2019, 39(9):1521-1527. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1521
摘要:该研究采用同源克隆与PCR扩增方法,从马铃薯品种‘Desiree’中克隆植物磺肽素受体基因StPSKR1和 StPSKR2的全长cDNA,并对其进行生物信息学分析及亚细胞定位分析,为深入研究StPSKR1和StPSKR2基因在马铃薯生长发育和生物胁迫中的作用提供理论依据。结果发现:(1)通过同源克隆与PCR扩增获得StPSKR1和StPSKR2的全长cDNA片段,并将其克隆到pGWB5GFP载体;测序结果显示这2个基因编码的蛋白质与数据库给定的蛋白质序列保持一致,表明成功克隆到StPSKR1和StPSKR2基因。(2)StPSKR1位于马铃薯1号染色体上,cDNA全长3 042 bp,编码1 013个氨基酸,预测蛋白相对分子质量为112.16 kD,理论等电点6.27;StPSKR2位于7号染色体,cDNA全长3 135 bp,编码1 044个氨基酸,相对分子量为114.99 kD,理论等电点6.19。(3)生物信息学分析显示,StPSKR1和StPSKR2都属于跨膜蛋白。(4)亚细胞定位结果显示,StPSKR1和StPSKR2均定位于细胞膜上。
2019, 39(9):1528-1533. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1528
摘要:植物SWEET基因家族是一类糖转运蛋白,在植物的生理活动和生长发育过程中发挥着重要功能。为了解马铃薯SWEET基因的相关信息,探究其在马铃薯不同组织以及在生物胁迫与非生物胁迫下的表达特性。该研究采用同源克隆技术从马铃薯‘青薯9号’中克隆了StSWEET5基因(GenBank登录号为MN295671),其CDS序列长度为717 bp,编码238个氨基酸。系统进化树分析结果表明,StSWEET5与番茄的氨基酸序列相似性最高(97.06%)。qRTPCR分析表明:StSWEET5基因在马铃薯各组织(根、茎、叶、花、块茎、匍匐茎)中均有表达,且在花中的表达显著高于其他组织;糖胁迫下,StSWEET5基因在根、茎、叶中均有表达,尤其在根中的表达差异最为显著(P<0.05)。在晚疫病菌(Phytophthora infestans)诱导后36 h时,表达量达到最高,随后急剧下调。推测StSWEET5基因参与了马铃薯糖胁迫以及响应了晚疫病诱导的过程。
2019, 39(9):1534-1542. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1534
摘要:该研究以‘铁观音’茶树品种的种子为试验材料,采用转录组测序技术分析种子发育的3个时期(幼果期、膨大期、成熟期)的表达差异,探究茶树种子油脂代谢的分子机制。结果表明:(1)经转录组测序、组装后共获得30 940 581个clean reads,经数据合并拼接最终得到36 951条非冗余Unigene序列,其中28 476个Unigene可得到功能注释;在转录本中能够被注释到GO分类的Unigene有11 201条(30.3%),KEGG分析发现共有17 172个基因参与了127个代谢通路。(2)经KEGG通路筛选出14条与脂肪酸代谢相关的通路,且随着茶籽的发育,大部分脂肪酸调控途径相关基因呈下调趋势,其中上调基因数最多的有α亚麻酸代谢途径和脂肪酸降解途径(有17个基因表达量上调),下调基因数最多的是甘油磷脂代谢途径(有58个基因表达量下调);在茶籽发育幼果期α亚麻酸代谢途径中表达量上调的基因数超过表达量下调的基因数。(3)研究发现茶籽脂肪酸合成相关的基因涉及14个脂类调控途径,共409条差异基因;随着茶树种子发育到成熟期,上调的差异表达基因数量在减少,下调的差异表达基因数量增加,其中α亚麻酸途径中的基因PLA2G16、DAD1、pldA、FabF、FabI表达量上调显著,随后表达量下调。(4)qRTPCR检测结果表明,7个茶树FAD和1个ACP差异表达基因的水平与转录组测序结果基本一致;随着茶籽的发育,基因CsFAD7和Δ6CsFAD从幼果期、果实膨大期至果实成熟期都为差异下调表达,CsFAD2、CsFAD6和Δ7CsFAD为差异上调表达,CsFAD8、Δ8CsFAD和CsACP在幼果期至果实膨大期差异上调表达,在果实膨大期至果实成熟期差异下调表达。
2019, 39(9):1543-1550. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1543
摘要:为探究水通道蛋白(AQP)在沙蒿响应干旱胁迫中的作用机制,该研究以青海省柴达木盆地沙蒿为试验材料,采用RACE技术对其AQP基因进行扩增,获得沙蒿AQP全长克隆并对AQP蛋白进行结构预测和分析;采用qRTPCR对沙蒿AQP基因在不同程度干旱胁迫以及不同组织部位的表达模式进行分析。结果表明:(1)成功克隆获得沙蒿AQP基因长746 bp的片段1和长534 bp的片段2,经拼接后得到全长cDNA序列,沙蒿AQP基因总长为864 bp。(2)亚细胞定位表明沙蒿AQP基因定位于细胞膜上;同源比对显示沙蒿与向日葵、莴苣、橡胶树等植物的AQP基因具有较高的相似性;结构预测表明AQP蛋白含6个跨膜螺旋结构且亲水性较弱,α螺旋和无规则卷曲为AQP蛋白二级结构的主要构成元件。(3)qRTPCR分析表明,沙蒿AQP基因随着干旱胁迫的加重呈现有规律的变化,根、茎、叶中表达均上调,且叶中AQP基因表达量上调幅度最大。研究表明沙蒿AQP基因结构特征及其表达模式都是沙蒿对干旱胁迫的一种适应。
2019, 39(9):1551-1558. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1551
摘要:为获取紫背天葵(Gynura bicolor D C.)花青素合成代谢相关调控基因信息,该试验以紫背天葵叶片为材料,以其花朵为对照,进行转录组测序,并进行CHS、CHI、F3H等8类合成酶基因以及MYB、bHLH及WD40等3类转录因子检索,从中选取8个相关差异表达显著调控基因进行qRTPCR验证分析。结果显示:(1)在紫背天葵中共获得72个花青素合成酶信息,其中差异表达明显的有1个F3′H和2个3GT下调,9个F3H基因中有上调基因4个和下调基因5个。(2)在紫背天葵中获取到238个MYB、113个bHLH和219个WD40转录因子,这3类转录因子中差异表达明显的分别为22个、16个和7个。(3)qRTPCR结果显示,所选取的8个花青素合成相关调控基因,在紫背天葵叶及花朵中的下调表达趋势与转录组测序结果完全一致,但不同基因差异表达趋势略有不同。研究表明,在紫背天葵叶片和花朵中所存在的大量花青素合成代谢调控基因中,只有少量差异表达显著,但转录因子相比合成酶的调控更为复杂。
2019, 39(9):1559-1572. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1559
摘要:该研究以2株野生沙枣(Elaeagnus angustifolia Linn.)嫩枝经温室水培后的嫩叶为材料,采用CTAB法分别提取总DNA,并利用第二代测序技术进行总DNA从头测序,组装后得到2株沙枣叶绿体基因组全序列,并详细分析了其蛋白质编码基因密码子使用的偏好性及其原因,为沙枣叶绿体基因工程和分子系统进化等研究奠定基础。结果显示:(1)组装得到沙枣叶绿体基因组序列全长150 546 bp,由长度为81 113 bp的长单拷贝(LSC)区域和25 494 bp的短单拷贝(SSC)区域,以及1对分隔开它们的长18 445 bp的反向重复序列(IRS)组成;注释共得到 132个基因,包括86个蛋白编码基因、38个tRNA基因和8个rRNA基因。(2)沙枣叶绿体基因组蛋白编码基因密码子的第三位碱基GC含量(GC3)为28.47%,明显低于整个叶绿体基因组GC含量(37%),也低于第一位(GC1)和第二位(GC2)碱基的GC含量,说明密码子对AT 碱基结尾有偏好性;其中, UCU、CCU、UGU、GCU、CUU、GAU、UCA和UAA 为最优密码子。(3)同义密码子相对使用频率(RSCU)分析发现,影响密码子使用模式的因素并不单一,密码子的偏好性受到突变、选择及其他因素的共同影响,并且自然选择表达引起的序列差异比突变对密码子偏好性的影响要显著;中性绘图分析、有效密码子数(ENCplot)分析和奇偶偏好性(PR2plot)分析表明,沙枣叶绿体基因组使用密码子的偏性受选择的影响更大。(4)通过最大似然法、最大简约法和贝叶斯方法对胡颓子科6个物种和1个枣的叶绿体基因序列构建系统发育树,与它们使用密码子偏性聚类的结果一致,表明叶绿体基因组使用密码子偏性与物种的亲缘关系相关。
2019, 39(9):1573-1580. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1573
摘要:该研究以西南地区分布的薤白(Allium macrostemon Bunge)为材料,对21个不同居群的薤白进行核糖体DNA的 ITS序列测定,并结合GenBank相关序列,对27个不同居群薤白开展了系统分析,以探讨西南地区不同居群薤白的亲缘关系和生物地理分布格局。结果表明:(1)西南地区不同产区薤白nrDNA ITS序列长度介于607~638 bp之间,G+C含量为48%~52%,平均值为50%。(2)基于贝叶斯法和最大简约法构建的系统树均表明薤白为一单系群。(3)系统发育树分析结果显示,27个居群的薤白总体划分为a组和b组,其中位于西南地区东面的四川剑阁县、重庆巫溪县、贵州德江县和云南丘北县的薤白共同聚为a组,位于西南地区西面的四川汶川县、四川石棉县、四川江油市以及云南虎跳峡、云南昆明市、云南三坝的薤白归为b组。研究表明,nrDNA ITS序列可以鉴定不同地区薤白的亲缘关系。
2019, 39(9):1581-1588. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1581
摘要:该研究应用透射电镜技术,对生长发育过程中的文冠果果实的韧皮部及其周围薄壁细胞的超微结构进行了观察,以探讨文冠果果实同化物韧皮部卸载的细胞学路径及其机理。结果显示:(1)文冠果果实发育过程中,筛分子细胞胞腔较空,几乎没有细胞器,但有类似于囊泡的丝状不定型物存在;伴胞胞质浓密且细胞器丰富,液泡化程度不一,大多数存在多个小液泡;薄壁细胞具有中央大液泡,发育中期富含线粒体、高尔基体、内质网等细胞器,并存在囊泡运输现象,发育后期细胞器发生降解,说明随着果实生长发育,果实内物质代谢和转运活跃程度逐渐下降。(2)果实发育过程中筛分子和伴胞之间始终有胞间连丝,薄壁细胞之间也一直存在大量的胞间连丝,而筛分子伴胞复合体与薄壁细胞之间只有在果实发育前期和后期存在一定数量的胞间连丝,发育中期却几乎没有胞间连丝。研究结果表明,文冠果果实发育过程中同化物韧皮部卸载路径可能发生了共质体途径质外体途径共质体途径的转变。
2019, 39(9):1589-1599. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1589
摘要:该研究以新疆的地图衣科(Rhizocarpaceae)地图衣属(Rhizocarpon)100 余份地衣标本为材料,通过形态解剖学观察、化学成分分析及分子学鉴定的方法了解新疆地图衣属地衣的物种多样性。结果表明:(1)鉴定出7种地图衣属地衣,包括1个中国新记录种,命名为淡黄色地图衣(R. atroflavescens),6个常见种分别是黑红地图衣(R. badioatrum)、灰地图衣(R. disporum)、双孢地图衣(R. geminatum)、地图衣(R. geographicum)、巨地图衣(R. grande)和岩表地图衣(R. superficiale)。(2)编制了新疆22种地图衣属地衣的分种检索表。(3)系统发育分析结果表明,新疆地图衣属地衣的分子鉴定与形态解剖特征结果一致,更准确地证明淡黄色地图衣为中国新记录种。(4)对已报道的新疆22种地图衣属地衣的地区分布及海拔分布统计显示,新疆22种地图衣属地衣在世界各地均有分布,其中亚洲分布最丰富;该22种地图衣属地衣从低海拔到高海拔都有分布,且各海拔高度物种分布不均匀,总体在高海拔地区分布的物种较多。
2019, 39(9):1600-1608. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1600
摘要:该试验以‘新春4号’黄瓜为试材,研究在连作基质浸提液(基质∶水=1∶6)处理下,外源添加4 mmol·L-1 Na2SiO3·9H2O对黄瓜种子萌发、膜脂过氧化、抗氧化酶活性及淀粉转化的影响,以揭示外源硅对连作基质浸提液抑制黄瓜种子萌发的缓解效应及其生理生化机制,为生产中解决黄瓜基质栽培连作障碍问题提供理论依据。结果显示:(1)连作基质浸提液处理显著抑制了黄瓜种子的萌发,使得丙二醛(MDA)和脯氨酸(Pro)含量升高,抗氧化酶活性和淀粉水解酶活性降低,淀粉含量升高而可溶性糖含量降低,同时AMY和BMY基因的表达水平显著下调。(2)添加外源硅处理后,可有效缓解连作基质浸提液对黄瓜种子萌发生长的抑制,降低MDA和Pro含量,提高抗氧化酶和淀粉水解酶活性,且提高了可溶性糖含量, AMY和BMY基因表达水平上调。研究表明,1∶6浓度的连作基质浸提液可显著抑制黄瓜种子萌发,使淀粉转化受阻,基因表达水平下调;外源添加4 mmol·L-1 Na2SiO3·9H2O可提高受胁迫黄瓜种子芽苗中淀粉的转化速率,维护黄瓜种子萌发的正常生理功能,进而缓解连作基质浸提液对黄瓜种子萌发造成的伤害。
2019, 39(9):1609-1617. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1609
摘要:为探究干旱胁迫下外源硫化氢(H2S)对烟草幼苗生长的缓解效应与机制,以烤烟‘豫烟6号’品种为试验材料,采用营养液水培的方法,研究15%聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱胁迫下,叶面喷施不同浓度(0、0.1、0.2和0.4 mmol·L-1)硫氢化钠(NaHS)对烤烟幼苗生长、活性氧代谢、抗氧化酶活性、叶绿素含量和光合荧光特性的影响。结果显示:(1)干旱胁迫下烤烟幼苗生长受到显著抑制。(2)外源H2S处理显著提高了干旱胁迫下烤烟幼苗的地上部与地下部生物量,增加了总根长、总根表面积、根平均直径、根尖数,提高了叶绿素相对含量(SPAD)、叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、光系统Ⅱ最大光化学效率(Fv/Fm)、光系统Ⅱ实际光化学效率(ΦPSⅡ)和光化学猝灭系数(qP),降低了胞间二氧化碳浓度(Ci)和非光化学猝灭系数(NPQ),增强了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,降低了丙二醛(MDA)含量和超氧阴离子(O2-·)产生速率,其中以0.20 mmol·L-1 NaHS处理效果最佳。(3)与单独干旱胁迫处理相比,叶面喷施0.20 mmol·L-1 NaHS使烟苗地上部和地下部生物量分别提高了41.82%和44.83%,SPAD、Pn、Fv/Fm、ΦPSⅡ和qP分别提高62.88%、246.96%、8.43%、23.71%和10.84%,Ci和NPQ分别降低25.79%和22.68%,SOD、POD和CAT活性分别增加50.67%、140.59%和71.68%,MDA含量和O2-·产生速率分别降低40.08%和47.58%。研究表明,外源H2S处理通过提高烟草幼苗对光能的捕获与转换,增强光合作用,促进烟苗生长,并通过提高幼苗的抗氧化水平,减少干旱胁迫对烟草幼苗造成的氧化损伤,从而增强烤烟幼苗对干旱胁迫的适应能力。
2019, 39(9):1618-1626. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1618
摘要:该研究以2年生垂丝海棠(Malus halliana Koehne)实生苗为研究材料,设置盐胁迫(NaCl)、盐碱混合胁迫(NaCl+NaHCO3 ,1∶1)和碱胁迫(NaHCO3)3类处理,并以清水作为对照(CK),通过盆栽的方法测定不同时间点垂丝海棠叶片光合色素含量、光合作用参数、叶绿素荧光参数、相对电导率及渗透调节物质含量的变化,以探讨不同盐碱胁迫下垂丝海棠的生理响应特性。结果表明:(1)3种盐碱胁迫条件下,随着胁迫时间的延长,垂丝海棠植株叶片光合色素(叶绿素a、b和类胡萝卜素)的合成受到抑制,且以碱胁迫处理下降低最为明显,碱胁迫40 d后叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)及类胡萝卜素(Car)分别降低67.18%、68.90%和64.67%。(2)垂丝海棠叶片的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)在3种盐碱胁迫下均显著低于CK,而碱处理、盐碱混合处理下的胞间CO2浓度(Ci),在胁迫20 d时较CK分别升高137.13%和77.66%,胁迫40 d后,则分别降低56.82%和51.89%。(3)随胁迫时间的延长,3种盐碱胁迫处理下的垂丝海棠植株叶片PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)、最大荧光(Fm)、光化学淬灭系数(qP)和最大光化学效率(Fv/Fm)均受到抑制,但碱胁迫下的初始荧光(F0)与盐处理和盐碱混合处理的非光化学淬灭系数(qN)则表现为升高趋势,且于胁迫40 d后,较CK分别升高60.98%、90.70%和99.15%。(4)胁迫40 d后,盐处理、碱处理及盐碱混合处理植株叶片的相对电导率(REC)分别比CK升高了9.39%、35.07%和29.32%,同时各处理胁迫40 d后的可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)、有机酸(OA)显著高于CK,且OA对盐碱混合处理更为敏感,其含量显著高于盐处理和碱处理。(5)3种胁迫对垂丝海棠生长和光合的抑制作用表现为碱处理>盐碱混合处理>盐处理。研究发现,垂丝海棠植株的光合作用受到3种盐碱胁迫的显著抑制,并以碱胁迫的影响程度更大,但其能通过渗透调节物质来应对胁迫,有效缓解盐碱胁迫的伤害,增强自身耐盐碱能力。
2019, 39(9):1627-1635. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1627
摘要:以波斯菊种子和幼苗为试验材料,采用滤纸上发芽和叶面喷施盆栽幼苗的方法,探讨不同浓度(0、0.5、1.0、5.0、10.0和25.0 μmol·L-1)茉莉酸甲酯(MeJA)对镉(100 μmol·L-1 Cd2+)胁迫下波斯菊种子萌发、幼苗生长以及抗氧化系统的影响。结果表明,镉胁迫条件下,波斯菊的生长受到严重抑制,施加低浓度MeJA(1.0~5.0 μmol·L-1)可以促进波斯菊种子萌发,增加波斯菊幼苗叶绿素含量,促进叶片干物质含量的积累和叶片相对含水量增加,提高叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)的活性,增加氧化型谷胱甘肽(GSH)含量和氧化型谷胱甘肽/还原型谷胱甘肽(GSH/GSSG)比值,降低游离脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量;而高浓度的MeJA(大于10 μmol·L-1)则表现出相反的抑制作用,影响镉胁迫下波斯菊种子萌发和幼苗的相关代谢。研究发现,适宜浓度的外源MeJA,在镉胁迫条件下可通过降低渗透调节物质的含量,诱导增强抗氧化酶活性,增加氧化型谷胱甘肽(GSH)含量,调整GSH/GSSG比例等途径促进波斯菊种子萌发和幼苗的生长,有效缓解镉胁迫对波斯菊的伤害,从而提高波斯菊幼苗的耐镉性能。
2019, 39(9):1636-1641. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1636
摘要:为研究施硒对人参菜生长的影响并培育富硒人参菜,采用盆栽试验,测定了施硒(0、2.5、5、10、20 mg/kg)对人参菜生长、叶片光合色素含量、生理特性以及硒积累的变化情况。结果显示:(1)施硒对人参菜生长有“低促高抑”的影响,人参菜的株高、茎粗、根长、分支数、生物量均呈先升高后降低的趋势。(2)施硒能增加人参菜叶片中光合色素的含量,其中高浓度硒(≥10 mg/kg)对人参菜叶片中光合色素含量影响显著。(3)人参菜叶片SOD、POD活性在硒浓度为2.5 mg/kg时最高(P<0.05),CAT活性在硒浓度为5 mg/kg时最高(P<0.05);随着硒浓度的增加,人参菜叶片中维生素C含量逐渐升高,可溶性蛋白含量先升后降,可溶性糖含量下降。(4)人参菜中硒含量的分布表现为:根>叶>茎,且随硒浓度升高而升高,表明人参菜根系是硒积累的主要部位。研究认为,硒浓度为5 mg/kg是培育富硒人参菜的最佳浓度。
2019, 39(9):1642-1650. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1642
摘要:该试验设计4种土壤压实处理[土壤容重分别为1.2(CK1)、1.3、1.4和1.5 g·cm-3],并与压实处理前分别接种2种丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)——摩西斗管囊霉(Funneliformis mosseae,Fm)和根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices,Ri)组成的4个接种处理 [Fm、Ri、Fm+Ri和不接种(CK2)],共组成16个处理,分析不同处理对高羊茅(Festuca elata)品种‘艾瑞3号’的生理生态指标的影响,为AMF在压实土壤中的应用提供理论基础。结果表明:(1)高羊茅根系的菌根侵染率和菌丝密度均随土壤容重的增加而逐渐降低;与CK1相比,在土壤容重1.5 g·cm-3处理下接种Fm、Ri、Fm+Ri的高羊茅根系菌根侵染率分别显著降低了27.8%、39.8%和30.0%,菌丝密度分别显著降低43.8%、42.1%和43.8%,且在1.5 g·cm-3土壤容重下,接种Fm+Ri处理的菌根侵染率和菌丝密度比单接种Fm分别提高17.3%和25.2%,比单接种Ri处理分别提高53.0%和36.3%。(2)接种AMF能有效增加土壤压实胁迫下高羊茅植株的株高、分蘖数和干物质质量,显著提高高羊茅耐受力,接种Fm+Ri处理的株高、分蘖数及干物质质量在1.5 g·cm-3土壤容重下分别比未接种(CK2)显著增加36.1%、39.5%和144.0%。(3)接种AMF能显著提高土壤压实胁迫下高羊茅根系活力以及过氧化氢酶(CAT)活性,接种Fm+Ri处理的根系活力以及CAT活性在1.5 g·cm-3土壤容重下分别是对照(CK2)的1.4和1.5倍。(4)接种AMF能显著提高土壤压实胁迫下高羊茅叶绿素a、b以及总叶绿素含量,接种Fm+Ri处理在1.5 g·cm-3土壤容重下比对照(CK2)的上升幅度分别提高43.1%、100.0%和59.3%。(5)接种AMF能显著提高土壤压实胁迫下高羊茅叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)以及气孔导度(Gs),显著降低其叶片胞间CO2浓度(Ci),接种Fm+Ri处理在1.5 g·cm-3土壤容重下比对照(CK2)的升降幅度分别为52.5%、33.3%、181.1%和-32.9%。综上所述,土壤压实胁迫显著抑制AMF的侵染,而共同接种Fm+Ri能显著促进AMF对根系的侵染,且共同接种处理的效果明显优于单一接种;AMF可通过增强高羊茅根系活力、降低氧化胁迫造成的伤害、提高植物叶绿素含量与光合作用来增强自身的抗土壤压实能力。
2019, 39(9):1651-1660. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1651
摘要:为了探讨荒漠草原植物养分回收特征对长期增温和氮素添加的响应以及自然降水变异对其的调控作用,该研究依托实施12年的模拟增温和氮素添加实验平台,在相对多雨的2016年(超过长期均值52%)和相对少雨的2017年(低于长期均值16%),以常见C3植物银灰旋花(Convolvulus ammannii)和C4植物木地肤(Kochia prostrata)为研究对象,测定分析绿叶和枯叶的氮磷含量及回收效率。结果表明:(1)在相对多雨年(2016年),增温使2种植物的绿叶氮、枯叶氮、绿叶磷、枯叶磷含量分别增加了14.32%、25.45%、17.97%和46.47%,氮、磷回收效率分别显著减小了9.41%和16.99%(P < 0.05);氮素添加使2种植物的绿叶氮、枯叶氮、绿叶磷、枯叶磷含量分别提高了17.32%、25.62%、20.21%和51.41%,而氮、磷回收效率显著降低了9.33%和18.89%(P < 0.05);增温+氮素添加共同处理显著增加了植物氮磷含量、降低了氮磷回收效率。(2)在相对少雨年(2017年),增温、氮素添加、增温+氮素添加处理对植物叶片氮磷含量、回收效率均无显著影响。(3)叶片氮磷含量在物种间差异极显著(P < 0.000 1),而氮磷回收效率在物种间无显著差异。(4)回归分析表明,植物叶片氮磷含量随着土壤无机氮、有效磷及含水量的增加而增加,植物氮磷回收效率则随着土壤养分和水分的可利用性的增加而降低。研究认为,荒漠草原植物养分回收对全球变化的响应受自然降水变异的调控。
2019, 39(9):1661-1669. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1661
摘要:为研究混交过程中柏木根系分泌物对栾树细根生长的影响,以一年生栾树盆栽幼苗为研究对象,通过施加1株、2株、4株、8株4个浓度柏木根系分泌物(分别记为G1、G2、G4、G8)于栾树盆栽中,探讨柏木根系分泌物对栾树幼苗1~5级细根形态及N、P含量的影响。结果表明:(1)栾树细根直径随根序的增加而增大,施加根系分泌物显著减小了1~2级细根的直径(P<0.05);细根比根长、比表面积均随根序的增加而减小,施加根系分泌物显著增大了1~2级细根的比根长及比表面积(P<0.05);随根系分泌物施加浓度的提高,栾树比根长及比表面积先增大,而直径先减小,然后均趋于平缓波动的态势。(2)栾树细根N、P含量均随根序的增加而减小,而N/P在根序间的变化不显著;施加柏木根系分泌物显著增大了栾树1~2级细根的N、P含量(P<0.05),但减小了1~5级细根的N/P;随根系分泌物施加浓度的提高,栾树细根P含量增大,N/P减小,而N含量先增加后呈现平缓变化的趋势。(3)栾树细根N、P含量均与其比根长、比表面积和直径等形态特征之间呈显著的相关关系(P<0.05)。研究发现,柏木根系分泌物可改善土壤养分的有效性,从而缓解栾树植株的缺P症状,细根通过调整其形态以提高养分利用效率;柏木根系分泌物主要影响栾树1~2级细根的形态及N、P含量;4株柏木根系分泌物的剂量更有利于栾树根系的生长。
2019, 39(9):1670-1677. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1670
摘要:为了探究不同温度和初始密度比对舟形藻和铜绿微囊藻生长竞争的影响,该研究设计不同温度梯度(10、15、20、25、30和35 ℃)和舟形藻与铜绿微囊藻不同初始密度比(1∶10、1∶1、10∶1),研究不同条件对2种微藻生长竞争的影响。结果表明:(1)单种培养条件下,随温度升高,舟形藻细胞密度呈现先增后减趋势,最适生长温度为20~25 ℃,最大藻细胞密度为3.883×105 个/mL;铜绿微囊藻细胞密度随温度升高而增大,35 ℃ 达到最大值(4.813×106 个/mL)。(2)混合培养条件下,温度和初始密度比对两者生长均产生影响,舟形藻对铜绿微囊藻的竞争能力随舟形藻初始密度增大而增强,温度25 ℃、初始密度比10∶1处理条件下,舟形藻对铜绿微囊藻生长抑制作用最为明显。(3)根据LotkaVolterra竞争模型推断,高温(30~35 ℃)条件下,铜绿微囊藻占有优势;低温(10~20 ℃)条件、初始密度比为1∶10的舟形藻与铜绿微囊藻稳定共存;初始密度比为1∶1和10∶1时舟形藻占有优势,且在舟形藻最适生长条件(25 ℃)下两者不稳定共存。
2019, 39(9):1678-1691. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1678
摘要:为探究亚热带常绿落叶阔叶混交林中木本植物叶功能性状的变异特征,以及群落功能多样性在海拔梯度下的响应规律。该研究以鄂西南地区的星斗山国家级自然保护区海拔1 200~1 700 m的常绿落叶阔叶混交林为研究对象,对群落内木本植物的叶面积(LA)、比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶厚度(LT)、叶氮含量(LNC)、叶磷含量(LPC)6种叶功能性状的变异特征进行了分析,并分析了群落水平下木本植物叶功能性状和功能多样性对海拔变化的响应。结果表明:(1)星斗山保护区内木本植物叶面积、比叶面积、叶干物质含量、叶厚度、叶氮含量和叶磷含量平均值分别为151.49 cm2、247.98 cm2/g、34.08%、0.21 mm、16.59 mg/g和0.04 mg/g,其变异幅度依次为206.96%、57.00%、28.15%、52.38%、24.83%和76.92%。(2)在植物科、叶习性、生活型和树高4个因素中,科类群对6种叶功能性状的影响最大,其次为叶习性。(3)海拔对叶面积、叶干物质含量、叶磷含量影响极显著(P<0.001),但对比叶面积、叶厚度和叶氮含量无显著影响(P>0.05)。(4)不同海拔梯度上群落生物承载量、功能丰富度、功能分离度和功能离散度均达到显著差异(P<0.05),仅功能均匀度在海拔梯度上差异不显著。
2019, 39(9):1692-1698. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1692
摘要:该研究以采集于中国新疆地区的网衣科网衣属地衣标本为试验材料,采用形态解剖学、地衣化学物质检测方法和系统发育学方法,观察分析网衣属地衣的形态解剖特征、次生代谢产物以及核糖体DNA内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)系统发育树,依据形态解剖数据、次生代谢产物种类以及系统发育树分类地位更为综合的鉴定种。结果显示:(1)共鉴定出网衣科网衣属3个中国新记录种——暗色网衣(Lecidea fuscoatrina Hertel & Leuckert)、珠光网衣(Lecidea perlatolica Hertel & Leuckert)和多器网衣(Lecidea polypycnidophora U. Rupr. & Türk),并提供了3个新记录的形态解剖图。(2)ITS系统发育树结果表明,暗色网衣与近缘种Lecidea atrobrunnea原种及亚种、Lecidea fuscoatra、珠光网衣与近缘种Lecidea promiscens以及Lecidea polypycnidophora与近缘种Lecidea andersonii各形成一个分支,依据分支组成可将形态差异不明显的近缘种鉴别开。
2019, 39(9):1699-1700. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1699
摘要:报道了陕西省红豆杉科一新记录属——穗花杉属 (Amentotaxus Pilg.),其新记录种为穗花杉[A. argotaenia (Hance) Pilg.]。文中提供了形态描述和野外照片,凭证标本藏于陕西理工大学植物标本馆。
2019, 39(9):1701-1710. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2019.09.1701
摘要:植物在应对不同环境胁迫时会做出不同的应对措施,其中一种常见的方式是产生次生代谢产物。萜类化合物为植物次生代谢产物中种类最多、结构最复杂的一类化合物,几乎存在于所有植物中,发挥着重要的生物功能,很多具有显著的药理活性,如免疫调节、抗肿瘤、降血脂、保肝等。该文对近年来国内外有关环境温度、紫外线辐射、光照、干旱、臭氧及植物生长发育阶段等环境因素对植物萜类化合物合成影响的研究进展进行综述,探究植物萜类化合物受环境因子影响产生应激反应的一般性规律。







