之内,光照弱、湿度大、风速小、蒸发量小、中下部树皮保持湿润的持续时间长;其为雌雄异株藓种,雌、雄器苞形态差异明显,雌器苞数量多,雄器苞数量少并且难于发现,孢子体直立,蒴柄细长,孢蒴规则长卵形,蒴帽兜形.

关键词：尖叶拟船叶藓生殖生态生境雌器苞雄器苞

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尖叶拟船叶藓光系统Ⅱ光合荧光特性、活性氧代谢与耐脱水生理生态适应的关系

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生态学报 2014年第23期34卷 6807-6816页

作者：杜晓濛李菁田向荣李朝阳李鹄鸣湖南吉首大学生物资源与环境科学学院吉首416000 植物资源保护与利用湖南省高校重点实验室吉首416000

以广布湿生藓类——湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum)为比较材料,研究东亚特有濒危植物尖叶拟船叶藓(Dolichomitriopsis diversiformis)在不同快速脱水和复水胁迫下PSⅡ的叶绿素光合荧光变化和活性氧代谢及抗氧化系统变化,探讨两种藓类... 详细信息

以广布湿生藓类——湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum)为比较材料,研究东亚特有濒危植物尖叶拟船叶藓(Dolichomitriopsis diversiformis)在不同快速脱水和复水胁迫下PSⅡ的叶绿素光合荧光变化和活性氧代谢及抗氧化系统变化,探讨两种藓类生理生态适应性差异的成因,以初步确定尖叶拟船叶藓受水分条件限制分布狭窄趋于濒危的原因。结果显示:(1)尖叶拟船叶藓的光合电子传递在脱水后可被极微弱光完全抑制,其抑制光强的恢复明显慢于湿地匐灯藓;其PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和实际光化学量子效率(YⅡ)先降而后升,恢复较慢;光化学淬灭(q P)复水后恢复较快,非光化学淬灭(NPQ)的绝对值和变化速率则始终低于湿地匐灯藓。(2)尖叶拟船叶藓活性氧水平明显高于湿地匐灯藓;其SOD、CAT、APX等抗氧化系统酶活性整体变化幅度较大,抗氧化保护物质(As A)含量则明显低于湿地匐灯藓。以上结果表明尖叶拟船叶藓受到环境水分因子限制的原因主要有:(1)PSⅡ的反应中心色素(P680)对脱水伤害较为敏感;(2)复水修复过程中抗氧化保护系统的保护能力偏低。

关键词：尖叶拟船叶藓湿地匐灯藓生态适应性脱水与复水 PSⅡ光合荧光氧代谢

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尖叶拟船叶藓种群能量生殖配置的研究

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武汉植物学研究 2008年第4期26卷 424-427页

作者：魏华王亚琴李菁陈军吉首大学生态研究所湖南吉首416000

首次报道了苔藓类植物的能量生殖配置情况。在尖叶拟船藓（Dolichomitriopsis diversiformis）种群整个生长周期中，各器官热值由大到小顺序为：雌器苞（9305．1J／g）〉成熟孢子体（9196．1J／g）〉配子体（4075．6～6558．6J／g）。... 详细信息

首次报道了苔藓类植物的能量生殖配置情况。在尖叶拟船藓（Dolichomitriopsis diversiformis）种群整个生长周期中，各器官热值由大到小顺序为：雌器苞（9305．1J／g）〉成熟孢子体（9196．1J／g）〉配子体（4075．6～6558．6J／g）。能量配置比例的顺序为：配子体〉孢子体〉雌器苞。配子体生长所分配的能量占绝对优势，成熟孢子体的能量配置仅为3．2％。实验结果表明：尖叶拟船叶藓生殖器官（雌器苞和孢子体）的能量配置较低，但具有较高的热值，生殖期需要消耗较多的能量。

关键词：尖叶拟船叶藓热值能量配置

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尖叶拟船叶藓的77 K荧光光谱及对强光照的短期适应

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生命科学研究 2004年第1期8卷 46-51页

作者：王菊凤李鹄鸣李菁罗德夫.卡尔中南林学院资源与环境学院中国湖南株洲412000 吉首大学生物资源与环境科学学院中国湖南吉首416000 比勒费尔德大学生命科学学院德国比勒费尔德l00131

报道了东亚特有濒危植物尖叶拟船叶藓(Dolichomitriopsis diversiformis)在不同光质的光照诱导下的低温77 K荧光光谱及状态转移的初步研究结果。实验中,尖叶拟船叶藓在77 K下出现了3条发射带,分别是F680、F685、F720nm,并没有出现存在... 详细信息

报道了东亚特有濒危植物尖叶拟船叶藓(Dolichomitriopsis diversiformis)在不同光质的光照诱导下的低温77 K荧光光谱及状态转移的初步研究结果。实验中,尖叶拟船叶藓在77 K下出现了3条发射带,分别是F680、F685、F720nm,并没有出现存在于大部分高等植物中的F695nm和F740nm两个峰。经过PSII光诱导后,在77K下出现了F680nm,这个峰在77K下出现是首次报道,而以前的研究认为只在4K下才出现这一条光谱带。这一结果表明尖叶拟船叶藓叶绿体的两个光系统结构与其他高等植物存在着差异。在自然光下,PSII与PSI的总能量比是2.04,经过15 min的PSII光(670nm)诱导后,PSII与PSI的总能量比变成了1.28(状态2),当用15 min的PSI光(716 nm)照射后,PSII与PSI的总能量比从2.04变成了3.41(状态1)。在自然光下,由尖叶拟船叶藓的光系统的外部LHCII所吸收的激发能是整个光系统激发能的21.19％。这说明尖叶拟船叶藓对光的短期调节能力是21.19％。尖叶拟船叶藓的光系统的外部LHCII有51.7％位于PSII中,48.3％在PSI中。

关键词：尖叶拟船叶藓 77 K低温荧光荧光光谱短期适应能量分配状态转移高等植物

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尖叶拟船叶藓居群叶形态变异的初步研究

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生命科学研究 2002年第4期6卷 367-370页

作者：陈军朱杰英陈功锡李菁龚双娇吉首大学生态研究所中国湖南吉首416000

对东亚特有濒危植物尖叶拟船叶藓4个地点9个居群叶的形态变异进行了初步观测.结果表明,7个形态指标除叶表外,叶的形状、叶细胞形状、叶基部反曲和宽窄程度、叶边缘的分化及齿的类型和数量、叶尖和中肋的相对长度等均存在一定程度的变异... 详细信息

对东亚特有濒危植物尖叶拟船叶藓4个地点9个居群叶的形态变异进行了初步观测.结果表明,7个形态指标除叶表外,叶的形状、叶细胞形状、叶基部反曲和宽窄程度、叶边缘的分化及齿的类型和数量、叶尖和中肋的相对长度等均存在一定程度的变异,尤其是后三者变异程度较大.在梵净山的4个居群中,随着海拔的上升,叶的宽度递减和长度递增,叶缘齿的数量递减,叶尖和叶中肋的相对长度却以中度海拔的居群较大.

关键词：尖叶拟船叶藓叶形态变异居群变异

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尖叶拟船叶藓与异猫尾藓的同工酶比较

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吉首大学学报（自然科学版） 2006年第6期27卷 91-94页

作者：李朝阳田向荣陈军姜业芳李菁吉首大学生物资源与环境科学学院湖南吉首416000

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳方法,对尖叶拟船叶藓和异猫尾藓的过氧化物酶(POD)、酯酶(EST)和超氧化物歧化酶(SOD)等3种同工酶进行了分析研究,结果表明:3种同工酶不仅清楚地显示出尖叶拟船叶藓和异猫尾藓同属于船叶藓科所具有的共同特征酶带... 详细信息

采用聚丙烯酰胺凝胶电泳方法,对尖叶拟船叶藓和异猫尾藓的过氧化物酶(POD)、酯酶(EST)和超氧化物歧化酶(SOD)等3种同工酶进行了分析研究,结果表明:3种同工酶不仅清楚地显示出尖叶拟船叶藓和异猫尾藓同属于船叶藓科所具有的共同特征酶带,而且酶谱还显示出了种间及各居群间存在的差异.2个种在3种同工酶上表现出较高的相似性,说明拟船叶藓属和猫尾藓属之间有较近的亲缘关系.在物种水平上,异猫尾藓的遗传多样性高于尖叶拟船叶藓,在种内居群间,尖叶拟船叶藓的遗传多样性较高,且受环境因素的影响较大.

关键词：尖叶拟船叶藓异猫尾藓同工酶遗传多样性

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树干附生尖叶拟船叶藓生殖苞分布格局

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湖南农业大学学报（自然科学版） 2008年第2期34卷 136-138页

作者：刘冰李菁陈功锡陈军田启建吉首大学生态研究所湖南吉首416000

通过野外考察和实验室观察分析,结果显示:(1)贵州梵净山尖叶拟船叶藓的雌器苞在雌性单株上的平均着生数为4.54个,雌器苞在主茎和一到六次分枝上皆有着生;其雄器苞在雄性单株上的平均着生数为5.89个,雄器苞只在主茎和一到三次分枝上有着... 详细信息

通过野外考察和实验室观察分析,结果显示:(1)贵州梵净山尖叶拟船叶藓的雌器苞在雌性单株上的平均着生数为4.54个,雌器苞在主茎和一到六次分枝上皆有着生;其雄器苞在雄性单株上的平均着生数为5.89个,雄器苞只在主茎和一到三次分枝上有着生.(2)雌、雄器苞皆在一次分枝上分布最多,并且与在主茎或其他各次分枝上分布的之间存在极显著差异(P0.01),但是它们分别与三、四、五、六次分枝上分布的之间存在极显著差异(P0.05).尖叶拟船叶藓的雌雄器苞的分布格局相似,但是雌株数和雌器总苞数分别远远大于雄株数和雄器苞总数.

关键词：尖叶拟船叶藓生殖苞雌器苞雄器苞分布格局

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树干附生尖叶拟船叶藓性比和有性生殖的比例

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广西植物 2008年第4期28卷 440-442页

作者：刘冰李菁田启建陈功锡陈军吉首大学城乡资源与规划学院湖南张家界427000 吉首大学生态研究所湖南吉首416000

通过对贵州梵净山树干附生尖叶拟船叶藓的野外调查和室内研究,结果表明,在44个被调查样方共计1320株植株中,尖叶拟船叶藓单株的性比为8♀∶1♂(N=1320),其中25.0%的单株没有进行性表达;其种群的性比为5♀∶1♀♂(雌性种群:混合种群,N=4... 详细信息

通过对贵州梵净山树干附生尖叶拟船叶藓的野外调查和室内研究,结果表明,在44个被调查样方共计1320株植株中,尖叶拟船叶藓单株的性比为8♀∶1♂(N=1320),其中25.0%的单株没有进行性表达;其种群的性比为5♀∶1♀♂(雌性种群:混合种群,N=44),没有发现雄性种群;其单株的有性生殖的比例为10.5%,种群的有性生殖比例为9.3%。结果表明尖叶拟船叶藓种群具有明显的雌性偏向,其种群的自然更新更多的是依赖各种营养繁殖。

关键词：尖叶拟船叶藓树干附生苔藓性比有性生殖

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