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芡歐鼠尾草的成花關鍵因子調控及適生性研究
ω-3脂肪酸是人體維持各種正常生理功能的必需脂肪酸,它對神經系統發育和預防心血管疾病具有關鍵作用。目前ω-3脂肪酸的主要來源為深海魚類和某些海藻,但產品中的海腥味影響了產品的品質,只能進一步深加工由此提高了生產成本。唇形科鼠尾草屬的芡歐鼠尾草(Salvia hispanica L.)是已發現的富含ω-3脂肪酸的植物之一,且其種子可以直接食用。
由于其原產于熱帶,是一種嚴格的短日照植物,秋分后開始孕蕾,如遭遇低溫,必定造成減產。因此,本研究以芡歐鼠尾草為研究材料,通過對其雌雄配子體發育過程的研究,了解芡歐鼠尾草的成花基礎；通過光周期調控,激素調控等調控手段,對影響芡歐鼠尾草成花的各項因子進行研究,獲得調節芡歐鼠尾草花期的*技術；同時,通過多點環境氣候數據采集和數學建模方法結合,進行芡歐鼠尾草適生種植區的預測,為芡歐鼠尾草產業化奠定理論基礎。
通過這次試驗,獲得了以下研究結果：
1.芡歐鼠尾草大小孢子發育及雌雄配子體發生過程的研究芡歐鼠尾草是引進的物種,其遺傳背景及花的發育過程是進行花期調控的理論基礎。通過對芡歐鼠尾草成花各時期的顯微結構觀察,結果表明,芡歐鼠尾草雌蕊的結構為2心皮深裂成4室,每室生長著一個倒生的胚珠。珠心的孢原細胞分裂成一個造孢細胞和一個周緣細胞,造孢細胞發育成大孢子母細胞。大孢子母細胞經過2次減數分裂,生成大孢子二分體和大孢子四分體,大孢子四分體其中三個細胞退化,剩下的一個發育為成熟的功能大孢子。芡歐鼠尾草胚囊發育為蓼型,雌配子體的發育首先由功能大孢子發育為單核胚囊,通過3次連續核的有絲分裂,生成二核胚囊、四核胚囊和八核胚囊,進而形成成熟胚囊。芡歐鼠尾草有四枚雄蕊,花粉囊壁發育屬雙子葉型,由表皮、藥室內壁、中層,絨氈層四層細胞構成。小孢子的發育時期分為小孢子母細胞減數分裂期,四分體期,單核小孢子期,2細胞花粉期,3細胞花粉期,花粉囊開裂期。小孢子減數分裂屬同時型,成熟花粉粒屬3細胞型并有6個萌發孔。
2.芡歐鼠尾草成花調控因子的研究芡歐鼠尾草在湖南地區成熟較晚,因種子還未*成熟即與霜期相遇而影響產量。根據植物成花激素學說,日照時間、積溫或逆境條件都能使植物體內激素的分布和水平發生變化導致花芽分化。不同濃度的ABA和6BA對芡歐鼠尾草的花期能產生影響,濃度為150mg/L的ABA和濃度為12.5mg/L的6BA能促進芡歐鼠尾草花芽的分化。在室內250L光照培養箱內實驗過程中,得到芡歐鼠尾草光周期的閥值為光照11小時。但在250L光照培養箱中的光照強度不夠,其生長勢遠不如室外。田間每日17：00-至次日8：00遮光處理能使植株提前開花,還需繼續進行遮光處理直到自然條件下為短日照為止。
3.芡歐鼠尾草適生種植區的預測通過芡歐鼠尾草的省內五點栽培試驗結果,獲得其全生長期的農藝性狀特征；運用Maxent生態位模型與地理信息系統(GIS)相結合的方法,用數學建模手段構建芡歐鼠尾草適生模型；采用ROC曲線分析法對適生性分析的結果進行精度檢驗,驗證國內高產及最適生的區域,以縮小中試范圍和縮短中試周期,加快產業化步伐。結合生態模型及實地實驗結果表明,芡歐鼠尾草最適宜的生長地為云南省,其次為湖南省和江西省。