• 2020年第40卷第2期文章目次
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    • 藤茶黄烷酮3羟化酶基因AgF3H的克隆及表达分析

      2020, 40(2):185-192. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0185

      摘要 (1856) HTML (0) PDF 2.30 M (1519) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究以藤茶叶片为材料,利用RACE技术克隆得到1个黄烷酮3羟化酶(flavanone 3hydroxylase,F3H)基因,命名为AgF3H(登录号为JX087441)。AgF3H基因的cDNA全长为1 323 bp,其中开放阅读框长1 092 bp,编码363个氨基酸,含有双加氧酶家族的2个特征性结构域和5个保守基序。序列比对与系统进化树分析显示,AgF3H与其他物种F3H的氨基酸序列具有较高的相似性,且与葡萄、山葡萄和圆叶葡萄的亲缘关系最近。qRTPCR结果显示,AgF3H基因在藤茶不同组织部位都有表达,在芽中的表达量最高,嫩茎中最低,在叶片中的表达量随着成熟度的增加而逐渐降低;不同组织中的AgF3H基因表达量与藤茶类黄酮主要成分二氢杨梅素的含量呈显著正相关。构建AgF3H基因过表达载体并导入烟草中,获得5株转基因植株,其中4株烟草的叶片总黄酮含量比野生型对照有不同程度提高,最高株系提高了26.8%。研究表明,AgF3H基因可能在藤茶类黄酮的生物合成中起重要作用,研究结果为进一步研究藤茶高黄酮含量形成的分子机制奠定了基础。

    • 金鱼草AmPDS基因克隆及调节类胡萝卜素合成功能分析

      2020, 40(2):193-201. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0193

      摘要 (2006) HTML (0) PDF 5.02 M (2101) 评论 (0) 收藏

      摘要:八氢番茄红素脱氢酶(phytoene desaturase,PDS)是类胡萝卜素进行生物合成途径中的关键酶。为了深入探究金鱼草PDS基因的功能,该研究以‘马里兰’金鱼草(Antirrhinum majus ‘Maryland True Pink’)为材料,对其PDS基因(AmPDS)全长序列及蛋白结构进行分析,并克隆了AmPDS基因片段;采用qRTPCR技术检测AmPDS基因在不同时期及部位的相对表达水平,利用VIGS技术验证AmPDS基因功能,用紫外分光法测定叶片中各类色素含量。结果显示:(1) 成功克隆AmPDS基因片段(500 bp); AmPDS基因cDNA全长1 743 bp,编码580个氨基酸;其蛋白分子量为64.75 kD,理论等电点6.66;同源比对分析显示AmPDS基因与芝麻(Sesamum indicum)的序列相似性最高。(2) qRTPCR分析表明,AmPDS基因在全株均有表达,且在全盛期花朵的上瓣和叶片中表达量最高。(3)构建pTRV2AmPDS载体,建立了金鱼草的VIGS沉默体系,AmPDS基因沉默效率约为53%,与阴性对照相比叶片中各类色素含量均显著降低。研究认为,AmPDS基因是金鱼草类胡萝卜素生物合成途径中的关键基因,可作为金鱼草VIGS沉默体系的指示基因,为后续研究金鱼草其他基因功能奠定基础。

    • 马铃薯StMYB44基因对蔗糖的响应

      2020, 40(2):202-209. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0202

      摘要 (2055) HTML (0) PDF 3.32 M (1514) 评论 (0) 收藏

      摘要:MYB转录因子存在于所有真核生物中,是最具代表的转录因子家族之一,广泛参与植物发育、苯丙烷代谢、生物与非生物胁迫响应、激素响应以及细胞形态建成等过程。该研究从马铃薯品种‘青薯9号’中克隆得到StMYB44基因(GenBank 登录号XM_006367359.2),该基因CDS长为963 bp,编码320个氨基酸,含有2个SANT结构域。实时荧光定量PCR结果显示,StMYB44基因在花中表达最高,在匍匐茎中表达最低;且StMYB44基因在无蔗糖处理下表达上调,在高浓度蔗糖处理下(6%、9%)表达下调。构建表达载体并进行遗传转化烟草发现,StMYB44基因突变体在无蔗糖条件下的长势明显好于野生型,而在高蔗糖浓度下(6%、9%)的长势弱于野生型,且蔗糖浓度越高,差异越大。研究表明,蔗糖浓度能够调节StMYB44基因的表达,推测StMYB44基因可能在植物响应蔗糖中起重要作用。

    • 小麦转录因子基因TaERF7的克隆及其表达分析

      2020, 40(2):210-217. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0210

      摘要 (1910) HTML (0) PDF 1.17 M (1454) 评论 (0) 收藏

      摘要:温光敏核不育小麦(Triticum aestivum)百农不育系(Bainong sterility,BNS)是一种良好的小麦杂种优势利用材料,利用其低温不育、高温可育的特性可以实现 “两系法”杂交小麦育种。该研究为找到BNS育性转换的关键基因,从已有BNS不育和可育花药的基因芯片数据中,鉴定得到表达存在差异的TaERF7基因,并通过设计引物克隆了TaERF7的cDNA和启动子序列,采用qRTPCR分析TaERF7对不同温度和光照的响应。结果显示:(1)生物信息学分析表明,TaERF7基因的CDS区有660 bp,编码219个氨基酸; TaERF7蛋白含有AP2结构域和2个EAR基序,属于第二类乙烯响应因子(Ethylene response factor,ERF); TaERF7的氨基酸序列与拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtERF4同源,可能是一种转录抑制因子; TaERF7启动子区含有多个光响应和低温响应的顺式作用元件。(2)qRTPCR结果表明,TaERF7在BNS的不同组织与器官中均有表达;在长日照(14 h)下,TaERF7在BNS中的表达量下调约0.47倍,而在短日照(10 h)处理下,TaERF7在BNS中的表达量上调约1.14倍;4 ℃的低温处理使TaERF7表达量在2 h内上调了约25.7倍,并且在48 h内一直保持较高的水平,而在37 ℃下虽然可以使TaERF7表达量在1 h内上调约0.71倍,但2 h后便急剧下调,到12 h时其表达量与对照相比已下调了约0.85倍。该研究结果初步证明,TaERF7基因可能特异性结合下游基因启动子的GCC box、DRE和CRT元件,调控下游基因的表达,从而影响了BNS的育性。

    • 石榴WRKY基因家族全基因组鉴定与表达分析

      2020, 40(2):218-231. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0218

      摘要 (2738) HTML (0) PDF 10.88 M (1963) 评论 (0) 收藏

      摘要:WRKY蛋白是一类在植物生长发育过程及生物与非生物胁迫过程中起重要调控作用的转录因子。该研究利用石榴全基因组数据,采用生物信息学的方法,对石榴WRKY 转录因子家族成员蛋白理化性质、系统进化、基因结构、保守基序、顺式作用元件、蛋白互作及基因共表达和转录组表达模式进行系统分析。结果共鉴定出69个PgWRKY基因;分组鉴定和进化分析显示WRKY 蛋白可分为Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ共三大类型。顺式作用元件分析表明,PgWRKY基因广泛参与到非生物胁迫中;蛋白互作网络与共表达分析暗示PgWRKY基因在同一胁迫应答中可能作用一致并同时诱导表达;RNASeq数据分析表明,PgWRKY基因有一定的组织表达特异性,广泛参与植物营养、生殖生长以及根部逆境胁迫应答过程。

    • 茶树CsGME1基因的克隆与逆境胁迫响应分析

      2020, 40(2):232-239. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0232

      摘要 (1713) HTML (0) PDF 4.09 M (1417) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究基于茶树转录组和基因组信息,以茶树‘龙井43’为实验材料,从其cDNA中克隆获得茶树CsGME1基因,并对其蛋白序列特征、基因表达模式及其在不同非生物胁迫下的表达水平进行实时荧光定量分析。结果显示:(1)茶树CsGME1开放阅读框长度为1 131 bp,编码376个氨基酸;该序列与多个相关物种的GME氨基酸序列一致性为94.25%,均含有NAD结合域。(2)进化树分析表明,茶树CsGME1基因与番茄SlGME1亲缘关系较近,与水稻OsGME2亲缘关系最远。(3)CsGME1蛋白属于亲水性蛋白,理论相对分子量为42 046.84 Da,理论等电点为5.73,具有4个无序化区域,无序化程度较低;CsGME1蛋白二级结构由39.25% α螺旋,13.26%延伸主链,5.84% β转角和41.38%随机卷曲组成;三级结构分析结果显示,CsGME1包含螺旋和随机卷曲,与二级结构吻合。(4)荧光定量分析结果显示,在高温(38 ℃)、低温(4 ℃)、干旱(20% PEG)和高盐(200 mmol·L-1 NaCl)4种非生物胁迫处理下,茶树CsGME1基因均有响应,且表达存在差异,推测CsGME1参与了茶树的逆境胁迫响应过程。

    • 小麦萌发期抗旱和耐盐性状的QTL分析

      2020, 40(2):240-251. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0240

      摘要 (2123) HTML (0) PDF 5.03 M (2069) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究以‘山农0431×鲁麦21’RIL群体及其父母本为材料,用20% PEG6000溶液和100 mmol·L-1 NaCl溶液分别模拟干旱和盐环境,对12个小麦萌发期抗旱耐盐相关性状进行测定,结合已构建的分子标记遗传图谱对小麦萌发期抗旱、耐盐的相关性状进行QTL分析,为小麦抗旱、耐盐基因的克隆和分子标记辅助选择提供参考。结果表明:(1)正常、干旱和盐胁迫3种处理下共检测到143个QTL。检测到相对高频QTL(RHFQTL)29个,平均贡献率范围为4.39%~13.28%,贡献率在10%以上的主效RHFQTL有10个。(2)检测到胁迫下特异表达的RHFQTL共17个,正常处理下特异表达的RHFQTL为8个,稳定表达的RHFQTL为4个。(3)QTL分析结果表明,7个RHFQTL形成了3个QTL簇,且分布在2D、4D和5B等3条染色体上,其中:QC1位于2D染色体的wPt6847~D1172783区间,包括3个QTL(QRl2D.2、QSdw2D.3、QTdw2D);QC2位于4D染色体短臂的D2245724~D1108531区间,包括2个QTL(QSl4DQShl4D);QC3位于5B染色体的D982263~S1083095区间,包括2个QTL(QSl5B.2、QTdw5B.1)。

    • 青海野生黑果枸杞再生体系的建立及遗传稳定性分析

      2020, 40(2):252-260. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0252

      摘要 (1627) HTML (0) PDF 1.51 M (1575) 评论 (0) 收藏

      摘要:以野生黑果枸杞(Lycium ruthenicum Murr.)的无菌苗叶片作为外植体,建立了两条再生体系:一条是经愈伤组织再分化的间接再生体系,一条是不经愈伤组织再分化的直接再生体系。并采用流式细胞术(FCM)及ISSR分子标记技术对两种途径再生苗进行了遗传稳定性分析。结果表明:(1)最佳愈伤组织诱导培养基为MS+1.5 mg·L-1 2, 4二氯苯氧乙酸(2,4D),诱导率达100%;最佳分化培养基为MS+1.5 mg·L-1 6苄氨基腺嘌呤(6BA)+0.1 mg·L-1吲哚3丁酸(IBA),1 g愈伤组织上的平均不定芽数为39.4个。(2)叶片直接诱导不定芽的最佳培养基为MS+0.5 mg·L-1 6BA+0.3 mg·L-1 α萘乙酸(NAA),不定芽诱导率为92.9%,每个外植体上平均不定芽数为18.1个。(3)两条途径再生的不定芽在不含植物生长调节剂的MS培养基上,2周内均可正常生根。(4)FCM结果显示亲本苗及2种再生苗均为二倍体。(5)ISSR分析表明,间接再生苗的平均遗传相似性系数为0.84,直接再生苗的平均遗传相似性系数为0.91,直接再生体系是一种更加快速高效的繁殖方法。

    • 海南七仙岭7种卷柏属植物的微观形态与生境间的关系分析

      2020, 40(2):261-270. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0261

      摘要 (1935) HTML (0) PDF 12.95 M (1830) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨生境对卷柏属(Selaginella)植物微观形态的影响,利用扫描电子显微镜对海南七仙岭采集的7种卷柏属植物的侧叶、中叶、孢子叶的叶表皮形态以及小孢子形态进行全面观察分析,并计算气孔器大小、气孔密度、孢子大小等,比较分析其微观形态的区别及微形态与生境间的关系,为卷柏属植物的分类提供依据。结果显示:(1)同种卷柏属植物的侧叶、中叶与孢子叶在叶表皮形态上具明显差异,尤其是孢子叶上的气孔与营养叶相对较小且稀疏,与孢子叶的繁殖功能相符合。(2)不同种卷柏属植物的叶表皮特征也明显不同,主要表现在叶缘刺、气孔和瘤状突起上,表明这些特征可以作为卷柏属植物种间区分的依据。(3)卷柏属植物的小孢子形态稳定,纹饰多样;部分种间的小孢子形态相似,但可通过纹饰类型、裂缝的曲直进行区分。(4)琼海卷柏的小孢子具有独特的网状纹饰,暗示其具有独特的演化途径。(5)卷柏属植物叶表皮的气孔特征、瘤状突起特征,小孢子的颜色、纹饰,与海拔、生境的湿度有一定的相关性,但其形成机理有待进一步研究。

    • 不同光照强度补光对模拟贮运三角梅叶片脱落的缓解效应

      2020, 40(2):271-278. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0271

      摘要 (1792) HTML (0) PDF 1.71 M (2247) 评论 (0) 收藏

      摘要:以3年生‘大红’三角梅为材料进行为期一个月的模拟贮运,期间采用荧光灯(管径16 mm、28W、光照强度9.45 μmol·m-2·s-1)处理,设置黑暗(T0,无灯管)和光照强度低(T1,1个灯管)、中(T2,2个灯管)、高(T3,3个灯管)4个补光(8 h·d-1)处理,考察各处理植株落叶率以及叶片光合色素含量、细胞膜透性、抗氧化酶活性等相关生理生化指标,探讨补光对贮运期三角梅叶片脱落的影响,为解决三角梅贮运过程严重落叶问题提供依据。结果表明:(1)模拟贮运第28天,T0和T3处理三角梅植株落叶严重,落叶率达87%以上,T1和T2处理落叶率则显著低于T0和T3处理,仅分别为16.33%和16.92%;T1~T3处理叶片比叶重均高于T0处理,叶片相对含水量则低于T0处理。(2)T1和T2处理叶片的相对电导率、丙二醛(MDA)含量、可溶性蛋白质含量均显著低于T0处理。(3)T0、T2、T3处理的叶片叶绿素a、叶绿素b、叶绿素总量和类胡萝卜素含量均呈先升后降趋势,而T1处理总体呈上升趋势,变化幅度较小。(4)整个贮运期内,各处理三角梅叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈逐渐上升趋势,过氧化氢酶(CAT)活性和过氧化物酶(POD)活性则均呈先升后降的趋势,CAT活性在T0、T1和T2处理间差异不显著,POD活性表现为T1和T2处理显著高于T0;第28天,T2处理叶片SOD活性显著高于T1,两者分别比第0天上升60.86%和45.02%。研究发现,每天采用一根荧光灯(光照强度9.45 μmol·m-2·s-1)对三角梅进行每天补光8 h,能够较大程度减轻贮运过程中黑暗胁迫对叶片细胞膜造成的损伤和光合色素含量的影响,降低光合产物消耗和叶片黄化脱落,使其在贮运过程中维持正常生长,减少经济损失。

    • 自然越冬期软枣猕猴桃枝条组织结构及内源激素的变化特征

      2020, 40(2):279-286. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0279

      摘要 (1933) HTML (0) PDF 1.91 M (1582) 评论 (0) 收藏

      摘要:该试验以抗寒性不同的5年生软枣猕猴桃品种‘魁绿’、‘丰绿’和‘966’为试验材料,测定分析自然越冬期间枝条组织解剖结构、细胞膜透性和内源激素GA3、ABA、IAA含量水平的变化,以明确不同品种软枣猕猴桃越冬期间对低温的适应能力及其内在生理机制,为软枣猕猴桃抗寒品种的选育及鉴别提供理论依据。结果表明:(1)软枣猕猴桃枝条木质部比率大小依次为‘魁绿’>‘966’ >‘丰绿’,皮层比率依次为‘丰绿’>966’ >魁绿’,二者表现趋势相反,且‘魁绿’枝条的解剖结构与其他两品种差异显著。(2)在自然越冬期间,各品种软枣猕猴桃枝条相对电导率和MDA含量随温度变化均呈先升后降的趋势,在温度最低的1月份达到最高,其中‘魁绿’枝条的相对电导率和MDA含量变化幅度最小,而‘丰绿’受低温影响较大。(3)在11月份至2月份,随自然温度的变化,各品种软枣猕猴桃枝条的GA3和IAA含量均呈先降低后升高的变化趋势,ABA含量则呈先升后降的趋势,且都在1月份分别达到最低或最高值。研究发现,在自然越冬期间,低温对3个软枣猕猴桃品种的组织解剖结构、膜透性及内源激素含量均都造成较大的影响,品种‘魁绿’枝条的木质部比率最大、皮层比率最小,相对电导率和MDA含量变化幅度最小,内源激素含量GA3和ABA/GA3变化趋势较小,故其抗寒性比‘丰绿’和‘966’更强。

    • 毛白杨幼苗叶片生长及其光合参数和硼转运蛋白基因对高硼胁迫的响应

      2020, 40(2):287-295. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0287

      摘要 (2107) HTML (0) PDF 3.13 M (1587) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究采用毛白杨(Populus tomentosa)为试验材料,分析了温室条件下沙培幼苗对短期高硼胁迫(1、5、10 mmol/L硼酸)下的叶片生长、光合参数和硼转运蛋白的响应特征。结果显示:(1)与对照(0.05 mmol/L硼酸)相比,1 mmol/L硼酸处理导致毛白杨幼苗叶片叶绿素荧光参数上调,活性氧含量上升,树苗基部叶片出现少量黑色坏死斑;5 mmol/L硼酸胁迫下,叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率下调,胞间二氧化碳浓度上升,叶绿素荧光参数和过氧化氢含量进一步上调,超氧阴离子含量较1 mmol/L硼酸胁迫时下调但仍然高于对照, 除顶部叶片之外的其他叶片上出现大量坏死斑;10 mmol/L硼酸胁迫下,气体交换参数、叶绿素荧光参数和活性氧含量与5 mmol/L硼酸胁迫时相似,所有叶片均在平行于次级叶脉的方向出现呈带状分布的坏死斑。(2)毛白杨幼苗根和茎硼含量在硼胁迫条件下与对照相比变化幅度较小,而叶片硼含量在5 mmol/L和10 mmol/L硼酸胁迫下比对照显著上升,此时硼转移系数和生物富集系数均维持较高的水平。(3)硼转运蛋白(BOR)基因家族成员中PtoBOR4和PtoBOR8在根中的表达水平随着外界硼浓度的增加呈先上升后下降的趋势;在茎中,PtoBOR3基因下调表达,PtoBOR5上调表达;在叶片中,PtoBOR4表达先上升后下降,而PtoBOR7和PtoBOR8上调表达。研究表明,毛白杨幼苗叶片叶绿素荧光参数、活性氧、气体交换参数及硼转运蛋白基因家族表达对高硼胁迫较为敏感,硼胁迫症状在较短的时间内在叶片上以坏死斑的形式出现,可能与其较强的控制根系硼浓度的能力和向地上部分迅速运输硼的能力有关。

    • 纳米硒对紫色马铃薯生长及其矿质元素含量和品质特性的影响

      2020, 40(2):296-303. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0296

      摘要 (2099) HTML (0) PDF 1.65 M (2173) 评论 (0) 收藏

      摘要:以紫色马铃薯品种‘黑美人’为试材,采用水培法,分别用不同浓度(0、0.38、0.19 和0.095 mmol/L)纳米硒溶液对紫色马铃薯进行叶面喷施处理,研究纳米硒对紫色马铃薯生长、矿质元素含量及品质特性的影响。结果表明:(1)与对照相比,各硒处理马铃薯的生物量与单株结薯数均显著增加,其中喷施0.095 mmol/L硒处理的生物量最高且增幅达1.5倍,喷施0.19 mmol/L硒处理的单株结薯数显著增加2.2倍。(2)纳米硒能够显著提高紫色马铃薯叶片、根系、块茎硒含量,各器官硒含量大小呈现:根系>叶片>块茎的特点,且喷施0.095 mmol/L硒处理块茎总硒含量达0.106 mg/kg,较对照显著提高0.65倍,达到了马铃薯块茎的富硒标准;同时纳米硒可在不同程度上调控K、Ca、Mg、Mn、Zn在马铃薯各器官中的分配。(3)随施硒浓度的增加,紫色马铃薯块茎中淀粉、可溶性蛋白及游离氨基酸含量呈先增加后降低的变化趋势,均在喷施0.19 mmol/L硒处理下达到最大值,且较对照分别显著增加56.33%、26.91%和27.89%;块茎中花青素、可溶性糖含量呈下降趋势,均在喷施0.095 mmol/L硒处理下达到最大值,且较对照分别显著提高24.73%、25.33%;而块茎中硝态氮含量呈上升趋势,在喷施0.095 mmol/L硒处理下最低并较对照显著降低34.82%。研究表明,叶面喷施0.095~0.19 mmol/L纳米硒溶液能够显著促进紫色马铃薯生长和单株结薯数,提高硒元素含量,调控矿质元素含量在器官中分配,有效改善其块茎品质特性。

    • 继代培养次数对杜梨生根能力和叶形态及其激素水平的影响

      2020, 40(2):304-310. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0304

      摘要 (2104) HTML (0) PDF 1.18 M (1848) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探索杜梨组培复幼变化规律,对10年生杜梨进行连续继代培养,统计不同继代次数杜梨丛生芽繁殖系数和生根率,观察记录叶片形态变化并测定内源激素含量。结果表明:(1)通过连续继代培养,杜梨丛生芽生根率由0提升到66.70%,繁殖系数由第1代的2.13提升到第10代的4.20。(2)叶片在继代第3次时出现裂刻且随后裂刻程度逐代加深;在继代过程中,丛生芽叶面积和叶脉数显著降低,叶周长和叶形指数呈先下降后上升的变化趋势。(3)丛生芽叶片内源IAA含量在继代第6次时达到46.39 ng·g-1,且显著高于初代丛生芽;随着继代次数的增加,叶片内源ZR呈先上升后下降的变化趋势,内源GA3含量没有发生显著性变化,而内源ABA含量逐渐降低;叶片IAA/ABA和IAA/ZR的值随着继代次数的增加而增加。(4)丛生芽叶片ABA含量和IAA/ZR与其生根率分别呈显著负相关和显著正相关关系,叶片裂刻数和IAA/ABA与生根率均呈现极显著正相关关系,而叶脉数与生根率则呈现极显著负相关关系。研究认为,连续继代培养可显著提高杜梨丛生芽的生根能力,并且与丛生芽叶形和激素含量及其比值有密切的关系,该研究结果为难生根植物无性繁殖以及树木复幼提供了重要技术借鉴。

    • 杉木幼苗非结构性碳水化合物对遮阴及恢复光照的响应

      2020, 40(2):311-318. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0311

      摘要 (2074) HTML (0) PDF 1.62 M (1575) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究以盆栽杉木(Cunninghamia lanceolata)幼苗为研究对象,采用遮光率为60%的遮光网进行遮阴处理,以正常光照为对照,遮阴处理30 d后部分杉木幼苗进行20 d的光照恢复处理,测定分析遮阴及恢复光照处理后不同组织/器官的非结构性碳水化合物(NSC)浓度及其分配、以及NSC库的变化,以探讨杉木幼苗在遮阴及恢复光照后的NSC调控机制。结果显示:(1)遮阴能够显著降低杉木幼苗各组织/器官可溶性糖浓度,各组织/器官下降幅度依次为细根(71%)>当年生叶(68%)>一年生叶(58%)>树皮(57%)>木质部(55%)>粗根(45%);遮阴使淀粉浓度的下降程度显著高于可溶性糖,在所有组织/器官中粗根的淀粉浓度下降幅度最低(50%),其次是木质部(72%)细根的淀粉浓度下降最大。(2)遮阴处理使杉木幼苗各组织/器官的NSC浓度下降量均超过50%,但杉木幼苗的存活率依然为100%;遮阴后杉木幼苗的生物量变化无明显差异,但NSC库变小,NSC相对分配改变;遮阴后不同组织/器官的NSC下降程度不一,其中粗根的NSC浓度显著高于细根。(3)恢复光照处理后杉木幼苗各组织/器官的NSC浓度均可恢复到对照水平。研究证明,遮阴环境下杉木幼苗能够主动调节其NSC在各组织/器官的分配使其维持在一定范围,从而提高杉木幼苗对遮阴环境的适应性,而不是以牺牲生长为代价。

    • 施硼和赤霉素对‘李广杏’坐果率及果实品质的影响

      2020, 40(2):319-327. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0319

      摘要 (1626) HTML (0) PDF 1.13 M (1840) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究以8年生盛果期的‘李广杏’植株为试材,于花蕾膨大期喷施0.1%(P1)、0.3%(P2)和0.5%(P3)硼砂和盛花初期喷施50(C1)、100(C2)和150 mg/L(C3)赤霉素,测定不同处理下李广杏的坐果率、果实品质及营养生长指标的变化,并用主成分分析不同处理的效果进行综合评价,为敦煌寒旱区‘李广杏’的栽培提供理论依据。结果表明:(1)‘李广杏’叶面积增长量在C1浓度处理下显著高于CK,不同浓度的硼处理对其均具有抑制作用,但C1、P2浓度下新稍生长量高于其他处理。(2)适宜浓度的硼和赤霉素处理可一定程度减少‘李广杏’花的败育率,从而有效提高果树的坐果率,其中硼处理以P3浓度下最优,但P3与P2处理下坐果率无显著差异,赤霉素处理以C2浓度下最优。(3)适宜浓度硼和赤霉素能够明显提高‘李广杏’果实品质,C1浓度处理下的果实糖酸比、可溶性固形物含量显著高于CK,P2处理下的果实维生素C、可滴定酸含量显著高于其他处理;适宜浓度赤霉素和硼对果实的单果重、果形指数、侧径有明显的促进作用。(4)主成分分析结果显示,各处理效果的综合得分由高到低依次为P2(1.20)>C2(0.91)>P1(0.13)>C1(-1.01)>CK(-1.68)>P3(-2.13)>C3(-7.76);果实可溶性糖、可溶性蛋白、糖酸比等主成分占比较高,可作为评价‘李广杏’果实品质的重要依据。研究发现,花期喷施适宜浓度的硼和赤霉素可有效提高‘李广杏’果树的生长状况、坐果率及果实品质, 且甘肃敦煌地区以花蕾膨大期喷施0.3%硼和盛花初期喷施100 mg/L赤霉素效果最佳。

    • 放牧对荒漠草原克氏针茅种群和土壤生态化学计量特征的影响

      2020, 40(2):328-334. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0328

      摘要 (2524) HTML (0) PDF 827.69 K (1370) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究选取内蒙古荒漠草原,设计无牧区(NG)、中度放牧(MG)、重度放牧(HG)3个处理,测定分析不同放牧强度处理5年后,优势植物克氏针茅以及土壤的C、N、P营养元素的化学计量特征及其协同关系,以揭示放牧生态系统养分循环的影响机制,为区域草地的利用以及修复提供理论依据。结果表明:(1)轻度放牧下荒漠草原的物种多样性均显著高于中度和重度放牧条件(P<0.05)。(2)土壤中C、N含量以及C∶N、N∶P、C∶P,均随着放牧强度的增加呈先升高后降低的变化趋势,土壤P含量随放牧强度的增加而升高。(3)随放牧强度增加,克氏针茅地上部分C含量降低,N、P含量以及N∶P先升高后降低,C∶P则先减少后升高;克氏针茅地下部分的C、N含量以及N∶P一直呈增加的趋势,P含量先减少后升高,而C∶N、C∶P则是与P含量规律相反。(4)与地上部分各元素含量相比,克氏针茅地下部分各元素含量及其比值与土壤中各元素含量的相关性更高,说明放牧条件下荒漠草原优势植物的根系与其所处的土壤环境具有一定的协同变化能力。

    • 降水变化对红砂珍珠碳、氮、磷化学计量特征的影响

      2020, 40(2):335-344. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0335

      摘要 (1552) HTML (0) PDF 4.51 M (1672) 评论 (0) 收藏

      摘要:以荒漠C3植物红砂(Reaumuria soongarica)和C4植物珍珠(Salsola passerina)为材料,在西北干旱荒漠区沿自然降水梯度,对不同降水条件下单生和混生红砂与珍珠根、茎、叶器官碳、氮、磷化学计量指标进行测定,分析其在不同生境下化学计量特征对种间关系及环境胁迫的响应规律。结果表明:(1)随干旱胁迫程度增加(降水量的减少),红砂各器官C含量平均升高7.73%,N、P含量分别平均降低6.20%、10.61%;珍珠各器官C含量平均升高7.36%,N、P含量分别平均降低5.93%、14.03%。两种植物叶片C含量升高表明其光合速率较低,生长缓慢,但对外界不利环境的防御能力增强,能更好地适应干旱环境。(2)干旱胁迫改变了红砂和珍珠的N、P含量在各器官的分配模式,两种植物N、P含量在叶部高于根部,在根、叶中N/P明显高于茎,表明两种植物不同器官受到的养分限制不同。(3)红砂各器官C、N、P含量高于珍珠,说明红砂防御能力较强,生长速率高,对资源的竞争和利用能力较珍珠强;珍珠C/N和C/P均高于红砂,表明珍珠比红砂有较强的碳同化能力和较高的营养利用效率。(4)在干旱胁迫条件下,红砂和珍珠均表现为碳素积累、氮磷素限制的格局,它们对于氮和磷的养分利用不活跃,受到氮和磷养分的限制较为均衡。

    • 海南岛热带低地雨林攀援竹叶片光合特性季节动态

      2020, 40(2):345-352. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0345

      摘要 (1701) HTML (0) PDF 981.20 K (1404) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究攀援竹的光合生理特性及其在热带雨林中的生存适应机制,该研究应用LI6400便携式光合作用测定系统,分别于2、4、7和11月测定了海南岛甘什岭热带低地雨林的无耳藤竹(攀援能力较强)和响子竹(攀援能力较差)光响应曲线和CO2响应曲线。结果显示:(1)无耳藤竹各月份的最大光合速率、光饱和点、光补偿点、暗呼吸效率和气孔导度总体大于响子竹,表观量子效率和胞间CO2浓度总体小于响子竹。(2)两个竹种的最大光合速率、光饱和点、光补偿点、暗呼吸效率、气孔导度、胞间CO2浓度和蒸腾速率均在7月份较高,表观量子效率和水分利用效率则均在2月份较高。(3)无耳藤竹各月份的羧化效率、饱和最大净光合速率和光呼吸速率均高于响子竹,两竹种4月份的CO2饱和点和CO2补偿点最高,但羧化效率和饱和最大光合速率较低。研究表明,无耳藤竹为阳性植物,其光合能力优于响子竹,对CO2浓度变化的适应能力更强,而响子竹以其耐荫的特性在热带雨林中与其他物种共存;两攀援竹种的光合能力均表现为雨季大于旱季,它们在雨季主要通过提高光饱和点、气孔导度、胞间CO2浓度来提高其净光合速率,在旱季主要通过降低蒸腾速率和提高水分利用效率来维持光合作用;两种攀援竹光合特性季节变化是环境和竹种自身生理特性共同作用的结果,不同的光合生理特性决定了其在热带雨林中不同的生存策略。

    • 一种硅藻中国新记录属种——科氏杜氏藻

      2020, 40(2):353-357. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0353

      摘要 (3017) HTML (0) PDF 2.30 M (1486) 评论 (0) 收藏

      摘要:科氏杜氏藻是一种泥生或附沙生硅藻。该文对最近刚确立的一个硅藻属——杜氏藻属进行了介绍,利用光学和扫描电子显微镜对2019年4月20日采自东洞庭湖国家级自然保护区的科氏杜氏藻标本进行了观察研究。结果表明该标本具有以下主要形态特征:(1)壳面椭圆披针形。(2) 中央区为蝴蝶结形,没有延伸至壳缘。(3) 线纹在壳面大部分区域呈辐射状排列,在两端近平行排列,中部线纹密度20~22条/10 μm。(4) 孔纹圆形或近圆形,在内壳面被圆顶状的孔膜覆盖。(5) 在壳面两端存在假隔片。该文调查采集的科氏杜氏藻种群的形态特征与模式种群相吻合,该属在中国是首次报道,为中国新记录属。

    • 彩叶植物叶片呈色分子机制研究进展

      2020, 40(2):358-364. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.02.0358

      摘要 (1956) HTML (0) PDF 1.06 M (1693) 评论 (0) 收藏

      摘要:彩叶植物叶片呈现不同的颜色主要是受遗传因素和外部环境的共同作用,揭示彩叶植物叶片呈色机制对选育彩叶植物新品种和彩叶植物的应用推广具有重要理论和实践意义。目前对彩叶植物呈色机制的研究主要集中于叶片中色素变化、光合特性、叶片结构和环境条件等方面。该文主要対近年来有关彩叶植物叶片中叶绿素代谢途径、类胡萝卜素代谢途径、次生代谢途径、光合作用和叶绿体发育相关结构基因和转录因子调控机制的研究进展进行综述,并对以后的研究方向进行了展望,为培育彩叶植物新品种提供了理论基础,也为人工调控叶色以及叶色的定向遗传改良提供了参考。