2021, 41(4):539-548. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0539
摘要:GRAS转录因子是调控植物生长发育和非生物胁迫响应的重要转录因子之一,而目前还没有GRAS调控高温胁迫的研究。为了深入研究番茄SlGRAS4生物功能,以耐热番茄LA2093为试验材料,分析番茄SlGRAS4基因结构、启动子序列及进化关系,利用qRTPCR检测SlGRAS4在不同胁迫和不同激素处理下的表达水平,利用VIGS验证SlGRAS4基因耐热功能。结果表明:(1)生物信息学分析显示,SlGRAS4蛋白长度为666 aa,分子量为75 737.72 Da,理论等电点为6.31,含有GRAS转录因子家族典型的结构域,主要集中在C末端的277~657 aa之间;在SlGRAS4启动子区域发现脱落酸(ABA)和水杨酸(SA)响应元件;SlGRAS4与烟草NtGRAS1蛋白亲缘关系最近,推测SlGRAS4可能与其同源基因具有相似的生物功能。(2)在高温、低温、盐和干旱胁迫处理12 h时番茄SlGRAS4基因表达量升至最高,分别增加到对照的8.86、4.86、55.38和7.63倍;在ABA和SA激素处理8 h时SlGRAS4基因的表达量达到峰值,分别达到对照的120.72和3.55倍,说明SlGRAS4可能参与了多种非生物胁迫响应和激素信号传导。(3)沉默SlGRAS4基因番茄植株(VSlGRAS4)在高温胁迫下较对照植株(Ve)更容易萎蔫,且Fv/Fm与SOD、POD活性显著降低,REL和H2O2含量显著升高,说明在高温胁迫下沉默SlGRAS4使番茄植株细胞膜氧化损伤加重,光合能力降低,活性氧(ROS)清除酶活性减弱。(4)qRTPCR分析显示,VSlGRAS4植株中高温信号应答关键基因HsfA1b、ROS信号应答基因ZAT10和ZAT12以及ROS清除酶编码基因CuZnSOD、FeSOD、APX1、APX2、CAT的表达水平均显著低于Ve植株,表明SlGRAS4转录因子可以通过调控高温和ROS信号转导来影响番茄的耐热性。研究认为,高温、低温、干旱、盐、ABA和SA均可显著诱导番茄SlGRAS4基因的表达,沉默SlGRAS4基因番茄植株的耐热性显著降低,证明番茄SlGRAS4基因具有耐热功能,为进一步解析SlGRAS4参与番茄耐热调控的分子机制奠定基础。
2021, 41(4):549-557. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0549
摘要:组蛋白去乙酰化是植物表观遗传调控的重要组成部分,对染色体结构修饰和基因表达调控发挥着重要的作用。为深入探究组蛋白去乙酰化酶基因(histone deacetylase 1,HDT1)在龙眼体胚发生过程中的功能,该研究结合龙眼基因组数据,采用RTPCR方法克隆得到龙眼组蛋白去乙酰化酶基因(DlHDT1),对其进行生物信息学分析及亚细胞定位观察,同时结合转录组数据分析DlHDT1在体胚发生过程中的FPKM值,并利用qRTPCR技术检测PEG6000和NaCl处理下DlHDT1的表达模式。结果表明:(1)DlHDT1基因CDS序列全长918 bp,编码305个氨基酸,该蛋白为不稳定亲水性蛋白,不含信号肽和跨膜结构,共含43个磷酸化位点,相对分子量为32 585.54 Da,等电点为4.65;进化树分析显示龙眼DlHDT1与漾濞槭亲缘关系最近(78.76%)。(2)亚细胞定位显示,DlHDT1蛋白定位于细胞核中;顺式作用元件分析发现DlHDT1基因含有大量光响应元件和脱落酸、茉莉酸甲酯等激素及逆境胁迫响应元件;转录组数据显示,DlHDT1在龙眼体胚发生不同时期均有表达,在胚性愈伤组织(EC)阶段表达最低,在球形胚(GE)阶段表达最高。(3)qRTPCR显示,在PEG6000和NaCl处理下DlHDT1基因,呈下调表达趋势,推测DlHDT1可能参与调控龙眼对干旱及盐胁迫的响应,并存在负调控关系。研究认为,DlHDT1为核定位基因,可能参与龙眼体胚形态建成并在龙眼响应非生物逆境胁迫过程中发挥重要作用。
2021, 41(4):558-564. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0558
摘要:为了揭示铁皮石斛(Dendrobium officinale)甾醇C24甲基转移酶2基因(DoSMT2)在甾醇代谢过程的功能,该研究通过根癌农杆菌介导法将来源于铁皮石斛的DoSMT2基因转化烟草(Nicotiana tabacum),并采用qRTPCR技术检测DoSMT2基因在转基因烟草叶片中的表达,采用气相色谱质谱法分析菜油甾醇和谷甾醇的含量。结果显示:(1)成功获得DoSMT2基因的开放阅读框(1 119 bp),并成功构建正义植物表达载体质粒pCXSNDoSMT2,经农杆菌介导的烟草叶盘转化法转化烟草并鉴定,获得4株阳性转基因烟草植株。(2)Southern blot结果表明,4株转基因烟草植株都有1条杂交信号带,而非转基因烟草植株没有,说明外源DoSMT2基因都以单拷贝整合到4株转基因烟草基因组中。(3)qRTPCR检测显示,非转基因烟草未检测到外源DoSMT2基因的表达,4株转基因烟草都能检测到DoSMT2基因的表达,且表达水平差异极显著,各株系表达量高低依次为P3>P1>P2(P4)。(4)气相色谱质谱分析显示,转DoSMT2基因烟草叶片的菜油甾醇含量均极显著低于非转基因烟草叶片,而谷甾醇含量均极显著高于非转基因烟草叶片。研究表明,DoSMT2具有催化24亚甲基胆甾烯醇转化形成24亚乙基胆甾烯醇活性。
2021, 41(4):565-575. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0565
摘要:类钙调蛋白(calmodulinlike protein, CML)是植物中一种重要的Ca2+结合蛋白,在植物生长发育和胁迫响应过程中起着重要的作用。该研究通过生物信息学方法在马铃薯基因组中鉴定了StCML基因家族成员,并对它们的表达模式及胁迫响应进行了分析, 为深入解析马铃薯StCML基因家族成员在生长发育和胁迫响应中的作用机制奠定理论基础。结果显示:(1)在马铃薯基因组中共鉴定到80个StCML基因,它们均具有EFhand结构;根据系统进化树拓扑结构可分为5个亚家族,在1~5亚家族中分别含有18、12、14、12、和24个基因,大部分基因具有较为保守的基因结构和基序。(2)RNASeq数据分析发现,StCML基因主要在马铃薯的花、叶柄、芽、雄蕊、匍匐茎和块茎中有特异表达,并且主要对盐、热、干旱和赤霉素处理有响应。(3)qRTPCR分析发现,在低温胁迫下StCML13、StCML21和StCML53表达上调;在高温胁迫下StCML11、 StCML21 和StCML39表达上调;盐胁迫下StCML21和StCML60表达上调;青枯菌处理下StCML53表达上调,StCML8、StCML 13、StCML 21和StCML 60表达下调。研究表明,StCML基因对多种胁迫均有响应。
2021, 41(4):576-584. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0576
摘要:TCP家族是植物特有的响应高盐、干旱等非生物胁迫的重要转录因子。该研究基于沙棘转录组数据,利用生物信息学与qRTPCR对HrTCP转录因子家族进行鉴定,预测其家族成员的结构和功能,为解析TCP转录因子调控沙棘抵御干旱胁迫的作用机制奠定基础。结果表明:(1)获得了11个HrTCP转录因子成员,并命名为HrTCP2/4/7/8/11/13/15/17/18/19/20,编码氨基酸序列长度在218~590之间,蛋白质相对分子量为23.44 ~ 61.78 kD;亚细胞定位预测发现,除HrTCP13/17/18蛋白定位于细胞质,其余8个蛋白均定位于细胞核。(2)在干旱(15% PEG6000)和高盐(200 mmol/L NaCl)胁迫后HrTCP4/7/19/20基因表达量呈不同程度上升趋势,其中HrTCP20表达量极显著高于对照,分别是对照的24倍与23倍。(3)外源激素脱落酸(0.1 mmol/L ABA)和茉莉酸甲酯(0.1 mmol/L MeJA)处理后,HrTCP7/19/20基因表达量也均呈上升趋势,其中,ABA诱导下HrTCP19基因表达量达到最高,是对照的16倍,而MeJA诱导下HrTCP20基因表达量上升最高,是对照的5倍。研究发现,HrTCPs转录因子家族成员可受干旱、高盐和激素诱导表达,进而调控沙棘对干旱胁迫的响应。
2021, 41(4):585-594. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0585
摘要:以药源植物穿龙薯蓣种子为外植体,构建优化种子消毒时间以及愈伤组织、不定芽和生根诱导等激素浓度、组成和配比体系,并比较组培苗的叶片、缠绕茎和根状茎等营养器官与实生苗在解剖结构上的差异,初步建立以种子为外植体的再生体系。结果表明:(1)外植体采用2% NaClO消毒15 min和18 min为宜;愈伤组织诱导培养基为MS+1.0 mg·L-16BA+2.0 mg·L-12,4D时效果最佳,出愈率为83.33%;不定芽诱导的最佳培养基为MS+2.0 mg·L-16BA+0.2 mg·L-1NAA,诱导率达到90.00%;以1/2MS+0.5 mg·L-1NAA进行生根培养为宜,生根率达86.70%,组培苗可产生13.2条根,且组培苗生长旺盛,叶片浓绿,茎粗长。(2)组培苗与实生苗在叶片、缠绕茎的解剖结构上存在显著差异:组培苗叶片薄,主脉维管束小,栅栏组织厚度/海绵组织厚度P/S低;组培苗缠绕茎的内径、导管面积和维管束数量均小于实生苗,导管/维管束为0.06,为实生苗的1/2;组培苗缠绕茎皮层比例大,但厚角组织与厚壁组织分化不完全,仅存在排列极为分散的双韧维管束。研究认为,组培苗在外形和结构上的变化主要是对其高湿、低光、恒温、密闭培养瓶培养环境的高度适应的结果。
2021, 41(4):595-605. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0595
摘要:为探讨IAA在梨黄化叶复绿过程中的作用,以‘砀山酥梨’(Pyrus bretschneideri Rehd.)黄化植株与正常植株为试材,对生长期黄化植株叶面喷施0.2% FeSO4溶液,于处理后第3、6、9、12天分别观察黄化叶复绿情况,取样测定黄化叶片复绿过程中各时期叶片与对照组(正常、黄化)叶片的Fe2+含量、内源IAA含量、IAA相关信号转导基因相对表达量,并分析Fe2+、IAA含量及相关基因表达量之间相关性。结果表明:(1)FeSO4溶液处理可使梨黄化叶片复绿,且黄化叶面在处理后第3天开始出现复绿斑点,在处理后第6、9天时出现大范围的复绿斑块,第12 天整叶复绿。(2)ELISA测定结果显示,对照组正常叶的内源IAA含量显著高于对照组黄化叶,FeSO4处理后各个时期的复绿叶内IAA含量均显著高于对照组(正常叶和黄化叶)。(3)qRTPCR结果显示,对照组黄化叶内AUX1.1/1.3、GH3.1/3.2/3.5、SAUR1/2/3/4、AUX/IAA1/2/3/7表达量均显著高于对照组正常叶,FeSO4处理后其表达量大多较黄化叶显著减少;而对照组黄化叶内TIR1.1、GH3.3/3.4、AUX/IAA4/5/6表达量均显著低于对照组正常叶,FeSO4处理后其各时期表达量均较黄化叶显著增加。(4)对照组黄化叶内ARF3/4/5/6/7/8/9/10/15/17/18/19/20/21/22/23表达量均显著低于正常叶,FeSO4处理显著促进了ARF3/5/6/9/19/20/21/22/23的表达;而对照组黄化叶内ARF1/2/11/12/13/14表达量显著高于正常叶,FeSO4处理则显著抑制了ARF1/2的表达。(5)相关性分析结果表明,FeSO4处理后复绿叶内显著增加的Fe2+含量主要与AUX/IAA5、AUX/IAA6表达量显著上调相关;而IAA含量的显著增加则与GH3.3表达量显著上调、与SAUR1/2表达量显著下调相关。两者之间相关网络图错综复杂,其简要途径为:Fe2+→AUX/IAA5、AUX/IAA6→(ARF14)→ARF5→SAUR1、AUX/IAA1→SAUR2/TIR1.1/GH3.3→IAA。研究认为,IAA及其信号转导基因在FeSO4所诱导的‘砀山酥梨’缺铁黄化叶复绿过程中可能发挥重要作用。
2021, 41(4):606-614. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0606
摘要:以3个花朵双色的亚洲百合品种(‘Black Eye’、‘Pieton’和‘Twosome’)为试验材料,通过对不同部位(花被片上部和下部)的花色表型、色素成分和含量进行综合分析,解析不同类型双色百合的形成机理。结果表明:(1)于紫色花被片下部检测到矢车菊素3Oβ芸香糖苷一种花青苷,且在花被片下部深紫色的‘Black Eye’中含量最高,而白色、黄色和橙色的花被片上部均未检测到花青苷。(2)3个品种的双色百合花被片上部和下部共检测到15种类胡萝卜素成分,不同品种花被片上部和下部中类胡萝卜素含量差异明显;‘Pieton’花被片中的特征成分为花药黄质、紫黄质和β胡萝卜素,‘Twosome’花被片中的特征成分为辣椒红素,‘Black Eye’花被片中未检测到特征类胡萝卜素成分。(3)主成分分析发现不同百合品种中类胡萝卜素成分和含量具有明显差异,而同一品种花被片上部和下部类胡萝卜素组成接近但含量差异显著。(4)回归分析发现,矢车菊素3Oβ芸香糖苷、辣椒红素、八氢番茄红素、玉米黄质和β胡萝卜素是影响百合花色的主要色素成分。研究表明,花青苷和类胡萝卜素成分在花被片不同区域的差异积累是双色百合形成的主要原因。
2021, 41(4):615-626. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0615
摘要:为探究水体中不同氮、磷营养盐水平对硅藻生长的影响以及硅藻对营养盐污染的指示作用,该研究以簇生舟形藻(Navicula gregaria Donkin)为研究对象,采用不同浓度硝态氮(NO-3N,0.5~500 mg·L-1)、无机磷(H2PO-4P,0.05~25 mg·L-1)及氮磷浓度比(5∶1~100∶1)于室内培养13 d,胁迫期间测定分析各处理组簇生舟形藻的生长状况、生理指标及细胞畸形率。结果显示:(1)当NO-3N、H2PO-4P浓度及氮磷比分别低于50 mg·L-1、1 mg·L-1和50∶1时,簇生舟形藻13 d内的细胞密度、叶绿素a含量和蛋白质含量均随着浓度的增加逐渐升高,藻细胞内的MDA含量及SOD、CAT活性呈现持续下降的趋势;当NO-3N浓度为50 mg·L-1、H2PO-4P浓度为1 mg·L-1、氮磷比为50∶1时,簇生舟形藻的细胞密度、叶绿素a含量、蛋白质含量以及比生长速率最高;高浓度NO-3N(> 250 mg·L-1)、H2PO-4P(> 5 mg·L-1)和高氮磷比(> 50∶1)处理下,簇生舟形藻细胞密度、叶绿素a含量、蛋白质含量多显著降低,MDA含量及SOD、CAT活性与其他处理组相比却呈现明显上升趋势。(2)在500 mg·L-1NO-3N和25 mg·L-1H2PO-4P处理第13天时,分别有8.6%和7.2%藻细胞形态发生畸变,表面不规则,细胞严重变形,细胞中心区域增宽,细胞末端微尖等现象。研究表明,水体中增加适当浓度和比例的氮磷营养盐可以促进簇生舟形藻类的生长和生理活性,但当环境中氮、磷及氮磷比过高时则会抑制簇生舟形藻的主要生理指标,最终影响其在水体中的生长情况甚至导致其生态群落结构发生变化。
2021, 41(4):627-634. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0627
摘要:为探讨中国沙棘(Hippophae rhamnoides ssp. sinensis)伐桩萌枝的养分投资与分配机制,以陕西省定边县15a中国沙棘人工林为研究对象,设置不平茬(对照)和平茬高度0、10、20 cm处理,分析伐桩萌枝能力、非结构性碳水化合物(NSC)对平茬高度的响应规律及其因果关系。结果显示:(1)随平茬高度增大,伐桩萌枝数量上升,萌枝存活力及生长能力先升后降;各个构件NSC含量先升后稳或先升后降,所有平茬处理均显著高于对照。(2)各个构件NSC储量先升后降,平茬10 cm时叶片、根系及整个克隆NSC储量均显著高于对照。(3)地上构件NSC分配比例先升后降、地下构件则先降后升,平茬10 cm时叶片、根系NSC分配比例最高且明显高于对照。(4)萌枝生长量与叶片NSC含量、储量呈显著正相关,萌枝数量及萌枝存活数量与其具有正相关趋势。研究表明,适当高度平茬可提高叶片和根系的NSC含量、储量及其分配比例,从而促进伐桩萌枝生长及其存活;中国沙棘叶片和根系的NSC含量、储量及其分配比例均以平茬10 cm时最大,且萌枝生长及存活能力最强。
2021, 41(4):635-642. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0635
摘要:以大蒜西瓜化感伴生栽培模式为研究对象,设置连作西瓜单作(对照)、大蒜苗期伴生连作西瓜、大蒜全生育期伴生连作西瓜3个处理,考察西瓜枯萎病发病率,西瓜叶片抗氧化酶活性和渗透调节物质含量,以及根际土壤酶活性和微生物数量,探索大蒜伴生对西瓜酶促抗氧化系统及土壤特性的影响。结果表明:(1)大蒜西瓜伴生栽培体系中,西瓜枯萎病发病率比单作对照显著降低,且全生育期伴生处理效果更好。(2)大蒜西瓜伴生栽培的西瓜叶片抗氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶)活性均比连作单作对照显著增加,且全生育期伴生处理增幅更大。(3)大蒜西瓜伴生栽培的西瓜叶片可溶性糖和可溶性蛋白含量比单作对照显著增加,而其脯氨酸含量显著减少,且全生育期伴生处理变化幅度更大。(4)大蒜西瓜伴生栽培的西瓜根际周围土壤真菌、尖孢镰刀菌数量比单作对照显著减少,而其细菌和放线菌数量显著增加;同时其西瓜根际周围土壤多酚氧化酶、过氧化物酶、脲酶活性比单作对照增加,而蔗糖酶活性显著降低。研究发现,大蒜西瓜伴生栽培能够显著降低西瓜连作枯萎病的发病率,增强西瓜植株叶片抗氧化酶活性,提高植株叶片渗透调节物质含量,并有效改善根际周围土壤菌落平衡和土壤酶活性,从而提高了连作西瓜抗性和根际土壤质量,有效破除了西瓜连作的障碍。
2021, 41(4):643-653. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0643
摘要:为探究新疆地区药用甘草根际土壤丛枝菌根真菌的群落结构受宿主植物种类、土壤深度和土壤理化性质的影响,该实验采集了新疆地区乌拉尔甘草、胀果甘草、光果甘草根际 0~20 cm、 20~40 cm、 40~60 cm 3个土层的土壤样品,基于 Illumina Miseq 高通量测序平台测定 AM 真菌群落结构和多样性,结合土壤理化性质,分析新疆地区药用甘草根际土壤丛枝菌根真菌与土壤因子之间的关系,以明确丛枝菌根真菌在提高栽培甘草的有效成分含量等方面的作用。结果表明:(1)实验共分离到 1 门 1 纲 5 目 5 科 5 属 34 种 AM 真菌,球囊菌门(Glomeromycota)为绝对优势门,优势属为球囊霉属(Glomus)和类球囊霉属(Paraglomus)。(2)类球囊霉属内的各种之间呈正相关关系,球囊霉属内的各种之间也多呈正相关关系,而类球囊霉属与球囊霉属属间各种多呈负相关关系。(3)主坐标 PCOA分析显示,3种甘草之间的 AM 真菌群落完全分开,同种甘草在不同土壤深度之间有部分重叠;相关性热图显示,球囊霉属与土壤总磷呈极显著正相关关系(P<0.01),与土壤总钾(P<0.001)、土壤有机质含量(P<0.01)均呈极显著负相关关系;类球囊霉属与土壤总磷(P<0.05) 呈显著负相关关系,与土壤总钾(P<0.001)、土壤总盐(P<0.01)、土壤有机质含量(P<0.01) 均呈极显著正相关关系。研究认为,3种甘草的种间差异较为明显,2个优势属的属内处于互利共生关系,而属间处于竞争关系;土壤有机质对2个优势属具有一定影响;类球囊霉对盐的耐受性较强且多发现于胀果甘草土壤中,胀果甘草的耐盐碱能力强可能与其有关。
2021, 41(4):654-663. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0654
摘要:利用MISA软件对密花香薷转录组42 362条Unigene进行SSR位点搜索,并对其SSR序列结构及分布特征进行了分析。结果表明:(1)密花香薷转录组Unigene序列中共检测到17 564个SSR重复序列,分布于11 903条 Unigene 上,出现频率为 28.10%,平均每3 200 bp 出现一个 SSR 位点。(2)单、二、三核苷酸重复类型为密花香薷转录组SSR位点的主导基序类型,占总SSR位点的97.27%,3种主导基序类型中,单核苷酸所形成基元类型数量最多,共检测到169个基元类型 (51.22%),单核苷酸 (A/T)n基元类型占明显优势,二核苷酸重复类型 (AG/CT)n基元类型占优,分别占总SSR位点的50.60%和12.17%。(3)单核苷酸SSR位点所包含重复次数最多 (49),重复次数介于10 ~ 66,同一基序类型不同重复次数所形成的SSR位点数量差异较大,随重复次数的增加,SSR位点数呈下降趋势。(4)密花香薷转录组二至六核苷酸基序SSR序列长度集中在12~30 bp区间,共包含有8 190个SSR位点,占所统计SSR位点的95.60%,1 589 (≥20 bp) 个SSR序列具有极高的多态性,占所统计SSR位点的18.54%。综合出现频率、分布密度、基元重复次数和长度变异等多个研究结果发现,密花香薷转录组检索到的SSR序列表现出较高的多态性潜能,具有较大的开发价值。该研究为后续密花香薷SSR分子标记引物开发奠定了理论基础。
2021, 41(4):664-671. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0664
摘要:中国北方草地普遍出现灌丛化现象,灌丛化改变植物群落结构、植物多样性和生产力,直接影响着草地生态保护与可持续利用。该研究以黄土高原灌丛化草地为研究对象,通过植被调查,分析比较不同坡向的灌丛斑块与禾草斑块植物群落结构(物种组成、优势种及物种多样性)和地上生物量的差异。结果发现:(1)灌丛化草地不同坡向对物种多样性及地上生物量均无显著影响(P > 0.1),但不同斑块植物群落结构(P = 0.001)及地上生物量(P < 0.001)存在显著差异。(2)灌丛化草地共出现植物29种,其中禾草斑块有27种,灌丛斑块有18种;灌丛化显著改变了植物群落的物种组成,优势种由长芒草(Stipa bungeana)更替为矮脚锦鸡儿(Caragana brachypoda),且灌丛化降低了草地物种丰富度,增加了群落均匀度。(3)灌丛化显著改变了草地地上生物量,其中灌丛斑块地上生物量较禾草斑块地上生物量增加251.2 g·m-2,灌丛斑块中灌木/半灌木地上生物量提高了452.1 g·m-2,多年生丛生禾草减少了176.5 g·m-2,其余功能群植物的地上生物量减少了24.4 g·m-2。(4)灌丛化过程(从禾草斑块—灌丛斑块)中,植物种丢失对地上生物量减少的影响较小,新增物种和群落优势种更替促进了灌木斑块地上生物量增加;虽然灌丛化导致草地地上生物量增加,但植物物种丰富度降低和优势种更替很有可能改变草地多样性和稳定性维持机制。
2021, 41(4):672-681. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0672
摘要:在树木年轮学与气候学理论基础上,以新疆和田地区玉龙喀什河与策勒河下游河岸胡杨为研究对象,基于流域对应的气象、沙尘天气日数、策勒河径流量等因子,分析了玉龙喀什河与策勒河流域胡杨年轮对气象因子的响应特征,以明确干旱荒漠区胡杨生长过程中的气候限制因子,为促进胡杨生态修复及沙尘防治提供理论依据。结果显示:(1)1976-2018年期间,两流域的气象条件基本一致,其中年均气温呈明显上升趋势,年均降水量呈波动上升趋势,大气相对湿度呈下降趋势,年均沙尘暴、扬沙、浮尘日数均呈显著下降趋势;玉龙喀什河流域的胡杨年轮指数呈先显著上升后整体平缓变化的趋势,而策勒河流域的胡杨年轮指数从1985年开始呈较显著的上升趋势。(2)策勒河流域胡杨年轮指数对年均气象要素的响应显著高于玉龙喀什河流域,且策勒河流域树木年轮指数与年均气温呈显著正相关关系(P<0.01),但两流域胡杨年轮指数对年均降水量和大气相对湿度的响应均不显著。(3)玉龙喀什河流域胡杨年轮指数与2月份的大气相对湿度呈显著负相关关系(P<0.05);策勒河流域胡杨年轮指数与3、4、9、10月份的气温呈显著正相关关系,与6月份的大气相对湿度呈显著负相关关系(P<0.05),与2、4月份的径流量呈显著负相关关系。(4)玉龙喀什河流域胡杨年轮指数与秋冬季节的沙尘暴日数、扬沙日数均呈显著负相关关系;除1、2月份外,策勒河流域胡杨年轮指数与月沙尘(沙尘暴、扬沙、浮尘)天气日数基本均呈显著负相关关系。研究认为,玉龙喀什河与策勒河流域的降水稀少且蒸发量大,胡杨生长所需水源主要依赖于地下水和地表径流的补给,策勒河流域胡杨年轮指数受气温、径流量以及修建水库的影响比较明显。
2021, 41(4):682-694. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0682
摘要:树木大小是林分的基础属性,反映个体在森林生态系统过程中扮演的角色和地位。作者于2016-2018年在中国西南地区南盘江流域松栎混交林中建立3块永久性标准固定样地 (A、B、C),并用双相关函数g(r)、标记相关函数kmm(r)、标记变差函数γ(r) 和k邻体距离分布函数 Dk(r) 分析不同大小枯立木的空间结构特征,以揭示林分水平上枯立木的大小和空间结构之间的关系。结果显示:(1) 枯立木的起测径 (minimum measured diameter, mmd) 越小,小尺度上 (r = 0~5 m) 的分布格局趋向聚集状态,但随着起测径的增大 (mmd = 5~8 cm),随机分布格局几乎占据每个尺度 (r = 0~20 m)。(2) 当起测径等于1~2 cm时,枯立木的大小在小尺度上 (r = 0~1 m) 接近聚集分布,除此之外它一直保持随机分布。(3) 当起测径 ≤ 4 cm时,枯立木的树种分布集中;反之,它在每个尺度上越接近或成为随机状态。(4) 当起测径由1 cm增大至8 cm时,r = 0~10 m之内相邻木的株数减少且距离增加,其变化程度受到林分株数的影响。研究表明,枯立木的起测径与其分布格局类型、标记特征以及距离分布紧密相关,暗示同种小树易呈团块死亡,而大径的枯立木偏向随机分布;对比分析枯死木的空间结构需使用统一的起测径标准。
2021, 41(4):695-702. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0695
摘要:以乌拉特荒漠为研究区,通过10 km×10 km网格均匀布设点位,采用样方法对自然植被展开调查并对研究区土壤特征进行分析。结果表明:(1)研究区共137种植物,隶属于25科80属;生活型以草本为主,占总植物种数的67.88%;水分生态类型以旱生植物为主,占总数的76.64%。(2)依据《中国植被》将乌拉特荒漠植被类型划分为3个植被亚型、5个群系组、14个群系,主要以珍珠猪毛菜荒漠群系占优势,其含样点数占全部荒漠样点数的16.35%。(3)植被物种组成相对单一,分布范围为5~25种。(4)物种多样性指数与土壤养分存在不同程度的相关性,均匀度指数与土壤容重、含水率、孔隙度等均呈负相关关系,丰富度指数、多样性指数与土壤容重及全氮、全磷、有机质含量均呈负相关关系,土壤含水率为该区植物丰富度指数的决定性因子。
2021, 41(4):703-711. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0703
摘要:江西水浆自然保护区地处赣中雩山山脉,紧邻中亚热带南北分界线,保护区苔藓植物丰富。该研究对2019年水浆自然保护区综合科学考察(采用样线、样方法调查)所采集的700余份苔藓植物标本进行鉴定统计以及查阅相关文献,分析研究区内苔藓植物类群的区系地理特征,并与邻近12个自然保护区进行比较。结果表明:(1)鉴定苔藓植物197种,隶属57科、102属。(2)水浆自然保护区苔藓植物区系成分共有10种,主要成分是东亚成分、热带亚洲成分、北温带成分,占总种数比依次为35.91%、19.89%、17.68%,中国特有分布占12.71%。(3)与南方12个自然保护区比较,水浆与桃红岭苔藓物种相似性系数最高,达0.44;基于区系成分谱系的聚类分析和主成分分析结果表明,水浆与湘西北、铜钹山及雷公山的苔藓植物区系关系密切。(4)在水浆保护区中国特有苔藓物种中,多数物种的分布符合喜马拉雅及邻近地区起源和传播的理论,少数物种呈邻近分布、传播的状态,这与中国东部山区作为避难所保存众多植物类群有关。
2021, 41(4):712-715. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0712
摘要:报道了采自中国西北部新疆博格达山区哈熊沟森林公园的鸡皮衣属和泡鳞衣属地衣的2个中国新记录种,即南方鸡皮衣(Pertusaria australis Vian)和北极泡鳞衣(Toninia arctica Timdal),并描述了二者的形态学、解剖学以及化学成分特征,提供了其形态特征和内部解剖结构照片。标本保存于新疆大学西北干旱地衣研究中心标本室。
2021, 41(4):716-718. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.04.0716
摘要:报道了江西玄参科一新记录属——泽番椒属(Deinostema T. Yamaz.)和新记录种泽番椒 [D. violacea (Maxim.) T. Yamaz.]。该文提供了该新记录种的野外生境和形态特征照片,并进行了形态描述,凭证标本保存于江西农业大学林学院树木标本馆(JXAU)。同时对《中国植物志》和《Flora of China》二者中对泽番椒的部分形态特征进行了补充描述:一年生草本,全株无毛或花梗、花萼背部及花冠筒外被腺毛,单花腋生,无花梗或有花梗,花梗可长达20 mm。







