机械损伤诱导马尾松组织解剖学的变化开题报告

1. 研究目的与意义

针叶树在长期的演化过程中，利用生长过程中形成的特有组织结构发展了一套独特的基于树脂萜类化合物防御系统以抵御各种病虫害的危害。

如何利用针叶树独特的防御体系，针对日益严重的病虫害而发展新型防治策略是一项重要的研究课题。国外学者于20世纪90年代，以云杉属和冷杉属植物为模式植物，在外界刺激诱导萜类防御的创伤性树脂道解剖学、萜类化学、合成酶生物化学及其基因表达、功能分析等方面取得了重要进展。已知多种外界刺激，包括机械损伤、外源信号物质如茉莉酸甲酯、环境胁迫、害虫为害、病原真菌侵染等均可以激活针叶树的诱导防御反应。其是一个复杂、连续的，涉及组织结构、生理生化和基因调控的反应过程，包括生长发育中的木质部创伤性树脂道分化，诱导性树脂萜类的积聚以及关键酶活性增强和萜类合酶基因的表达。创伤性树脂道(TRD) 的诱导形成来源于活跃的形成层区的木质部母细胞，创伤性树脂道内诱导性树脂的增量合成、积聚及释放是以外界刺激的第一反应。因此，利用组织切片法研究机械损伤刺激后创伤性树脂道的组织形态学特征，以期揭示诱导性树脂的合成机制，可以为进一步阐明其生理学和生态学功具有重要的学术价值。

2. 国内外研究现状分析

马尾松是我国特有的乡土树种，因其适应能力强、 耐干旱、 耐贫瘠而被广泛用于荒山植树造林，是南方山地丘陵区群落演替的先锋树种，具有较高的经济生态价值。

国内对马尾松树脂道的发育过程，形态结构有了初步的了解，根据细胞形态变化的特点，可将树脂道的发育过程划分为3个阶段，即树脂道原始细胞阶段、树脂道形成阶段和树脂道成熟阶段。

已有研究证明，当松树受害后,其树体内的营养物质、挥发性及非挥发性次生物质在含量上均会发生不同程度的变化，表现为：营养物质可溶性糖含量下降，各次生代谢物质(单宁、酚类物质)含量增加，从而达到防御松毛虫的目的。萜类化合物(terpenoids)是植物次生代谢物中的一类重要化合物，许多萜类化合物被植物用于防御外来植食性害虫和其伴生致病真菌的侵害，同时也是针叶树的重要防御物质。

3. 研究的基本内容与计划

（1）创伤性树脂道的组织形态学特征；

（2）创伤性树脂道的发生及发育特点。

（3）揭示创伤性树脂道内诱导性树脂萜类的组成及其时序变化；

4. 研究创新点

目前，国内对于植物受损后的防御机制仅局限于对植物树脂道结构功能的研究，以及其分泌物对害虫作用的研究，本实验利用组织切片法研究机械损伤刺激后创伤性树脂道的组织形态学特征，以期揭示诱导性树脂的合成机制，可以为进一步阐明其生理学和生态学功具有重要的学术价值。