论文部分内容阅读
杉木是我国南方最重要的用材树种之一,但当前杉木的地力退化、生产力锐减严重影响着我国林业的发展。研究表明影响杉木生长的一个很重要的原因是土壤酸化诱发的铝毒害。因此,如何降低铝毒的不良影响,缓解杉木铝毒害是杉木生产中亟待解决的关键问题。鉴于此,本论文以铝毒害作为主要研究领域,在原有研究工作的基础之上,以杉木一年生幼苗为研究对象,采用三因素四水平正交试验设计,设定pH为4.0的酸性环境下,进行水培培养,运用流式细胞仪测量钙、磷、铝协同处理前后的细胞分裂周期、相对细胞个数,分析各个处理对杉木幼苗细胞增殖能力的影响。深入分析杉木实生苗在钙、磷、铝协同处理下细胞内部的响应机制及钙、磷缓解铝毒的能力与机制,寻求对杉木铝毒物质降解的办法,提高杉木生产力和经济效益。主要研究结果概括如下:1、通过对杉木叶子单细胞核悬浮液的制备试验研究,总结出一套适合于杉木叶子单细胞核解离的方法,得出适合于杉木叶子细胞核解离的解离液是Galbraith’s,在试验设计的16个不同处理中处理16(解离液为Galbraith’s、解离时间为4h、离心转速为800r/min、离心时间为10min)解离出的细胞核数量最多、碎片数量最少,是最适合于杉木细胞核解离的处理方法。2、通过对染色方法的试验研究总结出最适合于杉木细胞核染色的操作方法,试验得出:在设置了不同染料浓度和染色时间的9个试验处理中,处理9(PI染料浓度300vl、染色时间60min)是最适合于杉木细胞核DNA染色标记的操作处理。3、运用流式细胞仪检测不同胁迫时期的杉木幼苗叶片的细胞分裂周期,再分析16个处理杉木叶片细胞分裂周期中的S期比例值变化,进而反映出细胞增殖能力的强弱,结果得出:胁迫前后每个处理杉木幼苗叶片细胞S期比例值均发生较大变化。随着胁迫时间的延长,处理7、5、3、4和16的S期比例值逐渐增加,其中处理7的S期比例值增加幅度最大,其次为处理5、处理3、处理4和处理16;其他处理细胞的S期比例值随着胁迫时间的延长均有不同程度的下降,其中处理12的S期比例值下降的幅度最大,其次为处理15和处理13;而对照组(第一个处理)随着胁迫时间的延长S期比例值也逐渐下降,说明胁迫后处理7、5、3、4和16能够有效的促进杉木细胞的增殖能力;而其他处理(包括对照组)的细胞增殖能力在胁迫后均有不同程度的减弱。4、运用流式细胞仪检测不同胁迫时期的杉木细胞相对个数,进而分析胁迫前后每个处理材料的细胞增殖能力。在仪器检测时设置每个处理获取3万个细胞时自动计时,通过分析比较每个处理的上机检测时间来比较每个处理的相对细胞个数。通过分析比较16个处理检测时间的3次均值表得出:胁迫前16个处理检测出3万个细胞的时间基本一致,说明胁迫前每个处理的材料比较均一,细胞的增殖能力相差无几。胁迫不同时间段后每个处理检测出3万个细胞所需的时间发生很大变化,随着胁迫时间的延长,处理7、3、5和4的检测时间与胁迫前相比有不同程度的缩减,其中处理7的检测时间减少的最多,其次是处理3、处理5和处理4;其他处理检测出3万个细胞的时间与胁迫前相比均有不同程度的增加,其中处理12和处理13时间增加的最多;对照组(处理1)的检测时间也随着胁迫时间的延长而增加。说明处理7能够最有效的促进杉木细胞的增殖能力,其次是处理3、5和处理4;而其他处理对细胞增殖能力都有不同程度的抑制作用(包括对照组),其中处理12和处理13的抑制作用最大。综上所述,在pH为4.0的水培环境下,钙、磷离子从细胞增殖能力方面对杉木铝毒害有调节作用,在正交试验的16个处理中,能够最有效缓解杉木铝毒的钙、磷、铝浓度组合为处理(7Ca0.5mmol/L、P3.0mmol/L、AL6.0mmol/L),其次为第5个浓度组合(Ca0.5mmol/L、P0mmol/L、AL2.0mmol/L),最差的浓度组合为12个处理(Ca1.0mmol/L、P4.5mmol/L、AL2.0mmol/L)和处理13(Ca1.5mmol/L、P0.0mmol/L、AL6.0mmol/L)。