2017, 37(2):211-216. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0211
摘要:利用同源序列从蒙古冰草(Agropyron mongolicum Keng)克隆得到1个光合作用叶绿体结合a/b基因,命名为MwLhcb1。MwLhcb1基因cDNA全长1 138 bp,包含801 bp开放阅读框,编码267个氨基酸,蛋白分子量为28.21 kD,等电点4.92。该蛋白二级结构中具有Lhcb基因家族的保守结构域。MwLhcb1蛋白氨基酸序列与其他物种同类蛋白相似性均在87%以上,其中与小麦同类蛋白相似性程度最高达99%。实时荧光定量PCR结果显示,MwLhcb1基因主要在茎叶中表达,在根中表达量极少,干旱胁迫影响MwLhcb1基因表达。该研究结果为进一步研究MwLHcb1在蒙古冰草光合作用与抗旱性中的功能奠定了基础,并从基因遗传进化角度证实了蒙古冰草是小麦野生近缘种的观点,从而提出蒙古冰草是小麦抗性改良的理想基因供体。
2017, 37(2):217-224. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0217
摘要:以小桐子(Jatropha curcas L.) cDNA为模版,克隆了JcGSK基因的CDS序列。序列分析表明,JcGSK基因包含1 230 bp完全阅读框(ORF),编码409个氨基酸。预测其编码蛋白质的相对分子量为46.33 kD,理论等电点为8.58。Blast搜索结果及进化分析结果表明,JcGSK蛋白与巴西橡胶树GSK蛋白的氨基酸序列一致性最高(94%)且亲缘关系最近;JcGSK基因编码的蛋白具有一个蛋白激酶特有的结构域。组织表达结果显示,JcGSK基因在小桐子根、茎、叶、花、果皮和种子中都有表达,且在根中表达量最高。小桐子幼苗在NaCl、ABA、PEG、低温和机械损伤处理后JcGSK基因表达量有不同程度的上调,推测其参与小桐子非生物胁迫响应和信号传导过程。JcGSK基因在种子中也有较高表达,在种子发育过程中表达量的变化与种子生长发育趋势基本一致,推测JcGSK基因也参与调控小桐子种子的生长发育。
2017, 37(2):225-231. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0225
摘要:基于慈竹转录组数据库,从慈竹笋克隆得到2个NAC基因,分别命名为BeNAC3(GenBank登录号KU821587)和BeNAC4(GenBank登录号 KU821588),在生物信息学分析的基础上,研究了2个基因的组织表达模式和转录活性。TMHMM软件和系统进化分析表明,BeNAC3和BeNAC4都有一个明显的跨膜结构域,可能是膜结合蛋白,且两者分别与NAC2亚家族和ANAC011亚家族有较高相似性。根据BeNAC3在笋、未展开叶、展开叶和茎中的相对表达量,及其在进化树中与NAC2亚家族近似的亲缘关系,推测其可能与激素合成调控及开花有关;而 BeNAC4基因在成熟组织中表达量明显高于幼嫩的笋和未展开叶,表明其可能参与慈竹的次生生长发育调控。酵母单杂活性实验分析表明,BeNAC3和BeNAC4都能够激活β半乳糖苷酶基因(lacZ)的表达,表明这2个基因均具有一定的转录活性。该研究结果为今后获得转基因慈竹植株功能的验证奠定了一定的基础。
2017, 37(2):232-238. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0232
摘要:该研究利用同源克隆策略,获得了1 条小麦Fbox/LRR重复蛋白14基因(TaFBL14)。TaFBL14基因编码486个氨基酸,预测分子量为53.48 kD,等电点为5.93,序列N端包含一个Fbox结构域,C段包含7个LRR结构域。TaFBL14基因编码蛋白不具有信号肽及核定位信号序列,主要定位在细胞质中,二级结构以α螺旋为主,呈球状。进化树分析表明,TaFBL14与粗山羊草和乌拉尔托小麦的FBL14蛋白亲缘关系较近。qRTPCR分析结果显示,TaFBL14基因主要在小麦叶组织中表达,且受非亲和叶锈菌侵染后呈现上调表达趋势,说明该基因可能参与小麦抵御叶锈菌的侵染过程。
2017, 37(2):239-249. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0239
摘要:该研究基于已公布的大豆基因组序列信息,对大豆KUP/HAK/KT钾转运体基因家族进行了全基因组鉴定,并对该家族成员的基因特征、蛋白结构、染色体定位、基因复制和表达模式等进行了全面分析,为进一步了解该家族基因的功能及培育钾高效大豆品种提供理论支撑。结果表明:(1)在大豆基因组中共鉴定30个KUP/HAK/KT基因(简写为GmHAK01~GmHAK30),这些基因分布在大豆的15条染色体上,串联复制和片段复制可能导致了GmHAKs基因在大豆基因组中的扩增。(2)大豆GmHAKs蛋白间序列一致性很高,均具有12~14个跨膜区,且都定位于质膜上。(3)进化分析表明大豆GmHAKs可聚为4个进化簇ClusterⅠ~Ⅳ,其中ClusterⅡ的成员数目最多(16个),Cluster Ⅳ的成员数目最少(1个)。(4)所有GmHAKs基因均包含内含子和外显子,其内含子数目在7~9个之间,且同一亚家族的GmHAKs基因大部分具有相似的内含子外显子分布模式。(5)表达模式分析表明,大豆GmHAKs的表达大致可分为两类:一类是一些组织特异性表达的基因,包括了ClusterⅠ和ClusterⅣ的全部成员,ClusterⅡ的部分成员,他们在根(GmHAK30和GmHAK04)、花(GmHAK03和GmHAK15)、荚(GmHAK10)或种子(GmHAK25)中表达量很高;另外一类是一些非组织特异性表达的基因,包括了ClusterⅢ的全部成员和ClusterⅡ的部分成员,这些基因(GmHAK05、GmHAK17和GmHAK28等)在所有被检测的组织中均有较高的表达;KUP/HAK/KT家族基因表达模式在不同进化簇的差异化结果表明,其在进化过程可能受到了选择的作用。以上研究结果为今后研究KUP/HAK/KT家族基因功能及定向改良大豆的钾吸收物性提供了重要的基因信息,也为大豆钾高效品种的选育提供了理论基础。
2017, 37(2):250-257. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0250
摘要:为探究多花水仙 ACS基因的序列特征及功能,以‘云香’水仙盛花期花瓣为试验材料,根据‘云香’水仙花朵转录组数据信息,通过RTPCR方法克隆出1个 ACS基因,命名为 NtACS1(GenBank KX082936); NtACS1开放阅读框(ORF)长度为552 bp,编码183个氨基酸。编码蛋白质分子量约为20.6 KDa,理论等电点为6.30,不稳定系数为65.49,属于不稳定的疏水性蛋白。通过qRTPCR对‘云香’水仙不同时期花瓣和副冠中的 NtACS1基因进行了表达分析,得到与‘云香’水仙花朵转录组数据中相同的结果: NtACS1基因在‘云香’水仙花瓣和副冠中的表达都是随着花衰老过程呈现逐渐下降的趋势,且 NtACS1基因在花瓣和副冠中的表达峰值都在花苞期,表明 NtACS1基因编码的蛋白是在乙烯生物合成途径的系统1发挥催化作用的ACC合成酶。成功构建了 NtACS1基因的正义植物表达载体,并通过农杆菌介导法获得8株转基因烟草,PCR和RTPCR检测显示其中有6株为阳性植株,初步证实 NtACS1基因已导入烟草基因组中且在烟草中已表达。该研究结果为进一步分析 NtACS1基因的功能和后续转化水仙延长其花期研究奠定了基础。
曾友竞,林玉玲,崔彤彤,陈晓慧,徐小萍,张梓浩,程春振,陈裕坤,赖钟雄
2017, 37(2):258-265. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0258
摘要:为了解龙眼miR171家族的进化特性及其功能,该研究以龙眼mRNA和miRNA数据库中获得的miR171家族7个前体序列(premiRNA)和9条成熟体序列为基础进行生物信息学预测和表达分析。mfold预测显示,premiR171家族成员均能形成典型二级结构,其最小折叠自由能(dG)介于 -39.37~ -55.13 kal/mol,且家族成员中除premiR171scaffold112和premiR171fscaffold38外,其他成员包含的成熟序列与vvimiR171a、ptcmiR171f以及ctrmiR171等成熟体完全匹配。NJ进化树分析发现,龙眼premiR171家族与柑橘、毛果杨具有较高相似性。psRNAtarget靶标预测显示,龙眼miR171家族的主要靶标为Scarecrowlike6,与其他植物的miR171靶标相同。实时荧光定量PCR分析表明,premiR171家族成员均在龙眼雄花中表达提高,而在果实中表达量降低。研究认为,龙眼miR171家族在进化过程中具有高度保守性,在龙眼生长发育过程中主要参与雄花形成。
2017, 37(2):266-272. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0266
摘要:以中国7个省份9个天女木兰种群为研究对象,采用微卫星技术(SSR)探讨天女木兰分子遗传多样性。结果显示:(1)9个天女木兰种群间存在较低的遗传多样性,种群平均Nei基因多样性指数(H) 0.098 5,平均Shannon信息指数(I)0.146 8;种群间基因流为0.597 9(<1),处于很低的水平。(2)天女木兰不同种群在长期进化过程中发生了一定的遗传分化, 9个天女木兰种群的遗传距离为0.068 8~0.214 2,遗传相似度介于0.82~0.93之间。(3)聚类分析结果显示,9个天女木兰种群在进化上形成2个主要分枝,贵州麻江种群为一支,其他地区的种群为另一支,其中贵州麻江的天女木兰生存状况较差。(4)天女木兰的遗传多样性与种群分布的经度呈正相关。研究表明,天女木兰种群间的遗传多样性低,缺乏基因交流,可能是导致其濒危的主要遗传学机制。
2017, 37(2):273-278. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0273
摘要:以铁皮石斛花蕾为材料,研究不同秋水仙素处理对2n花粉诱导的影响,并探讨2n花粉形成的细胞机制。结果表明:用 0.1%秋水仙素微量注射长5.53 mm、宽2.3 mm左右的花蕾,每天注射1次,共注射3次,诱导 2n 花粉效果最好,2n 花粉诱导率达6.22%,2n花粉粒直径比n花粉粒直径增大49%。减数分裂中期Ⅱ发现纺锤体定位异常,表现为平行纺锤体、三级纺锤体,四分体时期观察到三分体和二分体,故纺锤体定位异常可能是铁皮石斛2n配子形成的细胞学机制之一,其 2n花粉在遗传上等同于FDR型。
2017, 37(2):279-285. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0279
摘要:应用植物解剖学、组织化学定位和紫外分光光度法,对蒙古黄芪各营养器官的结构特点及其皂苷、黄酮、多糖3种有效成分的积累特征和含量进行分析研究。结果表明:(1) 蒙古黄芪的根由周皮和次生维管组织构成,其中次生韧皮部为根的主要部分,约占根横切面积70%,韧皮薄壁细胞为其主要组成部分;茎包括表皮、皮层和维管柱三部分,外韧维管束排列紧密,髓射线窄;叶为异面叶,包括表皮、叶肉和叶脉;营养器官具有抗旱特征。(2) 组织化学显示,皂苷、黄酮、多糖3种有效成分主要贮藏在根的栓内层、次生韧皮部、维管射线、形成层细胞和茎的皮层、髓射线、韧皮薄壁细胞、形成层细胞以及叶的叶肉组织中。(3) 紫外分光光度计定量分析结果显示:根、茎、叶中的皂苷含量分别为6.081、5.362、6.590 mg/g,黄酮含量分别为1.981、2.662、1.359 mg/g,多糖的含量分别为56.69、7.36、12.23 mg/g。该研究植物化学分析结果与组织化学观察结果一致且相互印证,说明蒙古黄芪根、茎、叶中的有效成分含量均较高,其茎、叶也具有一定的药用价值,建议进行合理采收及开发利用。
2017, 37(2):286-296. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0286
摘要:夏季高温导致植物失水萎蔫甚至死亡是固化无土基质应用于垂直绿化的一个难题。该研究分析比较了传统基质和2种固化无土基质的保水性,测定了“常春藤”、“黄金络石”、“金禾女贞”、“金森女贞”、“银边六月雪”、“小叶栀子”和“银霜女贞”等7种园林植物在这3种基质中的干旱胁迫响应时间、复水后恢复状况、內源物含量和保护酶活性,并采用因子分析法对7种植物在不同基质中的干旱适应能力进行综合评价。结果显示:(1)传统基质保水性最强,国产固化无土基质“炭棉”次之,进口固化无土基质“保浮科乐”最差。(2)植物在传统基质中的干旱胁迫响应时间最长,“炭棉”其次,“保浮科乐”最短。(3)复水后,植物在传统基质中的恢复情况优于固化无土基质,但一些植物在固化基质中恢复情况也较好。(4)大部分植物在3种基质中叶片MDA含量和POD活性都表现出先增加后减少的趋势,但“常春藤”和“银边六月雪”在“炭棉”中20 d 的SOD活性显著增加,其他植物在3种基质中的SOD活性都无显著变化;可溶性蛋白含量在3种基质中的变化趋势相似,其中“常春藤”和“银边六月雪”持续降低,其他植物则表现为先增加后降低的趋势。(5)综合评价结果认为,“常春藤”、“银霜女贞”和“银边六月雪”在传统基质中有极强的干旱适应能力,而“常春藤”、“银边六月雪”和“金森女贞”在2种固化无土基质中有较强的干旱适应能力。
2017, 37(2):297-306. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0297
摘要:以不结球白菜‘新矮青’为试验材料,采用菌土接种法接种根肿病菌,研究不同浓度(0.2~0.8 mmol·L-1)的外源水杨酸(SA)对根肿病胁迫下不结球白菜植株抗性诱导和感病植株生长的影响,以及植株叶片和根系中防御酶系统的变化规律,探讨外源SA对防治不结球白菜根肿病的可行性。结果显示:(1)根肿病显著影响不结球白菜的生长,加剧植物的膜脂过氧化程度;适宜浓度的外源SA能不同程度地缓解不结球白菜所受根肿病的侵害,并以0.6 mmol·L-1 SA处理效果最好。(2)外源SA显著降低了根肿病的发病率和病情指数,提高了抗根肿病的诱抗效果,并缓解感病对不结球白菜的生长抑制,显著促进感病植株的生长。(3)外源SA提高了不结球白菜叶片和根系中的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)的抗氧化酶活性,以及多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、谷胱甘肽还原酶(GR)的防御酶活性;显著降低了植株叶片和根系中的MDA、H2O2含量及O-·2产生速率。研究表明,外源SA诱导不结球白菜对根肿病的抗性,缓解根肿病的伤害,且具有剂量效应,以根部灌施0.6 mmol·L-1SA的效果最好;在根肿病的胁迫下,SA可提高不结球白菜植株抗氧化酶和防御酶的活性,增强渗透调节能力和细胞活性氧清除能力,降低根肿病对植株的伤害,从而促进生长。
李爱梅,张 玲,张 超,赵鹏博,勾 薇,陈富彩,高 梅,张立新
2017, 37(2):307-314. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0307
摘要:该研究以平邑甜茶[Malus hupehensis (Pamp.) Rehd.] 2年生实生苗为材料,通过盆栽试验于干旱处理前3 d分别连续喷施黄腐酸(FA)、甜菜碱(GB)和复配(FA+GB),并以清水为对照(CK)进行预处理,比较分析不同预处理对干旱胁迫下平邑甜茶的生理及光合特性变化,探讨FA和GB对平邑甜茶的抗旱生理机制。结果显示:(1)与对照相比,FA、GB和FA+GB预处理均能够显著提高平邑甜茶叶片相对含水量,且FA的保水性效果最佳。(2)3种预处理均可显著促进干旱胁迫下叶片可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量增加,且FA+GB预处理后在干旱胁迫下叶片可溶性糖和脯氨酸累积量显著高于单施FA或GB。(3)3种预处理均可显著提高干旱胁迫下平邑甜茶幼苗的SOD、POD、CAT活性,并显著降低MDA的积累速度及其累积量,且以FA+GB预处理的MDA含量最低、抗氧化酶活性最高。(4)GB和FA+GB预处理下平邑甜茶的净光合速率、瞬时水分利用率显著高于CK和FA,且FA+GB处理下改善光合特性的效果最佳,GB次之。研究表明,单独喷施黄腐酸和甜菜碱及两者配施预处理均能够增加干旱胁迫下平邑甜茶的渗透调节物质和相对含水量,提高叶片的保水性,调节抗氧化物酶活性,降低丙二醛含量,增加细胞膜稳定性,改善光合性能,进而提高平邑甜茶的抗旱能力,且以复配喷施(FA+GB)预处理的效果最好。
2017, 37(2):315-320. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0315
摘要:以普通小麦品种‘轮选988’为材料, 采用溶液培养法,研究了根施不同浓度甜菜碱(1.0、2.0、3.0、4.0、5.0、10.0、15.0、20.0 mmol·L-1)对镍(100 μmol·L-1NiSO4)胁迫下小麦根系生长的影响,以及4.0 mmol·L-1甜菜碱处理镍胁迫幼苗根系相关抗逆生理生化指标的变化。结果表明:(1)与不施加镍对照相比,镍胁迫下小麦幼苗的根长、株高、鲜重和干重分别显著降低了14.7%、11.7%、15.0%和16.7%。(2)与单独镍胁迫处理相比,小麦幼苗的根长、株高、鲜重和干重均随着根施甜菜碱的浓度逐渐增加且呈先升后降的趋势,并以4.0 mmol·L-1外源甜菜碱处理效果较佳。(3)与单独镍胁迫处理相比较,在4.0 mmol·L-1外源甜菜碱处理下,小麦幼苗根系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性分别升高了284.7%、40.3%、82.9%和20.4% ,超氧阴离子自由基(O-·2)含量、过氧化氢(H2O2)含量和丙二醛(MDA)含量分别显著降低了50.6%、38.4%和40.6%,可溶性糖含量及游离脯氨酸(Pro)含量分别显著降低了19.2%、45.4%,而根系活力大幅上升了358.0%。研究认为,根施适宜浓度外源甜菜碱可显著增强小麦幼苗根系的抗氧化能力,恢复根系活力,从而有效减弱镍胁迫对小麦幼苗生长的伤害。
2017, 37(2):321-329. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0321
摘要:采用盆栽法研究葎草(Humulus scandens)幼苗的生物量、气体交换参数、叶水势、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、抗氧化酶活性及丙二醛(MDA)含量对不同浓度盐(NaCl)(分别为0、100、200、300、400 mmol/L)胁迫的响应,以探讨葎草幼苗对盐胁迫的适应机制及耐性机理。结果表明:(1)随着NaCl胁迫浓度的增加,葎草幼苗生长受到严重抑制,显著降低了根、茎、叶的干重、单叶面积、比叶面积(SLA)和根冠比(R/S)。(2)NaCl胁迫后,葎草幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和叶水势(Ψw)均随盐浓度增加呈显著下降趋势,气孔限制值(Ls)和瞬时水分利用效率(WUEi)却显著增加。(3)NaCl胁迫下,叶绿素a (Chl a)和叶绿素b (Chl b)等光合色素含量以及过氧化氢酶(CAT)活性均显著降低,但超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性和丙二醛(MDA)含量显著升高,说明植株的抗氧化酶系统对NaCl胁迫具有积极的响应策略。(4)NaCl胁迫显著提高了幼苗最小荧光(Fo)、可变荧光(Fv)、最大荧光(Fm)、表观光合电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP),有效降低了PSⅡ有效光化学量子产量(Fm′/Fo′)、非光化学淬灭系数(qN),并在不同盐浓度梯度下存在着显著的效果差异。研究表明,低浓度(100 mmol/L)NaCl胁迫对葎草幼苗生长没有显著影响,但随着浓度的增加,葎草幼苗的气体交换、叶绿素含量、PSⅡ反应能力、抗氧化酶系统均受到抑制,植株的生长发育受到严重影响。
2017, 37(2):330-338. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0330
摘要:该试验通过人工气候室模拟相对低温(日均温16.5 ℃)、常温(日均温23.5 ℃)和相对高温(日均温30.5 ℃)3种日动态温度,研究了不同温度对烟草生长发育及光合作用的影响。结果表明:(1)与常温下生长的烟草相比,相对低温和高温处理均降低了烟株的株高、叶长和叶宽,在一定程度上抑制了烟草的生长。(2)相对低温和高温处理比常温处理下有较低的烟叶净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSⅡ最大光化学量子效率(Fv/Fm)、PSⅡ实际光化学量子效率(ΦPSⅡ)、光化学猝灭系数(qp)、Rubisco羧化酶活性和相对较高的初始荧光强度(F0)。长期较高或较低的温度均会对烟草的生长发育产生抑制,这可能因其在一定程度上抑制了烟叶的光合机构活性并对反应中心造成了损伤,从而降低了烟草的光合作用,抑制了烟株的生长,长期日均温23.5℃有利于烟草的生长和光合作用。
王振兴,吕海燕,秦红艳,赵 滢,刘迎雪,艾 军,曹建冉,杨义明,沈育杰
2017, 37(2):339-345. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0339
摘要:以棚内盆栽山葡萄品种‘双优’(抗逆性弱)和‘左山一’(抗逆性强)扦插苗为材料,利用气体交换分析和叶绿素荧光诱导动力学分析手段,研究了轻度、中度和重度盐碱胁迫对不同抗逆性山葡萄品种的光合特性及PSⅡ活性以及生长发育的影响,为山葡萄耐盐碱品种的评价提供理论依据。结果显示:(1)‘双优’各胁迫程度下的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和重度胁迫下的蒸腾速率(Tr)显著低于对照,而‘左山一’重度胁迫下的Pn和Tr、中重度胁迫下的Gs、各胁迫程度下的胞间二氧化碳浓度(Ci)显著低于对照,净光合速率下降主要归因于气孔限制和非气孔限制。(2)轻度、中度盐碱胁迫‘双优’叶片单位反应中心吸收的光能(ABS/RS)、单位面积内有活性反应中心数目(RS/CS)和吸收光能为基础的性能指数(PIABS),以及重度盐碱胁迫下‘左山一’的ABS/RS、RS/CS、用于电子传递的光能 (ETo/CS)均显著低于相应对照,其余均无显著变化。(3)2品种山葡萄植株茎流率及株高、叶片数和根系生物量等生长指标在不同盐碱胁迫水平下均比对照显著降低,并以‘双优’品种降低幅度更大。研究表明,盐碱胁对山葡萄‘左山一’的叶片净光合速率、PSⅡ光能吸收和传递效率以及生长的抑制作用均小于‘双优’, ‘左山一’ 的耐盐碱性更强。
2017, 37(2):346-355. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0346
摘要:以陕西省安塞县2000年左右退耕栽植的5种不同密度(830~3 330株/hm2) 刺槐林地为研究对象,分析不同栽植密度对刺槐林木生长、林下植被及土壤水分的影响,为黄土高原丘陵沟壑区刺槐人工林合理栽植密度的确定以及可持续经营提供理论依据。结果表明:(1)阳坡中不同密度间刺槐林木的胸径、树高、冠幅均差异显著;阴坡中2 500株/hm2的刺槐林木平均胸径、树高与两个低密度林的差异显著,且平均冠幅与1 670株/hm2差异显著,与2 000株/hm2差异不显著。(2)当栽植密度为1 670株/hm2时,刺槐林地水分含量相对较高,林下植被平均盖度及物种多样性也较高。(3)各栽植密度刺槐林地0~500 cm土壤含水量均低于该地区土壤稳定湿度(12%)。(4)阳坡中3 330株/hm2的林地0~500 cm土层含水量仅为4.5%,土壤干旱化严重,而830株/hm2的刺槐林地土壤水分为7.8%;阴坡中栽植密度为1 670~2 000株/hm2的刺槐林地土壤含水量较高,为7.5%~8.2%。研究表明,在陕北黄土高原丘陵沟壑区,刺槐初始造林密度不宜超过1 670株/hm2(株行距2 m×3 m),在进入刺槐生长高峰期后,应采取间伐管理以调整林分密度,使其维持刺槐人工林林地的稳定性与可持续性。
2017, 37(2):356-362. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0356
摘要:为了揭示高山杜鹃群体在不同海拔梯度上的表型变异程度和变异规律,以云南轿子山国家级自然保护区天然分布的5个海拔梯度红棕杜鹃种群为研究对象,通过对其12个性状的测量,分析不同海拔梯度下红棕杜鹃种群的表型多样性。结果表明:(1)调查的12个性状中5个存在显著差异,占总表型性状的41.67%;各性状变异系数(CV)的大小分布在8.51%~34.32%之间;相对极差(R′)分布在38.04%~100%之间,低海拔种群(P1和P2)的表型性状变异丰富、极端变异高,而中、高海拔种群(P3、P4、P5)的表型性状变异和极端变异程度较低。(2)ShannonWeaver多样性指数分析表明,轿子山红棕杜鹃不同海拔种群存在丰富的表型多样性,5个海拔种群的平均表型多样性指数为2.453 4,12个表型性状的平均多样性指数为4.076 3。(3)相关性分析表明,花序宽和花柄长与海拔呈显著负相关,其它性状与海拔相关性并不显著。(4)聚类分析表明,红棕杜鹃不同海拔种群可以聚为明显的2支。研究认为,轿子山自然保护区红棕杜鹃不同海拔种群的环境异质性是影响其表型变异的主要因素。
2017, 37(2):363-371. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0363
摘要:采用氯仿熏蒸浸提法,以宁夏盐池荒漠草原3种典型群落(柠条、沙蒿、短花针茅)类型为研究对象,分析了不同生境(冠下、丛间)和不同土层间(0~5、5~10、10~15 cm)土壤理化性质及微生物量——微生物量碳(MBC)和微生物量氮(MBN)的变化特征。结果表明:(1)3种群落土壤微生物量变化差异较大,柠条、沙蒿和短花针茅群落土壤MBC含量分别为77.00~393.18、17.27~221.71和81.05~173.37 mg/kg, MBN含量分别为7.59~64.81、1.43~13.95和4.25~22.13 mg/kg, MBC和MBN含量均表现为:冠下>丛间,且随土层深度的增加而降低,有明显的“沃岛效应”。(2)群落类型对土壤微生物量碳氮含量的变化有显著影响,3种典型群落类型下土壤微生物量熵(qMB)、碳氮比(C/N)、微生物量碳氮比(MBC/MBN)分别在0.76~4.10、15.02~52.50、5.34~23.07范围内变化,其比值在不同生境和不同土层深度的分布特征有明显差异。(3)3种典型群落类型的土壤MBC与SOC、MBN、qMB具有显著相关关系,土壤C/N与MBC/MBN呈显著正相关关系,表明土壤MBC、MBN具有一定的生物学指示特性,可以作为评价土壤质量的生物学指标。
2017, 37(2):372-378. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0372
摘要:通过多次野外调查及资料整理,对纳板河流域国家级自然保护区蕨类植物的区系组成、地理成分、区系联系、性质及起源等方面进行了分析研究。结果显示:(1)纳板河保护区共有蕨类植物43科90属239种,优势科为水龙骨科、金星蕨科、凤尾蕨科、蹄盖蕨科、三叉蕨科,优势属为凤尾蕨属、鳞盖蕨属、毛蕨属、石韦属。(2)纳板河保护区蕨类植物区系具有明显的热带向亚热带过渡的性质,当属热带亚洲蕨类植物区系,但在一定程度上受到中国喜马拉雅蕨类植物区系的影响。(3)纳板河保护区在地理亲缘关系上与云南大围山最为密切,与海南岛、哀牢山保护区的关系次之,与苍山、轿子雪山及雕林山保护区的联系较为疏远。
2017, 37(2):379-386. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0379
摘要:以匙叶翼首草种子为材料,探索种子最佳消毒方法,对影响无菌苗外植体愈伤组织诱导、增殖及植株再生的因素进行了研究。结果表明:(1)剥去外种皮的种子,经75%乙醇 1 min+0.1% HgCl2 7 min+50%多菌灵500倍液30 min消毒后,在1/2 MS培养基中的发芽率达60.67%,无污染。(2)无菌苗的叶片和茎段都适宜诱导愈伤组织,在培养基MS+5.0 mg·L-1 6BA+2.0 mg·L-1 2,4D中可在10 d内诱导出生长旺盛的愈伤组织,愈伤诱导率分别为84.00%、97.33%。(3)适宜的愈伤组织增殖培养基为MS+3.0 mg·L-1 6BA+2.0 mg·L-1 IAA,培养20 d的叶片和茎段愈伤组织的生长率分别为74.37%、70.52%。(4)适宜的丛生芽诱导培养基为MS+3.0 mg·L-1 6BA+2.0 mg·L-1 IAA+250 mg·L-1 L脯氨酸+150 mg·L-1 水解酪蛋白,30 d后茎段和叶片的丛生芽发生率分别达到100%、94.44%。(5)再生苗在1/2 MS+0.5 mg·L-1 NAA培养基中生根培养30 d,生根率为100%。匙叶翼首草高效稳定的再生体系为保护其野生资源和工厂化育苗提供了有效途径。
2017, 37(2):387-393. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0387
摘要:该实验以黄果龙葵和龙葵的根尖为实验材料,进行不同的预处理、固定和解离,确定出各种材料适合于核型分析的制片方法。结果表明:龙葵于15 ℃条件下经0.05%秋水仙素预处理2.5 h,固定后用1 mol/L HCl酸解后,染色观察,得到的染色体分散,易于染色体计数和形态观察。用此方法对黄果龙葵和龙葵进行核型分析,结果发现:黄果龙葵和龙葵都属于小型染色体,黄果龙葵为四倍体,核型公式为K(4n)=48=4sm+44m,核型不对称系数为56.22%,属于2B核型。龙葵为六倍体,核型公式为K(6n)=72=72 m,核型不对称系数为55.89%,属于1B核型。
林 云,毕海燕,杨志荣,罗天琳,何珊珊,陈雅丽,敬 璇,云映霞,王明琼,林 祁
2017, 37(2):394-398. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0394
摘要:在整理保存于中国科学院植物研究所中国国家植物标本馆(PE)的国产合瓣花植物模式标本时,根据《国际藻类、菌类、植物命名法规》(墨尔本法规)规则9.5,发现在报春花科中的小点地梅、羽叶点地梅和狭萼报春,龙胆科中的福建龙胆、云雾龙胆、大花深红龙胆、管花秦艽、五台山龙胆和四数獐牙菜,马鞭草科中的三花莸,唇形科中的白苞筋骨草、甘青青兰、血盆草和宽苞峨眉鼠尾草名称的模式为合模式。遵照规则8.1、9.11和9.12,以及辅则9A.3的精神,对这14个名称做出后选模式指定。
2017, 37(2):399-401. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0399
摘要:连蕊芥属(Synstemon Botsch.)为蒙古高原特有属,根据大量的腊叶标本和野外居群调查,将陆氏连蕊芥(Synstemon lulianlianus AlShenhbaz et al.)作为连蕊芥(Synstemon petrovii Botsch.)的异名处理,确认连蕊芥属为单种属。
张海那 , 范海延 , 于 洋 , 贾淑敏 , 于广超 , 陈秋敏 , 赵珺玥
2017, 37(2):402-407. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0402
摘要:氢气作为新发现的活性气体被广泛研究。在植物生长发育方面,氢气具有促进种子发芽、幼苗发育、不定根生长等作用;在植物遭受逆境胁迫过程中,氢气通过调控抗氧化酶活性、抗氧化物质的生成及其相应的转录本来应对胁迫带来的氧化损伤,提高植物对干旱、盐胁迫、重金属胁迫、除草剂、紫外照射等胁迫的抗性,同时氢气还可以调控与抗病虫害等胁迫相关基因的表达。该文对国内外有关氢气在促进植物生长发育和提高植物抗性方面的作用,以及逆境胁迫下氢气作为信号分子通过调控抗氧化防御系统提高植物抗逆性的机制进行综述,以期更好地了解和促进氢气在农业科学上的研究与应用。
2017, 37(2):408-418. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2017.02.0408
摘要:种子寿命是衡量种子质量高低的关键指标之一,直接关系到种子萌发、萌发后幼苗的生长发育以及作物产量高低。种子寿命的调控是一个复杂的生物学过程,影响种子寿命的因素包括环境因素、种子自身的结构、营养成分组成及含量以及调控种子寿命相关的关键基因。研究储藏过程中种子生理生化指标的变化,以及相应关键基因的生物学功能,掌握调控种子寿命的生理及分子机制,对于减少种子内部能量消耗,进一步延长种子寿命具有重要意义。该文综述了近年来国内外有关调控种子寿命的生理及分子机制,重点阐述了调控种子寿命的相关关键基因的研究进展,并讨论了各种外部因素对种子寿命的调控机理。