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根系分析系统在侧蒴藓类植物生理生态研究上的应用潜力 摘 要；应用浙江托普仪器的GXY-A型根系分析系统软件获得了大灰藓、大羽藓和密叶绢藓32份标本的配子体枝条长度、投影面积、表面积、枝条平均直径、长度／体积、总体积、枝尖数、枝的分叉数、枝交叠数等10个形态参数，基于这些数据，应用聚类分析和无度量多维标定生成了这32份标本的排序和聚类图．聚类与排序结果表明：32份标本可以分成3组，与大灰藓、大羽藓和密叶绢藓有很好的对应性．单因素方差分析表明这32份标本的10个形态指标在大灰藓、密叶绢藓、大羽藓之间多数存在显著差异．因此，配子体的这10个性状在研究的3类侧蒴藓类植物中具有相对的稳定性，根系分析系统在侧蒴藓类植物生理生态学研究上具有潜在的应用价值． 关键词：侧蒴藓类植物；排序；聚类；单因素方差分析；根系分析系统 苔藓植物是一类古老而又分布广泛的植物类群，形态微小而柔软，结构简单而又特殊．苔藓植物由于对环境变化敏感，近年来广泛地应用于环境监测等领域，同时由于苔藓植物是以配子体占优势，它们的生理生态学特征也明显地不同于其他高等植物，因此有关它们的生理生态学研究也受到人们的重视【1]．侧蒴藓类植物是藓类植物的一大类群，是指孢子体从叶腋中发生非着生茎顶的藓类植物，像大灰藓、大羽藓和密叶绢藓等侧蒴藓类植物的配子体体积、枝直根、枝条长度、分枝数、枝尖数(芽体等)等性状会随着环境条件的变化而发生一定程度的变化旧。4o，但是传统的方法无法定量地获得这些性状的数据．这些性状是否具有遗传上相对的稳定性，并不清楚． GXY-A根系分析系统是一套用于专业的根系分析系统软件，在获得扫描图像后通过该软件能够快速简便地获得根系总长度、投影面积、表面积、平均直径、总体积、根尖数、根的分叉数、根系交叠数等指标，广泛运用于根系形态和构造研究．侧蒴藓类植物呈匍匐状，其整体形态、分枝特点等类似于被子植物中的根系．根系的形态特点可以用总长度、分枝数、突出数、投影面积、表面积、直径、体积等参数进行描述，而侧蒴藓类的配子体枝条总长度、分枝数、表面积、枝(带叶)茎和枝的直径等与根须的有很强的对应性．但是，并不清楚侧蒴藓类的这些性状是否在科级水平上相对稳定．如果性状特征在遗传上相对稳定，则随着环境变化引起的上述指标在个体问的差异是环境差异引起的可塑性变化． 本研究旨在探讨：(1) 根系分析系统能否定量地测定侧蒴藓类的配子体枝条总长度、分枝数、表面积、枝(带叶)茎和枝的直径等性状?(2)这些性状是否在科级水平上存在明显的差异?(3) 根系分析系统能否用于侧蒴藓类植物的生理生态学研究? 1材料与方法 大灰藓、大羽藓、绢藓分别取自浙江师范大学校园不同环境，每种随机选取10～12份标本，用清水洗净后，应用根系扫描仪获得3个种32份标本的配子全图像，并运用GXY-A根系分析系统软件(根系扫描仪配套软件)对获得的扫描图片进行数据分析，获得配子体枝条总长度、投影面积、表面积、配子体枝条平均直径、单位体积的配子体枝条长度、总体积、枝尖数、枝的分叉数、枝的交叠数、枝上结数、配子体高度等11个配子体性状．在得到这些参数的基础上，将其最大值标准化后，得到标准化数据运用PC—ORD软件，采用应用聚类分析和无度量多维标定排序方法，获得聚类和排序图．聚类分析采用欧氏距离系数、组平均法(Gnmp averge)聚合策略，无度量多维标定采用软件默认参数．为了解lO个性状在3种侧蒴藓类植物中的差异情况，借助于SPSSll．0软件，对10个性状在3种藓类植物之问的差异进行了单因素方差分析． 根系分析系统是一套用于洗根后的专业根系分析系统。系统由浙江托普仪器开发，GXY-A根系分析系统可以分析根系长度、直径、面积、体积、根尖记数等，功能强大，操作简单，软件可分析植物根系的形态，色彩、分级伸展分析及根系的整体结构分布等等。广泛运用于根系形态和构造研究。 2研究结果 3种藓类32份标本的配子体扫描图片见图1．从外形上看，配子体的形态似根系的分枝结构． 32个标本经根系扫描成图后，运用其配套软件winRHIzO，自动q三成32个标本的配子体形态数据，选择总长度、投影面积、表面积、配子体枝条平均直径、单位体积的配子体枝条长度、总体积、枝尖数、枝分叉数、枝交叠数、枝上结数等10个形态数据进行聚类和排序分析(表1)．基于10个形态参数的32份标本的聚类分析结果见图2．从图2可以发现，32份标本可以被聚成3组：组l：包括大灰藓的9份标本(H1—6，H8一10)和大羽藓的1号标本(C1)； 组2：包括大羽藓的11份标本(C2～12)和大灰藓的7号标本(H7)； 组3：包括密叶绢藓的10份标本(E1～10)． 从上述结果中可以发现，32份标本分成的3组基本上对应于大灰藓、大羽藓和密叶绢藓． 为了多角度探讨这10个形态形状对侧蒴藓类植物的