2015, 35(3):427-433. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0427
摘要:该研究从香蕉中克隆了一个水通道蛋白(AQP)基因MaPIP2-6。序列分析表明,MaPIP2-6基因开放阅读框(ORF)为849 bp,编码282个氨基酸。多序列比对和进化树分析表明,MaPIP2-6基因所编码的蛋白与其它植物中AQP蛋白具有较高的一致性,并且与水稻OsPIP2-6的亲缘关系最近。亚细胞定位表明,MaPIP2-6基因定位在细胞膜上。实时荧光定量PCR分析表明,甘露醇和高盐胁迫处理下,MaPIP2-6基因在巴西蕉和粉蕉中的表达趋势基本一致,在处理早期表达量轻微下降,随后被诱导并达到最大值,然后下降;在低温和ABA处理下,MaPIP2-6基因在巴西蕉和粉蕉的表达趋势相反,低温处理47 h时,巴西蕉的MaPIP2-6表达量显著降低,而粉蕉无显著变化,但在其他时间点,巴西蕉的表达量无显著变化,粉蕉显著降低。ABA处理下,MaPIP2-6基因在巴西蕉被诱导,而在粉蕉被抑制。研究认为,MaPIP2-6可能参与了非生物逆境胁迫应答,为进一步研究MaPIP2-6基因的功能鉴定了基础。
2015, 35(3):434-439. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0434
摘要:该实验克隆了毛果杨组蛋白去乙酰化酶基因HDA901的编码序列,并进行生物信息学、亚细胞定位和盐胁迫表达分析。序列分析表明,HDA901开放阅读框为1 245 bp,编码1个由414个氨基酸残基组成的蛋白质,等电点为5.77;毛果杨HDA901与其他植物同源蛋白具有一段保守序列,在进化上与拟南芥AtHDA14亲缘关系较近。启动子分析表明,毛果杨HDA901基因启动子序列包含ACE、ABRE、HSE 和TC-rich repeats 等多个与逆境相关的顺式作用元件。亚细胞定位分析表明,毛果杨HDA901蛋白在细胞核和细胞质中无分布,可能位于线粒体或穿梭于线粒体和叶绿体之间。实时荧光定量PCR结果显示,毛果杨HDA901基因表达受盐胁迫调节,在盐胁迫下,根和茎中HDA901基因表达受抑制;叶中HDA901基因表达受诱导。研究表明,毛果杨HDA901基因参与盐胁迫应答反应。
2015, 35(3):440-446. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0440
摘要:采用RACE技术,从橡胶树‘热研7-33-97’中克隆了1个促分裂原活化蛋白激酶的激酶(MKK)基因HbMKK4。该基因全长cDNA序列1 580 bp,编码框1 059 bp,编码352个氨基酸,含有S_TKc结构域,其编码蛋白的分子量为38.83 kD,理论等电点为9.36。实时荧光定量PCR结果显示,HbMKK4在橡胶树的根、树皮、胶乳及叶片中均有表达。割胶、茉莉酸甲酯和乙烯利均能上调胶乳中HbMKK4基因的表达,基因相对表达量分别在割胶后2 h、茉莉酸甲酯处理8 h和乙烯利处理4 h后达到最高。研究结果推测HbMKK4可能通过MAPK信号途径参与茉莉酸信号途径的响应,可能在天然橡胶生物合成调控中起关键作用。
聂利珍 , 于肖夏 , 李国婧 , 鞠天华 , 孙瑞芬 , 崔阔澍 , 于 卓
2015, 35(3):447-453. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0447
摘要:以野生拟南芥生态型(Col-0)为材料,利用PCR和DNA重组技术,克隆了拟南芥钙依赖蛋白激酶基因(AtCDPK1)。AtCDPK1基因全长为2 269 bp,碱基序列与已知基因At1g18890完全一致。构建AtCDPK1基因的植物表达载体pCHF3-CDPK1,并利用农杆菌介导法将pCHF3-CDPK1转入马铃薯品种‘费乌瑞它’的脱毒试管微型薯中,经筛选与植株再生,共获得50个抗性再生植株。PCR检测显示,有36个植株基因组中含有AtCDPK1基因。RT-PCR分析证实,AtCDPK1基因在这些马铃薯植株的基因组中均能正常转录表达。这一结果为进一步开展AtCDPK1基因功能分析及转基因抗旱马铃薯新品种选育研究奠定了基础。
周 苹 , 唐冬英 , 郭 明 , 谭振华 , 赵小英 , 刘选明
2015, 35(3):454-458. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0454
摘要:为研究GH3.9基因在植物生长发育过程中的作用,利用RT-PCR成功克隆到GH3.9基因,该基因全长为1 750 bp。通过构建pEGAD-GH3.9过表达载体转化拟南芥,获得过表达GH3.9基因纯系转基因株系GH3.9ox-3和GH3.9ox-7。对拟南芥野生型(WT)和转基因株系(GH3.9ox-3和GH3.9ox-7)幼苗用不同光强和光质进行处理,结果显示:在蓝光、红光、远红光等不同光照强度下培养,过表达株系幼苗下胚轴的生长均明显受到抑制,且较野生型明显;采用不同光周期处理拟南芥幼苗,过表达幼苗下胚轴的伸长明显低于野生型;对成年植株表型进行观察,发现过表达株系植株矮小、雄蕊变短、果荚短小。研究表明:GH3.9基因参与了拟南芥生长发育调控,过表达GH3.9基因对拟南芥生长有抑制作用。
2015, 35(3):459-464. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0459
摘要:该研究以旱区小杂粮作物甜荞(Fagopyrum esculentum)为材料,采用同源克隆、RACE技术和实时荧光定量RT-PCR方法,对其半胱氨酸蛋白酶基因(FeRD21)进行了分离和表达分析。结果表明:(1)FeRD21基因cDNA全长1 750 bp,包含1个1 407 bp的完整开放阅读框,编码468个氨基酸。(2)蛋白序列比对发现,甜荞FeRD21全酶包括信号肽、N末端自主抑制前体区域、蛋白酶、脯氨酸富含结构域和C末端颗粒体蛋白结构域,同时,其蛋白酶结构域包含1个木瓜类蛋白酶家族保守的催化三连体活性位点:Cys168-His304-Asn324。(3)分子系统发生分析证实,其与拟南芥的RD21一致性最高,属类RD21半胱氨酸蛋白酶类。(4)基因表达分析表明,FeRD21能被干旱、高盐、ABA和衰老胁迫诱导。
2015, 35(3):465-471. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0465
摘要:AGO7蛋白在多种植物中被发现并预测在叶片生长发育过程中起作用,但是在高等植物中最古老且唯一没有维管束的苔藓植物中却未有报道。该文通过BLAST比对水稻OsAGO7基因编码的氨基酸序列得到小立碗藓AGO7蛋白编码基因PpAGO7,扩增PpAGO7基因起始密码子上游的启动子序列,利用在线软件PlantCARE和PLACE分析该启动子的结构特征;并构建启动子分析载体pPpAGO7-GUS,转化拟南芥,通过转基因拟南芥GUS染色结果分析推测PpAGO7启动子的启动特性。结果显示:(1)PpAGO7基因启动子序列中含有大量的光反应有关的顺式作用元件以及数个分生组织相关和防御与胁迫相关作用元件。(2)T2代转基因拟南芥的GUS染色结果表明,PpAGO7基因启动子会启动GUS在拟南芥的不同部位和不同生长时期表达,而且在根尖、叶片顶端、雄蕊的花药、雌蕊的柱头和种子等部位的染色较其他部位更深。(3)生长在光照强度1 000 lx和4 000 lx下转基因拟南芥的GUS酶活性比光照强度7 000 lx和10 000 lx下的低。研究表明所克隆的PpAGO7基因启动子具有组成性启动活性,且在生长旺盛的部位启动活性较强,此外其启动活性还受到光照因素的影响,为进一步研究小立碗藓的PpAGO7基因功能提供了重要依据。
2015, 35(3):472-479. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0472
摘要:选用黑龙江省青山林木种子园成年水曲柳200棵树为实验材料,在来自NCBI中的5 423条白蜡属EST序列和该实验室测得的水曲柳转录组的179 502条序列中查找SSR位点并设计引物,通过PCR扩增筛选有效扩增和有差异片段的引物,用于水曲柳雌雄的鉴别。结果显示:(1)白蜡属EST和水曲柳转录组中的5 423条和179 502条序列中,分别查找到9 488个和3 557个SSR位点,SSR出现的频率分别是174.96%和1.98%,SSR的类型都是以二核苷酸为主。(2) 232对引物中有208对引物获得有效扩增,74对引物在雌雄DNA中有差异,27对扩增片段符合预定大小片段。(3)经过3轮筛选,选出19号和56号引物用于200棵水曲柳中,雌雄差异率分别是64.5%和89.5%。研究表明,利用EST-SSR分子标记对水曲柳性别进行鉴定是一种有效可行的方法。
李晓岚 , 陆嘉惠 , 谢良碧 , 张爱霞 , 陈晓翠 , 李学禹
2015, 35(3):480-485. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0480
摘要:通过乌拉尔甘草表达序列标签(EST)数据库查找甘草属的SSR位点,并利用Primer 3.0软件在线设计EST-SSR引物,对来自甘草属4个种22份材料的EST-SSR指纹图谱特征和聚类结果进行分析,为探讨甘草属种间亲缘关系和疑难种的分类地位提供分子依据。结果显示:(1)去掉冗余序列后共得到441条EST序列,获得504个SSR位点,其中二核苷酸为重复单元的序列最多为350个,占69.44%,重复类型中以TC/AT、TA/AG形式的微卫星最为丰富。(2)设计的40对EST-SSR引物,均能扩增出清晰条带,其中15对引物具有多态性,在22份甘草属植物材料中共获得等位基因59个,平均每对引物检测到3.93个等位基因位点,扩增产物多态性比率为89.44%,能很好地表征甘草属种间的等位基因差异。(3)引物Primer 64对4种甘草属植物均能扩增出特异性条带,黄甘草在180和220 bp 2个位点分别与光果甘草、胀果甘草基因共享,具有杂交种特征。(4)聚类分析表明,当相似性系数为0.82时,22份材料被划分为四组(与经典分类结果一致),第一组为内蒙古杭锦旗分布的乌拉尔甘草;第二组为新疆巴楚分布的光果甘草、黄甘草;第三组为新疆石河子分布的胀果甘草、黄甘草;第四组为新疆石河子分布的乌拉尔甘草;不同居群的黄甘草遗传分化较大,可能与同域分布亲本种的差异及种间的渐渗杂交有关。研究表明,开发的15对EST-SSR引物在甘草属内具有很好的适用性,可以为该属的种间亲缘关系和种内遗传分化研究及物种鉴定提供分子依据。
2015, 35(3):486-492. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0486
摘要:采用扫描电镜及X射线能谱仪技术,研究霍山石斛组培苗移栽后各器官组织的微观结构和所含元素的变化,以了解霍山石斛组培苗生长发育以及药效成分的状况。结果表明:(1)霍山石斛组培苗移栽2个月后,根增粗近1倍,具有根被,且根被细胞壁的网络状增厚更加明显,表皮、皮层、中柱发育分化更加完善,Mg、Si、Cl、S、K、Ca元素含量提高,其中 Ca增长了2.76倍。(2)茎表面纵向凹陷增多,内部结构致密,维管束发育较为完善,细胞内充满物质,Mg、Si、Cl、S、K、Ca、Fe、Cu、Zn元素含量增多,尤其是K和Fe分别增长了3.25倍和4.61倍。(3)叶增厚,具有了角质层,气孔形状更加饱满,叶肉细胞内含物丰富,Mg、Si、Cl、S、K、Ca、Fe、Mn、Zn的含量显著上升,其中K升高了17倍。(4)与根、叶相比,茎中所富集的元素种类最多。研究认为,霍山石斛试管苗移栽后,生长发育趋向完善,各项功能增强,细胞内含物质增多,元素成分丰富并且含量提高,体现出对移栽环境的良好适应性。
2015, 35(3):493-499. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0493
摘要:以番茄砧木品种‘桂砧1号’和接穗品种‘中杂105’为试材,采用显微观察等方法研究了26 ℃昼温条件下,不同夜温(16 ℃、21 ℃、26 ℃)对番茄套管嫁接苗愈合速率及质量的影响。结果表明:(1)随着夜温的升高,嫁接苗接合部愈伤组织细胞增多,接合部直径增大;夜温26 ℃,嫁接后前5 d愈伤组织细胞较多,与夜温16 ℃相比嫁接苗接合部直径提高了9.7%。(2)随着夜温的降低,嫁接苗接合部维管束连接及愈合进程加快,夜温16 ℃处理嫁接后第6 天维管束已连接,较夜温21 ℃、26 ℃处理分别提前3 d、6 d,而且在第9天隔离层完全消失,较夜温21 ℃、26 ℃处理提前3 d。(3)随着夜温的降低,嫁接苗木质部输导能力和砧/穗接合力提高,愈合质量提高;夜温16 ℃处理嫁接苗木质部输导能力比夜温21 ℃处理提高了12%~24%,砧/穗接合力提高了20%;同时也比夜温26 ℃处理嫁接成活率提高,木质部输导能力提高了19%~32%,砧/穗接合力提高了28%;根系长度、体积及平均直径也显著增加。可见,在昼温26 ℃的情况下,夜温16 ℃最有利于番茄嫁接苗的愈合,形成成活率高、质量优的壮苗。
2015, 35(3):500-507. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0500
摘要:以小型西瓜‘秀丽’为接穗、耐盐砧木瓠瓜‘超丰抗生王’为砧木,以自根嫁接苗为参照,分析了砧木嫁接对NaCl胁迫下西瓜幼苗根、茎、叶中离子和内源激素含量的影响。结果表明:(1)盐胁迫下,自根嫁接苗Na+主要积累在地上部,K+含量和K+/Na+比下降幅度大;砧木嫁接苗大部分Na+积累在根系中,K+含量和K+/Na+比下降幅度小且在不同部位皆高于自根嫁接苗。(2)盐胁迫下,自根嫁接苗吲哚-3-乙酸(IAA)以及玉米素和玉米核苷的总量(Z+ZR)在根系和接穗茎中显著增加,在叶片中明显下降,赤霉素(GA3)含量在不同部位保持不变或明显增加;而砧木嫁接苗不同部位IAA和(Z+ZR)的含量均显著增加,GA3含量在不同部位保持不变或明显下降。(3)盐胁迫下,两种嫁接组合根系和茎中脱落酸(ABA)含量均明显下降,叶片中ABA含量则显著增加。(4)盐胁迫下,自根嫁接苗和砧木嫁接苗根系和接穗茎中IAA/(Z+ZR)的比值均明显上升,叶片中明显下降,但砧木嫁接苗上升和下降幅度均远大于自根嫁接苗。研究表明,瓠瓜根系对进入根系的Na+具有截留作用;采用瓠瓜砧木嫁接可有效防止Na+在西瓜接穗地上部尤其是在叶片中的大量累积,从而防止离子毒害的发生;瓠瓜砧木嫁接植株体内具有较高的K+含量和K+/Na+比,可有效维持盐胁迫下西瓜嫁接植株体内的离子稳态;瓠瓜砧木嫁接植株体内具有较高的IAA和(Z+ZR)含量,IAA/(Z+ZR)比值较高,对提高西瓜嫁接植株盐胁迫耐性起到了积极的作用。
2015, 35(3):508-515. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0508
摘要:为了明确油橄榄的抗寒机理,对甘肃陇南地区主栽的6个油橄榄品种离体叶片进行低温胁迫(5 ℃、0 ℃、-5 ℃、-10 ℃)处理,并以18 ℃常温培养为对照,测定与抗寒性相关的生理生化指标,并采用隶属函数法对不同品种抗寒性进行综合评价。结果显示:(1)各油橄榄品种离体叶片相对电导率随处理温度的降低而呈“S”型曲线变化,结合Logistic方程得出不同品种油橄榄半致死温度介于-6.687 ℃~-3.706 ℃之间,且各品种的半致死温度顺序为‘皮肖利’<‘配多灵’<‘莱星’<‘阿斯’<‘鄂植8号’<‘佛奥’,其抗寒性大小依次为‘皮肖利’>‘配多灵’>‘莱星’>‘阿斯’>‘鄂植8号’>‘佛奥’。(2)随着胁迫温度降低,各油橄榄品种离体叶片叶绿素含量逐渐降低,可溶性糖含量基本呈逐渐增加趋势,而可溶性蛋白质含量、脯氨酸含量、丙二醛含量、SOD活性、POD活性和CAT活性则呈先升后降的趋势。(3)在-10 ℃低温胁迫下,油橄榄品种‘皮肖利’和‘配多灵’的叶片叶绿素含量比常温对照降幅较小,渗透调节物质含量和保护酶活性相对增幅较大,丙二醛含量增幅较小,而此时品种‘佛奥’和‘鄂植8号’各指标的变化趋势与之相反。(4)根据不同油橄榄品种的平均隶属度(抗寒性综合评价值)确定的品种抗寒能力大小顺序(‘皮肖利’>‘配多灵’>‘莱星’>‘阿斯’>‘鄂植8号’>‘佛奥’)与品种半致死温度的抗寒性表现顺序完全一致。研究表明,在低温胁迫条件下,‘皮肖利’和‘配多灵’等油橄榄品种能通过提高渗透调节物质含量和增强保护酶活性来缓解胁迫造成的过氧化伤害,从而表现出较强的抗寒能力;基于相对电导率的半致死温度和隶属函数法的综合评价均能准确鉴定油橄榄的抗寒性。
张佳蕾 , 郭 峰 , 万书波 , 孟静静 , 杨 莎 , 黄 超 , 耿 耘 , 李新国
2015, 35(3):516-522. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0516
摘要:在旱薄地条件下,以小花生品种‘花育20号’(HY20)和大花生品种‘花育22号’(HY22)为实验材料,研究叶面喷施不同浓度壳寡糖[0 mg·kg-1(T0)、50 mg·kg-1(T1)、100 mg·kg-1(T2)、200 mg·kg-1(T3)]对叶片衰老、荚果产量和籽仁品质的影响。结果表明:(1)壳寡糖处理均显著提高了旱薄地花生饱果期叶片叶绿素含量和保护酶(SOD、POD、CAT)活性,降低了MDA含量,并显著提高了2个品种的单株结果数、饱果率和荚果产量。(2)壳寡糖处理降低了HY20的籽仁蛋白质含量却提高了其脂肪含量,但提高了HY22的籽仁蛋白质和脂肪含量,且T1处理对HY20的油酸/亚油酸(O/L)比值提高幅度较大,而T2处理对HY22的O/L值提高幅度较大。研究认为,在生产实际中用50 mg·kg-1壳寡糖叶面喷施品种‘花育20号’(HY20)、用100 mg·kg-1壳寡糖叶面喷施品种‘花育22号’(HY22)时,2个品种的籽仁产量、蛋白质和脂肪产量均最高,可达到花生生产的高产优质高效。
施晟璐 , 叶冰竹 , 张润枝 , 聂鹏卿 , 唐晓清 , 王康才
2015, 35(3):523-529. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0523
摘要:对基质育苗后水培的菘蓝进行缺氮与复氮处理,分析其生长情况及氮代谢产物含量的变化,探讨缺氮和复氮对菘蓝幼苗生长及氮代谢的影响,以提高菘蓝产量和品质以及栽培过程中的氮素利用效率。结果显示:(1)正常供氮条件下,菘蓝幼苗的叶绿素含量、谷氨酰胺合成酶(GS)活性、硝态氮含量、靛玉红含量为最高,而其株高、主根直径、根的鲜重与干重、叶的鲜重与干重、根系活力均最小。(2)缺氮处理增加了菘蓝幼苗的主根直径和根干重,提高其根系活力和硝酸还原酶(NR)活性,促进游离氨基酸在叶中的积累;但降低了GS的活性,也降低了叶中硝态氮、可溶性蛋白、靛玉红及根中游离氨基酸的含量;缺氮对叶中靛蓝的含量无明显影响。(3)复氮处理增加了菘蓝幼苗的株高、主根长、根鲜重、叶鲜重、叶干重,提高了其根系活力,降低了NR和GS的活性;与对照相比,复氮降低了叶中硝态氮含量,提高了叶中可溶性蛋白、靛蓝及根中游离氨基酸的含量,但对叶中游离氨基酸和靛玉红含量影响较小。研究表明,缺氮后再复氮有利于菘蓝幼苗叶的生长,同时有利于增加其叶内靛蓝含量,从而提高其产量和品质。
王景燕 , 龚 伟 , 李伦刚 , 唐海龙 , 肖千文 , 胡 文 , 芶国军
2015, 35(3):530-539. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0530
摘要:以汉源花椒幼苗为试验材料,设置30%、50%、70%田间持水量(FWC)水平,施肥水平为全量NPK(肥料中纯N、P2O5和K2O用量分别为150、60和150 kg·hm-2)、半量NPK和不施肥,并通过盆栽控制试验研究了不同水肥处理汉源花椒幼苗抗逆生理特性,运用隶属函数综合评价水肥处理对抗逆性的影响,探索汉源花椒抗逆性对水肥条件的响应机理,为实际生产提供最佳水肥管理技术。结果显示:(1)汉源花椒幼苗地径(D)和苗高(H)、叶片可溶性糖、可溶性蛋白、叶绿素和游离脯氨酸含量,以及过氧化物酶和过氧化氢酶活性及抗逆性隶属度均随施肥量的增加而增加,随土壤水分含量的增加呈先增加后降低的变化趋势,且50% FWC处理最高;叶片相对电导率和丙二醛含量均随施肥量的增加而降低,随土壤水分含量的增加呈先降低后增加的变化趋势,且50% FWC处理最低。(2)汉源花椒幼苗抗逆性隶属度与植株D、H和D2H呈显著正相关;抗逆性隶属度(y)与土壤水分含量(x4)和施肥量(x5)的关系式为:y=-1.662-0.001 085x42-0.17x52+0.100 7x4+0.420 8x5(n=27,R2=0.989);最适宜于促进汉源花椒幼苗植株生长的土壤水分为46.4%田间持水量、并配合施用纯N、P2O5和K2O分别为185、74和185 kg·hm-2的肥料组合。研究表明,适宜的土壤水分含量和肥料施用量对促进汉源花椒幼苗植株生长和抗逆性提高具有重要作用和意义。
陈晓丽 , 李红兵 , 王林林 , 李孟洁 , 李雨霖 , 郭尚洙 , 邓西平
2015, 35(3):540-545. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0540
摘要:以超表达甘薯橙色基因(IbOr)的转基因甘薯(TS)以及非转基因甘薯(NT)为实验材料,通过15%聚乙二醇6000(PEG-6000)模拟干旱条件,研究转基因与非转基因甘薯幼苗在水分胁迫不同时间的光合系统,膜脂过氧化及抗氧化防御系统中主要指标的变化情况,探讨转基因甘薯耐旱性的生理机制。结果显示:(1)随PEG-6000胁迫时间延长,甘薯叶片的叶绿素、类胡萝卜素含量及其叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度、蒸腾速率都显著降低,但转基因株系降低幅度小于非转基因植株。(2)在正常供水和水分胁迫下,超表达IbOr基因甘薯叶片中O-·2、MDA含量均低于非转基因甘薯,即转基因甘薯具有较低的活性氧水平且脂膜受损伤较小。(3)PEG-6000胁迫24 h后,甘薯叶片中SOD、POD酶活性均增加,48 h达到最大值,且转基因甘薯中2种酶活性显著高于非转基因甘薯。研究表明,过表达IbOr基因可以有效减轻甘薯在水分胁迫条件下受损害的程度,且可能主要通过提高甘薯的抗氧化胁迫能力来完成。
赵哈林 , 李 瑾 , 周瑞莲 , 云建英 , 曲 浩 , 潘成臣
2015, 35(3):546-552. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0546
摘要:为了解樟子松幼苗对不同时间强风沙流吹袭的生理生态响应,2013年春季在内蒙古科尔沁沙地研究了8级大风风沙流(风速18 m·s-1,风沙流强度173 g·cm-1·min-1)吹袭10、20和30 min下樟子松幼苗生长与光合特性的变化。结果显示:(1)随着风吹时间的增加,樟子松的株高生长量减少、茎粗生长加快,落叶数量增加,其中30 min处理与CK相比的株高生长量下降52.63%,茎粗生长量增加233.30%,落叶指数增加466.70%。(2)风沙流吹袭没有改变樟子松幼苗的净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度的日变化规律,但日光合峰值下降,日最大蒸腾速率增加;与CK相比,30 min处理的日最大光合速率下降22.69%,日最大蒸腾速率增加11.89%。(3)随风吹时间增加,其叶片温度、叶片相对含水量、日均光合速率、水分利用效率下降,30 min处理较CK依次下降0.60%、4.37%、28.57%和31.58%,且日均蒸腾速率、气孔导度和胞间CO2浓度增加,30 min处理较CK依次增加6.25%、6.67%和12.60%。研究表明,在持续风沙流胁迫下,樟子松幼苗光合作用受到抑制,蒸腾耗水增加,水分利用效率降低;樟子松幼苗生长速率降低主要源于光合面积减少和光合作用受到抑制,而其光合速率下降主要因幼苗叶片叶温和叶片含水量下降所致,蒸腾速率的增加主要源于气孔导度的增加;为了适应风沙流持续吹袭的胁迫,樟子松幼苗采取了降低株高生长速率,加快茎粗生长速率的适应策略。
刘化冰 , 何文苗 , 尚晓颍 , 程昌合 , 张晓兵 , 慕继瑞 , 杨铁钊
2015, 35(3):553-557. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0553
摘要:以烤烟品种‘K326’叶片为材料,在达到工艺成熟期前7 d分别用质量分数为0.005%和0.01%的谷氨酰胺合成酶(GS)抑制剂4-[羟基(甲基)膦酰基]-D/L-高丙氨酸(草铵膦)溶液喷施烤烟叶片,研究了烟叶烘烤过程中烘烤特性的变化特征。结果表明:于烟叶工艺成熟期前7 d喷施GS抑制剂,能够显著降低烘烤过程中烟叶的叶绿素、类胡萝卜素含量和多酚氧化酶(PPO)活性;增加烟叶失水速率和丙二醛(MDA)含量,显著提高烟叶烘烤后黄烟比例,并降低杂色烟比例。研究认为,在烟叶工艺成熟期前7 d喷施GS抑制剂,可增强烟叶的易烤性和耐烤性,使烟叶更容易变黄,并同时减少棕色化反应的发生,但高浓度的GS抑制剂使烟叶失水速率过快,不利于烟叶定色,烘烤后青烟比例升高,对烟叶外观质量形成不利。
2015, 35(3):558-562. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0558
摘要:以苹果属植物平邑甜茶水培幼苗为试验材料,采用20% PEG-6000模拟水分胁迫,进行了外源NO对水分胁迫下平邑甜茶幼苗氧化损伤的缓解效应研究。结果表明:100~500 μmol·L-1外源硝普钠(SNP,NO供体)处理,能在一定程度上提高渗透胁迫下平邑甜茶叶片内SOD、POD、CAT、APX活性和ASA含量,不同程度减轻20% PEG-6000胁迫对平邑甜茶幼苗活性氧的累积和氧化损伤,其中以300 μmol·L-1 SNP处理缓解效应最佳,而相对高浓度的700 μmol·L-1 SNP处理则不能起到缓解作用,反而有一定的毒害作用。
2015, 35(3):563-570. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0563
摘要:采用叶绿素荧光分析方法,以高原春小麦(‘互助红’、‘互麦12’和‘互麦13’)为材料,研究了孕穗期旗叶的PSⅡ光化学效率以及光化学和非光化学猝灭的光响应特性。结果显示:(1)3个春小麦品种旗叶的光合色素有差异,最大光化学效率(Fv/Fm)无显著差异。(2)随着光强增加,3个品种旗叶有效光化学效率(Fv′/Fm′)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qP)、PSⅡ反应中心开放比率(qL)均呈降低趋势;低光强范围内,叶片Fv′/Fm′、ΦPSⅡ、qP、qL值均依次按‘互麦12’>‘互助红’>‘互麦13’的顺序降低;中高光强范围内,3个品种的Fv′/Fm′趋于一致,而‘互助红’的ΦPSⅡ、qP、qL较其他两个品种略高。(3)随着光强增加,各品种非光化学猝灭系数(NPQ)、表观电子传递速率(ETR)、调节性能量耗散量子产量(ΦNPQ)、非调节性能量耗散量子产量(ΦNO)均呈升高趋势;中低光强范围内,NPQ、ΦNPQ值均依‘互麦13’ >‘互助红’>‘互麦12’的顺序降低,而‘互助红’和‘互麦12’的ETR变化较为一致且‘互麦13’的最低;中高光强范围内,NPQ、ΦNPQ值均依次按‘互助红’>‘互麦13’ >‘互麦12’的顺序降低,而ETR值按‘互助红’>‘互麦12’ >‘互麦13’的顺序降低;在整个光强变化过程中,ΦNO表现为按‘互麦13’ >‘互麦12’ >‘互助红’的顺序依次降低。研究认为,3个高原春小麦品种中‘互助红’最适应高光强环境;‘互麦12’光能利用能力强于‘互麦13’,但略弱于‘互助红’;‘互麦13’对光强变化较为敏感,热耗散能力略强于‘互麦12’,在低光环境下有较高的热耗散能力。
张永强 , 张 娜 , 王 娜 , 唐江华 , 李亚杰 , 徐文修
2015, 35(3):571-578. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0571
摘要:以大豆品种‘黑河43’为材料,于2012和2013年连续2年进行5种不同种植密度——37.5(A)、45.0(B)、52.5(C)、60.0(D)和67.5万株·hm-2(E)的田间复播试验,研究滴灌条件下密度对大豆功能叶叶绿素值(SPAD)、叶面积指数(LAI)、比叶面积(SLA)、大豆光合特性及产量构成因素的影响。结果显示:(1)密度对复播大豆苗期叶片SPAD值影响较小,苗期之后处理间差异显著,且整个生育期SPAD值均随着密度的增加而增大。(2)LAI在2年试验中均随着密度的增加而增大,均在鼓粒期左右达到峰值,处理E在2012年和2013年的最大值分别为6.24和5.56,较同期最低的处理A分别显著提高18.41%和36.17%;SLA随着密度的增加而增大,且在生长发育前期和后期处理间差异明显,中期差异相对较小。(3)叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)及气孔导度(Gs)均随着密度的增加而先增后降,且均以C处理最高,Pn、Gs在结荚期达到极值,而Tr在开花期最大;胞间CO2浓度(Ci)随着密度的增加呈现出先降后增的趋势,2012年和2013年均以C处理最低,分别为185.70和179.61 μmol·mol-1。(4)各处理2年的籽粒产量均以中等密度的C处理达最高,2012年和2013年分别为3 205.0和3 142.53 kg·hm-2,并分别比同年的其余处理显著高出1.42%~14.26%和1.08%~27.65%。研究表明,适宜密度的复播大豆不仅有较高的叶绿素含量,有利于群体对光能的利用,同时具有适宜的叶面积指数而不致植株郁闭,有效保证了群体内部与外界的气体交换,提高了光合速率和籽粒产量。
邢德科 , 吴沿友 , 王 瑞 , 付为国 , 杭红涛 , Qaiser JAVED
2015, 35(3):579-586. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0579
摘要:以生长在喀斯特高原地区玉舍国家森林公园内的成熟银鹊树(Tapiscia sinensis)、白栎(Quercus fabri)和亮叶桦(Betula luminifera)为实验材料,通过对光合作用、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、羧化效率(CE)、呼吸速率(Resp)、碳酸酐酶活性(WA)以及稳定碳同位素组成(δ13C)等指标的测定,分析3种植物不同的无机碳利用特性,为该区生态环境修复选择合适的建群植物种提供依据。结果显示:(1)银鹊树、白栎和亮叶桦分布都较为广泛,银鹊树生长的最佳土壤pH是4.5~5.5,而白栎更倾向于中性到弱酸性土壤,肥沃的酸性土壤则更有益亮叶桦生长;白栎和亮叶桦都能忍受干旱和贫瘠,但是银鹊树不能忍受干旱和高温。(2)银鹊树叶片的Pn、Tr和Gs显著大于白栎和亮叶桦,亮叶桦和白栎的Pn、Tr和Gs分别是银鹊树的69.5%、48.2%、66.7%和28.6%、21.7%、22.2%;亮叶桦叶绿素含量均为银鹊树和白栎的2倍,但3种植物间的WUE则无显著差异。(3)3个树种叶片净光合速率均随着CO2浓度升高呈持续上升的趋势,但它们之间的CO2补偿点和饱和点明显不同。其中,银鹊树和亮叶桦的CO2补偿点均低于50 μmol·mol-1,而白栎的则在250~300 μmol·mol-1之间;银鹊树的CO2饱和点在1 200 μmol·mol-1左右,亮叶桦则在2 300 μmol·mol-1左右,而白栎的CO2饱和点明显高于2 300 μmol·mol-1。(4)3个树种的CE、Resp和WA均为银鹊树>亮叶桦>白栎;而δ13C值则以银鹊树最低,亮叶桦和白栎较高。其中,白栎和亮叶桦的CE、Resp、WA分别为银鹊树的5.1%、25.7%、4.0%和45.3%、54.6%、6.8%,且树种间差异显著;白栎和亮叶桦的δ13C值显著高于银鹊树。研究表明,银鹊树能够吸收大气中的CO2或者在高活性碳酸酐酶作用下转化利用细胞内的HCO3-,它拥有较高的CO2利用能力及无机碳同化效率,因而能够拥有较高的产能;亮叶桦只能获取大气中的CO2作为无机碳源,但它对CO2的利用能力也较高,其产能仅次于银鹊树;白栎同样只能获取大气中的CO2作为无机碳源,同时它对大气中CO2的捕获、利用能力均低于银鹊树和亮叶桦,因而白栎生长非常缓慢,造成其本身对无机碳的需求也最低,所以其产能最低。
苏 宇 , 李贤伟 , 刘运科 , 李金凤 , 尹海峰 , 王之南
2015, 35(3):587-593. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0587
摘要:为深入探究川中丘陵区柏木低效林林窗改造初期边界木林细根的生态适应,利用土柱法对34年生柏木低效林在人造小面积开窗(50 m2、100 m2、150 m2)处理1年后的林窗边界木1~5级细根直径、根长、比根长、根长密度和生物量变异进行研究。结果显示:(1)柏木1~5级细根平均直径、根长随着根序的上升而增加,比根长、根长密度随着根序的上升而减小。 (2)与林内对照(无林窗)相比,人工开林窗处理后边界木细根在同一根序上的平均直径变化不显著,根长和比根长增加,根长密度和生物量则呈降低的趋势。(3)开窗 150 m2面积林窗抚育后的柏木边界木更大限度地提高了低级根序的物质分配,提高比根长并降低组织密度,更快速地利用地下林窗空间资源。研究表明,柏木低效林林窗式疏伐得到的土壤资源由于更新草本、灌木的生长,增加了林木根系竞争土壤空间的压力,使得根系进行扩展性生长,细根形态和生物量表现出异质性变化。
2015, 35(3):594-600. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0594
摘要:在佛坪国家级自然保护区选取具有代表性的短柄枹栎林群落进行调查,采用空间序列代替时间变化的方法,划分年龄结构,编制静态生命表,绘制存活曲线和死亡率曲线,同时进行生存分析及谱分析,以揭示秦岭佛坪短柄枹栎种群的数量特征。结果显示:(1)佛坪自然保护区的短柄枹栎种群以中幼林为主体,老龄个体较少,种群年龄结构呈倒J型,属增长型种群。(2)短柄枹栎种群的死亡峰值出现在第Ⅰ龄级(胸径0~5 cm)和第Ⅵ龄级(胸径25~30 cm),生命期望在第Ⅱ龄级(胸径5~10 cm)时达到最大;短柄枹栎种群存活曲线属于Deevey-Ⅱ型,可视为稳定种群。(3)短柄枹栎种群动态存在着周期性,基本周期较长,且大周期内存在小周期。研究表明,佛坪自然保护区短柄枹栎种群目前处于稳定增长的状态。
刘亚荣 , 贾文雄 , 黄 玫 , 李悦悦 , 武正丽 , 张禹舜 , 李燕飞
2015, 35(3):601-607. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0601
摘要:本研究以分辨率为0.1°×0.1°的植被、土壤和气象数据为驱动,利用大气-植被相互作用模型(AVIM2)模拟了祁连山地区1958~2008年植被净初级生产力(NPP),并对近51年来祁连山地区植被NPP对气候变化的响应进行了分析。结果表明:近51年来祁连山植被(常绿针叶林、落叶针叶林、草地、灌木、农田)在气温升高和降水量增加的影响下,NPP总量呈增加趋势,且增加速率依次为:农田>常绿针叶林>落叶针叶林>草地>灌木。植被NPP的变化与气温和降水量的变化均呈正相关关系,且温度变化对植被NPP的影响大于降水,即温度变化是影响祁连山地区植被NPP变化的主导因素。从区域平均来看,气温年平均上升速率为0.043 ℃·a-1,降水量的平均增加速率为1.355 mm·a-1,在气温和降水量的共同作用下,1958~2008年祁连山地区植被NPP总量呈增加趋势,平均增加速率为0.718 g·m-2·a-1 。
2015, 35(3):608-613. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0608
摘要:采用常规压片法,对5份榆叶梅材料和桃、梅、李、杏4份近缘种材料进行了核型分析,首次报道了4类榆叶梅栽培品种材料的核型。结果表明:‘紫烟’榆叶梅染色体数目为42条,其它榆叶梅材料均为八倍体(2n=8x=64),桃、梅、李、杏均为二倍体(2n=2x=16);核不对称系数为57.68%~63.08%;核型分类为2B和2A型。其中‘紫烟’榆叶梅染色体相对长度组成为:2n=6L+9M2+24M1+3S;近缘种中桃与榆叶梅的核不对称性较接近。
姚志敏 , 刘艳华 , 戴培刚 , 向德虎 , 张兴伟 , 赵韬智 , 王志德
2015, 35(3):614-621. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0614
摘要:采用TTC法测定2个野生烟草材料(花烟草、哥西氏烟草)和1个栽培品种(K326)的花粉活力及其日变化情况,通过联苯胺-过氧化氢法测定3个烟草材料的柱头可授性、利用直接授粉法测定不同开花天数柱头可授性变化,并通过估算花粉胚珠比(P/O)、杂交指数(OCI)及授粉试验分析3个烟草材料的繁育特性。结果表明:(1)哥西氏烟草的花粉活性(74.9%)显著高于K326(52.2%)和花烟草(45.3%),且K326与花烟草间差异不显著;3个烟草材料花粉活力日变化均呈双峰曲线,峰值分别在13:00与15:00左右,且3个烟草材料的花粉活力日最低值与气温日最高值同时出现在14:00。(2)K326柱头可授性显著高于花烟草和哥西氏烟草,且2个野生烟草间可授性无显著差异;不同烟草的最佳授粉时期不同,哥西氏烟草自开花前1 d至花后4 d,一直保持较高的柱头可授性;花烟草的最佳授粉时期为花后2~3 d;K326的柱头在开花前1 d至开花后1 d授粉最佳。(3)K326以自交为主,存在异交现象;哥西氏烟草繁育类型为兼性异交,自交亲和;花烟草繁育以异交为主,自交亲和性差。研究认为,野生烟草柱头可授性显著低于栽培品种从而影响其结实性,花烟草结实率低主要是由自交不亲和性造成的,而缺乏有效的传粉机制是造成哥西氏烟草结实性差的主要原因。
2015, 35(3):622-627. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0622
摘要:以携带病毒的 ‘夏波蒂’马铃薯无菌苗为材料,38 ℃/4 h热处理4周,剥离带1个叶原基的茎尖,接种至不同浓度激素组合的24种MS固体培养基上,22 ℃/16 h培养30 d后统计茎尖的愈伤组织诱导率和分化成苗率;RT-PCR检测茎尖再生苗3种病毒(PVX、PVY、PLRV)和纺锤块茎类病毒(PSTVd)的脱毒率。结果表明:茎尖分化成苗最适培养基为MS+1.0 mg/L ZT+0.2 mg/L NAA+2.0 mg/L GA3,愈伤组织诱导率为76.25%,分化成苗率为26.25%;再生苗3种病毒PVX、PVY和PLRV的脱毒率分别为69.4%、91.7%和100%,纺锤块茎类病毒PSTVd脱毒率仅为8.3%,二次茎尖剥离后脱毒率增加到20.8%。
2015, 35(3):628-633. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0628
摘要:以洋葱JQS-1、MST-140、Red beauty 3个常规栽培品种的鳞茎为试材,观察统计洋葱花器数目的变化,探讨花器数目的变异与植物花器多样性的关系,为植物花器发育模式以及植物分类和系统发育研究提供依据。结果表明:(1)洋葱花序中正常的洋葱小花含有6枚雄蕊,一些异常小花雄蕊的数目减少到5枚或增加到7~11枚;正常花药中的花粉粒数量大、形状规则、分散均匀,而异常花药中的花粉粒形状不规则。(2)雌蕊数目也发生变异,子房由正常的3室,变成了2室、4室或6室;花柱从正常1枚,增加到2枚或3枚。(3)正常小花含有6片花被片,异常小花的花被片数目从5片到10片。(4)花被片与雄蕊数目的变异有同步增减和非同步增加2种类型。
2015, 35(3):634-635. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0634
摘要:对西藏拉萨河流域的兰科植物进行了分类学研究,发现1个西藏新记录属(冷兰属)及属下新记录种(冷兰),并附有新记录种的特征照片。
2015, 35(3):636-638. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2015.03.0636
摘要:报道了贵州省忍冬属1个新变种——心叶皱叶忍冬(Lonicera reticulata Champ.var.cordifolia W.B.Xu),该变种与原变种皱叶忍冬(Lonicera reticulata Champ.var.reticulata)的主要区别在于苞片长1~1.5 cm,远长于萼筒,叶片卵形至心形,宽可达10 cm,基部明显心形。作者指定了模式标本,并对新变种生境中的伴生物种进行了描述。







