環(huán)境因子對(duì)莼菜生長的影響及優(yōu)質(zhì)莼菜種源篩選

1、環(huán)境因子對(duì)莼菜生長的影響及優(yōu)質(zhì)莼菜種源篩選藥菜(BraseniaschreberiJ.F.Gmel)是睡蓮科藥屬的一種多年生浮葉植物,其水下幼芽及卷葉被一層極厚的膠質(zhì)包裹,是我國重要的水生蔬菜。棲息地縮小、生境破碎化、人類活動(dòng)干擾等原因?qū)е螺徊艘吧N群所剩無幾,目前存在的大多為人工維護(hù)的半自然栽培種群，被列為我國I級(jí)瀕危重點(diǎn)保護(hù)植物，為保護(hù)菰菜先后在利川、杭州建立了種質(zhì)資源保護(hù)區(qū)。前人研究顯示,我國莼菜種群遺傳多樣性很低,莼菜主要產(chǎn)區(qū)蘇州、杭州、利川及石柱等地均面臨種性退化、品質(zhì)下降、產(chǎn)量減少等問題。近年來,全球出現(xiàn)氣候變暖、水質(zhì)惡化等一系列環(huán)境問題,環(huán)境因子對(duì)莼菜生長的影響機(jī)制未有深入研究;

2、已有研究顯示不同產(chǎn)區(qū)莼菜表型特征有差異,導(dǎo)致差異的機(jī)制需要進(jìn)一步分析;此外,莼菜葉色(葉背顏色)具有多態(tài)性,鮮有研究關(guān)注葉色多態(tài)性的潛在功能。為探討上述一系列問題,并為莼菜的保護(hù)和應(yīng)用提供理論依據(jù),我們進(jìn)行了以下三部分實(shí)驗(yàn):(1)比較生長季蘇州、杭州和利川半自然莼菜樣地水質(zhì)、底泥、氣溫和莼菜幼芽、葉片特征的差異;(2)對(duì)蘇州、杭州、利川和石柱的莼菜種源(SZ-P、HZ-P、LC-P和ShZ-P)進(jìn)行同質(zhì)園栽培實(shí)驗(yàn)，比較分析不同種源的菰菜幼芽及葉片表型特征的變異程度;(3)根據(jù)葉色特征,將莼菜分為深紅(dark-red)、淺紅(light-red)、邊緣紅(edge-red)和綠色(green)

3、4個(gè)品種,對(duì)其葉綠素?zé)晒鈪?shù)、光合色素組成、氣孔特征等進(jìn)行比較分析。主要研究結(jié)果如下:(1)根據(jù)冗余分析(RDA)的結(jié)果，在測(cè)定的環(huán)境參數(shù)中，水質(zhì)高鈕酸鹽指數(shù)(CODMn)總氮(TNw)、電導(dǎo)率(ECw)和溶解氧(DOw),底泥有機(jī)碳(SOC刖全氮(TNs)是影響菰菜生長和膠質(zhì)積累的主要因子,共解釋了莼菜膠質(zhì)積累及相關(guān)性狀變化的82.2%。It菜膠質(zhì)含量（MucC）、膠質(zhì)厚度（MucT）和單芽重（SBW）tfCODMnTNwECw顯著負(fù)相關(guān),與SOC口TNs顯著正相關(guān),卷葉長度（RLL）與DOw®著正相關(guān)。夏季高溫可能對(duì)莼菜生長有抑制作用。結(jié)果表明清潔水質(zhì)及肥沃底泥能促進(jìn)莼菜的生長及

4、膠質(zhì)積累。（2）同質(zhì)園栽培條件下，SZ-P和HZ-P的幼芽表型性狀（MucGMucT和SBW）葉片表型性狀（葉包葉面積，葉長、葉寬及葉片長寬比）相近,LC-P和ShZ-P的上述表型性狀相近。整體上,SZ-P和HZ-P的膠質(zhì)積累高于LC-P和ShZ-P,生長狀況較好。方差分析結(jié)果顯示不同種源的表型性狀存在顯著差異,大部分表型變異存在于種群內(nèi)部（約為70%）。該實(shí)驗(yàn)表明莼菜種群的表型變異可能是環(huán)境適應(yīng)和遺傳分化的共同結(jié)果,SZ-P和HZ-P的環(huán)境適應(yīng)性較強(qiáng)。（3）4種葉色莼菜中,邊緣紅的所有葉綠素?zé)晒鈪?shù)及ETR但子傳遞速率）曲線的擬合參數(shù)均最高（光抑制系數(shù)除外），淺紅最低（除最大光化學(xué)量子產(chǎn)量、非光化學(xué)淬滅外）;光合有效輻射高于2000仙molm-2s-1時(shí),4種葉色莼菜光合作用均受到抑制。深紅的光合色素含量最高,邊緣紅次之。從深紅到綠色,隨著紅色的降低葉片干鮮比呈下降趨勢(shì)。邊緣紅氣孔密度（Ds）最大,氣孔器面積（aagc）和氣孔面積（aap）最小,淺紅與其相反,但邊緣紅和淺紅的氣孔覆蓋度（fgc）和氣孔導(dǎo)度（gs）無顯著差異。綜合得出,邊緣紅的高光合效率可能與其氣孔特征有關(guān),前人研究顯示小氣孔對(duì)光等環(huán)境變化的響應(yīng)更快速。上述研究表明,莼菜生長需要清潔的水質(zhì)和肥沃的底泥,應(yīng)加強(qiáng)莼菜棲息地尤其是水質(zhì)的保護(hù)。在南京等高溫地區(qū)，SZ-P和HZ-P的環(huán)境適應(yīng)