含水量和保存温度对蕨类孢子贮藏寿命的影响

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蕨类是较为古老的维管植物,多数都具有重要的药用、食用、观赏等价值。生态环境的变化和人为的过度采挖导致了蕨类植物的生存受到了威胁,加强蕨类植物资源的保护已被提上日程。在蕨类的保护手段中,孢子保存是最重要且最便利的方法,但受环境因素及遗传因素的影响,孢子在离开植株后会很快丧失活力。本研究试图通过调节不同类型孢子的保存温度和含水量延长孢子的保存时间,为蕨类植物种质资源的保存和利用提供资料。  本研究构建了孢子无菌培养的体系,筛出了500 mg·1-1纳米银溶液灭菌20分钟+5%次氯酸钠溶液灭菌5分钟的最佳灭菌方式,以孢子无菌培养中的萌发率和配子体发育的畸形率为检测指标,探索了13种成熟的蕨类植物孢子在5个保存温度(25℃、4℃、-18℃、-80℃、-196℃)和4个保存时长(1个月、3个月、6个月、12个月)下的活力变化,并探索了2种成熟蕨类孢子经过6、12和24小时干燥后,在5个保存温度(25℃、4℃、-18℃、-80℃、-196℃)和1个保存时长(6个月)下的活力变化,研究结果如下:  13种孢子非干燥保存的研究发现,不同保存时长和不同保存温度下,孢子活力下降的程度不同。从时长的角度来看,孢子在前3个月的保存过程中,萌发率下降的最快,6个月后孢子活力丧失的速度相对减缓。尤其是肾蕨、红盖鳞毛蕨和西南假毛蕨的孢子,在常温或-18℃下保存时,3个月内萌发率均降低到20%以下。从温度的角度来看,4℃、-80℃及-196℃的保存效果优于25℃和-18℃。多数种类的孢子在25℃和-18℃下保存12个月后全部死亡,在4℃、-80℃及-196℃下保存12个月后,其活力仍维持得较高。从含水量和温度的角度来看,含水量较低(0.9%-6.41%)的孢子在4℃下保存时,活力维持得最好,13种孢子保存12个月后,萌发率降低的程度均不会超过20%,孢子在-80℃和-196℃下保存时,活力维持得比较好;而含水量较高(8.26%,9.07%)的孢子(红盖鳞毛蕨和披针新月蕨)在-196℃下保存时,萌发率维持得最好,其中,披针新月蕨(含水量为9.07%)在-80℃和-196℃下保存时,活力的变化接近。  2种孢子干燥保存的研究发现,孢子经过适当干燥更有利于孢子的保存。在-196℃下保存时,含水量降低到1.12%的蜈蚣草的孢子和含水量降低到5.3%的披针新月蕨孢子与未经过干燥的孢子相比,其活力分别高出了21.8%和6.8%;在-80℃下保存时,含水量降低到1.12%的蜈蚣草的孢予比新鲜的孢子还要高出3.0%的活力;但是,含水量过低时,2种蕨类的孢子活力受到了严重伤害,萌发率均低于10%。  综上所述,在12个月内,含水量较低的孢子最适保存温度是4℃,含水量较高的孢子最适保存温度是-196℃,通过干燥处理可以进一步延长孢子保存寿命。
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