Тегло на семената и покълващо поведение на потопеното растение Potamogeton pectinatus в сухата зона

ibg.waykun.com - Диета и загуба на тегло, днес

Zhongqiang Li

1 Съвместен иновационен център Хубей за зелена трансформация на биоресурси, Ключова лаборатория за регионално развитие и реакция на околната среда, Факултет по ресурси и околна среда, Университет Хубей, Ухан, 430062, Китай

Вей Лу

1 Център за съвместна иновация Хубей за зелена трансформация на биоресурси, Ключова лаборатория за регионално развитие и реакция на околната среда, Факултет по ресурси и околна среда, Университет Хубей, Ухан, 430062, Китай

Лей Ян

Ксиангхонг Конг

Xuwei Deng

2 Изследователска академия по наука за опазване на околната среда в Ухан, Ухан, 430015, Китай

Резюме

Въведение

Характеристиките на семената, включително теглото и кълняемостта на семената, са от решаващо значение за историята на живота на висшите растения (Harper 1977; Ellison 2001) и тяхното значение за годността на растенията е широко оценено (Baskin and Baskin 1998; Tremayne and Richards 2000). Моделите на теглото и кълняемостта на семената и съответните контролиращи фактори са широко изследвани през последните няколко десетилетия (Totland and Birks 1996; Tremayne and Richards 2000; Moles et al. 2007; Linkies et al. 2010).

Материали и методи

Учебен сайт

Засушливата зона (35 ° 30–49 ° северна ширина, 73 ° –106 ° изток) е излаз на море, разположен в северозападен Китай (фиг. (Фиг. 1) 1) и е заобиколен от платото Цинхай – Тибет и много високи планини. Климатът обикновено е ограничен от вода и преобладават степните биоми. Годишните валежи в сухата зона са по-малко от 250 mm, като някои райони получават по-малко от 100 mm годишно, но годишната способност за изпаряване е над 2000 mm. Средната годишна температура е 2–6 ° C, с максимална средна месечна температура над 28 ° C и минимална средна месечна температура под -16 ° C, а дневната температура варира значително (Feng et al. 1989).

Карта, показваща местата за събиране на семена от Potamogeton pectinatus и местоположението им в безводната зона на северозападен Китай.

Изследвайте видове и семенен материал

Potamogeton pectinatus L. е многогодишен потопен воден макрофит с парвопотамидна форма на растеж. Той има космополитно разпространение и обитава много различни среди, например както в алкална прясна, така и в солена вода, в стояща и течаща вода, и във води с различен трофичен статус (Van Wijk 1988; Kantrud 1990). Освен това, P. pectinatus е много разпространен и често много богат в много части от района на разпространение (Van Wijk 1988). P. pectinatus се размножава по много различни начини, в зависимост от местообитанието и стреса от околната среда (Kantrud 1990), а популациите му се поддържат предимно междугодишно чрез подземни грудки (специализирани безполови пропагули) с минимален наблюдаван принос от семена (Van Wijk 1989) Вместо това семената могат да бъдат важни за разпространението и установяването след смущения (Van Wijk 1989; Kantrud 1990).

Контролирани опити за покълване

Анализ на данни

За да изследваме влиянието на климата върху теглото на семената, анализирахме връзката между теглото на семената и средната годишна температура и средната годишна валежи. Данните за климата, използвани в това проучване, са изчислени въз основа на линейни модели, използващи географска ширина, дължина и надморска височина като променливи от 50-годишните средни записи на температурата и валежите (1951–2000) в 680 добре разпределени климатични станции в Китай (Fang et al. 2001; Piao et al. 2003).

Статистическият анализ беше извършен с помощта на софтуера SPSS 17.0 (SPSS Inc., Чикаго, IL, САЩ). Приложен е анализ на дисперсията, за да се определи статистическата значимост на разликите в теглото на семената и времето до началото на покълването в популацията (Р (Таблица 1). 1). Средното тегло на 100 семена е 0,24 g и показва 2,5-кратен обхват като цяло, с коефициент на вариация (CV) от 28,44%. Резултатите от ANOVA показват, че има значителни разлики в теглото на семената между осемте различни популации (P (Таблица1 1).

маса 1

Средна стойност (средна стойност ± SD) и резултати от ANOVA (F-стойност) на теглото на семената на 100 семена и времето до поникване и на хи-квадрат теста на общата фракция на покълване (n = 3) от осем различни популации Potamogeton pectinatus в суха зона на Северозападен Китай

Тегло на семената на 100 семена (g) Време до поникване (дни) Обща кълняща фракция (%)

P1	0,35 ± 0,001	10,0 ± 3,0	58,67 ± 1,15
Р2	0,17 ± 0,006	18,0 ± 0,0	2,0 ± 0,00
P3	0,20 ± 0,005	21,0 ± 0,0	14,67 ± 3,05
Р4	0,20 ± 0,008	27,00 ± 2,3	3,33 ± 2,31
P5	0,16 ± 0,002	13,0 ± 0,0	32,67 ± 6,11
Р6	0,27 ± 0,01	16,0 ± 0,0	28,67 ± 6,43
Р7	0,29 ± 0,02	9,0 ± 3,46	16,0 ± 2,0
P8	0,31 ± 0,008	12,0 ± 1,73	30,67 ± 5,77
F	142,4 ***	48,8 ***	-
χ 2	-	-	21,99 **

** P (Таблица1). 1). Общата фракция на кълняемост на семената на P. pectinatus е относително ниска (Таблица (Таблица1, 1, Фиг. Фиг.2), 2), по-малко от 35% в седем популации на P. pectinatus. Сред осем популации на P. pectinatus, най-високата и най-ниската обща фракция на кълняемост са съответно 58,67 ± 1,15 при P1 и 2,0 ± 0,00 при P2, съответно (Таблица (Таблица 1). 1). ANOVA и тестът хи-квадрат разкриха, че е настъпила значителна разлика между осем популации във времето до началото на покълването (Р (Таблица 1 1).

Обща кълняща фракция (Средно ± SE) от 50 семена от Potamogeton pectinatus, инкубирани в продължение на 12 седмици в климатичните камери.

Ефекти на климата и факторите на околната среда върху теглото на семената и поведението на покълване

Йерархичният анализ на разделянето на ефектите от деветте променливи разкри, че pH и температурата на водата имат значителен ефект върху теглото на семената. Времето за покълване е повлияно значително от надморската височина и рН. А надморската височина, дължина и температура на водата значително повлияха на общата кълняемост (Таблица (Таблица2). 2). Частичният корелационен анализ, контролиращ ефекта от теглото на семената, показва, че сред гореспоменатите фактори за климата и околната среда само надморската височина има значителен ефект върху времето до започване на покълването и общата фракция на покълване при контролирани лабораторни условия (Таблица (Таблица 3 3).

Таблица 2

Йерархично разделяне на независимите ефекти от девет климатични и екологични променливи върху три признака на семената в осем различни популации Potamogeton pectinatus

Дял от регресионната връзка (%), който може да се отдаде независимо на променливите на околната среда за всеки признакТегло на семената Време до покълване Обща фракция на покълване

Географска ширина
Географска дължина	13.97
Надморска височина	13.51	14.77
Проводимост
Соленост
Температура на водата	19.39	16.75
рН	23,69	27.84
Средна годишна температура
Средногодишни валежи

Пропускат се незначителни вноски (P> 0,05). Вероятностите се основават на зареждане с 1000 повторения.

Таблица 3

Частични коефициенти на корелация (r) между времето до поникването и общата фракция на покълване и контрол на дължина, надморска височина, рН и температура на водата за ефектите от теглото на семената

LongitudeAltitudepH Температура на водата

Време за покълване	0,36	−0,64 **	-0,30	-0,28
Обща фракция на кълняемост	-	0,83 ***	-0.13	-

** P (фиг. 3). 3). Общите фракции на кълняемост на семената също са значително свързани с теглото на семената при различни популации на P. pectinatus. Едномерният анализ на линейната регресия показва, че стойностите на теглото на семената са силно положително корелирани с общите фракции на кълняемост на семената (P = 0,001; Фиг. Фиг. 3 3).

Скатерни графики, показващи връзката между теглото и времето на кълняемост и общата фракция на кълняемост от осем популации Potamogeton pectinatus. (A) Теглото на семената и времето до покълване (R 2 = 0,30, P = 0,006, n = 24) и (B) тегло на семената и общата фракция на покълване (R 2 = 0,42, P = 0,001, n = 24) са показани.

Дискусия

В нашето проучване общата кълняща фракция на P. pectinatus под контролно експериментално състояние е много ниска (фиг. (Фиг. 2). 2). Резултатите от експериментите с кълняемост с ахени съвпадат с тези, открити в контролните експерименти и в естествените местообитания (Van Wijk 1988, 1989; Kantrud 1990). Ниската обща фракция на кълняемост сред популациите на P. pectinatus показва, че семената са относително маловажни за краткосрочното оцеляване на популациите (Van Wijk 1989; Kantrud 1990). По този начин значението на семената за P. pectinatus за годишното оцеляване вероятно е само ограничено, тъй като размножаването на този вид е предимно вегетативно (Van Wijk 1989). Основната функция на семената на P. pectinatus е най-вероятно разпространението на вида и дългосрочното оцеляване (Kantrud 1990), играеща важна роля в колонизацията в краищата на популацията (в резултат на движението на утайките) (Terrados 1993), служи за установяване на нови генотипове в съществуваща популация и предоставя механизъм за възстановяване на популациите след изчезване (Van Wijk 1989).

Благодарности

Авторите благодарят на двама анонимни рецензенти за техните конструктивни коментари по ръкописа и благодарят на д-р Ребека Стюарт за любезната проверка на езика. Това проучване беше подкрепено от Националната фондация за естествени науки на Китай (31270261) и (30870260).

Популярен

Те четат сега

Тегло на семената и покълване на потопеното растение Potamogeton pectinatus в сухата зона на северозападен Китай