• 2020年第40卷第5期文章目次
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    • 中国野生毛葡萄VqTLP15基因的克隆与抗病性功能研究

      2020, 40(5):727-738. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0727

      摘要 (2122) HTML (0) PDF 7.48 M (2200) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究以抗病品种中国野生毛葡萄‘商24’和感病品种欧洲葡萄‘红地球’为材料,利用 RTPCR 方法克隆TLP15基因,分别命名为 VqTLP15 和 VvTLP15(GSVIVT01018769001),对其进行生物信息学分析、亚细胞定位、转化拟南芥,并接种不同病原菌观察分析转基因株系的抗性,采用qRTPCR 检测SA 和 JA/Eth信号途径以及调控气孔运动的相关基因表达。结果显示:(1)成功克隆获得 VqTLP15 基因的开放阅读框 (ORF);氨基酸序列比对显示,VqTLP15基因与葡萄基因组网站欧洲葡萄‘黑比诺’VvTLP15 和‘红地球’克隆的 VvTLP15基因的同源性分别为 98.99% 和 99.66%。 (2)亚细胞定位表明,VqTLP15 定位于细胞质。(3)成功获得 VqTLP15 转基因拟南芥株系(L1、 L2、 L3)。(4)接种观察发现:白粉菌处理 7 d后转基因株系对白粉菌的抗性较野生型(Col0)提高,且其叶片的白粉菌孢子浓度显著低于Col0;灰霉菌诱导的叶片坏死性损伤在转基因株系(L1、L2 和L3病斑面积>40%的比例分别为 71%、62%和67%)中显著大于 Col0(43%);接种 PstDC3000后转基因株系叶片的病害表型没有 Col0 明显,叶片孔径减小程度大于 Col0,且细菌浓度低于 Col0。(5)组织化学染色分析表明:白粉菌处理后转基因株系叶片胼胝质沉积、细胞死亡率和 O2-·水平都显著大于 Col0;灰霉菌处理后转基因株系的细胞死亡率、H2O2和 O2-·水平均高于 Col0; PstDC3000 处理后细胞死亡率和 O2-·积累水平都高于 Col0。(6)qRTPCR 检测显示:接种白粉菌后,转基因株系中PR1 和 ICS1 的表达水平均升高,PR1 表达在接种72 h时达到峰值,而 ICS1 在 接种120 h时达到峰值,LOX3 的表达水平逐渐降低,并于接种120 h时降至最低水平,但仍高于 Col0;接种灰霉菌后,转基因株系中 PR1、NPR1 和 PDF1.2 基因的表达均上调,并在接种 48 h时达到峰值,LOX3 基因的表达水平下降,但仍高于 Col0;接种 PstDC3000 后,转基因株系中 PR1、PDF1.2 和 NHL10的表达均高于 Col0,但WRKY53的表达低于Col0, L1 中 COI1、FRK1、ATPPC2、FLS2、OST1 的表达水平高于 Col0;接种flg22 或 LPS后, L1 中 COI1基因的表达低于 Col0,但ATPPC2、FLS2、OST1基因的表达水平高于 Col0。研究表明,过量表达 VqTLP15 基因降低了对白粉菌和 PstDC3000 的敏感性,增加了对灰霉菌的敏感性。 VqTLP15 基因可能通过介导水杨酸 (SA) 和茉莉酸/乙烯 (JA/Eth) 信号转导途径以及气孔免疫反应来参与植物的抗病防御反应,为葡萄抗病分子育种提供了一个可能的候选基因。

    • 文心兰COL基因的分离及其表达分析

      2020, 40(5):739-746. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0739

      摘要 (1661) HTML (0) PDF 2.98 M (1532) 评论 (0) 收藏

      摘要:CONSTANS(CO)及CONSTANSlike(COL)基因在光周期调控植物开花中起到重要的作用。该研究以文心兰(Oncidium)品种‘金辉’为材料,分离了CO 同源基因OnCOL2及另外2个COL基因(OnCOL8和OnCOL9),它们分别编码326、411和291个氨基酸;生物信息分析预测它们均定位于细胞核;OnCOL2、OnCOL8有2个锌指Bbox结构域和1个CCT结构域,而OnCOL9缺少Bbox结构域。多序列比对及进化树分析结果表明,所有COL蛋白可划分为3组,OnCOL2与OnCOL8、OnCOL9分到了2个不同组中。OnCOL2与建兰(Cymbidium ensifolium)CeCOL(90.77%)高度相似;OnCOL8与OnCOL9在进化关系上更为接近,分别与拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtCOL9和AtCOL10关系最近,它们在Bbox和CCT结构域都极为保守。表达分析结果表明OnCOL2、OnCOL8与OnCOL9分别在花、根和假鳞茎中表达量最高,在叶片中的表达呈周期性变化趋势,且在长、短日照条件下表达的峰值及时间均存在差异,在花芽分化时期的叶片中表达量均显著上调。研究表明,OnCOL2、OnCOL8与OnCOL9基因均受到生物钟和日长调节,在光周期途径中,可能通过上调它们的表达以促进文心兰花芽的形成。该研究结果为进一步研究基因功能及光周期调控文心兰开花机制奠定了基础。

    • 龙眼体胚发生过程中DlAGO4基因的克隆及表达分析

      2020, 40(5):747-755. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0747

      摘要 (1624) HTML (0) PDF 3.29 M (1564) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究基于龙眼基因组数据库,采用RTPCR技术,以‘红核子’品种龙眼松散型胚性愈伤组织cDNA为模板,进行龙眼胚性愈伤组织DlAGO4基因的克隆和生物信息学分析,并采用实时荧光定量技术分析其在龙眼体细胞胚胎发生不同阶段、不同组织部位、激素和非生物胁迫处理以及5氮胞苷(5azac)处理的表达模式。结果表明:(1)DlAGO4基因cDNA全长为3 425 bp,包含开放阅读框长度为2 781 bp,编码926个氨基酸。(2)生物信息学分析表明,DlAGO4蛋白为碱性亲水非分泌蛋白,含有AGO经典的保守结构域PAZ和Piwi,与克莱门柚CcAGO4的同源性最近,含有85个磷酸化位点和2个糖基化位点;亚细胞定位预测其最可能定位于细胞核;MicroRNA预测显示,DlAGO4基因受到4个miRNA靶向调控。(3)qRTPCR结果表明,DlAGO4在龙眼球形胚阶段和种子中相对表达量最高;激动素、水杨酸、NaCl、甘露醇、PEG4000和ABA处理均能促进DlAGO4基因的表达,而2,4D和MeJA处理抑制其表达;不同浓度的5azac处理1 d和3 d抑制DlAGO4的表达,但从处理第6天开始该基因呈上调表达,并于处理第12天相对表达量最高。研究认为,DlAGO4基因可能参与龙眼球形胚和种子的转录调控,且可能参与KT、SA的激素信号转导途径和NaCl、甘露醇、PEG4000、ABA的逆境胁迫响应途径以及DNA甲基化调控机制。

    • 毛果杨羧酸酯酶基因家族的功能研究

      2020, 40(5):756-765. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0756

      摘要 (2312) HTML (0) PDF 3.83 M (1608) 评论 (0) 收藏

      摘要:羧酸酯酶(CXE)是一类具有α/β折叠结构域的水解酶类,在植物生长发育和胁迫响应中发挥着重要作用。该研究以毛果杨(Populus trichocarpa)植株为材料,通过TBLASTN搜索和手动校正鉴定毛果杨CXE基因,并分析CXE基因家族基本特征、基因结构和表达模式,通过亲和层析纯化大肠杆菌表达的毛果杨CXE蛋白,然后利用荧光法和pH指示剂法测定CXE蛋白酶学活性,为深入揭示林木CXE基因家族的功能奠定基础。结果表明:(1)从毛果杨基因组中共鉴定出52个CXE基因,且52个CXE蛋白都含有完整的α/β 水解酶结构域;毛果杨52个CXE基因分为3个类型,每一类型分别有39、4和9个CXE基因。(2)毛果杨CXE基因在染色体上的分布不均匀,其中有28个CXE基因以基因簇的形式分布在6条染色体上,其余24个CXE基因分散分布在16个染色体上。(3)毛果杨8个CXE基因在木质部、韧皮部、叶、小枝和根等5个组织部位均未检测到表达,其余44个CXE基因在5个组织部位呈现差异性表达。(4)在大肠杆菌中表达并纯化了5个毛果杨CXE蛋白(PtCXE4、5、6、41、43),且5个蛋白对植物体内发现的24个天然底物的催化能力测定发现,PtCXE5可以催化天然底物的个数最多(11个);酶学性质分析表明,5个蛋白都可以催化4甲基伞形酮乙酸酯(4MU acetate)和4甲基伞形酮丁酸酯(4MU butyrate)水解,却都不能催化4甲基伞形酮月桂酸酯(4MU laurate)和4甲基伞形酮棕榈酸酯(4MU palmitate)水解,且随着底物碳链长度的增加,蛋白的催化活性也随之下降;酶活性的pH依赖性分析发现,在pH6.0~9.0范围内,随着pH的升高5个蛋白的催化活性均呈现升高的趋势。

    • SPINDLY在壳寡糖诱导拟南芥抗丁香假单胞菌中的功能

      2020, 40(5):766-772. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0766

      摘要 (1835) HTML (0) PDF 2.00 M (1679) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了探讨拟南芥O岩藻糖基转移酶(SPINDLY)在病原体相关分子模式诱导抗性中的作用,该研究以SPINDLY缺失拟南芥突变体spy3为实验材料,从叶片表型、病情指数、病菌定殖量以及丁香假单胞菌(Pst DC3000)关键基因的表达水平等指标,系统考察了SPINDLY在壳寡糖诱导拟南芥抗Pst DC3000中的功能。结果显示:(1)spy3突变体比野生型更易被Pst DC3000侵染。(2)与病菌侵染组相比,壳寡糖预处理明显缓解植株叶片黄化现象,显著降低Pst DC3000的定殖量。(3)壳寡糖预处理的spy3植株中水杨酸和茉莉酸途径相关基因的表达量及水杨酸和茉莉酸含量均较病菌侵染组明显升高。(4)壳寡糖在spy3中的诱抗效果与野生型相比无明显差别。研究表明,SPINDLY在植物先天免疫过程发挥重要作用,但并不影响壳寡糖的诱导抗性。

    • 多年生黑麦草温度胁迫差异表达转录因子的比较转录组分析

      2020, 40(5):773-784. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0773

      摘要 (2292) HTML (0) PDF 7.38 M (1862) 评论 (0) 收藏

      摘要:多年生黑麦草是禾本科冷季型草种,温度胁迫严重影响其分布和产量。转录因子调控基因表达在植物响应逆境胁迫中发挥重要作用。该研究以多年生黑麦草品种雅晴为材料,采用高通量RNAseq技术,对热(40 ℃)、冷冻(-10 ℃)和对照(22 ℃)处理的样本进行转录因子应答分析,以探索多年生黑麦草转录因子对温度胁迫的响应规律,并筛选抗逆转录因子候选基因。结果显示:(1)共鉴定了694个转录因子unigenes,分属于AP2/ERF、GTF、HSF、MYB、NAC、WRKY、bHLH和bZIP等32个家族。(2)在热和冷冻胁迫下,ERF(AP2/ERF)、MYB、NAC和bZIP家族基因均以上调为主,而WRKY家族则多数下调。HSF、GTF和DREB(AP2/ERF) 家族成员大多数受热诱导上调,而多数bHLH家族成员受冷冻胁迫上调。(3)功能富集结果表明,多年生黑麦草差异表达的转录因子基因主要参与植物激素信号转导、昼夜节律和病原体互作等通路。研究表明,多年生黑麦草中与胁迫适应相关的转录因子基因普遍上调表达,而与生长和抗病相关的基因多数下调。该研究筛选到大量抗逆转录因子候选基因,为分子育种提供抗逆基因资源。

    • 江西野生寒兰居群遗传结构与遗传多样性研究

      2020, 40(5):785-794. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0785

      摘要 (1580) HTML (0) PDF 2.67 M (1708) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究采用叶绿体基因组片段(petBpetD)和核基因组ITS序列,对分布于江西的寒兰17个自然居群的252个体进行遗传结构与遗传多样性分析, 以明确江西野生寒兰遗传多样性水平与居群遗传结构特征,为探寻江西寒兰资源数量锐减以及保护提供理论依据。结果表明:(1)nrDNA ITS序列长度652~658 bp,总变异位点140处,变异位点百分率为21.3%~21.5%,(G+C)含量为58.9%~67.1%。cpDNA序列长度522~529 bp,有变异位点9处,变异位点百分率为1.70%~1.72%,(G+C)含量为32.9%~33.7%。(2)分子方差分析(AMOVA)表明,种群内的遗传变异大于种群间变异,cpDNA片段居群间的遗传变异为40.76%,居群内为59.24%;ITS居群间的遗传变异为28.96%,居群内为71.04%;基因流(Nm)较大,cpDNA 片段 Nm为1.226 5; ITS Nm为0.726 7。(3)ITS和cpDNA数据失配分析和中性检验均表明江西寒兰野生居群在历史近期经历了扩张事件,nrDNA ITS序列较叶绿体序列进化较快,变异速率也较快。

    • 中国部分野生黄精属植物的染色体核型分析

      2020, 40(5):795-810. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0795

      摘要 (2034) HTML (0) PDF 6.07 M (1799) 评论 (0) 收藏

      摘要:采用常规压片法,对中国部分野生黄精11个种、43个居群的染色体进行了核型分析,结果显示:(1) 43个居群均为二倍体,染色体数目在16~60之间,基数n=8、9、10、11、12、13、15、17、30。(2) 43个居群中,15个居群为“2B”型, 22个居群为“3B”型,6个居群核型为“2C”型;核型不对称系数在55.78%~75.60%,最长染色体与最短染色体的比值在2.01~6.12之间。(3) 43个居群中有23个居群有数目不等、位置不同的随体。(4)中国野生黄精资源从互生叶到轮生叶的染色体数目逐步增加,核型特点表现为:①臂比逐渐增大;②随体逐渐消失;③核型不对称性逐步增强;④不对称系数逐渐增加。研究表明,中国野生黄精不同种或居群的遗传多样表现在染色体数量、不同类型染色体数量以及它们在核型中的排序位置、随体的位置等方面的差异。

    • 藏东南色季拉山薄毛海绵杜鹃叶解剖结构特征与环境适应性

      2020, 40(5):811-818. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0811

      摘要 (2096) HTML (0) PDF 2.11 M (1894) 评论 (0) 收藏

      摘要:以藏东南色季拉山9个不同海拔梯度的薄毛海绵杜鹃(Rhododendron aganniphum var. schizopeplum)叶片为试验材料,采用石蜡切片技术,测定10项叶片解剖结构指标,应用叶片解剖结构指标的可塑性指数和相关性分析方法探索薄毛海绵杜鹃对藏东南色季拉山强紫外辐射和高寒环境的适应性。结果表明:(1)薄毛海绵杜鹃叶片为异面叶,上表皮有明显的角质层,下表皮有表皮毛,栅栏组织细胞2~3层。(2)随着海拔的升高,叶片角质层厚度、上下表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、叶片厚度呈现明显增大趋势,而组织结构紧密度和疏松度变化不显著,主脉突起度呈现下降趋势。(3)各项叶片解剖结构指标的可塑性指数显示,薄毛海绵杜鹃在解剖结构上表现出较小的可塑性,对外界环境的适应能力较弱。(4)依据薄毛海绵杜鹃各项叶片解剖结构指标的相关性分析结果,除海绵组织厚度与栅栏组织厚度、下表皮厚度与上角质层厚度之间相关性不显著外,其余各指标之间均呈显著相关关系,且叶片的解剖结构指标方面也存在明显的协同进化现象。研究发现,藏东南色季拉山薄毛海绵杜鹃通过增加叶片角质层厚度、表皮厚度和叶肉厚度等解剖结构指标的方式增强对外界极端环境的适应能力,从而有利于其在恶劣的高山生境下生存繁衍,使该物种成为生态位理论中的广幅种。

    • 甘草叶片渗透调节物质及蔗糖代谢相关酶对干旱胁迫的响应特性

      2020, 40(5):819-827. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0819

      摘要 (1734) HTML (0) PDF 1.86 M (1731) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究以甘草幼苗为试材,采用盆栽自然干旱方法,设计对照(CK)、轻度(LS)、中度(MS)、重度(SS)干旱胁迫处理,测定分析甘草叶片的渗透调节物质及蔗糖代谢相关酶[蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶合成方向(Ss+)、蔗糖合成酶分解方向(Ss-)、中性转化酶(NI)、酸性转化酶(AI)、淀粉磷酸化酶(SP)]活性的变化,以探讨甘草的渗透调节特性以及糖分调节的酶学机制,揭示甘草对干旱胁迫的响应机理。结果显示:(1)随着干旱胁迫程度的加剧,甘草叶片可溶性糖、可溶性蛋白和脯氨酸含量呈逐渐增加的趋势,束缚水/自由水的比值呈先增加后降低的趋势。(2)随着干旱胁迫程度的加剧,甘草叶片蔗糖、葡萄糖、果糖含量均呈先升高后降低的趋势,但不同胁迫强度出现峰值的时间不同;其中在CK和LS干旱胁迫时蔗糖含量>淀粉含量>葡萄糖含量>果糖含量,在MS和SS干旱胁迫时淀粉含量>葡萄糖含量>蔗糖含量>果糖含量,表明随着干旱程度的增加,甘草叶片中蔗糖转化成了淀粉。(3)随着干旱胁迫程度的加重,甘草叶片的SPS活性呈先升高后降低的趋势,Ss活性和Inv(蔗糖转化酶)活性呈逐渐升高的趋势,SP活性呈逐渐降低的趋势;各胁迫处理的Ss+活性与CK差异不显著,而Ss-活性与CK差异显著,并且Ss-活性在各胁迫处理下远大于Ss+活性,表明甘草叶片Ss-活性在蔗糖代谢过程中占主导作用。(4)相关分析结果显示,在LS中,NI与蔗糖呈负相关关系,Ss-与淀粉呈显著正相关关系、与蔗糖呈负相关关系;在MS中,蔗糖和葡萄糖与SPS、Ss+、Ss-、NI和AI均呈正相关关系,与SP呈负相关关系;在SS中,SP和NI与蔗糖呈正相关关系,而与淀粉呈负相关关系;表明在轻度干旱处理下,Ss参加了蔗糖的分解,继而合成淀粉;在中度和重度干旱条件下,SP主要催化淀粉的分解来增加蔗糖含量以此平衡蔗糖代谢。

    • 蒙古黄芪不同生育期黄酮类成分积累及其根际微生物多样性研究

      2020, 40(5):828-837. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0828

      摘要 (1972) HTML (0) PDF 3.76 M (1975) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究比较了内蒙古赤峰市翁牛特旗、锡林郭勒盟正蓝旗、包头市固阳县、山西省大同市浑源县和甘肃省定西市陇西县5个不同种源的蒙古黄芪不同生育期生长情况及黄酮类成分含量积累,并采用Illumina MiSeq 高通量测序技术分析不同生育期根际土壤微生物多样性。结果显示:(1)随着生育期推进,固阳、浑源和赤峰种源的黄芪生长较快,根干重在9月份达到峰值,其他生物量指标种源间差异不大。(2)陇西和浑源种源的黄芪根中毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量较高,并在9月份达到峰值,而其他成分(芒柄花苷、毛蕊异黄酮和芒柄花素)呈波动变化。(3)蒙古黄芪不同生育期内根际土壤微生物群落差异较大,其中根际细菌变化最为明显,9月份多样性更高,而真菌群落差异相对较小,不同种源间根际微生物群落组成相似。研究表明,蒙古黄芪毛蕊异黄酮葡萄糖苷含量随生育期显著上升,故最佳采收期不宜过早,而微生物群落结构的差异可能是蒙古黄芪获得生长优势和有效成分积累的重要因素之一。

    • 刺梨果实膳食纤维积累动态及其对遮光的反应

      2020, 40(5):838-845. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0838

      摘要 (1780) HTML (0) PDF 1.50 M (1800) 评论 (0) 收藏

      摘要:刺梨果实是优质膳食纤维的良好来源。该研究以‘贵农5号’刺梨果实为材料,测定了果实发育过程中膳食纤维的含量、组分变化及其对光照的响应特征。结果表明:(1)在刺梨果实的整个发育过程中,总膳食纤维和不溶性膳食纤维含量在花后40 d之前的幼果期更高,并随着果实的快速发育持续下降,至成熟时分别约占果实干重的24%和16%,而可溶性膳食纤维含量在果实发育过程中变化平稳,一直维持在干重的8%左右。(2)果胶在花后20 d之前有一快速积累过程,至果实成熟时纤维素和半纤维素为膳食纤维主要组分,约占总膳食纤维的60%;花后60 d之前是刺梨果实膳食纤维积累的主要时期。(3)刺梨果实总膳食纤维、不溶性膳食纤维中单糖组分主要以半乳糖、葡萄糖为主,而可溶性膳食纤维中单糖组分主要为甘露糖,两类膳食纤维间表现出较大差异。(4)果实套袋遮光不同程度促进了刺梨果实总膳食纤维、可溶性膳食纤维、总果胶、原果胶的积累,尤其是100%遮光的效应更明显,但对果实中不溶性膳食纤维、纤维素、木质素、可溶性果胶的积累影响并不显著。

    • 叶面喷施亚精胺对高温胁迫下番茄叶绿素合成代谢的影响

      2020, 40(5):846-851. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0846

      摘要 (1935) HTML (0) PDF 1.32 M (1815) 评论 (0) 收藏

      摘要:以设施番茄栽培品种‘金棚朝冠’幼苗为试验材料,研究叶面喷施0.25 mmol·L-1亚精胺(Spd)对高温胁迫下(38 ℃/28 ℃,昼/夜)番茄幼苗生长及叶绿素合成过程中前体物质含量、关键酶活性和叶绿素含量的影响,探讨Spd缓解番茄高温胁迫伤害的生理机制。结果表明:(1)高温胁迫显著抑制了番茄幼苗的生长,叶面喷施Spd可有效缓解高温胁迫对番茄幼苗地上部生长的抑制作用,但对于地下部的生长无显著缓解作用。(2)高温胁迫下番茄叶片叶绿素合成前体物质δ氨基酮戊酸(ALA)和胆色素原(PBG)的含量显著提高,而尿卟啉原Ⅲ(UroⅢ)、原卟啉Ⅸ(ProtoⅨ)、镁原卟啉Ⅸ(MgprotoⅨ)和原叶绿素酸(Pchl)的含量显著降低,证明叶绿素前体由PBG向UroⅢ的转化受阻,导致叶绿素a(Chla)、总叶绿素(Chlt)含量和Chla/Chlb显著降低。(3)叶面喷施Spd能增强高温胁迫下胆色素原脱氨酶(PBGD)活性,有效缓解了高温胁迫对PBG到UroⅢ转化的阻碍作用,促进PBG之后叶绿素合成前体物质的合成,Chla含量和Chla/Chlb显著增加。研究发现,高温胁迫显著抑制番茄幼苗的生长,叶面喷施Spd可通过显著增强PBGD活性来缓解由PBG向UroⅢ的受阻程度,促进高温胁迫下番茄叶片的叶绿素前体合成,提高叶绿素含量和番茄植株的生长量,减轻高温胁迫对番茄幼苗生长的伤害。

    • 华北山地6个外生菌根树种的根属性及其与菌根侵染率的关系

      2020, 40(5):852-861. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0852

      摘要 (2203) HTML (0) PDF 2.37 M (1799) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究以共存于同一暖温带森林的6个外生菌根(ECM)树种为研究对象,测定分析不同根序(1~5级)和功能根系(吸收细根和运输细根)的主要形态和构型属性及ECM侵染率,探究不同外生菌根树种的根属性变异模式及其与菌根真菌侵染程度的关系。结果表明:(1)随着根序的增加,不同树种根直径和单根长度均增加,而比根长和根分支强度均降低;根属性在同一根序下均存在显著的种间差异,尤其是2个裸子植物(落叶松和油松)的根直径较其他4个被子植物大。(2)同一树种的所有根属性在吸收细根和运输细根之间均有显著差异;吸收细根和运输细根的根直径、比根长和根组织密度在树种间均存在显著差异,而其单根长度和根分支强度在树种间无显著差异。(3)ECM侵染率以落叶松最高,千金榆和白桦最低,且与根尖直径呈显著正相关关系,与根尖比根长呈显著负相关关系。研究发现,基于根序或者功能根系,根属性在种间的变异模式不完全一致,单根长度和根分支强度在两个功能根系中均没有表现出显著的种间差异;吸收细根的比根长和根分支强度的变异系数较大,对环境变化有较敏感的响应;古老树种的根直径相对较粗,对菌根真菌的依赖性更高。

    • 不同坡向乌丹蒿化学计量特征及其与土壤养分的关系

      2020, 40(5):862-869. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0862

      摘要 (2036) HTML (0) PDF 3.00 M (1825) 评论 (0) 收藏

      摘要:不同立地条件下生境的变化、土壤养分的再分配及相应的植物生长与养分回馈效应,对土壤植物系统化学元素循环具有重要影响。该研究以乌丹蒿为对象,分析不同坡向条件下乌丹蒿叶片、根系化学计量特征及其与土壤养分之间的关系。结果表明:(1)从阳坡到阴坡,乌丹蒿叶片的N、C∶P和N∶P逐渐降低,土壤C含量、C∶P和N∶P逐渐升高,土壤P含量和土壤C∶N在不同坡向之间无显著差异。(2)叶片P含量与根系P含量以及C∶P、N∶P呈极显著正相关,叶片N含量与土壤C含量呈显著负相关,根系P含量与土壤C、N含量呈显著正相关。(3)叶片C、N含量随着土壤养分含量的增加而下降,叶片P和根系N、P含量随土壤养分的增加而上升;叶片C含量、C∶N与土壤的相关性大于根。研究认为,坡向对乌丹蒿的生长具有重要影响,乌丹蒿的化学计量特征与土壤养分含量之间呈线性相关关系,不同的坡向导致乌丹蒿化学计量有一定范围的波动,但总体生态化学计量是稳定的,阳坡乌丹蒿的生长受氮和磷共同限制。

    • 放牧影响下不同盖度金露梅灌丛草本植物叶功能性状与土壤因子的关系

      2020, 40(5):870-881. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0870

      摘要 (2514) HTML (0) PDF 2.95 M (1954) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物功能性状与环境因子的研究对认识不同环境梯度下植物群落的形成及对环境的适应机制具有重要意义。该研究以高寒金露梅(Potentilla fruticosa)灌丛草甸为研究对象,分析放牧影响下金露梅灌丛不同盖度梯度(金露梅灌丛盖度为0%、30%、60%和90%的灌草斑块)灌草斑块中草本植物叶功能性状与土壤因子的变化趋势及其相互关系。结果表明:(1)土壤容重(BD)、土壤pH和土壤养分在金露梅灌丛盖度梯度下差异显著,干柴滩金露梅灌丛具有明显的“沃岛效应”;随着金露梅灌丛盖度的递增,土壤理化性质变化趋势各有分异。(2)随着金露梅灌丛盖度的增加,比叶面积(SLA)显著上升,叶片厚度(LT)和叶片磷含量(LPC)呈显著下降趋势(P<0.05)。(3)比叶面积与叶片厚度呈负相关关系,与叶片氮磷含量(LNC、LPC)呈极显著负相关关系(P<0.01),与叶片碳含量(LCC)呈极显著正相关关系(P<0.01)。(4)RDA冗余分析表明,土壤因子对叶功能性状变异的平均解释变量达72.25%,影响植物功能性状的主导因子有土壤有机质(SOM)、土壤全氮(TN)、土壤有效氮(AN)、土壤有效钾(AK)和土壤容重(BD),但不同盖度金露梅灌丛群落中影响叶性状的主导因子存在差异。金露梅灌丛盖度较小(<30%)时受SOM和TN、AN的影响较大,而金露梅灌丛盖度较大时(>60%)时主要受AK和BD的影响。

    • 葫芦科植物幼嫩子房壁制片技术的优化及其染色体倍性鉴定

      2020, 40(5):882-887. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0882

      摘要 (1753) HTML (0) PDF 2.20 M (1668) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究利用黄瓜、甜瓜、西瓜和西印度黄瓜这几种葫芦科植物的幼嫩子房壁作为材料进行染色体制片, 探索子房材料的样品大小、预处理时间和酶解时间对染色体制片的影响及其优化,并用该制片方法对黄瓜候选单倍体植株的子房壁进行倍性鉴定和荧光原位杂交实验。结果发现:(1)黄瓜、甜瓜、西瓜和西印度黄瓜的幼嫩子房壁最佳预处理时间分别为1 h 30 min、1 h、55 min和45 min,子房长度为0.2~1 cm,子房壁材料切成边长为1~1.5 mm小块,酶解时间为1 h 10 min~1 h 20 min时,用该优化制片方法均可观察到较多的分裂相。(2)利用该方法鉴定结果显示,葫芦科植物黄瓜、甜瓜、西瓜和西印度黄瓜的染色体分别为14、24、22和24条,黄瓜候选单倍体植株的体细胞染色体数为7条。(3)将该制片方法获得的染色体装片用于荧光原位杂交结果显示,在二倍体黄瓜染色体中有3对明亮的45S rDNA杂交信号和1对5S rDNA杂交信号,而单倍体黄瓜中相应信号数量均减半;在甜瓜、西瓜和西印度黄瓜中均有2对45S rDNA杂交信号和1对5S rDNA杂交信号。研究认为,利用葫芦科植物子房壁作为制片材料,不仅可以获得良好的分裂相,还具有易于取材、制片效率高等优点,因此子房壁制片法是研究植物染色体数目和鉴定倍性的有效方法,且该制片方法也适用于进一步的荧光原位杂交分析。

    • 西藏棉藓科植物新记录

      2020, 40(5):888-891. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0888

      摘要 (1745) HTML (0) PDF 2.08 M (1530) 评论 (0) 收藏

      摘要:作者对采自西藏色季拉山棉藓科(Plagiotheciaceae)植物标本的分类学鉴定过程中,发现了西藏棉藓科新记录种4种,即小叶棉藓(Plagiothecium latebricola)、毛尖棉藓(P. piliferum)、阔叶棉藓(P. platyphyllum)和长灰藓(Herzogiella seligeri)。本文对这4种植物的主要形态学识别特征进行了详细的描述,提供了相应的图版。凭证标本保存于中国农业大学标本馆(BAU)。

    • 西藏列当科新记录属——豆列当属

      2020, 40(5):892-894. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0892

      摘要 (1948) HTML (0) PDF 1.13 M (1707) 评论 (0) 收藏

      摘要:在西藏八宿县然乌镇安久拉山垭口进行植物多样性调查时,发现一种寄生植物,经过查阅文献、核对模式标本,最终鉴定为列当科(Orobanchaceae)豆列当属(Mannagettaea)植物矮生豆列当(Mannagettaea hummelii H. Smith)。该种分布在中国及俄罗斯(萨彦岭地区),国内记载仅分布在甘肃、青海、四川;西藏为新记录属。该发现丰富了西藏的植物区系,同时将矮生豆列当分布海拔提升至4 459 m。凭证标本现存于中国科学院昆明植物研究所标本馆(KUN)。

    • 湖北4种木本植物新记录及资源现状

      2020, 40(5):895-898. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0895

      摘要 (1725) HTML (0) PDF 1.82 M (1838) 评论 (0) 收藏

      摘要:2017~2019年,我们在对湖北五峰后河国家级自然保护区进行本底资源调查过程中发现了若干新记录。本文对其中4种木本植物新记录进行报道,分别为乐东拟单性木兰[Parakmeria lotungensis (Chun & C.H. Tsoong) Y.W. Law]、乐昌含笑(Michelia chapensis Dandy)、峨眉鹅耳枥(Carpinus omeiensis H.H. Hu & D. Fang)和尾叶紫薇(Lagerstroemia caudata Chun & F.C. How ex S.K. Lee & L.F. Lau)。同时,我们也对这4种木本植物的种群现状、濒危状况和资源利用进行了调查,为进一步保护工作的开展提供了基础。

    • BRC1/TB1基因调控植物分枝的研究进展

      2020, 40(5):899-906. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2020.05.0899

      摘要 (2553) HTML (0) PDF 1.36 M (2024) 评论 (0) 收藏

      摘要:植物分枝是决定其形态建成的重要因素,是由叶腋内的腋芽发育成枝条的过程,该过程受光照、营养及内源激素等多种因素的调控。近年来的研究发现,TCP(TEOSINTE BRANCHED1,CYCLOIDEA,PCF)转录因子家族成员BRC1/TB1可响应并整合多种信号来调控植物的分枝。该文总结了BRC1/TB1对光照、营养及不同激素的响应特征,及其在调控植物分枝过程中发挥的核心作用等研究成果,并重点对BRC1/TB1基因上下游调控网络的相关研究进行综述,且对未来的研究方向进行了展望,旨在为后续分枝调控方面的研究提供信息,也为今后创制符合人们期望的优良种质提供参考依据。