2021, 41(8):1259-1266. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1259
摘要:为了深入揭示柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)亮氨酸拉链蛋白转录因子(HDZIP Ⅲ)家族成员CkPHB的功能及其逆境响应,该研究参照转录组序列设计引物克隆得到CkPHB基因序列,并对其进行了一系列生物信息学分析,通过免疫组织化学染色方法对CkPHB蛋白在柠条锦鸡儿叶片中的组织定位进行观察,同时将克隆得到的CkPHB基因经农杆菌介导转化并筛选出阳性过表达拟南芥植株进行功能验证。结果表明:(1)成功克隆得到了柠条锦鸡儿中HDZIP Ⅲ家族成员CkPHB基因,其全长序列1 170 bp;CkPHB蛋白由389个氨基酸组成,分子量为42.83 kD,其编码的蛋白为疏水性蛋白,二级结构主要由α螺旋组成。(2)免疫组织化学分析显示, CkPHB蛋白定位于柠条锦鸡儿叶脉维管束中木质部区域。(3)经遗传转化筛选鉴定,最终获得了转柠条锦鸡儿CkPHB基因拟南芥过表达株系(CkPHBOE)T3代植株3株;解剖结构比较发现,与野生型拟南芥(WT)相比,拟南芥CkPHBOE株系的叶脉更为发达、维管束体积增大、木质部导管数量增加;实时定量PCR分析结果显示,拟南芥CkPHBOE株系中与木质部发育相关的5个基因(XCP2、CesA7、CesA8、PAL4、F5H)较WT均显著上调表达。(4)抗旱性实验结果显示,拟南芥CkPHBOE株系在干旱条件下存活率显著提升,生理指标的测定进一步支持上述结果,表明CkPHB过表达显著增强了转基因拟南芥的抗旱性。研究认为,过表达柠条锦鸡儿CkPHB基因的拟南芥输导组织更加发达、抗性生理指标显著提高,从而使抗旱能力增强,证明CkPHB基因在促进叶脉发育提高植物抗旱性中发挥重要作用。该研究结果为进一步研究柠条锦鸡儿CkPHB基因的干旱应答机制奠定了基础。
2021, 41(8):1267-1278. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1267
摘要:在百子莲胚性细胞中筛选到对超低温保存复合逆境具有积极响应的保护类蛋白脱水素(ApY2SK2),为探明ApY2SK2基因在复合逆境中的应答模式,该研究采用染色体步移技术克隆并分析了ApY2SK2编码基因上游1 200 bp的启动子序列。结果表明:(1)序列分析显示,该启动子含有多个与逆境和激素诱导相关的顺式调控元件;实时荧光定量PCR结果表明,ApY2SK2基因的表达具有组织特异性,在百子莲的叶和果中表达量较高,且在多种胁迫处理与ABA激素诱导下,其表达量显著升高。(2)成功构建了5个ApY2SK2启动子不同缺失片段驱动GUS基因的融合表达载体,经农杆菌转化、抗性筛选和PCR检测鉴定,获得T3代纯和转基因拟南芥株系。(3) GUS组织化学染色结果显示,GUS基因在拟南芥幼苗全株、成年苗的叶、花和成熟果实中表达活性较强,但在未成熟果实中无明显表达;烟草瞬时表达结果显示,与对照组相比,在脱水胁迫和ABA处理下的ApY2SK2启动子不同缺失片段驱动GUS基因表达具有显著差异。(4)转基因拟南芥GUS活性测定结果显示,ApY2SK2启动子MBS元件和ABRE元件可响应干旱与渗透胁迫信号;ApY2SK2启动子LTR元件参与低温响应;ApY2SK2启动子-1 199~-262 bp区域包含多个串联的ABRE顺式调控元件(-373~-211 bp)对响应ABA信号具有主要调控作用。该研究结果揭示了ApY2SK2启动子的组织特异性,且启动子上的关键顺式调控元件对不同的胁迫和激素信号响应具有决定性调控作用。
2021, 41(8):1279-1286. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1279
摘要:GNOM是一种ADP核糖基化因子(ARF)的鸟嘌呤核苷酸交换因子(GEF),为探索GNOM在香鳞毛蕨(Dryopteris fragrans)中的抗逆功能,该研究克隆了DfGNOM并进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR(qRTPCR)方法分析了DfGNOM基因在不同植物激素及逆境胁迫处理下的表达模式,为进一步探索该基因的功能以及香鳞毛蕨的抗逆机制奠定基础。结果表明: (1)成功获得DfGNOM全长4 338 bp,蛋白质多序列比对以及进化树分析表明,DfGNOM与江南卷柏(Selaginella moellendorffii) SmGNOM亲缘较近,motif分析表明该蛋白含有sec7保守结构域。(2) qRTPCR分析显示,DfGNOM在香鳞毛蕨的根、叶柄和叶中均有表达,但在叶中表达量最高;DfGNOM的相对表达量在生长素(IAA)处理后总体上调,在脱落酸(ABA)处理后总体下调;在NaCl处理下呈“降升降”的变化趋势,高温和低温处理下呈“升降升”变化趋势;在茉莉酸甲酯(MeJA)、乙烯利(ETH)以及PEG处理下,DfGNOM的相对表达也表现出不同的模式。研究认为,DfGNOM在香鳞毛蕨非生物胁迫响应过程中发挥调控作用。
2021, 41(8):1287-1293. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1287
摘要:该研究以蕙兰(Cymbidium faberi)和墨兰(Cymbidium sinense)为材料,利用RTPCR对AGAMOUS(AG) 基因进行克隆,并利用qRTPCR进行组织表达。结果表明:(1)获得3个AG基因均属于植物特有的C 类MIKC 型MADSbox基因,其中2个蕙兰AG基因命名为CfAG1(登录号MW654188)和CfAG2(登录号MW654189),1个墨兰AG基因命名为CsAG1(登录号MW654190)。(2)CfAG1在盛花期合蕊柱中高丰度表达,在花蕾期花蕾和盛花期子房中中度表达;CfAG2在盛花期子房中高丰度表达,在盛花期合蕊柱中中度表达,花蕾期花蕾、盛花期花瓣(包含唇瓣)中少量表达;CsAG1在盛花期的合蕊柱中表达量最高,花蕾期花蕾、盛花期子房表达量次之,表达量最低的部位是盛花期萼片和叶片。研究认为,CfAG1和CsAG1表达特性相似,这3个基因均具有组织特异性,均能调控合蕊柱和子房的发育。该研究为后续探讨兰属植物花型发育与进化、分子育种及新品种培育奠定了基础。
2021, 41(8):1294-1301. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1294
摘要:青藏高原是全球生物多样性中心之一,是研究物种形成和适应性进化的热点地区。龙胆属小龙胆组(Gentiana section Chondrophyllae s.l.)占整个龙胆属物种数目的近一半,以青藏高原为分化中心,但组内物种的遗传分化及其影响因素并不清楚。该研究以小龙胆组青藏高原特有植物——钻叶龙胆(G. haynaldii Kanitz)为研究对象,基于不同遗传方式的分子标记,通过种群遗传结构、遗传分化、种群动态历史和物种分布模型等分析,探讨其在青藏高原的分化历史。结果表明:(1)钻叶龙胆具有高的遗传多样性,种内遗传分化程度很高(叶绿体FST=0.532;ITS FST=0.511)。(2)钻叶龙胆种内的遗传分化主要发生在第四纪冰期以来,表明第四纪气候波动是钻叶龙胆分化的主要外部因素。(3)种群动态历史分析中,钻叶龙胆种群大小发生过扩张;物种分布模型分析表明,钻叶龙胆的分布区域在近期比较稳定,未发生明显扩张或收缩。该研究结果为龙胆属及青藏高原植物类群的物种分化和适应性研究提供了参考。
韩志刚,郝文胜<sub></sub>,谢 锐<sub></sub>,郭景山<sub></sub>,伊六喜<sub></sub>,侯建华<sub></sub>
2021, 41(8):1302-1314. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1302
摘要:为了解148份国内外四倍体马铃薯普通栽培种的遗传背景和亲缘关系,该研究通过第三代高通量测序手段进行全基因组重测序,以SNP为分子标记、遗传相似系数为指标,结合系谱信息,利用群体结构与聚类分析相结合的方法,分析该群体遗传多样性。结果表明:(1)通过有效过滤筛选后获得1 209 969个高质量SNP位点,明确定位在染色体水平上的SNP位点为1 192 472个,占比98.55%;除11号染色体没有位点分布外,5号染色体分布位点最多,7号染色体最少。(2)各品种间遗传相似系数在0.784~0.958之间,平均为0.842,且主要集中于0.800~0.880(有10 604个),占97.5%。(3)群体结构分析显示,将148份材料分为6个群组,Q值>0.6的品种有36个,占比24.3%,遗传背景较单一的品种中,华北区育成品种有16个占44.4 %,国外品种有13个占36.1%,二者共占80.5%,说明华北区育成品种及国外品种的遗传组分相对单一而且比例高于其他区域品种。(4)聚类分析结果表明148份马铃薯品种被划分为3个类群,‘中薯系列’、‘陇薯系列’及‘冀张薯系列’品种聚在一起有着一定的地理区域性,其他不同地理来源的马铃薯品种相互交错分布,说明育成区域的差别与亲缘关系并无必然联系,同时也说明各育种单位相互引种频繁,新品种选育过程中存在基因交流情况。群体结构分析与聚类分析分群结果基本吻合,相互验证。研究认为,马铃薯绝大部分普通栽培种品种间遗传相似性很高,遗传背景不够丰富,在育种中亟待引入新型种质,拓宽遗传基础。
2021, 41(8):1315-1332. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1315
摘要:广义铃兰族包括6属200余种单子叶植物,具有较为稳定的染色体数目以及明显的核型变化,是研究植物染色体进化非常理想的类群。该研究采用常规压片法对铃兰族5个物种植物的染色体形态、数目及其核型进行了观察分析,并全面收集和整理了铃兰族所有已报道的共81种253条的染色体记录,通过综合统计、重建系统发育树,探讨铃兰族属间以及各属下种间的系统关系,以揭示物种间的亲缘关系和起源演化趋势。结果表明:(1)细胞学实验观察发现,铃兰族5个物种植物的染色体数目除蜘蛛抱蛋为2n=36外,其余4种均为2n=38,且均为二倍体,不对称性核型均为Stebbins’2C型,核型不对称系数As.K%的变化范围为65%~69%,但染色体核型公式有差别。(2)所收集的铃兰族染色体报道记录中,绝大多数物种的染色体数目为2n=38,只在蜘蛛抱蛋属中有部分物种为2n=36;根据染色体长度变化核型主要分为单型和三型;统计结果显示,染色体2n=36的类群比2n =38的类群通常多1 对中型染色体,少2对小型染色体,推测可能是由于2对小的染色体融合成为1对中型染色体。(3)基于4个叶绿体基因片段(rbcL、matK、psbAtrnH 和trnLF)和核基因ITS构建的铃兰族最新分子系统发育树显示,铃兰族分为三支,第Ⅰ支位于整个族的基部,为首先分化出来的铃兰白穗花分支,均以x=19为基数;第Ⅱ支为万年青吉祥草分支,染色体基数为x=19;第Ⅲ支为蜘蛛抱蛋长柱开口箭分支,染色体基数为x=18或19;结合铃兰族染色体基数和核型分析发现,铃兰族染色体低基数的x=18是由x=19通过染色体融合或丢失进化而来,推测核型则是由比较对称的单型向不对称的三型演化而来。该研究结果为铃兰族属间关系及物种进化关系提供了细胞学支持证据。
2021, 41(8):1333-1337. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1333
摘要:该研究通过石蜡切片及扫描电镜观察,首次报道了天星蕨(Christensenia assamica)叶片的通气结构即“隆孔”(raised pore),系维管植物新的通气结构类型。结果表明:(1)隆孔是位于叶片下表皮、由约20个条形细胞围成的、呈倒置碗状隆起,隆起的内壁密布微绒毛,隆起顶部有一个直径约为240 μm、不能开闭的圆孔。(2)隆孔下方的气室内有表面密布微绒毛的、分支管状的光合细胞。(3)随气室向叶脉处过渡,微绒毛渐变为微纤丝、条状斑块。(4)隆孔与苔藓植物地钱类的单式气孔外形相似,但细胞分化远比后者复杂。研究认为,隆孔是目前在维管植物中发现的孔径最大、不能开闭、具有高效的气体代谢和特殊防御功能的通气结构,可能与苔藓植物地钱类的单式气孔具有一定的形态演化关系。
2021, 41(8):1338-1346. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1338
摘要:以西红花球茎为材料,设置20 ℃25 ℃20 ℃(T1)、20 ℃30 ℃25 ℃(T2)、25 ℃35 ℃25 ℃(T3)及25 ℃30 ℃25 ℃(经验变温对照,CK1)和25 ℃25 ℃25 ℃(恒温对照,CK2)共5组三阶段(ⅠⅡⅢ)变温处理,在各阶段采集球茎样品,用石蜡制片方法观察西红花花芽的分化情况,并测定各处理组球茎的淀粉、可溶性糖、可溶性蛋白、内源生长素(IAA)、赤霉素(GA)的含量及过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性,探索变温处理对西红花花芽分化的影响,为调控其花芽分化提供理论依据。结果表明:(1) T1处理组的西红花球茎先于其他各组开始花芽分化,其花芽长度与生长状况优于其他各处理组,且首花时间较对照组提前1周以上。(2)变温处理期间,T1处理可促进可溶性糖和可溶性蛋白等营养物质的积累,同时有利于SOD、POD以及CAT等抗氧化酶活力的提高,且 T1处理可有效调节内源IAA和GA的含量。研究发现,外界环境温度的改变也可间接调节西红花球茎内部营养物质、抗氧化酶及植物激素的合成与运输,从而影响植物的休眠和花芽分化,最终调控花芽分化和开花,适宜的三阶段变温处理(20 ℃25 ℃20 ℃)能有效地调控西红花花芽分化的起始与时间长短。
2021, 41(8):1347-1354. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1347
摘要:为了解海南蒲桃[Syzygium cumini (L.) Skeels.]花芽形态分化及相关生理生化变化特征,为海南蒲桃花果量调控和栽培管理提供依据。该研究采用冷冻切片技术和扫描观察法对海南蒲桃花芽形态分化过程的结构特征进行观测,并采用蒽酮比色法、考马斯亮蓝G250法和酶联免疫吸附检测法测定花芽相关生理指标。结果表明:(1)海南蒲桃花芽形态分化过程包括7个阶段:花序原基分化期、小花原基分化期、萼片原基分化期、花瓣原基分化期、雄蕊原基分化期、雌蕊原基分化期和雄蕊雌蕊形成期。(2)花芽形态分化过程中,花芽长度呈“快—慢”趋势增加,宽度呈“快—慢—快”趋势增加。(3)花芽可溶性糖和淀粉含量变化趋势为先降后升,蛋白质含量却持续升高。(4)花芽形态分化过程中,花芽GA3含量极低,ABA、IAA和ZT含量升高,ABA/GA3、ZT/GA3比值增大,ABA/IAA比值减小。研究认为,在海南蒲桃花芽形态分化过程中,大量的碳水化合物和蛋白质积累,低水平的GA3,高水平的ZT、ABA、IAA及ABA/GA3、ZT/GA3比值,均有利于海南蒲桃完成花芽形态分化。
2021, 41(8):1355-1363. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1355
摘要:紫花苜蓿为多年生豆科优良牧草,土壤盐碱化是其产量的重要限制因素。该研究以‘中苜1号’紫花苜蓿为材料,在盐胁迫浓度和褪黑素浓度筛选试验基础上,设置盐(150 mmol/L NaCl)和褪黑素(30、50、80 μmol/L)单独及复合处理,采用水培根灌褪黑素的方法,探究外源褪黑素对盐胁迫下紫花苜蓿幼苗生长特性、膜透性、渗透调节、抗氧化物酶以及光合作用指标的影响。结果表明:(1)紫花苜蓿幼苗生长受到盐胁迫的显著抑制,而在单独褪黑素处理下无显著变化;各浓度褪黑素处理均可有效缓解盐胁迫对紫花苜蓿生长造成的伤害,并以150 mmol/L NaCl+80 μmol/L褪黑素处理(NaCl+MT2)效果最佳,其幼苗根长、根鲜重和根干重分别比盐胁迫处理显著增加了34.52%、41.93%和19.61%。(2)盐胁迫显著增加了紫花苜蓿幼苗细胞膜系统的透性和膜脂过氧化程度, NaCl+MT2处理幼苗叶片的相对电导率和MDA含量分别比盐胁迫处理显著降低了27.18%和30.24%,同时使幼苗叶片的相对含水量显著提高,脯氨酸含量却显著降低,表明外源褪黑素有效缓解了盐胁迫下细胞失水危害和细胞膜损伤的程度。(3)NaCl+MT2处理幼苗叶片的POD和SOD活性分别比盐胁迫处理显著提高31.45%和41.41%,其CAT活性却无显著变化,表明外源褪黑素可显著增强紫花苜蓿幼苗叶片POD、SOD活性,提高其活性氧的清除能力,减轻盐胁迫诱导的过氧化伤害。(4)盐胁迫显著抑制了紫花苜蓿幼苗光合作用效率,而 NaCl+MT2处理幼苗叶片的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率较盐胁迫处理分别显著增加了30.27%、45.1%、42.15%。研究发现,盐胁迫致使紫花苜蓿幼苗叶片的活性氧积累显著增加,抗氧化物酶活性显著降低,显著降低了其光合作用效率,外源褪黑素通过提高紫花苜蓿的抗氧化能力和光合作用效率来促进幼苗生长,从而增强了紫花苜蓿的耐盐性。
杨 磊,冯贝贝,靳 娟,樊丁宇,刘 晶,克里木·伊明,郝 庆
2021, 41(8):1364-1370. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1364
摘要:该研究以新疆栽培的6个大果型红枣品种(‘骏枣’、‘赞新大枣’、‘金谷大枣’、‘蛤蟆枣’、‘晋赞大枣’、‘新郑大马牙’)全红期果实为对象,通过考察裂果性差异,观察果皮组织结构,测定细胞壁成分及代谢相关酶活性,分析扩展蛋白基因表达的变化,探讨造成枣品种裂果差异的内在规律,为栽培引种及抗裂品种选育提供理论基础。结果表明:(1)‘骏枣’、‘赞新大枣’、‘金谷大枣’属于易裂果品种,而‘蛤蟆枣’、‘晋赞大枣’、‘新郑大马牙’的抗裂果能力较强。(2)6个品种之间的果实角质层厚度差异显著,并以‘晋赞大枣’、‘蛤蟆枣’和‘新郑大马牙’较大;表皮层厚度在品种之间无显著差异;品种间的果肉空腔与果肉面积比例差异显著,由低到高依次为‘蛤蟆枣’< ‘新郑大马牙’< ‘晋赞大枣’< ‘骏枣’< ‘金谷大枣’< ‘赞新大枣’。(3)6个品种间果皮的纤维素含量、纤维素酶活性以及原果胶含量、可溶性果胶含量、果胶酶活性等指标均存在显著差异,且原果胶含量与裂果率具有相关性,抗裂品种‘晋赞大枣’和‘蛤蟆枣’的原果胶含量明显低于其他品种;其他指标与它们各自的裂果率未发现相关性。(4)扩展蛋白基因ZjEXP11和ZjEXP12在6个品种果皮中的表达水平差异显著,且与裂果率具有相关关系,并以抗裂果能力较强品种的表达量显著较低。研究发现,新疆大果型红枣的裂果性在品种间存在显著差异,抗裂果品种比易裂果品种具有更厚的角质层和表皮层,以及更小的果肉空腔面积、更低的原果胶含量和更低的扩展蛋白基因ZjEXP11、ZjEXP12表达水平。
2021, 41(8):1371-1379. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1371
摘要:为探明大果沙枣树体矿质离子渗透调节机制,比较分析了盐渍化生境中1~12a生树的根、枝和叶部主要矿质阳离子的吸收、分配特征。结果表明:(1)大果沙枣树体内Ca2+的积累量最高(13.79 g/kg),K+次之(5.92 g/kg),Na+最低(1.00 g/kg);随着树龄的增大,大果沙枣根部的Na+以及枝和叶部的K+、Ca2+、Mg2+的积累量均逐渐增大,而根部的K+含量则逐渐减少;高龄段(10~12a)树体根部的Na+累积量显著(P<0.05)高于中低龄(1~9a)段。(2)大果沙枣树体内K+/Na+最大(15.36),Mg2+/Na+次之(12.25),Ca2+/Na+最小(10.51),根和枝部的K+/Na+均随着树龄的增大而降低,叶部则表现相反。(3)土壤中的K+和Mg2+向根方向、根部K+、Mg2+和Ca2+向枝方向以及根部的K+和Mg2+向叶方向的选择运移系数均随着树龄的增大呈直线上升趋势。(4)土壤中Na+与根部Na+含量呈极显著正相关关系(0.687,P<0.01),与叶部的K+含量呈显著正相关(0.605,P<0.05);土壤中K+含量与根部的Na+、叶部的K+分别呈显著和极显著正相关(0.544,0.676),与根部的Mg2+呈显著负相关关系(-0.499)。研究发现,大果沙枣树生长过程中主要通过根部对Na+的聚积作用,以及K+、Mg2+和Ca2+在枝、叶部的吸收积累来维持植物体离子平衡,以适应盐渍土壤环境。
2021, 41(8):1380-1390. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1380
摘要:在新疆夏季自然高温环境下,以田间玉米空秆率、果穗结实率、相对结实率为主要评价指标,综合籽粒产量与穗部性状,对26份国内外玉米骨干自交系连续2年进行耐热性鉴定与评价,结合新疆当地高温干燥的气候特点,建立一套适宜玉米种质资源大田耐热性的鉴定、评价体系,为中国玉米耐热种质资源的遗传改良和新品种选育提供参考。结果表明:(1)不同基因型玉米自交系空秆率、果穗结穗率、相对结实率和耐热性差异较大,其中GW5F、GW4F、GW7F和PH6WC耐热性最强,在高温胁迫下空秆率最低,果穗结实率与相对结实率最高;其次为PHBA6、新自351等8份自交系,在高温胁迫下籽粒产量及综合表现较好;其余自交系对高温均表现敏感。(2)高温胁迫导致玉米穗部性状严重衰退,其中的穗重、穗行数和行粒数所受影响最大。(3)在年份或材料之间,玉米自交系籽粒产量与其主要农艺性状相关性差异较大,并以果穗重与籽粒产量相关性最高。(4)以相对结实率为主要指标通过层次聚类可将参试材料分为两大群,耐热性最强的GW5F、PH6WC、GW4M聚为第Ⅰ群,其余自交系聚为第Ⅱ群;第Ⅱ群中‘吉63’、Mo17等6份自交系可聚为第1亚群,PHBA6、LH82等6份自交系聚为第2亚群,郑58、新农育6390M等11份自交系聚为第3亚群。综合分析来看,该研究中表现极耐高温的4份自交系均为国外优异种质,可用于玉米耐高温基础研究和遗传改良;表现较强耐热性的8份品系多来自于新疆本地选育的材料,其遗传基础较为广泛,适应当地的高温环境,也是优异的耐热育种资源。
2021, 41(8):1391-1400. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1391
摘要:土壤C、N、P生态化学计量特征是体现生态系统变化过程的重要依据。该研究以分布于祁连山北麓中段的甘青锦鸡儿、鲜黄小檗、金露梅、鬼箭锦鸡儿、吉拉柳等5种典型灌丛群落为研究对象,通过野外调查采样,测定土壤有机C、N、P含量,分析了不同灌丛群落土壤C、N、P含量及其生态化学计量比的垂直分布特征,并探讨了各指标间的耦合关系,为祁连山地区土壤植物养分关系及退化植被恢复与重建提供理论依据。结果表明:(1)祁连山北麓中段5种灌丛群落土壤有机C(45.29 g/kg)、全N(3.85 g/kg)、全P含量(0.70 g/kg)较高,均高于全国平均水平。(2)相关性分析表明,土壤有机C与全N之间呈极显著正相关(P<0.01),但土壤有机C与全P以及全N与全P之间没有明显的相关性,且土壤C、N含量变化几乎完全同步。(3)各灌丛类型土壤有机C、全N含量均表现为表层高于下层,而全P含量土层间差异不显著;各灌丛群落土壤有机C、全N含量均随土层加深呈现“倒金字塔”的分布格局,但不同灌丛类型全P含量随土层加深的变化规律却不一致,且土层对全P含量的影响不显著。(4)5种灌丛群落土壤整体C∶N、C∶P、N∶P(11.29、66.99、5.67)均低于全国平均水平,各灌丛群落土壤C∶P、N∶P随土层加深均呈不同程度的下降趋势,但不同灌丛群落土壤C∶N随土层加深的变化规律有所不同。(5)土壤有机C、全N与C∶N、C∶P、N∶P之间均具有极显著的二次函数关系(P<0.01),土壤全P与C∶N、C∶P、N∶P之间关系不显著。研究认为,祁连山北麓中段土壤C∶N和P含量的稳定性较高(CV=3.99%和2.66%),C∶P、N∶P是判断研究区限制性养分的重要指标,祁连山北麓中段灌丛群落土壤主要受N素的限制。
2021, 41(8):1401-1408. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1401
摘要:为阐明沙漠腹地绿洲胡杨种群的生存状况与发展动态,探讨地下水埋深差异对胡杨年龄结构组成与种群更新演替的影响。该研究以塔克拉玛干沙漠腹地克里雅河尾闾达里雅布依绿洲胡杨林为研究对象,通过划分胡杨龄级与地下水埋深梯度等级,量化个体竞争能力等主要手段,对胡杨种群年龄结构特征进行了分析,并对时间序列上的更新动态进行了预测。结果表明:(1)达里雅布依绿洲胡杨林的年龄结构在整体上存在微弱的增长趋势,但不同生境之间的差异较大,多数区域的胡杨种群更新乏力。(2)胡杨个体的竞争能力与龄级之间存在幂函数关系,同时随着地下水埋深的增加,所能维持的竞争关系愈发简单,而竞争能力较低的幼龄林比例也随之降低。(3)当地下水埋深小于6 m的情况下能够保障胡杨种群正常的更新演替,而大于6 m后的地下水埋深则会使胡杨种群丧失幼龄林这一组分,呈现出明显的衰退趋势。
2021, 41(8):1409-1416. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1409
摘要:该研究以中条山油松人工林群落为研究对象,研究林下不同大小的子群落对群落物种丰富度分布格局的贡献,并确定影响该区域群落物种丰富度分布格局的关键种,为区域物种多样性保护提供理论依据。结果表明:(1)该地区林下物种频度分布格局呈明显右偏,且不同样方物种丰富度存在明显差异。(2)常见种对群落丰富度分布格局的贡献大于稀有种。(3)最常见的物种解释了整个群落物种丰富度格局的88.4%(P<0.01),而最稀有物种仅解释了24.5%(P>0.05),去除最稀有物种后,最常见物种可以解释剩余物种的90.8%(P<0.01),而去除最常见物种后,最稀有物种仅能解释剩余物种的48.6%(P<0.01)。(4)当子群落中常见种越多时,子群落与整个群落的丰富度分布格局相关性越高。(5)连翘(Forsythia suspensa)、太平花(Philadelphus pekinensis)、鞘柄菝葜(Smilax stans)、多歧沙参(Adenophora wawreana)、金花忍冬(Lonicera chrysantha)等对群落物种丰富度分布格局的贡献最大,但并非越常见的物种对群落丰富度格局贡献越大。(6)与频度较高物种的种间关联度低的物种对于群落物种的分布格局贡献较大,但此解释并不适用于稀有种。研究发现,稀有种对中条山油松人工林群落物种丰富度分布格局存在较大的贡献,所以在油松人工林物种多样性保护过程中并不能只关注常见种而忽视稀有种。
2021, 41(8):1417-1424. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1417
摘要:该研究以贵州省孟关林场不同林龄马尾松人工林为研究对象并开展典型样地调查,采用空间代替时间的方法,根据Shannon、Levins公式和Pianka公式分析不同发育阶段林下灌草群落优势种生态位动态特征。结果表明:(1)同一优势种重要值在不同林分中存在差异,8a、18a林分中槲栎重要值分别为50.89%、47.32%,28a林分中铁仔重要值为50.49%,36a林分中菝葜重要值为50.62%,芒萁重要值在各发育阶段始终排第一。(2)槲栎和菝葜生态位宽度占绝对优势,南烛、茅栗随着年龄的递增生态位宽度值增大,芒萁生态位宽度值随林分林龄的增加而递增,边缘鳞盖蕨和野青茅随林分林龄的增加呈先增加后减少的趋势,灌草重要值与生态位宽度不存在绝对的正负关联关系,同一物种在不同时期对环境的适应及资源的利用能力不同。(3)槲栎与菝葜、铁仔与茅栗、乌蕨与边缘鳞盖蕨、野青茅与荩草等物种种对间表现出极强的生态学或生物学特性相似性,生态位宽度值大的物种与其他物种生态位重叠值并不同步。
2021, 41(8):1425-1433. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1425
摘要:利用ArcGIS软件制作以县为单元的中国金缕梅科植物属的空间分布图,并从图中提取每个属的斑块个数、面积及周长,计算斑块的形状指数、最大斑块指数、Simpson均匀度指数和Shannon均匀度指数,定量分析中国金缕梅科植物各属的空间分布区特点,为金缕梅植物资源的保护、开发和利用提供依据。结果表明:(1) 山铜材属、银缕梅属、四药门花属、牛鼻栓属、金缕梅属、壳菜果属均为单种属,其中前三属总面积较小且分布狭窄,后三属的总面积与分布范围均大于前三属;双花木属、山白树属、红花荷属、秀柱花属、半枫荷属、马蹄荷属、蕈树属、水丝梨属、蚊母树属、檵木属、蜡瓣花属、枫香树属均为多种属,随着属的面积增加,其属的分布区范围基本呈递增的趋势,且多种属的数量是单种属的2倍。(2) 枫香树属分布区的总面积和最大斑块面积均最大,它能够整体体现出中国金缕梅科植物的空间分布和特点。(3) 中国金缕梅科植物属的空间分布类型全部为间断分布,山铜材属、蚊母树属、檵木属和枫香树属呈现主分布区,牛鼻栓属、金缕梅属、壳菜果属、山白树属、半枫荷属、马蹄荷属、蕈树属、水丝梨属和蜡瓣花属呈主次分布区,银缕梅属、四药门花属、双花木属、红花荷属和秀柱花属呈星散分布。
2021, 41(8):1434-1436. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1434
摘要:该文报道并记录了一个在四川发现的兰科(Orchidaceae)植物新分布种——无距虾脊兰(Calanthe tsoongiana T. Tang & F. T. Wang)。根据东亚兰属的记载,无距虾脊兰原始分布区在浙江西天目山和贵州省。无距虾脊兰的模式标本来自浙江西天目山,该文为四川省北川县无距虾脊兰的首次记录,凭证标本藏于广西师范大学标本馆(GXNM)。
薛 成,耿方东,康菊清,黄 蕾,<div>任 毅</div>,张小卉
2021, 41(8):1437-1438. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2021.08.1437
摘要:该文报道了耧斗菜属植物长果耧斗菜(Aquilegia yangii Y. Luo & L. Li)的新分布区——陕西省凤县通天河国家森林公园,将该种的分布区向东扩展到了陕西省的秦岭地区,丰富了陕西省新增植物分布记录,为秦岭地区的物种多样性研究提供了证据。







