2020, 40(10):1627-1637. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1627
摘要:原卟啉原氧化酶(Protoporphyrinogen oxidase, PPOX1) 是叶绿素生物合成途径中的关键酶,为深入探究苹果PPOX1基因的功能,该研究以苹果砧木垂丝海棠(Malus halliana)为试材,采用PCR方法,克隆MhPPOX1基因,并进行生物信息学分析及功能鉴定;采用农杆菌介导法转化烟草和拟南芥,进一步分析MhPPOX1在缺铁胁迫中的功能,并对转基因烟草与拟南芥进行抗性分析。结果表明:(1)成功克隆获得 垂丝海棠MhPPOX1基因片段,经序列比对鉴定为苹果的 MhPPOX1基因(序列号:LOC103444480)。MhPPOX1基因的开放阅读框为1 644 bp,编码547个氨基酸,等电点为8.98;系统进化树分析表明,苹果属垂丝海棠MhPPOX1与白梨该家族蛋白的亲缘关系最近。(2)成功克隆获得垂丝海棠MhPPOX1启动子序列片段(2 016 bp),对该启动子顺式作用元件预测结果显示,MhPPOX1启动子序列中存在干旱、低温、光、生长素以及与叶绿素相关等响应元件。(3)成功构建过表达载体 MhPPOX1pRI101,并成功获得转MhPPOX1基因烟草和拟南芥。(4)qRTPCR分析表明,垂丝海棠幼苗在缺铁(Fe)胁迫下植株叶片黄化枯死,且MhPPOX1基因表达量较对照显著升高;转MhPPOX1基因烟草和拟南芥在缺铁胁迫中与野生型相比均生长良好,不易黄化,且缺铁条件下转基因拟南芥和烟草的叶绿素a、叶绿素b总量以及总铁含量明显高于野生型植株,表明MhPPOX1基因过量表达提高了拟南芥和烟草对缺铁胁迫的抗性。研究认为,MhPPOX1基因在植物抵抗缺铁胁迫中可能发挥重要作用。
2020, 40(10):1638-1645. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1638
摘要:苹果酸是草莓果实主要的有机酸之一,其含量的高低显著影响草莓果实的风味。该研究以‘红颜’草莓为试材,采用反转录(RTPCR)的方法克隆得到一个新的MYB转录因子——FaMYB73。该基因包含有756 bp的开放阅读框,编码252个氨基酸,预测其蛋白质分子量为27.6 kD,等电点为6.8。功能域分析表明,FaMYB73蛋白含有保守的R2R3结构域;亚细胞定位于细胞核中。实时荧光定量(qRTPCR)分析表明,FaMYB73基因在草莓各个组织均有表达,且在花和叶中的表达相对较高;在果实的白果期FaMYB73基因的表达量最高,且随着果实成熟,FaMYB73基因的表达下调,说明该基因的表达具有组织和时期特异性。高效液相色谱法(HPLC)检测结果发现,苹果酸含量在草莓果实发育期呈先上升后下降的趋势,且与FaMYB73基因的表达量呈正相关。草莓瞬时注射结果显示,FaMYB73过表达显著促进了苹果酸的积累,沉默则显著降低了苹果酸的含量。同时,获得了2个转FaMYB73基因烟草稳定表达株系,FaMYB73过量表达显著提高了烟草叶片中苹果酸的含量。研究表明,FaMYB73参与调控草莓果实中苹果酸的合成,为进一步研究其调控机制提供了理论依据。
2020, 40(10):1646-1654. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1646
摘要:该研究以黄毛草莓(Fragaria nilgerrensis Schltdl.)为材料,采用RTPCR技术克隆了黄毛草莓FnMYB24基因的cDNA和启动子序列。生物信息学分析表明,FnMYB24的cDNA序列长为1 033 bp(GenBank登录号为MN879283),其开放阅读框(ORF)长为609 bp,编码202个氨基酸,含有1个保守的MYB_DNAbinding结构域。同源分析结果显示,黄毛草莓FnMYB24基因编码的氨基酸序列与森林草莓(Fragaria vesca)编码的氨基酸相似性较高;同时进一步克隆了该基因编码起始位点上游长度为718 bp启动子序列(GenBank登录号为MN879285),预测该序列包含激素响应元件、光调控元件等多个顺式作用元件。通过构建pFnMYB24∷GUS表达载体进行烟草瞬时转化,发现pFnMYB24启动子具有转录活性且能够驱动FnMYB24基因表达。实时荧光定量PCR结果显示:抗病品种黄毛草莓和易感病栽培品种‘妙香3号’的叶片接种胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)后MYB24基因表达量均有上调,但‘妙香3号’的MYB24表达量始终低于黄毛草莓的表达量;SA处理后2个草莓品种的MYB24表达量均高于对照组,表明MYB24基因受水杨酸(SA)的诱导表达。研究表明,草莓MYB24基因可能参与调控抗炭疽病,为进一步研究MYB24基因在草莓抗炭疽病中的功能奠定了基础。
2020, 40(10):1655-1662. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1655
摘要:为探索青稞(Hordeum vulgare L. var. nudum)NBSLRR类基因在青稞抗条纹病中的分子作用机制,该研究以抗条纹病青稞品种‘昆仑14号’和感病品种‘Z1141’为材料,从叶片中克隆了HvtRGA 基因。HvtRGA基因长3 544 bp,包含一个3 306 bp开放阅读框,编码1 101个氨基酸。序列测序后比对发现,‘昆仑14号’与‘Z1141’的碱基序列相似性为99.89%,‘Z1141’的碱基在1196和1945位置处由G替换成A,但氨基酸序列相似性为100%。蛋白质序列分析表明,HvtRGA为亲水性的不稳定酸性蛋白,具有NBARC保守结构域和5个LRR结构域,属于 NBSLRR 家族。HvtRGA蛋白与大麦的rgaS9217、rgaS226编码的NBSLRR氨基酸序列相似性分别为96.55%和88.72%。进化树分析表明,青稞与小麦族的大麦、硬粒小麦和二穗短柄草NBSLRR聚为一个分支,且与大麦 rgaS9217编码的蛋白亲缘关系最近,其次是大麦rgaS226编码的蛋白,而与狗尾草和栗的亲缘关系最远。qRTPCR结果表明,条纹病胁迫下,抗病品种和感病品种的HvtRGA基因的表达量极显著升高,且抗病品种‘昆仑14号’感病后基因表达量显著高于感病品种‘Z1141’。研究推测,HvtRGA 基因在青稞抗条纹病的调控过程中可能发挥着重要作用。
2020, 40(10):1663-1671. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1663
摘要:该研究从转录组数据库中筛选鉴定紫苏溶血磷脂酸酰基转移酶(LPAT)家族基因,采用生物信息学方法分析了该家族基因的序列特征及蛋白结构,利用qRTPCR技术对该基因时空表达特性进行了研究,为进一步了解紫苏油脂合成机制提供理论依据。结果表明:(1)从紫苏转录组数据库中共检测出11个LPAT家族基因,分别命名为PfLPAT1、PfLPAT21、PfLPAT22、PfLPAT23、PfLPAT24、PfLPAT41、PfLPAT42、PfLPAT51、PfLPAT52、PfLPAT53和PfLPAT54;PfLPATs编码氨基酸长度介于250~384 aa之间,理论等电点在7.6~9.6之间。(2)基因序列比对结果表明,11个PfLPATs蛋白分别属于3个亚类,其中1型LPAT包含1个基因,2/3型LPAT 包含4个,4/5型LPAT 包含6个。(3)实时荧光定量PCR结果显示,11个LPAT家族基因在 ‘晋紫苏1号’不同组织中均有表达,其中LPAT21、LPAT22和LPAT23在种子中表达量较高,推测其在紫苏种子油脂合成代谢过程中发挥重要作用。该结果为后续紫苏LPAT家族基因的功能研究提供了重要的基因信息。
2020, 40(10):1672-1678. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1672
摘要:应用光学显微镜和电子显微镜对3年生黄芩(Scutellaria baicalensis Georgi)根中木间木栓的形成及其发育过程进行了细致观察,以揭示黄芩木间木栓形成的特征以及发育过程中导管及周围薄壁细胞的变化,旨在为中药枯芩的形成提供理论依据和实验证据。结果表明:(1)黄芩根的次生结构由周皮、皮层和次生维管组织组成;木间木栓发生在木质部异常导管的周围,先是导管内出现侵填体或其他物质,接着这些导管邻近的部分薄壁细胞内也出现一些物质,随后导管外围的正常薄壁细胞恢复分生能力,产生木栓形成层,进而形成木间木栓。(2)木间木栓将健康组织与这些异常的导管和薄壁细胞隔离,隔离在内的组织会逐渐成为死亡组织。(3)横切面观,小木间木栓可同时或先后发生在木质部的不同位置,由内向外逐渐扩大,与周围的木间木栓相连,最终形成大的木间木栓。(4)纵切面观,木间木栓以管状形式由根头部向下延伸,部分根中距根头部以下3 cm内有木间木栓存在。
2020, 40(10):1679-1687. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1679
摘要:该研究以黑斑病抗性较弱的草莓主栽品种‘红颊’为试验材料,先从病株中分离和鉴定草莓黑斑病的致病菌,然后进行外源喷施褪黑素和接种黑斑病菌处理,通过统计病菌致病性、褪黑素的抑菌效果和促进草莓的抗菌性能力,并测定各处理草莓发病过程中叶片相关酶活性和抗性基因的表达水平,初步探讨外源褪黑素提高草莓对黑斑病抗病性的作用机理。结果表明:(1)通过病菌分离、序列分析和侵染试验结果证明,‘红颊’草莓黑斑病致病菌为链格孢菌。(2)在含有不同浓度(1、2、4和8 mmol/L)褪黑素的 PDA培养基上链格孢菌菌丝的生长速度受到不同程度的抑制,褪黑素浓度越高病菌生长速度越慢,并在8 mmol/L褪黑素的培养基上链格孢菌菌丝的抑制率达 68.9%。(3)外源褪黑素预处理草莓叶片和匍匐茎24 h后接种致病菌(链格孢菌),侵染的草莓叶片和匍匐茎的黑斑病发病进程得到有效延缓,抑制效果随着褪黑素浓度的升高而升高, 并以0.5 mmol/L褪黑素抑制病原菌侵染的效果最佳。(4)0.5 mmol/L外源褪黑素预处理可显著提高接菌草莓叶片抗病相关酶 CAT、 POD、 PAL和 PPO的活性,其中 PPO活性变化最大,比对照显著提高了23.8%。(5)0.5 mmol/L外源褪黑素处理可显著提高草莓抗病相关基因 PR1Alike、 PR10、 WRKY1、 PPO和 CCR等的表达量。研究发现,外源褪黑素能有效抑制黑斑病致病菌链格孢菌的菌丝生长,延缓其发病进程,并以0.5 mmol/L浓度最佳;WRKY1转录因子在提高草莓黑斑病抗性的过程中起到了重要的调控作用,外源褪黑素可能通过激活该转录因子的表达调控相关抗病基因的表达和相关抗氧化酶和防御酶的活性,从而提高草莓对黑斑病的抗性。
孟 鑫,郁继华,颉建明,罗石磊,刘 娜,谢言东,李 晶,吕 剑
2020, 40(10):1688-1697. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1688
摘要:以‘绿博6号’黄瓜幼苗为试材,采用营养液培法研究不同浓度外源硅(0、0.5、1.0、1.5和2.0 mmol/L)对肉桂酸(cinnamic acid,CA)模拟自毒胁迫(3.0 mmol/L CA)下黄瓜幼苗生长、光合参数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明:(1)自毒胁迫显著抑制了黄瓜幼苗的生长、根系形态建成和生物量的积累,显著降低了净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和叶绿素(Chl a、Chl b和Chl t)含量,并显著降低了叶片中PSⅡ的电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光化学效率[Y(Ⅱ)]和光化学淬灭系数(qP)。(2)添加适宜浓度外源硅可有效缓解自毒胁迫对黄瓜幼苗生长的影响,并提高其Pn、Gs、Tr和叶绿素含量,在一定程度上维持叶片光合系统的稳定。(3)添加适宜浓度外源硅能使自毒胁迫下黄瓜叶片的Fv/Fm、ETR、Y(Ⅱ)和qP显著升高,而非光化学淬灭系数(NPQ)则显著下降。研究发现,添加适宜浓度外源硅能提高自毒胁迫下黄瓜幼苗的叶绿素含量、Fv/Fm、ETR、Y(Ⅱ)和qP,使光合机构趋于稳定,抑制Pn的下降,缓解自毒胁迫对光合系统的损伤,从而增强黄瓜幼苗对自毒胁迫的抗性,并以1.0 mmol/L外源硅处理的效果最佳。
2020, 40(10):1698-1705. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1698
摘要:以‘布鲁克斯’、‘美早’、‘红蜜’等5个甜樱桃(Prunus avium)品种为试材,检测不同品种甜樱桃花期不同发育阶段的柱头可授性;并利用人工气候箱模拟花期低温(2 ℃/10 ℃)、常温(6 ℃/18 ℃)、高温(12 ℃/24 ℃)以及超高温(12 ℃/24 ℃/30 ℃)环境,研究不同温度处理对甜樱桃柱头可授性的影响。结果表明:(1)‘美早’、‘先锋’和‘萨米脱’适宜的授粉温度是常温(6 ℃/18 ℃)环境,‘红蜜’适宜的授粉温度是高温(12 ℃/24 ℃)环境,‘布鲁克斯’适宜授粉的温度范围更广,在常温(6 ℃/18 ℃)和高温(12 ℃/24 ℃)环境条件下其柱头均具有较高的活性。(2)‘红蜜’柱头对花期低温(2 ℃/10 ℃)和超高温(12 ℃/24 ℃/30 ℃)的抗性较强;‘布鲁克斯’和‘萨米脱’柱头对花期超高温(12 ℃/24 ℃/30 ℃)抗性较差;‘美早’柱头对花期低温(6 ℃/10 ℃)的抗性较强,但对花期高温(12 ℃/24 ℃)的抗性较差;‘先锋’柱头对花期低温(6 ℃/10 ℃)和超高温(12 ℃/24 ℃/30 ℃)均无明显抗性。研究认为,低温(2 ℃/10 ℃)对甜樱桃柱头可授性的影响主要在开花之后,而超高温(12 ℃/24 ℃/30 ℃)对整个开花过程柱头可授性的影响都很大。
2020, 40(10):1706-1713. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1706
摘要:以‘燕科2号’燕麦品种为试验材料,采用盆栽控水的方式分别设置正常供水(75%田间持水量)、中度干旱胁迫(60%田间持水量)、重度干旱胁迫(45%田间持水量)3个水分处理,利用叶绿素荧光技术研究了不同水分梯度下燕麦生长和叶片光反应系统Ⅱ(PSⅡ)功能的变化,探讨干旱胁迫对燕麦叶片光合性能的影响。结果表明:(1)干旱胁迫导致燕麦株高变矮,叶片数、主茎数、穗数减少,叶片失绿发黄及籽粒产量显著下降。(2)与正常供水相比,重度干旱胁迫下燕麦叶片最大光化学效率(Fv/Fm)和光合性能指数(PIABS)显著降低。(3)重度干旱胁迫导致燕麦叶片单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)和单位反应中心耗散掉的能量(DI0/RC)明显下降,单位反应中心用于电子传递的能量(ET0/RC)和单位反应中心捕获的光能(TR0/RC)明显升高;有活性反应中心的开放程度(Ψ0)和电子传递链的量子产额(φE0)明显下降、非光化学淬灭最大量子产额(φD0)明显升高,VJ、VK、VL 3个位点的相对荧光强度明显升高,OJIP曲线初始斜率Mo明显升高。研究发现,燕麦叶片PSⅡ对中度干旱胁迫具有较强的适应能力,而重度干旱胁迫严重伤害其叶片PSⅡ反应中心,导致其反应中心能流分配失衡,电子传递受阻和PSⅡ稳固性减弱,进而影响燕麦光合作用,最终导致燕麦生长受到抑制。
2020, 40(10):1714-1721. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1714
摘要:采用1.0 mmol·L-1水杨酸(SA)处理‘徐香’猕猴桃果实,测定果实在常温(23±2)℃贮藏过程中失重率、硬度、多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性和丙二醛(MDA)含量,以及精氨酸分解代谢相关酶活性和物质含量的变化,探究SA处理延缓猕猴桃果实采后衰老的作用机理。结果显示:(1)与对照(不处理)相比,贮藏第20天时,SA处理果实的失重率较对照降低13.77%,硬度较对照提高78.25%,表明SA处理有效抑制了猕猴桃果实硬度和鲜重的下降。(2)贮藏第20天时,SA处理果实的PG活性(13.61 μg·g-1·h-1)显著低于对照(16.77 μg·g-1·h-1);猕猴桃果实中的MDA含量在贮藏第15天时差异最大,SA处理较对照降低33.40%。(3)与对照相比,在贮藏过程中SA处理显著促进了果实中鸟氨酸的累积以及精氨酸脱羧酶和鸟氨酸脱羧酶活性的升高,同时抑制了多胺氧化酶和二胺氧化酶活性,并显著提高了猕猴桃果实中多胺(腐胺、精胺、亚精胺)的累积。(4)与对照相比,SA处理显著诱导了猕猴桃果实中一氧化氮合酶活性的增强,并促进了果实中一氧化氮(NO)的累积,且在贮藏第5天以后果实中的NO含量显著高于对照。研究发现,SA能够显著延缓常温下猕猴桃果实的采后衰老进程,这可能与SA触发了果实中精氨酸分解代谢的不同途径有关。
2020, 40(10):1722-1731. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1722
摘要:以当年生红砂(Reaumuria soongorica)幼苗为材料,采用盆栽实验,考察叶面喷施不同浓度(0、0.01、0.10、0.25、0.50、1.00 mmol·L-1)NO供体硝普钠 (SNP) 对NaCl(300 mmol·L-1)胁迫下红砂根、叶中可溶性蛋白、游离氨基酸和硝态氮含量,以及谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)、硝酸还原酶(NR)活性的影响,并采用主成分分析和隶属函数法筛选NO对NaCl胁迫缓解效应的氮代谢指标和最佳NO浓度,以探讨外源NO对NaCl 胁迫下红砂缓解效应的氮代谢响应机制。结果表明:(1)在300 mmol·L-1 NaCl胁迫处理下,红砂幼苗根、叶中可溶性蛋白、硝态氮含量以及GS、GOGAT、NR活性均比对照显著下降。(2)外源NO能显著提高盐胁迫下红砂叶、根中GS、GOGAT、NR活性和硝态氮含量,增加根中可溶性蛋白和游离氨基酸含量。(3)NR和GOGAT活性可用于评价NO对NaCl胁迫下红砂幼苗的缓解作用,外源NO(SNP)对红砂幼苗在NaCl胁迫下的缓解效果强弱表现为0.25 mmol·L-1> 0.50 mmol·L-1> 0.10 mmol·L-1> 1.00 mmol·L-1> 0.01 mmol·L-1。研究发现,300 mmol·L-1 NaCl胁迫显著抑制了红砂幼苗氮代谢,外源NO(SNP)有助于提高盐胁迫下红砂NR活性,加快硝态氮转化为铵态氮,促进红砂叶片和根中GS/GOGAT对转化物的同化,从而增强红砂幼苗的耐盐性,并以0.25 mmol·L-1SNP处理时缓解作用最佳;NR和GOGAT活性可作为NO缓解盐胁迫的评价指标。
2020, 40(10):1732-1739. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1732
摘要:钠离子(Na+)、钾离子(K+)含量和Na+/K+值是影响水稻耐盐性的关键指标。水稻的耐盐性由数量性状位点(QTL)控制,目前在水稻苗期已经鉴定了大量Na+、K+含量和Na+/K+的QTL,但在田间生长期鉴定的QTL数量较少。该研究以粳稻‘东农425’和‘长白10’杂交衍生的重组自交系(RIL)群体为材料,对田间试验条件下的盐胁迫和对照进行联合分析,在水稻不同发育时期鉴定Na+、K+含量和Na+/K+的发育动态QTL,并采用混合线性模型(MCIM)分析各QTL的加性(A)和上位性(AA)及其与环境的互作效应(QE)。结果表明:(1)盐胁迫条件下,亲本和RIL群体的茎Na+含量(SNC)、茎Na+/K+(SN/K)、叶Na+含量(LNC)和叶Na+/K+(LN/K)在各时期均高于对照,茎K+含量(SKC)和叶K+含量(LKC)均低于对照,对照条件下双亲性状在大多数时期均无显著差异;盐胁迫下两个亲本的多个性状在不同发育时期存在显著差异,其中,SNC和LKC在4个时期差异显著,SN/K和LN/K在3个时期差异显著,SKC和LNC在2个时期差异显著。(2)采用非条件和条件QTL作图方法,共检测到13个加性QTL和11对上位性QTL,其中包括14个非条件QTL和10个条件QTL;而13个加性QTL中有8个,11对上位性QTL中有7个具有环境互作效应。(3)qSKC51在水稻4个发育阶段均被检测到,其在调控水稻耐盐性中发挥着重要作用。SNC、SN/K和LN/K的所有QTL均检测到加性×环境互作效应,2对控制SNC的上位性QTL均检测到上位性×环境互作效应,说明这些性状的QTL对盐环境较为敏感。研究发现,田间生长条件下水稻Na+、K+含量和Na+/K+的QTL表达与发育时期密切相关;水稻田间生长条件下耐盐性的遗传非常复杂,在利用分子标记辅助选择(MAS)培育耐盐水稻新材料应该考虑上位性和环境互作效应。
2020, 40(10):1740-1750. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1740
摘要:为探究乡土和外来树种对城市不同污染环境的适应性,选取阜新市工业区、道路、矿区和公园绿地共有的10种树种作为研究对象,采用洗脱法测定了各树种单位叶面积滞尘量,并测定了叶片滞尘前后生理指标的变化,探讨不同种树叶片滞尘效应,以及叶片滞尘后对植物生理活动的影响。结果表明:(1)在4个功能区的不同树种单位叶面积滞尘量均不同,其中新疆杨单位叶面积滞尘量都较高、均值为1.45 g/m2,银杏单位叶面积滞尘量都较低、均值仅有0.92 g/m2。(2)叶片滞尘之后生理指标分析显示,叶片SPAD值呈显著下降趋势,渗透调节物质(脯氨酸、可溶性蛋白、可溶性糖)含量和细胞膜透性(MDA、Rec)均呈上升趋势,而抗氧化酶活性(SOD和POD)呈下降趋势但下降率不明显。(3)银杏和五角枫滞尘量与各生理指标之间有显著相关关系,更适合从生理方面检测城市粉尘污染环境指示物。(4)4个功能区不同树种滞尘能力与抗尘能力聚类分析显示,新疆杨、紫丁香、山皂荚和臭椿的滞尘能力和抗尘能力均较强;阜新市外来树种新疆杨、紫叶李、臭椿等的滞尘和抗尘能力均与乡土树种相当。研究认为,在长期粉尘污染胁迫下,各绿化树种可能通过提高渗透调节物质含量和抗氧化酶的活性等来缓解粉尘污染的伤害,外来树种与乡土树种同样在各污染环境中表现出较强的适应能力;在不造成生物入侵危害的前提下应该积极引进能够有效滞尘和治沙防风的外来树种。
2020, 40(10):1751-1758. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1751
摘要:湿地退化评价指标体系研究是湿地退化研究的重要科学问题,该研究以隆宝高寒沼泽湿地为例,分析了不同退化程度湿地植被的变化特征,并利用主成分分析法以多个植被指标构建了湿地退化的植被评价指数。结果表明:(1)随着湿地退化程度加剧,沼生植物重要值减小,湿中生植物重要值增大,植物群落由小苔草(Carex parva)群落向藏嵩草(Kobresia tibetica)群落演替。(2)随着湿地退化程度加剧,物种多样性指数、均匀度指数和丰富度均逐渐增大,其中,重度退化阶段与未退化阶段间差异显著(P<0.05)。(3)地上生物量随着湿地退化显著降低(P<0.05),而地下生物量则呈先增加后降低的变化趋势,其中,在10~20 cm和20~30 cm土层,重度退化阶段与轻度退化阶段间均差异显著(P<0.05)。(4)主成分分析显示,9个植物群落指标简化为第1和第2主成分,累计解释量达91.7%。第一主成分上盖度、地上生物量、沼生植物重要值和中生植物重要值具有较高载荷,达0.9以上,对于湿地退化的指示性较好。(5)不同退化阶段的湿地植被评价指数(SVEI)分别为,未退化阶段-3.23~-1.98,轻度退化阶段-0.54~0.51,重度退化阶段2.15~3.26。研究认为,利用多个植被指标构建的湿地退化植被评价指数可以很好地指示隆宝湿地的退化程度,且湿地植被评价指数值越大,湿地退化越严重;不同退化程度湿地的植被评价指数阈值为:未退化阶段SVEI<-1,轻度退化阶段-1≤SVEI≤1,重度退化阶段SVEI>1。
2020, 40(10):1759-1767. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1759
摘要:采取典型样地法,以三江源保护分区的麦秀林场、中铁林场的祁连圆柏天然群落为研究对象,调查群落内物种盖度、多度、频度等,分析了物种组成和α多样性、β多样性对海拔梯度的响应,旨在对当地物种多样性保护及经济作物的培育提供参考,同时为青海省柏树生态系统服务功能评价提供理论依据。结果表明:(1)样地内共调查到植物72种,隶属27科58属,其中裸子植物1科1属1种,双子叶植物21科48属61种,单子叶植物5科9属10种,并以菊科在群落里种类最多。(2)植物物种丰富度表现为:草本层>灌木层>乔木层,乔木层以祁连圆柏占绝对优势,灌、草层的物种丰富度在海拔梯度上则呈明显的“偏锋”格局,且均在海拔3 150 m处达到最大值。(3)随着海拔的上升,灌木层及草本层α多样性呈“波动”形变化趋势,均在海拔3 550 m处达到最低值。(4)灌木层的Cody指数在海拔2 950~3 150 m段达到峰值,草本层在海拔3 150~3 350 m处达到峰值;Sorenson指数灌木层在海拔2 950~3 150 m和3 350~3 550 m处均出现峰值,草本层在海拔2 950~3 150 m处出现峰值。研究认为,三江源保护区在生态修复过程中,应在低海拔地区加强管护,控制人为干扰的强度,并加大当地经济植物资源培育与利用,以增加农牧民的收益。
2020, 40(10):1768-1777. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1768
摘要:为了明确毕节喀斯特石漠化地区的植物资源及区系特征,该研究于2018年、2019年分别采用样线和样方法对研究区的野生植物资源进行调查,同时通过标本采集、文献查阅等方法对研究区的植物资源及区系进行分析,为喀斯特石漠化治理及生态保护提供理论依据。结果表明:(1)研究区植物总计133科438属721种,其中蕨类10科13属16种,裸子植物7科9属11种,被子植物116科417属695种;被子植物中,单子叶植物15科75属121种,双子叶植物101科342属574种;珍稀濒危植物共35种,隶属于14科24属。(2)资源植物分类中,药用类植物121科339属516种,蜜源植物74科180属333种,食用类植物37科60属75种,观赏类植物75科146属209种,纤维类植物42科82属89种,淀粉和糖料类植物21科37属59种,芳香油类植物25科88属132种,油脂类植物63科117属144种,树脂及树胶类植物17科17属22种,鞣料类38科63属87种,其他植物资源合计68科128属155种。(3)植物区系上蕨类植物的科、属区系分化小,种子植物科的区系划分为9个分布区类型、9个亚型,以热带成分为主;属级水平上共15个分布区类型、20个亚型,属水平上温带成分占优势。研究表明,研究区植物资源种类丰富,植物区系具有温带和热带双重性质和过渡性特征。
2020, 40(10):1778-1783. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1778
摘要:该文报道了采自湖南省湘西世界地质公园德夯园区壳斗科栎属一新种——德夯栎(Quercus dehangensis G. X. Chen, D. G. Zhang & B. Z. Wang),根据其壳斗小苞片覆瓦状排列而被归于栎属。德夯栎和巴东栎(Quercus engleriana Seem.)相近,但与巴东栎的区别在于前者植株通常3~5 m高,侧脉7~10对,小枝、叶柄及叶背被覆具鳞片的星状毛,托叶早落。根据IUCN红色名录标准,德夯栎濒危等级为极危(CR)。
2020, 40(10):1784-1791. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1784
摘要:该研究利用光学和扫描电子显微镜,对采自东洞庭湖国家自然保护区的2种双壳缝硅藻中国新记录种——肿胀类辐节藻和英格兰盘状藻具孤点变种的标本进行了详细形态学研究。观察发现:(1)肿胀类辐节藻具有4个鉴定特征:①壳瓣轮廓在大的标本中呈披针形,在小的标本中呈椭圆披针形;②线纹在壳面中部呈辐射状排列,彼此间隔相对较宽;③假隔片在壳面两端都存在;④ 孔纹在内壳面被具微孔的膜完全覆盖。(2)英格兰盘状藻具孤点变种也具有4个鉴定特征:①壳瓣线性椭圆形或椭圆形;② 线纹除了在壳面两端呈平行排列外,在壳面大部区域呈辐射状排列,中部线纹密度10~14条/10 μm;③在壳面中央有一个孤点;④孔纹内部开口被由4个支柱支撑的孔板所覆盖,孔纹密度35~40个/10 μm。该研究的详细描述和清晰的插图为肿胀类辐节藻和英格兰盘状藻具孤点变种的准确鉴定提供了参考。
2020, 40(10):1792-1806. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.10.1792
摘要:植物对干旱环境的适应是一个复杂的生物学过程,涉及多条信号通路的交叉调控。其中,通过转录因子发挥的调控在植物的抗旱过程中起着至关重要的作用。目前参与植物干旱胁迫反应的转录因子主要有AP2/EREBP、MYB、NAC、bZIP和WRKY等。研究表明,单个转录因子可以激活或抑制大量下游靶基因的转录,而单一的靶基因又受到不同转录因子的调控,转录因子之间的串扰现象在植物干旱调控网络中普遍存在。该文总结了近年来国内外有关植物干旱胁迫响应中涉及的主要信号通路[ABA信号通路、Ca2+信号通路和促有丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs)级联信号通路等],并对以上5种转录因子的结构特点、分类以及它们对干旱胁迫的调控作用进行综述,同时对今后的研究方向进行了展望。