长白山区月见草种群构件结构及生长分析

长白山区月见草种群构件结构及生长分析

宋金枝1，杨允菲2，董雪1，郝久程1，孟庆华3

(1.通化师范学院 生命科学学院，吉林 通化134002；2.东北师范大学草地研究所

植被生态科学教育部重点实验室,吉林 长春130024;3.吉林省乾安县第七中学，吉林 松原 131400)

摘要:采用大样本随机挖取单个植株的调查和测定方法，分析了长白山区月见草种群构件的结构及生长规律.结果表明，在籽实乳熟期，月见草种群构件是由根、茎、叶、果实组成，月见草各构件之间有密切的相关关系，株高和穗长、果实数量之间均为线性函数的同速生长规律；其决定系数R2为0.6592～0.7366之间，月见草各构件生物量及整株生物量之间有密切的相关关系，表现其相关程度最佳的也为线性函数，其决定系数R2为0.7389～0.9958.

关键词:月见草；构件；生长分析；同速生长

DOI:10.13877/j.cnki.cn22-1284.2015.10.004

收稿日期：2015-05-10

基金项目：国家自然科学基金“东北草原碱班极端生境两种广布无性系禾草的趋异适应机理”(31472134)

作者简介：宋金枝,女,吉林梅河口人,教授.

通讯作者：杨允菲,女,教授,博士生导师.

中图分类号：Q948文献标志码：A

植物种群构件理论为植物种群生物学和植物种群生态学开辟了一个新的研究领域.构件是指具有多细胞结构的并相互联结的重复单元[1-2]. 在植物的生长过程中，植物通过调节其构件的结构以适应外界环境的变化；同时，植物各构件的生长过程亦具有规律性.探讨植物体各构件的生长规律，了解植物生长发育过程中各构件的变化和生长状况并对其进行定量刻画，是深入研究植物适应与进化的基础[3-5].

月见草(OenotherabiennisL.)为柳叶菜科、月见草属植物.月见草又称待霄草、山芝麻、野芝麻、夜来香、晚樱草，适应性强，耐酸耐旱，北方为一年生植物，是比较重要的药用植物，可调节血液中类脂物质，对高胆固醇、高血脂引起的冠状动脉梗塞、粥样硬化及脑血栓等症有显著疗效[6].目前，有关月见草油的开发和利用所开展的研究较多[7]，但有关月见草构件结构及生长规律的研究尚无报道，本文对月见草种群构件结构及其生长进行了定量分析，以揭示其构件的结构特点和生长规律，为月见草的高效利用和人工栽培管理提供更为可靠的理论依据.

1研究区自然概况与研究方法

1.1研究区概况

通化市位于吉林省东南部长白山区,西邻辽宁省,南与朝鲜隔鸭绿江相望.地处于东经125°10′～126°44′,北纬40°52′～43°03′.属于北温带大陆性季风气候,年平均气温4.1～6.5℃ ,最高气温为37.7℃,最低气温为-41.8℃ ,年日照时数2 200～2 884h,无霜期105～160d,冬季长达5个月，严寒而干燥，夏季炎热而短促，气候的基本特征是高温、平温、低温周期性明显.

1.2研究方法

2013年7月中下旬，在月见草的籽实乳熟期，选择通化市周边地区月见草分布的典型地段，采用大样本随机挖取单个植株的方法，随机挖取31棵大小不等的植株，去除根部泥土并编号，回室内逐一测定其株高、穗长及果实个数，并将植株各构件分离，分别用Sartorius BA210s型电子天平测定其鲜重，待风干后再测定其干重(生物量).

1.3数据处理

用Excel软件进行统计分析，选择线性函数、指数函数和幂函数3种函数中相关性最高的函数作为其生长分析的定量刻画模型[8].

2结果与分析

2.1构件结构及其数量特征

月见草的构件结构包括：根、茎、叶以及果实.表1是调查的31株月见草各构件的数量特征，其中各数量指标的平均值代表样本的整体水平，最大值和最小值反映样本的实际范围，标准差是反映样本变异的绝对数量指标，变异系数是反映样本变异的相对数量指标[9-10].由表1可知，月见草穗长占株高6.91%～31.76%,株高变异系数是29.6%，穗长的变异系数42.3%，果实数量变异系数61.8%，均属于中等变异，其中果实个数的变异范围大一些，从相对数量指标变异系数来看，整株、叶、根、茎的干重和鲜重的变异系数都大于100%，所以均属于强变异.

表1　月见草构件的数量特征(n=31)

图1　月见草株高、穗长和果实数量观测值及拟合曲线

图2　月见草各构件及整株生物量观测值及拟合曲线

2.2月见草株高、穗长和果实数量之间的相关性分析

经过统计分析，月见草株高、穗长和果实数量之间有密切的相关关系，相关程度最佳的均为线性函数(图1)，其决定系数R2为0.6592～0.7366之间，说明株高、穗长和果实数量，不仅受遗传因素的影响，同时也受环境因子的影响，具有一定的生态可塑性.从图1的拟合方程(y= bx+a)的参数可以看出，当月见草株高长到14.77cm(y=0)以上时才开始长出穗，随着株高的增加，穗长以株高的23.27%的比率增加；当株高长到45.5 cm以上时果实开始成型，果实的数量也是随着株高的增加以线性函数形式增长；当穗长长到4.4cm以上时果实开始成型，果实的数量也是随着穗长的增加以线性函数形式增长. 株高、穗长和果实数量之间具有同速生长规律，但因为b值不同，所以随着株高的增加，穗长和果实数量，以不同的比例以线性函数形式增加.

2.3月见草各构件生物量及整株生物量的相关性分析

经统计分析，月见草各构件及整株生物量之间有密切的相关关系，其相关程度最佳的均为线性函数(图2)，其决定系数R2为0.7389～0.9958之间.整株生物量与各构件的生物量之间的函数参数可以表明，随着整株生物量的增加，各构件生物量按一定的比例增加，其决定系数R2分别为0.9958、0.8810、0.9415，表明整株生物量与各构件的生物量之间的关系受环境因子的影响极小，主要是由遗传因素所决定.也就是说，茎生物量的99.58%是随着整株生物量的增加呈线性函数形式增加的，根生物量的88.1%是随着整株生物量的增加呈线性函数形式增加的，叶生物量的94.15%是随着整株生物量的增加呈线性函数形式增加的；月见草构件根、茎、叶生物量之间也有一定的关系，其相关程度最佳的均为线性函数，其决定系数R2>0.7300，表明各构件生物量具有同速生长规律，同时受随机环境的影响相对较小.

3讨论

变异系数是表示离散程度的，是标准差和相应平均数的比值.虽为百分数，可以大于1，也可以小于1.一般来说变异系数>100%属于强变异，介于10%和100%之间的属于中等变异，小于10%的属于弱变异.从月见草构件数量特征上看，月见草株高、穗长属于中等变异，整株、叶、根、茎的干重和鲜重的变异属于强变异.

同速生长型和异速生长型是植物生长过程中几何形状变化的两种模式.同速生长型往往表现在数量性状间的关系为直线函数形式,而异速生长型数量性状间的关系为曲线函数.月见草种群构件在生长过程中，表现出同速生长规律.

在植物各特征的生长分析研究中，R2为拟合方程的决定系数，可用来估计遗传因子的控制水平，而1-R2则体现随机环境的影响水平[11].在本研究的月见草各构件的生长规律中，决定系数R2为0.6592～0.9958，可见月见草各构件的生长，受到遗传因子的影响较大，说明月见草受环境影响较小，但有一定的生态可塑性[12].

参考文献：

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[12]宋金枝,杨允菲.长白山区南部黄刺玫花构件的结构及生长分析[J].东北林业大学学报,2008,36(9):21-23.

(责任编辑:陈衍峰)