2016, 36(12):2349-2353. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2349 CSTR:
摘要:拟南芥(Arabidopsis thaliana)砷诱导基因At4g13180编码蛋白是短链脱氢酶(ShortChain Dehydrogenase/Reductase Superfamily,SDR)家族的成员之一,其过表达可以增强植物对过氧化氢的耐受性。该实验通过半定量RTPCR,构建ProAt4g13180:GUS、At4g13180EGFP和At4g13180OE表达载体,获得At4g13180基因过表达转基因株系,并研究了At4g13180基因的表达模式及其编码蛋白的亚细胞定位。结果显示,At4g13180基因在根尖、叶脉、萼片和花丝等组织都强烈表达,该基因编码蛋白主要定位于胞质和核中。该研究结果为深入探究拟南芥砷诱导基因At4g13180的功能奠定了一定的基础。
2016, 36(12):2354-2360. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2354 CSTR:
摘要:以蕙兰(Cymbidium faberi Rolfe)为试验材料,采用RTPCR技术克隆了TCP家族的CIN同源基因,开放阅读框长1 161 bp,编码386 个氨基酸,将其命名为CfCIN(GenBank 登录号为KJ956809)。为进一步分析CfCIN的功能,构建了植物表达载体,采用农杆菌介导法转化非洲紫罗兰叶片,获得了转化植株并对转基因植株进行了性状分析。结果显示:与野生型非洲紫罗兰叶片相比,转基因植株的叶片更大,由圆形变为卵圆形,叶缘由平整光滑变为有缺刻且稍向后卷曲,叶脉明显,叶柄红,花器官形状变化不明显。研究表明,CfCIN可能参与调控植物叶片的形态建成。
2016, 36(12):2361-2369. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2361 CSTR:
摘要:该研究基于茶树的转录组数据,采用RTPCR方法从茶树‘黄金芽’cDNA中克隆获得茶树谷丙转氨酶基因(CsAlaAT),利用荧光定量PCR方法,对CsAlaAT在茶树材料‘迎霜’和‘黄金芽’不同组织、温度胁迫与激素处理的表达进行分析。结果显示:CsAlaAT基因开放阅读框长度为1 662 bp,编码553个氨基酸,含有天冬氨酸转氨酶家族(Aspartate aminotransferase family)典型的AATlike保守结构域。多序列比对显示,该序列与多个相关物种的序列一致性达78.83%,与磷酸吡哆醛(PLP)结合的10个氨基酸残基以及第358位赖氨酸催化位点在物种间高度保守。茶树CsAlaAT蛋白属亲水性蛋白,相对分子质量为60 877.5 D,等电点为6.11,碱性、酸性、脂肪族和芳香族氨基酸比例分别为12%、11%、22%和8%,无序化特征不明显,与大麦HvAlaAT具有相似的三维结构。实时定量PCR分析表明,CsAlaAT在茶树‘迎霜’和‘黄金芽’中的表达均具有组织特异性,且均在根部的表达量最高;CsAlaAT响应高温(38 ℃)和低温(4 ℃)胁迫的表达上调;外源施用脱落酸(ABA)和赤霉素(GA)能够抑制茶树中CsAlaAT基因的表达。
2016, 36(12):2370-2375. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2370 CSTR:
摘要:以发状念珠藻细胞为试材,采用PCR技术克隆了醛酮还原酶基因的开放阅读框(ORF)序列,命名为NfAKR。对基因序列特征进行了生物信息学分析,根据其编码氨基酸序列预测了NfAKR蛋白的三维结构,同时探讨了PEG6000胁迫下NfAKR的表达特性。结果表明:NfAKR基因的编码序列长912 bp,编码304个氨基酸,预测其编码蛋白的相对分子量为33.51 kD,理论等电点为4.94 ,具有醛酮还原酶超家族保守结构域。NfAKR蛋白主要由10个α螺旋和11 β折叠组成,中间形成一个疏水穴,作为酶的催化活性中心。NfAKR与点形念珠藻处在同一进化枝上,具有较近的亲缘关系。qRTPCR分析显示,PEG6000胁迫下NfAKR基因上调表达,当PEG6000浓度为8%时,其相对表达量为5.66并达到峰值。依据NfAKR基因响应干旱胁迫上调表达的特性,推测醛酮还原酶可能参与发状念珠藻抵御干旱胁迫过程。
2016, 36(12):2376-2384. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2376 CSTR:
摘要:以番茄(Solanum lycopersicum L.)品种‘Micro Tom’为试材,分析番茄叶片和果实的灰霉病发病规律,及番茄类钙调磷酸酶B基因(tomato calcineurin Blike gene,SlCBL1)在叶片和果实中的表达变化;比较转SlCBL1基因番茄与对照的叶片和果实的灰霉病发病过程,分析转基因番茄抗病相关转录因子表达变化。结果表明:(1)非转基因番茄中,不同叶龄的叶片均在接种灰霉病4 d开始发病;不同发育阶段的果实接种灰霉病后发病时间也不同,其中绿果(花后16~18 d)接种5 d还未发病,白果(花后34~36 d)接种11 d开始发病,红果(花后40~42 d)接种5 d开始发病;SlCBL1基因表达量在番茄叶片中较低,在绿果期和白果期的果实中表达量最高,红果期果实中表达量最低。(2)转SlCBL1基因后,SlCBL1基因的过量表达能够抑制番茄叶片和果实灰霉病发生;同时番茄叶片和果实中几乎所有的抗病转录因子的表达量都上调,其中WRKY转录因子家族基因SlWRKY33和 SlWRKY70受到强烈调控。研究说明,SlCBL1基因过量表达能够提高番茄的抗灰霉能力,其主要机理是通过影响抗病相关转录因子进而调控番茄抗灰霉病的能力。
2016, 36(12):2385-2390. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2385 CSTR:
摘要:该研究以雌雄异株植物石刁柏为材料,利用基因组消减杂交技术对石刁柏雌雄核基因组中的性别差异核质体DNA(nuclear plastid DNA,NUPTs)进行了分离和分析。结果表明:(1)通过构建消减杂交文库共获得了52个雄性偏向序列,序列长度分布在63~297 bp之间,其中有19个差异序列属于叶绿体来源序列(命名为Ao1~Ao19),且这些序列与石刁柏叶绿体基因组的相似性均大于84%,Ao19与石刁柏叶绿体基因组相似性为100%。(2)利用基因组半定量PCR对19个NUPTs序列的性别差异分析表明,有4条序列为稳定的雄性偏向NUPTs序列,分别为Ao1、Ao3、Ao10和Ao18。(3)序列比对表明,转移到核基因组的NUPTs主要来源于叶绿体基因组的反向重复区(包含IRa和IRb区),说明石刁柏叶绿体基因组重复区序列更容易向核基因组进行转移形成雄性偏向的NUPTs序列。
2016, 36(12):2391-2397. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2391 CSTR:
摘要:糖基化修饰在调控各种小分子的溶解度、稳定性及生物活性中具有重要的作用。该研究基于苦荞转录组数据,克隆获得2条糖基转移酶基因(FtUFGT4和FtUFGT5),并对其在大肠杆菌中的表达产物进行酶催活性鉴定。结果表明:(1)获得的苦荞糖基转移酶基因cDNA分别为1 434和1 470 bp,其编码蛋白同属于拟南芥糖基转移酶E类群,可能参与黄酮类化合物的糖基化。(2)多重序列比对表明,FtUFGT4和FtUFGT5蛋白C端都具有PSPG框,其催化活性位点分别是H17和H16;FtUFGT4和FtUFGT5都是典型的植物糖基转移酶GTB结构,二者的蛋白模型能与矢车菊素和UDP进行分子对接。(3)FtUFGT4和FtUFGT5在大肠杆菌中获得了可溶性表达,薄层层析实验表明二者均具有催化矢车菊素糖基化为矢车菊素3O葡萄糖苷的活性。
原晓龙, 赵 能, 陈 剑,陈中华,王 娟, 杨宇明,王 毅
2016, 36(12):2398-2404. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2398 CSTR:
摘要:为了研究牛樟芝(Antrodia camphorata)倍半萜的生物合成,通过对牛樟芝基因组分析获得倍半萜类合成酶基因 (AcTPS2),利用RTPCR克隆获得其全长cDNA,对其进行生物信息学分析和表达谱分析。结果显示:AcTPS2 基因cDNA全长1 068 bp,Blast比对发现,AcTPS2含倍半萜类合成酶所独具的富含天冬氨酸序列DXXXD及萜类合成酶特有的RRDTSGLDL保守序列;系统进化分析显示,AcTPS2基因与其他真菌的倍半萜聚为一类;表达谱分析显示,以甘露糖作为碳源、以酪蛋白胨作为氮源能够有效促进AcTPS2基因的诱导表达。研究结果可为以后牛樟芝倍半萜类生物合成提供一定的参考依据。
2016, 36(12):2405-2410. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2405 CSTR:
摘要:水稻根系对其生长、发育及产量等起着至关重要的作用。该研究从甲基磺酸乙酯(ethyl methane sulfonate,EMS)诱变的籼稻Kasalath突变体库中筛选到1个根系变短的突变体,命名为Osksr5(Oryza sativa kasalath short root 5),该突变体植株具体表现为主根、不定根和侧根都明显变短,不定根的数目相对减少,株高与野生型相比也明显矮小。遗传分析结果表明,该突变性状由1对隐性核基因控制。利用图位克隆技术将OsKSR5基因定位在第1染色体的STS(sequence tagged site)分子标记33027k和33471k,物理距离约为444 kb。对OsKSR5基因的定位为进一步克隆该基因和阐明水稻根系发育的分子机理奠定了基础。
2016, 36(12):2411-2420. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2411 CSTR:
摘要:采用1.0%诱变剂甲基磺酸乙酯(EMS)处理西瓜品系W117种子9 h,然后对M1和M2代群体单株在叶、花、茎、育性、分支习性等方面进行表型变异观察,同时选取M2代典型变异株系,利用23对西瓜SSR引物进行分析鉴定,构建西瓜突变体库。结果表明:(1)EMS诱变使M1代幼苗形态呈现出叶畸形、叶褶皱、部分黄化、花畸形、雄花不散粉、卷须畸形、矮小、生长缓慢、不育等特异性状,获得由1 252个单株组成的西瓜突变体M1群体,群体总变异频率为18.33%。(2)M2代共筛选到205个突变植株,40种表型变异,表现在子叶性状(黄化、扭曲不对称、折叠等)、叶和茎性状(叶黄化、变小、裂刻变深,茎变细,节间变短,分支少等)、花性状(花变大,花色变浅,两性花,花瓣皱缩、部分退化、数目突变,柱头畸形,雄蕊不成熟等)和其他性状(生长缓慢、不育等)等方面,总的表型突变率达到了19.59%。(3)针对M2代10个典型变异植株,通过SSR引物分析发现有9份材料在DNA水平上有变异。本研究初步构建了含有120个M1代家系及1 051株M2代植株、40种表型变异的西瓜突变体库。
张 露,王继华,解玮佳,蔡艳飞,宋 杰,彭绿春,李树发,李世峰
2016, 36(12):2421-2432. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2421 CSTR:
摘要:该研究对高山杜鹃(Rhododendron L.)的总DNA提取方法进行了改良,然后综合利用高山杜鹃EST数据库和该实验室的马缨杜鹃高通量测序数据,引用已发表文献的SSR引物,从154对SSR引物中筛选出了26对多态性高、重复性好、条带清晰的SSR引物。再从中随机选择10对SSR引物进行荧光标记,对69份不同高山杜鹃的种质进行遗传多样性分析。结果表明,平均有效等位基因数6.959 2个;位点多态性信息含量(PIC)、观测杂合度(HO)、期望杂合度(HE)和Neis基因多样性(H)分别为0.795 2、0.543 5、0.826 5和0.820 2;杂交种间的非加权配对算术平均(UPGMA)聚类结果与其谱系分析结果基本一致,可实现对一些未知来源的育成品种资源进行祖先亲本类型的推测。
2016, 36(12):2433-2439. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2433 CSTR:
摘要:利用石蜡切片技术对毛茛科植物侧金盏胚及胚乳发育进行了研究,以明确其胚胎发育的特征,为毛茛科植物的系统研究提供资料。结果表明:(1)侧金盏胚的发育属于柳叶菜型,胚乳发育为核型;初生胚乳核的分裂早于合子的第一次分裂。(2)种子成熟时,种胚尚未分化完全,尚处于球形胚后期或心形胚早期阶段,整个胚发育大约需要50~60 d。(3)侧金盏种子存在明显的形态生理休眠现象,经后熟作用逐渐完成种胚的分化与生长,形成子叶形胚;侧金盏种子在相同处理条件下胚分化和发育的速度存在差异。
2016, 36(12):2440-2447. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2440 CSTR:
摘要:以夏季高温时期二倍体矮牵牛花蕾为材料,采用常规制片法,对花粉母细胞异常减数分裂进行观察并选取终变期进行染色体核型分析。结果发现:异常减数分裂主要表现为具有多核仁、二价体提前分离成单价体、赤道板外的染色体,姊妹染色单体提前分离、不均等分离,落后和丢失染色体,具有微核的三分体和四分体,中期Ⅱ纺锤体定位发生异常出现融合纺锤体和八字形纺锤体可导致2n花粉产生;矮牵牛终变期核型公式为K(2n)=2x=14=10m+4sm(2SAT),其中第1、4、5、6、7号为中部着丝粒染色体,第2号(具有随体)、3号为亚中部着丝粒染色体,染色体相对长度组成为 2n=14=4M1+10M2,核型分类为2A型。研究表明,矮牵牛异常减数分裂可导致2n花粉和不育花粉的产生,利用终变期进行核型分析具有材料丰富、二价体形态清晰不需人为配对分析等优点,为矮牵牛细胞学研究提供了新方法。
迪利夏提·哈斯木,阿马努拉·依明尼亚孜 , 帕尔哈提·阿布都克日木
2016, 36(12):2448-2453. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2448 CSTR:
摘要:以分布于新疆北部古尔班通古特沙漠南缘的12种短命植物为研究材料,采用常规石蜡切片法,对其叶的解剖结构进行了观察分析,探讨12种短命植物的叶解剖结构对荒漠生态环境的适应性关系。结果显示:(1)12种短命植物中,有8种植物的叶肉栅栏组织发达,表现出等面叶特征;有7种植物侧脉维管束具有花环状结构,表现出C4植物特点。(2)12种植物叶片均具有气孔下室,其中,小花荆芥等7种植物叶片具有发达的气孔下室。(3) 12种植物叶肉及叶脉中常有晶体存在,晶体数量及大小在不同植物中有差异。研究认为,12种短命植物从总体上呈现出旱生结构特征,从个体角度看这些特征是不同类群的植物以不同方式适应沙漠干旱环境的结果,但不足以改变该类植物的中生性质。
2016, 36(12):2454-2460. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2454 CSTR:
摘要:为探讨温度对早熟枇杷头花花粉管生长及花朵保护酶活性的影响,该研究以特早熟枇杷新品系‘川早枇杷’头花为试材,分别以T1(25 ℃/20 ℃,昼/夜)、T2(30 ℃/25 ℃,昼/夜)和T3(35 ℃/30 ℃,昼/夜)温度作处理,研究了柱头可授性、花粉活力、花粉管生长状况及花朵保护酶活性。结果显示:(1)‘川早枇杷’头花柱头具可授性的持续时长、同一花龄下的花粉活力大小以及到达花柱基部的花粉管数量均表现为T1>T2>T3,花粉管到达花柱基部的时间长短表现为T1>T3>T2,且T3处理的花粉管在花柱中多表现出顶端膨大弯曲、停长等异常现象。(2)3种温度处理的花朵SOD和CAT活性均随花龄的增加而先增后降,POD活性则先降后增;3种保护酶的活性在T1处理下变幅较小,而在T2和T3处理下变幅较大。研究表明, ‘川早枇杷’头花授粉坐果较适宜的昼夜温度是25 ℃/20 ℃;高温条件下早熟枇杷花朵主要保护酶活性变幅增大,柱头具可授性持续时间短、花粉活力低、花粉管在花柱中生长异常,从而导致早熟枇杷头花坐果率低。
2016, 36(12):2461-2468. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2461 CSTR:
摘要:以红树植物秋茄为试验材料,设置不同浓度NaCl(0、200和500 mmol·L-1)处理的砂培实验,应用qRTPCR分析秋茄叶片中类黄酮物质合成上游的4个关键酶基因——苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)、肉桂酸羟化酶基因(C4H)、4香豆酰辅酶A连接酶基因(4CL)和查尔酮合成酶基因(CHS)的转录水平,并对关键酶活性进行了分析,同时测定了幼苗生物量、钾钠离子含量、类黄酮含量及其抗氧化活性,以探讨秋茄耐盐性与类黄酮物质的关系,为揭示木本植物耐盐机制奠定基础。结果显示:(1)在盐处理条件下,秋茄叶片中PAL、4CL、C4H和CHS 4个关键酶基因的转录水平显著上调,PAL、4CL、C4H酶活性和CHS含量随着盐浓度的增加而明显上升。(2)与对照相比,秋茄根、茎、叶干重在盐处理3 d和15 d后均无显著变化,而秋茄株高仅在200 mmol·L-1盐处理15 d后显著增加,其余浓度和时间均未发现有显著性变化。(3)随着盐浓度的升高,秋茄叶片类黄酮含量显著增加,K+/Na+明显下降,丙二醛含量显著降低,活性氧自由基清除率显著增加。研究表明,盐处理加强了秋茄叶片中类黄酮代谢过程中相关酶基因的表达,类黄酮物质的累积有助于其抗氧化能力的提高,进而提高秋茄的抗盐性,维持盐胁迫下秋茄的正常生长。
2016, 36(12):2469-2476. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2469 CSTR:
摘要:采用营养液栽培方式,以4个硝酸盐含量有显著差异的菠菜品种为材料,测定其生长指标(株高、主根长、株幅、柄长、干鲜重和叶面积)、光合色素(叶绿素a、b及类胡萝卜素)含量、光合作用参数(实际光化学量子产率、表观光合电子传递率、光化学猝灭系数、非光化学猝灭系数)、硝酸根吸收速率和硝酸还原酶活性等,研究不同硝酸盐含量基因型品种的生理差异。结果显示:(1)不同基因型菠菜叶片的硝酸盐含量始终存在着巨大差异,且硝酸盐含量与生物量之间没有明显的相关关系,在同样的栽培条件下,生物量大的品种并不代表其硝酸盐含量低。(2)高硝酸盐含量基因型菠菜品种的光合色素含量较低,光合作用效率较差,硝酸吸收速率较高,硝酸还原酶活性较低;而低硝酸盐含量基因型菠菜品种的光合色素含量较高,光合作用较强,硝酸吸收速率较低,硝酸还原酶活性较高。(3)低硝酸盐含量基因型品种SL0613的综合评价最好,可以作为选育低硝酸含量菠菜品种的材料。研究表明,菠菜硝酸盐含量的基因型差异产生的原因可能是受硝酸盐吸收和转运的共同影响。
2016, 36(12):2477-2483. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2477 CSTR:
摘要:以采后“红地球”葡萄果实为试材,分别设置对照(CK)、250 μL/L臭氧处理(O3)、0.3%海藻酸钠涂膜处理(M)、250 μL/L臭氧+0.3%海藻酸钠涂膜处理(O3+M),在(0±0.5) ℃条件下贮藏,通过测定贮藏过程中葡萄可溶性固形物含量、可滴定酸含量、呼吸强度、硬度、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、几丁质酶(CHI)、β1,3葡聚糖酶(GLU)的活性以及膜脂过氧化物质丙二醛(MDA)和总酚含量等的变化,统计果实失重率与腐烂率情况,观察各处理对葡萄保藏效果的影响。结果表明:与对照相比,250 μL/L臭氧处理、0.3%海藻酸钠涂膜及250 μL/L臭氧+0.3%海藻酸钠涂膜复合处理均能显著降低葡萄果实的失重率和腐烂率,抑制葡萄果实的呼吸上升,延缓硬度下降,提高果实抗性相关酶(POD、SOD、GLU、CHI)的活性,减少膜脂的过氧化程度,延缓果实总酚含量下降,有效改善葡萄的贮藏品质,并以250 μL/L臭氧+0.3%海藻酸钠涂膜复合处理对葡萄果实保鲜效果最佳。
2016, 36(12):2484-2490. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2484 CSTR:
摘要:以三角枫幼苗为材料,采用盆栽方法,研究了pH 5.6、pH 4.0、pH 3.0和pH 2.0酸度模拟酸雨胁迫对三角枫叶片光合生理特性的影响,以探讨酸雨胁迫下三角枫的光合生理响应机制。结果显示:(1)随着酸雨浓度的增加和胁迫时间的延长,三角枫叶片相对叶绿素含量下降幅度逐步增大;叶片丙二醛含量呈逐渐上升的趋势,且各处理均显著高于对照;叶片质膜透性和脯氨酸含量均呈先升高后降低的趋势,且pH 2.0处理的叶片质膜透性在试验20 d时迅速增大,升高幅度最大(146.3%)。(2)叶片净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率、表观光能利用效率以及表观 CO2 利用效率在胁迫下也均呈显著下降趋势,且以pH 3.0和pH 2.0处理降幅最大。研究表明,pH 4.0的模拟酸雨对三角枫叶片的光合生理指标无显著影响,而pH≤3.0的强酸雨胁迫使三角枫叶片叶绿素含量显著下降、膜保护系统受损、光合作用效率显著下降;三角枫能适应弱酸雨(pH≥4.0)环境,可作为酸雨地区的园林绿化树种。
樊宝丽,马全林,郭树江,张剑挥,张晓娟,张卫星,杜 鹃,尉秋实,赵长明
2016, 36(12):2491-2497. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2491 CSTR:
摘要:以中国荒漠区优良的防风固沙克隆灌木沙拐枣为对象,研究了长期风蚀、沙埋环境下沙拐枣母株和克隆分株的同化枝对环境异质性的响应。结果发现:(1)风蚀母株、风蚀分株的叶绿素含量、净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO2浓度和水分利用效率只有沙埋分株的一半左右,导致同化枝的长度、数量、簇数也仅是沙埋分株的一半,而且风蚀母株的果实宽和果实长也都最小,但浅沙埋有利于沙拐枣的生长和繁殖,表明严峻的风蚀对母株和分株的生长与繁殖都产生了胁迫,但浅沙埋有利于沙拐枣的生长和繁殖。(2)风蚀母株倒伏后同化枝的形态特征是基部优于中部优于顶部,表明严峻风蚀下母株的死亡是从顶部中部底部逐渐舍弃的过程。(3)母株的全部根系以及风蚀水平根全部裸露在外但依然能够存活,间接证明沙拐枣克隆整合的方向性——不仅可在分株间进行传递,分株母株间也可进行传递,否则遭受严峻风蚀胁迫的母株和克隆分株会直接死亡。本研究结果为沙拐枣克隆生长对风沙环境的生态适应机制提供了基础,也是对植物克隆生态学在自然异质环境中研究缺乏的有效补充。
2016, 36(12):2498-2504. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2498 CSTR:
摘要:该研究采用人工温室于3种培养温度(20 ℃/15 ℃、15 ℃/10 ℃、10 ℃/5 ℃)条件下,分析独蒜兰生长开花进程以及假鳞茎中有机物质含量的动态变化。结果表明:(1)于20 ℃/15 ℃(模拟原生地开花期自然温度)处理下,独蒜兰进入初花期的时间比15 ℃/10 ℃、10 ℃/5 ℃处理下分别提前24 d和53 d,花期分别延长了4 d和6 d。(2)独蒜兰的花色以10 ℃/5 ℃处理较深,但该处理中有哑蕾出现。(3)老假鳞茎生长开花过程中,20 ℃/15 ℃处理的淀粉含量呈升高趋势,15 ℃/10 ℃和10 ℃/5 ℃处理先升高后降低;3种温度处理下,可溶性糖均在花期含量最高,且10 ℃/5 ℃处理下可溶性糖含量、可溶性蛋白含量均保持较高水平。研究认为,20 ℃/15 ℃和15 ℃/10 ℃培养温度均有利于独蒜兰的生长和开花;独蒜兰休眠的假鳞茎不需要经过低温诱导解除休眠,随着温度上升,相应的生长发育进程就会启动。
2016, 36(12):2505-2512. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2505 CSTR:
摘要:以山西霍山七里峪植物群落为研究对象,用R语言分别对9个海拔梯度(1 200~2 000 m)、5个空间尺度(100、400、900、1 600和2 500 m2)和5个空间尺度下划分的6个径级(Ⅰ. DBH<5 cm、Ⅱ. 5 cm≤DBH<10 cm、Ⅲ. 10 cm≤DBH<15 cm、Ⅳ. 15 cm≤DBH<20 cm、Ⅴ. 20 cm≤DBH<25 cm、Ⅵ. DBH≥25 cm)的植物群落谱系结构及其在不同研究方向上的变化规律进行分析,探讨其群落构建成因。结果显示:(1)在所有海拔梯度上,霍山七里峪植物群落都表现出一定的谱系结构,在不同海拔梯度上,群落谱系结构表现出一定的差异性,且在中低海拔群落的谱系结构是发散的,在较高海拔群落的谱系结构是聚集的。(2)5个空间尺度下研究区植物群落都具有谱系结构,且随着空间尺度的增加,谱系聚集程度越来越大。(3)不同径级下的群落都有一定的谱系结构,随着径级的增大,谱系聚集程度逐渐降低,趋向于发散结构,但在Ⅵ径级时群落聚集程度较Ⅳ、Ⅴ径级的高。研究表明,山西霍山七里峪植物群落在不同海拔梯度、不同空间尺度和不同径级下都表现出显著的谱系结构,与中性理论所预测的谱系随机并不相符,证明生态位理论在霍山植物群落构建过程中的作用更加重要。
张义凡 , 陈 林 , 李学斌 , 刘学东 , 李月飞 , 杨新国
2016, 36(12):2513-2523. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2513 CSTR:
摘要:为了探讨不同群落类型的土壤粒径分布(PSD)与土壤微生物生物量(MB)的关系,以宁夏盐池荒漠草原3种典型群落类型(冰草、沙蒿、短花针茅)为研究对象,测定了不同群落2种生境(冠下、丛间)0~5、5~10和10~15 cm表土层土壤PSD和微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)含量变化,并分析了土壤颗粒组成中砂粒、粉粒和黏粒体积分数变化与土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和MBC、MBN间的关系。结果表明:(1)不同群落类型土壤粒径都呈“倒V”型分布趋势,但土壤退化最严重的沙蒿群落中100~500 μm粒径颗粒含量相对较多,与其他两种群落形成显著差异。(2)不同群落类型SOC、MBC、MBN含量均随土层深度的增加而降低,同土层SOC、MBN含量均表现为冠下明显大于丛间,表现出“肥岛效应”,且0~5 cm土层差异显著(P<0.05)。(3)对土壤粒径组成与土壤SOC、MBC、MBN间相关性研究表明,在土壤SOC、MBC和MBN含量较高的冰草、短花针茅群落类型中,0.01~2、2~50和50~100 μm土壤粒径的颗粒含量也高,SOC、MBC和MBN含量与<100 μm的粉粒含量呈正相关关系;在沙蒿群落类型中粒径为100~250和250~500 μm的土粒含量增高,导致其SOC、MBC和MBN含量较低,表明不同群落类型对土壤理化结构产生影响的同时,对微生物生物量也有显著的影响。
2016, 36(12):2524-2532. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2524 CSTR:
摘要:针对放牧干扰对草地生态系统的影响,采用回归分析和典型对应分析(CCA)方法,研究放牧对草地植物群落物种多样性与生产力、土壤碳氮含量与生物量关系的影响。结果表明:(1)与休牧草地相比,放牧草地的地上生物量降低31.63%,凋落物生物量降低134.29%;放牧草地的禾草类生物量提高19.77%,而杂草类生物量和豆科类生物量分别降低31.09%和23.42%。(2)当物种多样性指数小于1.3时,休牧草地的生产力明显高于放牧草地;当物种多样性指数大于1.3时,放牧草地的生产力高于休牧草地。(3)CCA分析显示,家畜主要通过影响群落地上生物量、凋落物质量和土壤容重进而影响土壤的碳氮含量。(4)当群落地上生物量小于100 g·m-2时,休牧草地的土壤有机碳和全氮含量高于放牧草地,当群落地上生物量大于100 g·m-2时,放牧草地则略高于休牧草地。(5)当群落地下生物量小于1 200 g·m-2时,放牧草地土壤有机碳、全氮含量高于休牧草地;当地下生物量大于1 200 g·m-2时,放牧草地则略低于休牧草地。
2016, 36(12):2533-2540. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2533 CSTR:
摘要:以博斯腾湖小湖区为研究区,采用5个不同时期的Landsat影像为主要数据源,运用景观转换系数和重心迁移模型对1996~2015年研究区湿地景观变化进行分析,以揭示博斯腾湖小湖区的景观变化类型与景观的重心变化特征。结果显示:(1)近20年有地表水的湿地与旱地的重心变化强烈,1996~2001年有地表水的湿地重心变化达到最大值,向西南迁移10.57 km,旱地重心变化也达到最大值,向东南迁移8.78 km。(2)近20年明水与旱地的重心迁移呈顺时针向心偏移。(3)稳定型景观是研究区的主要构成类型,占总类型的89.72%,非稳定型景观保持在总类型的11.28%,研究区湿地景观变化逐渐呈稳定趋势。研究表明,气候因素、湖泊水位和区域湿地保护措施是影响研究区湿地景观变化的主要驱动因素。
2016, 36(12):2541-2547. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2541 CSTR:
摘要:气候是影响物种多样性的重要自然因素,同时也影响生物的生长发育及其分布。该文以广泛分布于中国的观花植物四照花为研究对象,通过植物标本库查询和野外实地调查确定四照花在中国的分布情况,利用MaxEnt模型和ArcGIS软件模拟四照花的历史分布格局、当前分布格局及未来的分布趋势,计算不同时期物种分布面积的变化并分析物种分布变化产生的原因。研究结果显示:四照花当前的分布主要受降水量变异系数、最冷月份最低温、最冷季节平均温度和温度季节变化4个生物气候因子影响。此外,基于四照花在末次盛冰期、全新世中期和当前的分布格局的变化推测:冰期来临时,中西部的大巴山地区和东部天目山地区是四照花潜在分布的核心区,为四照花的冰期避难所。
2016, 36(12):2548-2557. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2016.12.2548 CSTR:
摘要:盐胁迫对植物生长的影响主要表现在离子毒害、渗透胁迫以及次级氧化胁迫等,植物遭受盐胁迫时迅速启动相关基因,进行转录调控,进而合成相应蛋白质来控制代谢物合成和离子转运以调节渗透平衡。随着现代分子生物学迅速发展,对植物耐盐机理研究也深入到了转录组、蛋白质组、代谢组及离子组等水平,“组学”研究为耐盐基因鉴定及标志性代谢物的挖掘等提供了有力手段。该文对近年来国内外有关转录组学、蛋白质组学、代谢组学、离子组学的主要研究方法及在盐胁迫中的应用研究进展进行综述,以揭示植物耐盐机理,为优良耐盐碱植物的筛选与培育提供支持。