论文部分内容阅读
檫木(Sassafras tsumu(Hemsl.)Hemsl)是樟科(Lauraceae)檫木属植物,高大落叶乔木,树干圆满通直,冠居林分上层,初春黄花报春,夏季绿冠如伞,秋季红叶飞扬,冬季老干挺拔,是南方山地森林主要的春秋色主体树种。檫木木材浅黄色,质地良好,纹理美观,是优良的用材树种。本论文开展了檫木叶片表型多样性、遗传多样性以及叶色变化的生理和环境基础等方面的研究和分析,以阐明檫木的遗传背景和叶色变化规律,进而进行檫木秋色叶优良观赏家系的选择。主要结果如下:1)研究了天目山山地不同海拔梯度檫木群体的表型性状差异。其中叶面积(AR)具有显著差异,而比叶面积(SLA)、叶片干重、叶长宽比、叶绿素含量和叶片氮含量在不同海拔群体间存在极显著差异;檫木叶面积与比叶面积极显著正相关(P<0.01),与叶长宽比呈显著负相关(P<0.05),比叶面积与叶片干重和叶长宽比具有极显著正相关(P<0.01),叶片氮含量和叶绿素含量之间呈现显著正相关(P<0.01);此外,檫木叶片性状与海拔梯度间温度的线性回归表明,叶面积、比叶面积、叶绿素含量和叶氮含量随着温度下降而下降,而叶片干重和叶长宽比则逐渐增加。2)微卫星分子标记表明,天目山天然檫木群体的期望杂合度和观察杂合度分别为0.84和0.61,且群体的基因流(Nm)高达3.63,该天然群体具有较高的遗传多样性;不同海拔群体间的Shannon指数显示,中海拔(500800m)檫木群体的遗传多样性水平高于低海拔(200m)和高海拔(11001400m)群体;基因分化系数和AMOVA分析表明,檫木种群的遗传变异主要存在于群体内;遗传结构分析将檫木天目山种群划分为高海拔和中、低海拔两个群体;而中海拔和低海拔檫木群体遗传距离的差异表明,自然保护区对物种多样性的保护起到了积极作用。3)杭州地区檫木秋色叶衰老分为三个阶段,从9月中下旬到10月上旬的衰老准备期,10月中下旬到11月上旬的缓慢衰老期,11月中下旬到叶片脱落的衰老末期。衰老准备期和缓慢衰老期檫木叶片叶色值、色素含量和营养元素含量与衰老末期存在极显著差异。此外,从衰老准备期到衰老末期叶绿素和类胡萝卜素含量逐渐下降,花色素苷含量则呈上升趋势,而N、P、K等营养元素含量均逐渐下降;叶色a*值反应叶色的鲜红度,叶色a*值越大,檫木叶片内的叶绿素含量越低,花色素苷含量越高;而花色素苷含量与氮含量成反比,类胡萝卜素含量与磷含量成正比;此外,N含量越高N元素再利用效率就越低;与之相反,P含量越高P元素再利用效率就越高。4)光质模拟试验表明,光质对檫木叶色、色素含量和净光合速率具有不同影响,红光延迟檫木叶色变化、促进叶绿素合成,而蓝光和紫光则加速檫木叶色转变,促进花色素苷合成和叶绿素降解,延缓类胡萝卜素分解;此外,与蓝光和紫光相比红光有利于檫木叶片的净光合速率。5)叶片衰老期土壤水分状况同样对檫木叶色、色素含量和净光合速率存在影响,持水量为40%和100%的土壤加速檫木叶色转变,而持水量为60%和80%的土壤更有利于类胡萝卜素累积和花色素苷合成;与持水量为40%和100%的土壤相比,持水量为60%和80%的土壤更有利于檫木的生长、养分制造和储存。6)利用层次分析法对檫木秋色叶优良观赏家系进行评价,20个檫木家系的秋色景观应用价值的优劣排序为:CL1F>CLF14>NL4>CL3D>CL2D>ZJJ>NP1>NP2>NL1>NL2>CL12>CL7A>NL3>NP3>JD>FY9>LY>ES5>YD>HD。