2018, 38(12):2155-2164. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2155
摘要:该研究以野生型番茄(Solanum lycopersicum)为材料,采用PCR技术克隆得到了番茄 SlWRKY31 基因起始密码子 ATG 上游启动子序列,并利用该启动子驱动 GUS基因在野生型番茄中表达,对获得的转基因番茄采用不同胁迫处理后进行GUS 染色和定量分析。结果表明:(1)序列分析显示,该启动子全长1 849 bp,含有多个与非生物胁迫和激素响应相关的顺式作用元件,主要包括热胁迫响应元件 HSE、干旱诱导响应元件 MBS、防卫和胁迫响应元件 TCrich repeats、创伤诱导响应元件 WUNmotif、脱落酸(ABA)响应元件 ABRE 和水杨酸(SA)响应元件 TCAelement。(2)实时荧光定量 PCR 结果显示,SlWRKY31 基因呈组成型表达模式,且在叶和果实中表达量较高,茎中较低;在NaCl、甘露醇、SA、ABA 和42 ℃ 高温的胁迫处理下,其表达量显著升高。(3)构建 SlWRKY31 启动子和 GUS 基因融合的植物表达载体,并通过农杆菌介导法将其转化野生型番茄,对获得的转基因番茄进行 GUS 组织化学染色分析结果显示,SlWRKY31 基因在番茄的各个组织(根、茎、叶、花、果实和种子)中均有表达,表明 SlWRKY31 启动子是组成型表达启动子。(4)对转基因番茄在不同胁迫处理后的 GUS 染色和定量分析显示,SlWRKY31 启动子显著受到NaCl、甘露醇、SA、ABA 和42 ℃ 高温的诱导表达,说明该启动子是一个可以响应多种逆境胁迫的诱导型启动子。
高玉莹 , 时 欢 , 王 云 , 陈 燕 , 赖钟雄 , 叶开温
2018, 38(12):2165-2174. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2165
摘要:该研究以文心兰品种‘柠檬绿’(雄性不育)和‘巧克力’(可育)为试验材料,对花粉团和花粉粒的形态进行观察,并在转录组数据分析的基础上,利用RTPCR技术从‘柠檬绿’中克隆了1个MYB转录因子基因(OnMYB106),用qRTPCR技术分析该基因的相对表达量,以初步鉴定‘柠檬绿’花粉败育特征,揭示花粉败育与OnMYB106基因的调控关系。结果显示:(1)‘柠檬绿’花粉团药室明显变扁,外壁凹陷、皱缩。(2)‘柠檬绿’花粉细胞内含物缺失,细胞质空泡化严重,花粉粒形态异常,花粉壁发育不连续,有许多孔洞(并非萌发孔)。(3)成功克隆获得‘柠檬绿’MYB106的基因序列,命名为OnMYB106,其开放阅读框为819 bp,编码272个氨基酸;其基因组序列与cDNA比对显示,OnMYB106基因含有3个外显子和2个内含子。(4)生物信息学分析表明,OnMYB106属于SANT 超家族,具有2个连续的MYB DNAbinding结构域,是一个典型的R2R3MYB转录因子;进化树分析表明,OnMYB106与高粱、水稻和二穗短柄草的MYB106蛋白序列的一致性最高,进化距离最近。(5)qRTPCR分析显示,OnMYB106在‘柠檬绿’花粉团中下调表达;该基因在‘柠檬绿’不同组织器官中均有表达,但在花中表达量最高,假鳞茎中表达量最低;在不同花期中,花苞期表达量最高,盛开期只有微量表达。研究认为,‘柠檬绿’花粉壁发育异常可能导致其花粉败育;OnMYB106基因可能在‘柠檬绿’花器官的生长发育中起重要的调控作用,并且该基因可能属于花粉发育“早期”表达基因,主要影响‘柠檬绿’花粉壁的的形成。
2018, 38(12):2175-2185. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2175
摘要:新疆北部早春短命植物独行菜幼苗期能够在早春的低温条件下生长,具有良好的耐受低温胁迫的能力。前期研究获得了独行菜幼苗冷诱导上调表达基因片段,通过同源克隆获得该基因的全长cDNA序列(LaNHR2B),运用生物信息学软件预测分析该基因编码蛋白的性质及其构象,采用荧光定量RTPCR技术分析其表达量与幼苗生长阶段、冷诱导处理以及外源ABA处理间的关系,通过转化拟南芥研究过表达该基因对植物幼苗低温耐受性的影响。结果表明:(1)LaNHR2B基因全长1 035 bp,编码344个氨基酸,蛋白质分子质量为85 791.16 kD,理论等电点为5.06,分子式为C3129H5225N1035O1307S235;其蛋白主要由丙氨酸、苏氨酸、甘氨酸及半胱氨酸组成,具有3个跨膜结构,功能未知;在十字花科植物中保守性强,其他科的植物中未见同源基因。(2)LaNHR2B受4 ℃低温诱导显著上调表达,但随幼苗生长受低温诱导上调表达有所降低,与幼苗随发育耐受低温能力下降变化一致。(3)外源ABA可诱导LaNHR2B表达上调;过表达拟南芥幼苗低温耐受性明显增强。该研究初步证明,LaNHR2B表达量与独行菜幼苗耐受低温密切相关,可能是独行菜幼苗经过冷驯化后能够增强植株抗寒能力的功能性基因。这为进一步开发利用该基因进行油菜等作物抗寒育种提供理论依据。
2018, 38(12):2186-2193. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2186
摘要:该研究以茶树‘龙井长叶’为材料,克隆获得了茶树胚胎发育晚期丰富蛋白基因CsLEA5的cDNA序列,该序列全长515 bp,包含一个375 bp的开放阅读框,编码124个氨基酸,预测蛋白分子量为13.5 kD,理论等电点为5.92。蛋白序列分析结果显示,CsLEA5为高亲水性和稳定性蛋白,且含有一个典型的LEA_3保守结构域,属于LEA蛋白中LEA_3亚家族成员。CsLEA5基因启动子区域包含多种与逆境响应相关的顺式作用元件,如乙烯响应元件(ERE)、胁迫响应元件(STRE)、创伤响应元件(WUNmotif)及MYB、MYC转录因子识别位点等。qRTPCR分析显示,CsLEA5基因表达具有明显的组织特异性,在叶片中的表达量最高,其次是嫩茎,而在其他组织器官中的表达量较低,且CsLEA5基因表达受低温和干旱胁迫的诱导。研究表明,CsLEA5基因可能在茶树响应低温和干旱胁迫过程中发挥重要作用。该研究对了解茶树抗逆分子机制,筛选抗性候选基因资源提供了重要理论依据。
2018, 38(12):2194-2200. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2194
摘要:以黑果枸杞为材料,利用RTPCR和RACE技术克隆了花青素合成相关基因LrTTG1(GenBank登录号为MH633481)。序列分析表明,LrTTG1基因cDNA全长1 453 bp,包含1 029 bp开放阅读框,编码342个氨基酸,含有5个WD40重复基序。同源比对结果表明,LrTTG1与茄子SmTTG1的氨基酸序列相似性较高,达到83.73%。qRTPCR分析显示,LrTTG1基因在茎、叶、花、青果、紫果和黑果中均有表达,且在青果中的表达水平(最高)约为黑果(最低)的4倍;紫外胁迫下LrTTG1基因的表达随胁迫时间的延长呈先降低后升高的变化趋势。花青素含量分析表明,黑果的花青素含量最高(11.3 mg/g),分别约为紫果( 1.2 mg/g)和青果(0.53 mg/g)含量的9.4倍和21.3倍。研究表明,随着黑果枸杞果实的发育,LrTTG1基因的表达量呈现下降趋势,而花青素的含量则呈上升趋势,两者呈负相关关系;推测LrTTG1基因在黑果枸杞花青素合成中可能具有重要的调节作用。
2018, 38(12):2201-2206. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2201
摘要:以栽培烟草‘云烟87’为材料,通过同源克隆方法分离了烟草NHX(Na+,K+/H+ exchanger)基因NtNHX13。结果表明:NtNHX13基因CDS长度1 617 bp,编码蛋白质长度为538 aa,蛋白理论等电点为8.67,分子量为59.34 kD。预测NtNHX13属于膜蛋白,含有11个跨膜区,且含有NHX类蛋白保守位点氨氯吡嗪咪结合位点。进化树分析显示,NtNHX13与菊苣、野菊花NHX遗传距离最近。qRTPCR组织特异性表达分析表明,NtNHX13在烟草叶片中表达量最高,根、茎、花中也有表达;盐胁迫处理后NtNHX13基因的表达上调,表明该基因参与了盐胁迫反应;打顶初期NtNHX13基因的表达呈逐渐上调的趋势,与该时期钾含量逐渐升高相吻合。研究推测,NtNHX13具有将钾离子从细胞质转运至液泡的功能。
2018, 38(12):2207-2214. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2207
摘要:通过RACE技术,从不结球白菜抗病品种‘苏州青’叶片克隆到金属硫蛋白(metallothionein)基因的全长cDNA序列(BcMT2)。序列分析结果表明,BcMT2基因的cDNA全长为528 bp,其中开放阅读框长度为243 bp,共编码80个氨基酸,相对分子质量为8.02×103 Da,理论等电点是4.61。氨基酸同源系统进化分析表明,不结球白菜BcMT2基因属于Ⅱ类植物MT2基因家族,且与同科植物的进化关系相近,其中与大白菜第5号染色体的基因(Bra029765)相似性最高(100%)。qRTPCR分析表明,BcMT2基因在不结球白菜叶中表达最强;霜霉病菌诱导后,BcMT2基因在抗病品种‘苏州青’中的表达量于48 h达到峰值,而在感病品种‘矮脚黄’中的表达量于72 h达到峰值;盐处理条件下,BcMT2基因在抗病品种‘苏州青’中的表达量于12 h达到峰值,而在感病品种‘矮脚黄’中的表达量于24 h达到峰值;ABA处理下,‘苏州青’中其表达量于24 h达到峰值,且在‘矮脚黄’中BcMT2基因的表达趋势与‘苏州青’类似;干旱处理条件下BcMT2基因的表达在两材料中均受到抑制。BcMT2原核表达分析发现,在37 ℃、1.0 mmol·L-1IPTG诱导2、4 、6 h后,均检测到了一条蛋白分子质量约为8×103 Da的表达特异条带,这与预期融合蛋白的相对分子质量的理论值8.02×103 Da相符。研究表明,不结球白菜BcMT2基因在受到生物胁迫和非生物胁迫等逆境条件下均发挥着重要作用,且BcMT2在大肠杆菌中成功实现融合表达,为进一步进行蛋白水平和转基因功能研究奠定了基础,也为选育高产、优质的不结球白菜新品种提供重要的理论依据。
2018, 38(12):2215-2223. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2215
摘要:该研究通过生物信息学方法,对丹参线粒体、叶绿体基因组序列进行SSR位点搜索,利用Primer3.0软件在线设计SSR引物,通过PCR扩增,筛选出扩增效果好、多态性高的10对cpSSR引物和13对mtSSR引物,用于分析61份丹参品种的遗传多样性和鼠尾草属植物种间的通用性。结果显示:(1)从2条基因组序列中搜索到32个cpSSR位点和24个mtSSR位点,其中叶绿体单核苷酸的重复序列最多为31个,占96.9%,重复类型中以A/T形式的微卫星最为丰富。(2)23对SSR引物共检测出46个等位基因,平均每个SSR位点等位基因数是2个,有效等位基因数为1.566;预期杂合度(He)为0.346,高于双子叶植物的平均水平(He=0.190);多态信息含量(PIC)为0.278,大于0.250小于0.500;Shannons信息指数为0.519,表明所采集的丹参呈中等水平的遗传多样性。(3)聚类分析表明,61份丹参材料的遗传相似系数在0.54~0.96之间,并在遗传相似系数为0.64处将 61份丹参分为6个亚群:四川、山东和安徽省的丹参聚集在Ⅰ和Ⅱ亚群中,说明四川中江、山东和安徽地区的丹参亲缘关系较近,而来源于四川中江的丹参分布于所有亚群,表明四川中江的丹参具有丰富的多态性。(4)通用性检测结果显示,11对mtSSR引物在9种鼠尾草属中的平均通用性比率为64.63%,通用性较高;9对cpSSR引物在10种鼠尾草属中的平均通用性比率为44.66%,通用性较低;引物cp5p、cp8p和cp10p在野芝麻亚科植物属间的通用性较好。研究表明,开发的23对SSR引物在鼠尾草属内具有很好的适用性,可以为该属种间的亲缘关系和种内遗传分化研究提供分子依据。
2018, 38(12):2224-2235. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2224
摘要:该研究采用光学显微镜与扫描电子显微镜对山芹属(Ostericum Hoffm.)8种17个居群的花粉形态特征进行观察和分析,为山芹属分类鉴定与属下系统关系研究提供依据。结果显示:(1)山芹属17个居群的花粉类型包含椭圆形、近长方形、超长方形和赤道收缩形4种类型。(2)花粉赤道面观有近椭圆形、近长方形与超长方形,极面观多为三角圆形,少数为三角形。(3)花粉极轴长度为24.7~35.6 μm,赤道轴长度为10.6~17.4 μm,极轴与赤道轴的比值P/E为1.7~2.5,体积指数P×E1/2为18.2~22.6。(4)花粉萌发孔均具三孔沟,且多为边萌发孔,角萌发孔较少,沟细长且均匀。(5)花粉赤道区外壁纹饰分为3类,即片状脑纹、长条状脑纹和短棒状脑纹,少数具有颗粒状或疣状的附着物。研究认为,山芹属植物花粉的形状与赤道区外壁纹饰类型存在较高的种内一致性,萌发孔类型、花粉中部是否凸出以及纹饰条纹长度、密集程度、附属物等特征则存在一定的种内差异性;花粉形态特征可为山芹属植物不同层次的分类鉴定与亲缘关系研究提供重要的证据。
2018, 38(12):2235-2248. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2235
摘要:为了阐明外源H2S对高盐胁迫下黄瓜蛋白质表达的影响,以盐敏感型黄瓜栽培种‘春夏秋王’为材料,通过双向电泳(2DE)技术分离叶片总蛋白质,采用基质辅助激光解析飞行时间串联质谱(MALDITOF/TOFMS)技术对差异表达蛋白质进行质谱鉴定,并利用NCBI及SwissProt数据库检索进行差异表达蛋白质功能注释和代谢通路分析。结果表明:(1) 共检测到约2 490个蛋白质,其中蛋白质表达差异在1.5倍以上且差异显著(P<0.05)的有45个,其中有24个蛋白质表达上调,21个蛋白质表达下调。(2) 成功鉴定蛋白质26个,这些蛋白质参与了光合作用(26.92%)、蛋白质代谢(23.08%)、能量与碳水化合物代谢(11.54%)、氨基酸生物合成(11.54%)、细胞结构相关蛋白(7.69%)、抗氧化作用(3.85%)、信号转导(3.85%)及未知功能蛋白(11.54%)。(3) GO注释表明差异表达的蛋白质分子功能主要以蛋白质结合与水解酶活性为主,生物学过程涉及应激反应、有机物代谢过程、胁迫响应和细胞分化等,细胞组成集中分布在细胞部分和一些胞内细胞器。KEGG代谢通路分析表明,差异表达蛋白质主要参与了肌动蛋白细胞骨架调控、细胞凋亡、碳代谢和光和调控等代谢途径。研究表明,外源H2S诱导了高盐胁迫下黄瓜叶片蛋白质的差异表达,为后续探索外源H2S对黄瓜的抗盐分子机制研究提供了理论依据。
2018, 38(12):2249-2256. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2249
摘要:该研究采用甲基化敏感扩增多态性技术,分析了机械伤害处理橡胶树萌条树皮的DNA甲基化的变化。结果显示:(1)与对照相比,伤害后0.5和2 h,DNA甲基化水平略有上升;伤害后48 h的DNA甲基化水平出现了较大幅度的下降。(2)甲基化变化类型分析表明,在伤害2 h主要发生了DNA的甲基化;伤害后48 h,主要发生了DNA的去甲基化。(3)差异甲基化位点的回收、测序及注释表明,ATP合酶F1亚基1、磷酸核糖胺甘氨酸类连接酶、冷激结构域蛋白3、光系统II 47 kD 蛋白、E3泛素蛋白连接酶RING1、NADH泛醌氧化还原酶和一些假定蛋白参与了伤害的响应。(4)经重亚硫酸盐测序验证,ATP合酶F1亚基1和NADH泛醌氧化还原酶的CCGG位点发生了去甲基化。研究推断DNA的甲基化可能参与了橡胶树萌条对机械伤害的响应。
2018, 38(12):2257-2266. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2257
摘要:采用营养液栽培的方法,研究了不同浓度(0、5和10 mg·L-1)镉(Cd)对10种砧用南瓜幼苗生长状况、丙二醛(MDA)、地上部Cd含量及转移系数(TF)的影响,利用隶属函数法综合评价其耐Cd能力与Cd吸收积累能力,以期筛选到优良的砧用南瓜。结果表明:(1)‘多美109’、‘鑫力3号’、‘强力1号’、‘黑籽南瓜’和‘云南黑籽南瓜’在2种浓度Cd处理下全株生物量均显著低于对照,并以‘黑籽南瓜’和‘云南黑籽南瓜’下降幅度最大、耐性最差,而‘野木一雄’、‘青佳砧甲’、‘津油108’和‘抗线1号’在 Cd处理下均与对照差异不显著,生长势良好,耐性强。(2)在2种浓度Cd处理下,‘津油108’幼苗体内各抗氧化酶活性较高,根系和叶片的 MDA含量与对照无显著差异,未受到膜脂过氧化伤害;‘野木一雄’ 幼苗各抗氧化酶活性较高,MDA含量升高幅度较小,为对照的1.01~1.56倍,受到膜脂过氧化伤害相对较小;而‘多美109’、‘强力1号’和‘云南黑籽南瓜’ 幼苗在2种浓度Cd处理下,各抗氧化酶活性显著下降,体内MDA含量升高幅度大,分别为对照的1.30~2.46、1.33~3.11、1.45~3.24倍,受伤害程度最大。(3)‘津油108’与‘青佳砧甲’在2种浓度Cd处理下地上部Cd含量和TF均较小,Cd吸收能力最弱,其次是‘野木一雄’,而‘亮丽佳’、‘黑籽南瓜’和‘云南黑籽南瓜’地上部Cd含量和TF最大,Cd吸收能力最强。(4)隶属函数值综合评价结果显示,10种砧用南瓜幼苗对Cd的耐性大小依次为:‘津油108’>‘野木一雄’>‘鑫力3号’>‘青佳砧甲’>‘抗线1号’>‘多美109’>‘黑籽南瓜’>‘亮丽佳’>‘强力1号’>‘云南黑籽南瓜’。研究认为,砧用南瓜品种对镉胁迫的耐受性存在明显差异,并以‘津油108’最佳,其在镉胁迫下生长势良好,耐性强,且镉吸收和转运能力最弱。
2018, 38(12):2267-2275. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2267
摘要:该研究以小麦‘矮抗58’为材料,采用根箱种植,设计3种不同产量水平的水肥管理模式[高产高效(HH)、高效(HE)、超高产(SH)],于小麦花后(0、7、14、21、28 d)测定不同土层(0~20 cm和20~40 cm)根系谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)、谷丙转氨酶(GPT)和硝酸还原酶(NR)的活性,并分析籽粒产量及其构成因素,以探讨水分控制、肥料管理等方面集成的大田管理模式下小麦生育后期根系氮代谢的生理机制,为生产中提高氮素利用效率、实现高产优质提供理论依据和技术支持。结果显示:(1)在小麦生育后期,20~40 cm土层根系的氮代谢酶活性高于0~20 cm土层根系;HH模式下不同土层根系的4种氮代谢酶活性均显著高于SH和HE 模式,而SH与HE 模式间则在大部分时期差异不显著。(2)3种模式下0~20 cm和20~40 cm土层根系的GS活性在花后14 d有一个小高峰,之后又下降,呈现出降升降的变化趋势。(3) HH模式下根系的GOGAT活性强度及维持时间均高于SH和HE模式;HH模式和SH模式下0~20 cm和20~40 cm土层根系的GPT活性在开花期至花后7 d无明显变化, 7~14 d时GPT活性迅速下降,但14~28 d时GPT活性无明显变化。(4)3种模式下不同土层根系的NR活性在开花期至花后21 d下降比较缓慢,花后21~28 d时NR活性迅速下降。(5)3种模式间的小麦籽粒产量及其构成因素差异显著,且HH模式的籽粒产量显著高于SH和HE模式。研究表明,采用合理的栽培管理模式能够更好地调控小麦花后根系氮代谢相关酶活性,促进花后根系氮同化能力,从而更好地协调小麦地上与地下部的生理活动,保障小麦高产,且HH栽培模式下的小麦根系氮同化能力最强,收获的产量也最高。
2018, 38(12):2276-2283. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2276
摘要:为了阐明兰科菌根真菌对铁皮石斛光合作用的影响及机制,采用盆栽方式研究了兰科菌根真菌对铁皮石斛幼苗生长的影响,并分析了叶片中叶绿素含量、光合参数、叶绿素荧光参数以及pepc基因表达的变化。结果表明:(1)兰科菌根真菌促进了铁皮石斛幼苗生长,接种兰科菌根真菌的铁皮石斛的株高、根重、茎叶重和总生物量分别是未接种对照组的1.21、1.54、1.71和1.68倍;而且可显著提高叶片中叶绿素含量、叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Gs)和气孔导度(Tr)。(2)接种兰科菌根真菌的铁皮石斛叶片潜在光化学效率(Fv/F0)、最大光化学效率(Fv/Fm)、光化学猝灭系数(qP)、非光化学猝灭系数(qN)、实际光化学反应量子效率(Yield)和表观光合电子传递速率(ETR)均高于未接种对照组。(3)菌根真菌能促进pepc基因的表达,增强PEPC活性,提高铁皮石斛叶片的光合碳同化能力。研究表明,菌根的形成可以提高铁皮石斛叶片光合性能和pepc基因的表达水平,促进铁皮石斛幼苗的生长。
2018, 38(12):2284-2292. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2284
摘要:侧蒴藓类植物是苔藓植物中体型较大的类群,形态结构复杂,在水土保持、水源涵养等方面有巨大的应用潜力。该研究以黄土丘陵区6种常见侧蒴藓类植物为材料,采用人工气候室培养,研究了不同侧蒴藓类植物营养繁殖特征及种间差异。结果显示:(1)6种侧蒴藓类植物具有较强的繁殖能力,平均10 d和17 d均萌发新配子体和原丝体;营养繁殖中,6种藓新配子体萌发时间早于原丝体,其中青藓(Brachythecyum albicans)的新配子体萌发最早,镰叶灰藓(Hypnum bambergeri)萌发最晚。(2)6种藓新配子体的发枝长度、发枝数量在培养过程中均呈先增加后平稳的趋势,发枝长度在萌发后第21天均趋于平稳,发枝数量在第28天时均趋于平稳;藓盖度除柳叶藓(Amblystegium serpens)在培养结束前继续增加外其余藓种在生长42 d后趋于平稳,其中青藓的发枝长度、发枝数量、盖度增幅最明显,分别较萌发前增加4.73 mm、1.53条、46.22%。(3)6种藓盖度、新配子体发枝长度及发枝数量的增长速率差异显著,其中青藓3个指标的增长速率均显著高于其他藓种(P<0.05),分别为0.97%·d-1、0.24 mm·d-1和0.101 条·d-1。发枝长度增加速率最慢的是鳞叶藓(Taxiphyllum taxirameums),为0.17 mm·d-1、发枝数量增加速率最慢的是镰叶灰藓,为0.041条·d-1、盖度增加速率最慢的是荫地绢藓(Entodon caliginosus),为0.46%·d-1。结果表明,黄土丘陵区6种常见侧蒴藓类植物通过人工培养均可进行营养繁殖,但营养繁殖存在种间差异,其中青藓的营养繁殖能力优势显著。本研究明确了侧蒴藓类植物营养繁殖特征及人工培养的可能性,可为该藓类植物在水土保持及生态恢复中的应用提供科学依据。
2018, 38(12):2293-2302. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2293
摘要:以湖北星斗山国家级自然保护区50个亚热带常绿落叶阔叶混交林样地为研究对象,通过样本分析对不同生活型植物(灌木、乔木和木质藤本)的叶功能性状和森林土壤养分进行了测定,并采用冗余分析(RDA)和逐步回归分析了该地区土壤养分对不同生活型木本植物叶功能性状的影响。结果表明:(1)研究区内3种生活型植物的叶功能性状中灌木的比叶面积(SLA)平均值(319.87 cm·g-1)最高,乔木的叶干物质含量(LDMC)平均值(0.40 g·g-1)最高,木质藤本的叶面积(LA)、叶厚度(LT)、叶全氮含量(LTN)和叶全磷含量(LTP)平均值最高,分别为:105.07 cm2、0.24 mm、20.10 mg·kg-1和1.19 mg·kg-1;3种生活型的LDMC、LTN分布都较为集中,而LA、SLA、LTN都呈右偏分布,但LT、LTP的分布乔木呈左偏分布,而灌木和木质藤本均呈右偏分布。(2)研究区域的土壤pH值为3.81~4.95,全部为酸性土壤;土壤有机质含量在4.57%~12.05%之间,平均为7.79%;土壤速效钾和碱解氮含量分别为64.52~339.29和82.83~678.15 mg·kg-1,全氮、全磷、速效磷含量平均值分别为5.48 mg·kg-1、0.46 mg·kg-1和0.39 mg·kg-1。(3)在3种不同生活型叶性状的变异中,土壤养分对木质藤本的解释度最大(24%),其次是灌木(15%),而对乔木解释最低(13%);乔木和木质藤本受到土壤有机质影响较大,灌木受到速效钾影响较大,虽然影响不同生活型叶功能性状的主要因子有所差别,但是其主要的影响因子均为土壤有机质、土壤全磷、速效钾。研究认为,星斗山国家级自然保护区土壤能够在一定程度上解释不同生活型植物叶功能性状变异,并且影响程度存在差异,这种差异有利于该地区物种共存和生物多样性维持。
2018, 38(12):2303-2313. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2303
摘要:为了阐明冀北山地天然山杏种群的现存状态、预测种群未来的发展趋势,该研究在冀北山地不同海拔分别设置样地进行调查,以径级结构代替年龄结构,采用匀滑技术编制不同海拔天然山杏种群静态生命表,并应用谱分析方法分析不同海拔山杏种群的波动周期,进而揭示海拔因素对天然山杏种群数量动态的影响以及种群更新和维持机制,为山杏种群的保护和管理提供科学依据。结果表明:(1)不同海拔山杏种群的基径随海拔的升高逐渐变小,海拔872 m(H1)为15个径级,最大径级为12.47 cm,海拔1 131 m(H2)为17个径级,对应最大径级为14.10 cm,海拔1 328 m(H3)山杏种群为11个径级,对应最大径级为8.76 cm;不同海拔山杏种群数量随海拔上升呈减少的趋势,依次为:H1(2 158株)>H2(1 262株)>H3(133株)。(2)不同海拔天然山杏种群结构动态均属于增长型,V′pi均大于0,表现出H2(57.51%、3.38%)>H1(47.42%、3.16%)>H3(27.57%、2.51%)的变化动态。(3)不同海拔梯度同一径级以及同一海拔梯度不同径级山杏种群的期望寿命均存在波动,3个海拔山杏种群存活曲线均趋于DeeveyⅡ型,各径级阶段死亡率变化不明显,趋于稳定。(4)海拔H1、H2和H3样地的山杏种群死亡率分别出现7次、6次和3次死亡高峰,表明随海拔的增高山杏种群经历死亡波动的次数在逐渐减小。(5)种群动态谱分析表明,不同海拔天然山杏种群除受基波的影响外,还存在着明显的小周期波动,海拔H1、H2、H3样地的山杏种群谐波分别在A2和A8、A7、A5处出现波动。研究认为,冀北山地天然山杏种群自然更新良好,若无强烈的人为干扰或严重的自然灾害,将在群落中长期保持优势种地位。
2018, 38(12):2314-2323. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2314
摘要:为了明确准噶尔山楂(Crataegus songarica K.Koch)种群的结构特征和动态规律,该研究在新疆伊犁霍城县大西沟境内的天山野果林带东端设置5.25 hm2大样地,对准噶尔山楂种群进行逐木调查,采用匀滑技术编制种群静态生命表,绘制存活曲线以及死亡率、消失率曲线,对4个生存函数进行生存分析,并根据种群动态量化和时间序列模型预测种群数量动态。结果显示:(1)天山野果林带东端的准噶尔山楂种群Ⅰ龄级占总体数量的65.5%,Ⅱ龄级数量出现骤减,仅占总体数量的6.5%,研究区内准噶尔山楂种群总体表现为增长型年龄结构,趋于DeeveyⅡ型存活曲线。(2)研究区内准噶尔山楂种群的死亡率和消失率曲线变化基本一致,共有4个死亡高峰,分别在Ⅰ龄级、Ⅵ龄级、Ⅸ龄级和Ⅻ龄级,最高峰出现在Ⅰ龄级幼苗时期,死亡率高达89.9%。(3)4个生存函数曲线表现出前期锐减、中期稳定、后期衰退的特点,同时在时间序列分析中,随着时间推移,种群未来老龄个体逐渐增多,老化趋势较为明显。研究认为,准噶尔山楂种群现阶段的生长呈增长趋势,但种群的长期稳定维持存在困难,建议适当补充幼苗、幼株,减少对成年树的砍伐破坏,从而为种群的保育和恢复提供保障。
2018, 38(12):2324-2333. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2324
摘要:为了探索苔藓在地下森林中的多样性特征,采用梯度划分法,对贵州猴耳天坑(深度280 m,坑口直径300 m)地下森林进行实地调查研究。结果表明:(1)猴耳天坑地下森林共有苔藓植物71种,包含5种不同生长基质苔藓,其中树附生苔藓物种最为丰富有41种,其余基质苔藓物种数量依次为:土附生>石面生>腐木生>叶附生。(2)地下森林苔藓生活型共计10种,喜阴暗潮湿环境的生活型种类达88%,而适应于强光干旱环境的生活型种类仅12%。(3)对地下森林不同梯度苔藓植物物种丰富度指数分析表明,坡中最高(8.461 7),依次是坡底(7.502 0)和坡顶(6.978 5),而苔藓植物Pielou均匀度指数的大小依次为:坡顶(0.945 4)>坡底(0.907 2)>坡中(0.844 5)。(4)β多样性指数分析表明,地下森林不同梯度群落间的相异性都介于(0.75~1.00)之间,底部与顶部的相异系数高达0.960 8。(5)地下森林因其独特的地形地貌和水热条件,不仅各个梯度群落间异质性较高,而且各个群落间相异性也都较高,结构分异明显,生境复杂。(6)RDA分析表明,光照、湿度和温度是影响天坑地下森林苔藓物种分布的主要因子,其中光照度影响最大。(7)坑内与坑外物种多样性的对比研究表明,天坑地下森林苔藓植物物种多样性高,是喀斯特石漠化地区物种的天然避难所。
2018, 38(12):2334-2335. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2334
摘要:报道了龙胆科卵萼花锚的一个新变型——玉花卵萼花锚。新变型区别于原变型的唯一特征是其花冠为白色,部分花距为黄色。
2018, 38(12):2336-2346. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2018.12.2336
摘要:类受体激酶是一类具有激酶活性的单次跨膜受体,通过接收和传递胞外信号调控细胞的生理反应,参与植物生长发育过程。植物根在生长发育过程中受到大量的外部刺激和内源性发育信号的影响,植物必须通过整合这些信号并转化为细胞反应,才能适应不断变化的环境条件;植物类受体激酶作为细胞膜上的信息监测者,通过与外源和内源信号的通讯调控根的生长发育。该文对近年来国内外有关类受体激酶的结构、分类及其作用机制,特别是植物类受体激酶在根发育信号转导途径中的功能和作用等方面的研究进展进行综述,为进一步揭示植物类受体激酶在根生长发育中的功能及其作用机制提供参考。







