• 2023年第43卷第11期文章目次
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    • 葡萄蔗糖转化酶基因家族的生物信息学及响应逆境胁迫分析

      2023, 43(11):1801-1812. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1801

      摘要 (925) HTML (0) PDF 4.08 M (979) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘要:蔗糖转化酶(Invertase,INV)在植物生长发育和抵御胁迫中发挥着重要的作用。本研究从葡萄基因组数据库中鉴定出了19个蔗糖转化酶基因,对基因的结构和编码蛋白质的理化性质进行了生物信息学分析,并利用qRT-PCR技术分析基因在不同激素和非生物胁迫条件下的表达特征,为进一步探索葡萄INV基因家族参与葡萄逆境响应提供了一定的理论依据。结果表明:(1)该基因家族编码蛋白的氨基酸长度在150~766 aa之间,理论等电点介于4.43~9.1之间,亚细胞定位预测发现其主要在细胞质中表达,此外液泡和细胞壁也存在部分基因表达。(2)共线性结果显示VvCINV与其他5个物种复制频率较高;(3)保守基序分析表明VvCwINV包含了所有的保守基序,且Glyco_32和Glyco_hydro_100是VvINV基因主要结构域;(4)组织特异性表达分析发现多数基因在葡萄生长发育进程中都有表达;(5)qRT-PCR分析结果显示,VvINV基因家族在叶片中对激素处理和非生物胁迫的响应出现上调,VvCINV1在50 mg/L GA3和10% PEG处理后上调表达极显著,VvCINV4在盐胁迫、ABA和低温处理后也上调表达显著。这些研究结果表明,VvINVs可能调控葡萄生长发育过程中激素和对非生物胁迫的响应。 关键词:葡萄;INV基因家族;生物信息学;qRT-PCR;激素;非生物胁迫

    • 滇水金凤TT8转录因子的克隆及表达分析

      2023, 43(11):1813-1819. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1813

      摘要 (508) HTML (0) PDF 3.42 M (1090) 评论 (0) 收藏

      摘要:TT8(TRANSPARENT TESTA 8)基因是bHLH(basic helix-loop-helix)家族的重要成员之一,其在花青素合成中发挥着重要作用。为探究TT8基因对滇水金凤花色的影响,本研究以滇水金凤花器官为材料,通过RT-PCR等技术克隆IuTT8基因,并对其进行生物信息学;利用qRT-PCR分析该基因在不同花色和不同花发育阶段的表达模式。结果表明:(1)成功克隆得到滇水金凤IuTT8基因,其编码区全长为2 136 bp,编码712 aa,为亲水性不稳定蛋白,gDNA全长为3 938 bp,共有6个内含子;结构域分析发现该蛋白属于bHLH超家族成员,与喜马拉雅凤仙花、山茶等物种的TT8蛋白同源且Motif基序相似。(2)IuTT8与同属植物喜马拉雅凤仙花聚在一支,相似性约86.34%;多序列比对和系统进化分析显示TT8蛋白的结构域高度保守。(3)IuTT8基因在4种不同花色滇水金凤及其4个不同发育阶段均有表达,除白色外,其表达量均随花发育的进行呈先升后降的趋势;且IuTT8基因的表达量与花色呈正相关,其中以深红色表达量最高,白色表达量最低,深红色 S3 的表达量约为白色 S2 时期的48倍。研究表明滇水金凤IuTT8基因与花色正相关,推测其在滇水金凤花色的调控中发挥重要作用。

    • 陆地棉GhPS2基因的克隆和表达分析

      2023, 43(11):1820-1826. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1820

      摘要 (324) HTML (0) PDF 2.37 M (901) 评论 (0) 收藏

      摘要:卤代酸脱卤酶(HAD)在调节植物生长发育和响应磷缺乏胁迫方面具有重要作用。该研究基于前期陆地棉根部低磷胁迫基因差异表达序列数据分析,以陆地棉新陆早19为材料,对GhPS2基因进行克隆,并对其基因组DNA与cDNA测序分析,借助生物信息学方法分析GhPS2的基因结构和进化关系;采用荧光定量PCR(qRT-PCR)的方法检测该基因于根、茎、叶、花4个器官的基因表达量的变化和低磷胁迫下0,4,12,24,72 h的相对表达。结果表明:(1)成功获得陆地棉GhPS2基因,该基因的开放阅读框序列长度813 bp,编码270个氨基酸,存在3个内含子,属于HAD家族,其中存在1个保守结构域名为Put-Phosphatase。(2)序列比对和进化分析显示,陆地棉GhPS2与其他棉种PS2、榴莲PS2的相似性分别为93%和83.15%。(3)qRT-PCR结果表明,GhPS2基因在根中表达量最高,其次是茎和花,在叶中表达量最低,该基因在低磷胁迫4h时相对表达量达到最高值,低磷胁迫72h时是适磷处理的16.66倍。研究表明,GhPS2基因属于低磷胁迫响应基因,在棉花响应低磷胁迫过程中具有重要作用。

    • 超表达AVP1基因提高甜菜的耐低磷和耐盐抗旱性

      2023, 43(11):1827-1833. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1827

      摘要 (483) HTML (0) PDF 1.45 M (872) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探讨H+-焦磷酸酶编码基因对甜菜磷吸收和抗性的影响,实现优良基因在甜菜基因工程中的利用。本研究以超表达拟南芥液泡膜H+-焦磷酸酶编码基因AVP1转化甜菜,对转基因甜菜耐低磷、耐盐性和抗旱性进行分析。结果显示:AVP1基因能够在甜菜植株的根、叶中表达,且在逆境胁迫下表达量增强;控制磷素供应条件下,转基因甜菜的含磷量显著高于野生型甜菜,转AVP1基因甜菜可以提高对磷的吸收利用效率;干旱、盐胁迫处理条件下,AVP1基因在转基因甜菜中显著上升,在200 mmol·L-1 NaCl处理下或自然干旱7 d后,转基因植株的生长虽然受到抑制,但受抑程度明显低于野生型植株。此外,随着盐和干旱胁迫的加剧,与野生型植株相比,转基因植株体内MDA含量较低而脯氨酸含量显著增加,AVP1基因可减轻逆境对甜菜细胞膜损伤,提高甜菜细胞渗透调节能力,从而增强了甜菜的耐盐性和抗旱性。

    • CRISPR/Cas9系统介导的棉花GhNAC3基因编辑

      2023, 43(11):1834-1841. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1834

      摘要 (689) HTML (0) PDF 2.19 M (907) 评论 (0) 收藏

      摘要:棉花是世界上最重要的纤维作物和重要的油料作物。新疆是我国最大的棉花产区,然而,干旱胁迫已成为影响棉花生产的主要非生物逆境因素。挖掘耐旱的关键调控因子并加以利用,进而培育耐旱性棉花品种,是解决棉花耐旱资源贫乏及提高水资源利用率的有效途径。本研究依据 CRISPR/Cas9 编辑原理,对课题组前期利用RT-PCR技术筛选耐旱相关基因GhNAC3(Gh_D02G0790)第 1 外显子区域设计 2 个 20 bp 的编辑靶点,并在陆地棉基因组数据库中比对分析靶点序列,排除非特异性编辑,将 2 个靶点核苷酸片段分别与gRNA-atU6载体连接,通过 2 次 PCR 扩增,得到含特异性连接接头的 atU6-GhNAC3 表达盒,再将表达盒连接到 CRISPR/Cas9(pRGEB32-7)载体上,获得CRISPR-GhNAC3 重组表达载体,利用农杆菌介导法转化陆地棉受体 YZ-1 ,再生培养得到 T0代转基因幼苗,通过 PCR 检测 Cas9 蛋白基因获得阳性株系。对 T0 代植株的靶点区域序列进行 PCR 扩增和测序分析,鉴定GhNAC3 编辑类型。结果发现,CRISPR9-GhNAC3 表达载体成功转化 YZ-1 ,并获得 40 株转基因再生植株,经 Cas9 蛋白基因鉴定得到 30 株阳性株系,从阳性植株选择 10 株进行编辑类型测序分析,发现 7 株在靶点区域都发生编辑,编辑类型主要为碱基片段缺失,缺失片段大小为 3-28bp,T1代种植于大田,获得了同时出现黄化和矮化的突变体 3 株。结果表明,采用 CRISPR/Cas9 技术对 GhNAC3 序列进行编辑,获得了表型变异的突变体,充分说明该基因参与了棉花生长发育的调控。

    • 低温诱导表达SlBRI1增强番茄幼苗耐寒能力

      2023, 43(11):1842-1849. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1842

      摘要 (560) HTML (0) PDF 1.25 M (943) 评论 (0) 收藏

      摘要:油菜素内酯(Brassinosteroids,BRs)是一种广泛分布于多种植物体内的激素。Brassinosteroid Insensitive 1(BRI1)是BR信号通路的主要信号受体,在植物生长发育和胁迫应答中起着至关重要的作用。本研究以番茄品种Micro-Tom(MT)和SlBRI1过表达株系(Atrd29A:SlBRI1)为试验材料,探讨低温对光合特性、叶绿素荧光参数以及抗寒基因的影响,旨在揭示Atrd29A启动子驱动SlBRI1基因对低温胁迫的响应规律。结果表明:(1)低温胁迫提高了MT 植株SlBRI1的表达量,而Atrd29A:SlBRI1植株SlBRI1表达量更高。低温胁迫5天导致所有植株出现萎蔫,而且Atrd29A:SlBRI1植株萎蔫程度更轻,恢复得更好。(2)低温胁迫导致所有番茄幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、PSII最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSII)、光能捕获效率(Fv′/Fm′)和光化学荧光猝灭系数(qP)都较大幅度地下降;在低温胁迫第5天,SlBRI1过表达株系这些指标均显著性高于MT植株。同时,SlBRI1过表达株系的细胞间CO2浓度(Ci)显著低于MT。(3)同等条件下SlICE1、SlCBF1、SlCBF3和SlDRCI7基因表达水平显著上升,并且通过低温处理后的SlBRI1转基因植株中SlICE1、SlCBF1、SlCBF3和SlDRCI7基因表达水平均显著高于MT植株。表明Atrd29A诱导SlBRI1表达能够提高SlBRI1表达水平,缓解低温胁迫对植株光合作用和叶绿素荧光参数的影响,增强番茄植株抗寒能力。

    • 陕西省野生拟黑虫草的多基因分子生物学鉴定

      2023, 43(11):1850-1854. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1850

      摘要 (562) HTML (0) PDF 971.79 K (877) 评论 (0) 收藏

      摘要:虫草是我国重要的生物资源,为明确从陕西省旬邑县石门山林区采集到的一种野生虫草的种类及其虫生真菌(虫草菌DY6F)的分类地位,本研究在利用PCR技术对该虫草子实体的核糖体内转录间隔区(Internal transcribed spacer,ITS)、延伸因子1α(Elongation factor 1α,EF-1α)和RNA聚合酶Ⅱ大亚基(RNA polymerase Ⅱ large subunit,RPB1)的基因片段进行扩增与测序的基础上,分别基于这3个基因片段构建单基因系统进化树,并基于EF-1α和RPB1 2个基因联合序列构建多基因系统进化树。结果显示,该虫草子实体的这些基因序列与线虫草属拟黑虫草菌(Ophiocordyceps nigrella)的相应基因序列的相似度为99%~100%,且在进化树上,二者聚于同一分支,支持率均为100%。因此,虫草菌DY6F被鉴定为拟黑虫草菌,该虫草为拟黑虫草。

    • 茜草叶绿体全基因组序列及其系统发育分析

      2023, 43(11):1855-1865. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1855

      摘要 (653) HTML (0) PDF 4.00 M (1400) 评论 (0) 收藏

      摘要:以茜草科(Rubiaceae)植物茜草Rubia cordifolia L.为研究对象,采用Illumination 高通量测序技术对其叶绿体全基因组进行测序,并运用MAGA11等生信学工具进行全基因组解析及系统发育分析,旨在为茜草及其近缘种药用植物鉴定、遗传多样性分析及资源开发利用等提供数据参考。结果表明:(1)茜草叶绿体基因组呈典型的四分环状结构,总GC含量37.2%,长153 959 bp,其中包含大单拷贝(LSC)区83 844 bp、小单拷贝(SSC)区17 083 bp和两个反向重复(IR)区26 516 bp;共注释得到124个基因,包括79个蛋白质编码基因、37个tRNA和8个rRNA。(2)序列共鉴定到169个SSR位点,以A、T组成为主,包括129个单核苷酸、18个双核苷酸、11个三核苷酸、9个四核苷酸和2个五核苷酸,六核苷酸SSR未检测到;边界分析显示,茜草叶绿体基因组LSC区差异性最大,变异程度最高,而IRa区则差异性最小,最为保守。(3)最大似然法(ML)构建系统发育树显示,样品茜草与同属植物Rubia horrida以100%支持率聚为一类,茜草亚科、仙丹花亚科与金鸡纳亚科聚为姐妹类群,证明茜草科植物在进化过程中保守发育。

    • 基于叶绿体基因组数据的芸香科属间系统发育初步分析(专题约稿)

      2023, 43(11):1866-1871. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1866

      摘要 (973) HTML (0) PDF 949.01 K (1812) 评论 (0) 收藏

      摘要:该研究以芸香科物种的叶片为材料,使采用改良CTAB法提取叶绿体DNA,利用BGISEQ-500平台进行叶绿体基因组测序,并对叶绿体基因组进行组装、注释,联合NCBI数据库数据,共获得芸香科19属49个物种的全叶绿体基因组序列。经序列比对后,分别用ML和BI法构建了芸香科属间系统进化关系。发育树,以明确芸香科属间的亲缘关系以及花椒属与其近缘属的分子系统关系,为进一步探究花椒属下种间系统发育关系提供分子系统学证据。结果表明:(1)基于叶绿体基因组序列矩阵(总长196 641 bp),ML和BI 2种方法得到的系统发育树的拓扑结够基本一致,系统发育树各分具有较强的支持率高,叶绿体基因组数据可以解决芸香科属间的系统发育关系。(2)芸香科为单系类群,并进一步形成两大分支,其中柑橘亚科为单系,与芸香亚科内的芸香属聚为分支I,分支II由芸香亚科和飞龙掌血亚科组成,两亚科均不是单系,其中飞龙掌血亚科的香肉果属,茵芋属与芸香亚科的白鲜属,臭常山属是最早分化出来的类群,其次是蜜茱萸属和山油柑属;黄檗属和吴茱萸属与花椒属类群形成姊妹群,飞龙掌血属的物种飞龙掌血嵌套于花椒属分支中,支持飞龙掌血物种并入花椒属的处理。研究发现,基于叶绿体基因组数据构建芸香科属间系统发育关系,各分支支持率均较高,探索系统发育的意义足够可靠。该研究结果为进一步探究花椒属种水平系统进化关系以及新品种培育研究奠定了理论基础。

    • 干旱及复水循环对苗期药用大黄叶片光合碳同化功能和光化学活性的影响

      2023, 43(11):1872-1887. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1872

      摘要 (258) HTML (0) PDF 1.86 M (756) 评论 (0) 收藏

      摘要:以三叶期药用大黄幼苗为材料,采用盆栽控水实验,考察其在不同干旱时间(首次干旱10 d,复水后第2次干旱25 d,再复水后第3次干旱40 d)、干旱梯度(正常供水、轻度、中度、重度干旱)及复水时间(复水第1、3天)条件下的生长指标、光合气体交换参数、叶绿素荧光参数的响应特征,探讨植物在间歇性、季节性干旱带来的干湿交替土壤环境中的光合生理响应机制。结果显示:干旱胁迫下药用大黄幼苗地上部分生物量降低,根冠比显著增大,叶片叶绿素含量、气体交换参数(Pn、Ci、Gs、E、CE)、光合系统性能指数(PIabs、PItotal)及荧光参数(Fv/Fo、Fv/Fm、qp)显著降低,QA-大量积累,OJIP曲线J相和I相显著升高。轻、中度干旱10天对叶片PSII系统的抑制作用较轻,ΦPSⅡ、ETR、Fo均无明显影响。随着干旱时间增长,PSII系统受到明显损害,重度干旱40天后叶片NPQ几近于0。干旱10天后复水,Fv/Fo、Fv/Fm、J相、I相、Mo、ETR等均迅速恢复。继续干旱25天后复水,叶片Pn、Gs、CE、E、Ls、叶绿素b含量均表现出明显的补偿效应。再次干旱40天后复水,Pn、Gs、CE、E、叶绿素含量、大部分荧光参数、OJIP曲线J相和I相等无法恢复到CK水平。结果表明:干旱胁迫下大黄叶片的光保护机制通过热耗散来抵御干旱带来的光伤害。随着干旱胁迫加剧及干旱时长增长,电子传递速率受到严重抑制,光保护机制失效,反应中心失活。短期干旱后复水,大黄叶片光合和荧光参数迅速恢复,已经出现补偿效应。轻、中度干旱复水后继续干旱25天的大黄植株,均有部分生理指标表现出比初次干旱10天更强的抗旱性和复水后的恢复能力。长期且重度干旱会破坏药用大黄的光合器官,产生的极强光抑制和生长抑制在复水后使植株不能完全恢复正常的生理功能。因此,适当的苗期干旱锻炼能够增强药用大黄叶片光合作用和PSII功能,提高其抗旱性。

    • 光合细菌和小球藻对石生苔藓种源扩繁的作用

      2023, 43(11):1888-1896. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1888

      摘要 (387) HTML (0) PDF 685.92 K (963) 评论 (0) 收藏

      摘要:石生苔藓结皮可以从大气中吸收水分及养分,附着在岩石表面生长,具有促进矿物分化和植被演替等多种重要的生态功能,利用人工培育的苔藓结皮进行岩石工程创面生态修复具有广阔的市场前景,而针对特定地区的优势种探讨高效的种源扩繁技术则成为了首要任务。为此,本研究以秦岭北麓长势好、生物量大的石生匍匐型藓种羽枝青藓为研究材料,考虑沼泽红假单胞菌浓度(高浓度:24 ml.L-1,低浓度12 ml.L-1,不添加)和小球藻浓度(高浓度:250 ml.L-1,低浓度125 ml.L-1,不添加)开展双因素完全试验,观测人工气候箱条件下羽枝青藓的盖度、新发芽数和新发芽茎长,探究沼泽红假单胞菌和小球藻对羽枝青藓的作用效果、最适浓度及组合,为提高羽枝青藓扩繁效率提供科学依据。结果显示:(1)只添加低浓度沼泽红假单胞菌的处理羽枝青藓生长状况最优,相比于对照处理(不添加沼泽红假单胞菌和小球藻),可将盖度提高14.3%、新发芽数增加61.2%、新发芽茎长增长34.0%;(2)沼泽红假单胞菌浓度对羽枝青藓的盖度、新发芽数和新发芽茎长均有显著影响;(3)小球藻浓度对羽枝青藓各项生长指标均无显著影响,和沼泽红假单胞菌的交互作用对羽枝青藓盖度有显著影响。结果表明,沼泽红假单胞菌对羽枝青藓的生长发育具有显著促进作用,在后期石生苔藓结皮种源扩繁实践中应加以考虑和借鉴。

    • 干旱胁迫下丛枝菌根真菌对疏叶骆驼刺和多枝柽柳生长及生理的影响

      2023, 43(11):1897-1909. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1897

      摘要 (1037) HTML (0) PDF 909.83 K (1586) 评论 (0) 收藏

      摘要:多枝柽柳(Tamarix ramosissima)与疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)是塔里木河下游优势种,也是重要的丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi, AMF )共生植物,二者常相伴而生且均受水分严重限制。本研究采用盆栽试验法,以疏叶骆驼刺和多枝柽柳幼苗为试验材料,设定正常水分(土壤相对含水量70% ± 5%,D0)、中度水分胁迫(土壤相对含水量40% ± 5%,D1)和重度水分胁迫(土壤相对含水量20% ± 5%,D2)3个水分梯度,设置接种(AMF+)和不接种(AMF-)两种处理,以及供体植物疏叶骆驼刺和受体植物多枝柽柳之间2种菌丝传递距离(长菌丝传递距离30cm, L)和(短菌丝传递距离15cm,S),探究了干旱胁迫下丛枝菌根真菌菌丝传递距离对两种不同生活型的植物生长和生理的影响。结果表明:1)供体植物接种AMF后在供、受体间形成丛枝菌根菌丝网络(arbuscular mycorrhizal networks, AMNs),其中与正常水分(D0)处理下的侵染率相比重度水分(D2)处理下长距离处理受体侵染率的降幅为73.22%。2)在中度水分处理下,AMF对长、短距离处理受体均有促进作用,而在重度水分处理下对长距离处理受体株高、基径相对增长率和生物量无促进作用。3)各水分处理下AMF对受体植物根系生长指标具有显著促进作用(P<0.05)且S处理优于L处理,但在重度水分及长距离处理下的受体表现出显著较低的水平。4)在中度水分处理下,AMF对长、短距离处理受体抗氧化酶活性、渗透调节物质的含量、叶绿素含量和叶片相对含水量均有促进作用且不同距离处理间差异不显著,在重度水分处理下对长距离处理幼苗无促进作用。因此,在正常水分和中度水分处理下,接种AMF可显著促进长距离端受体植物的表观生长、生物量积累、抗氧化酶活性、渗透调节物质和叶绿素的含量,提高受体植物的抗旱性,在重度水分胁迫下AMF对长距离端受体植物的促进作用不显著。

    • 观赏海棠品种间的杂交亲和性研究和亲本选择

      2023, 43(11):1910-1919. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1910

      摘要 (574) HTML (0) PDF 5.61 M (1246) 评论 (0) 收藏

      摘要:为筛选出优质亲本及杂交组合,确定最佳授粉时期,探究观赏海棠品种间的杂交亲和性,为观赏海棠的新品种培育提供参考,以15个性状互补的海棠品种为供试材料,用离体培养法测定花粉活力、悬液法测定花粉含量并对其雄性育性进行评价;联苯胺-过氧化氢法测定其不同开花时期的柱头可授性;荧光显微观察法观察授粉后花粉管的生长及受精情况;人工控制授粉法研究5个杂交组合的坐果动态变化情况。结果显示:(1)根据花粉活力可将15个海棠品种的雄性育性分为不育型、较低型、中等型、优质型4类,其中‘印第安之夏’、‘冬红’等6个品种为优质父本。(2)海棠从开花前1 d至第6 d的柱头可授性呈现“弱—强—弱”的变化规律,开花第3 d时的柱头可授性最强。(3)授粉后4~8 h花粉开始萌发,48~96 h完成受精。(4)花粉育性和柱头可授性与杂交坐果率、种子饱满率间均存在显著的正相关性。授粉后2个月内是落果集中期,此后至果实成熟坐果率基本趋于稳定。‘冬红’ב印第安之夏’、‘草莓果冻’ב印第安之夏’为高坐果率杂交组合。研究表明,海棠雌雄蕊存在发育不同步现象,选择育性优质的亲本是杂交取得成功的关键,而受精后障碍是本研究中海棠杂交不亲和的主要原因。

    • 宁夏云雾山典型草原灌丛化过程中植被和土壤演变特征

      2023, 43(11):1920-1930. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1920

      摘要 (1197) HTML (0) PDF 671.25 K (1699) 评论 (0) 收藏

      摘要:干旱半干旱区灌木、半灌木等木本植物的分布面积持续增加(灌丛化)显著改变了原有植被景观及生态过程,但缺乏对长期封育过程中灌木物种取代草本物种进而影响草地群落组成、结构和功能的研究。为揭示长期封育措施下典型草原灌丛化特征及地上/地下植物群落的响应规律,本研究通过对宁夏云雾山典型草原同一封育草地不同时间(2010年、2016年、2021年)植物群落(物种重要值、丰富度、多样性和生物量)和土壤特性(土壤容重、土壤水分及储水量,养分,pH)的定点观测,探讨了长期封育过程中灌木物种矮脚锦鸡儿(Caragana brachypoda)驱动的植被和土壤特性变化。结果表明:(1)灌木矮脚锦鸡儿已经取代了草本植物成为封育草地的优势种,群落中灌木生物量、总生物量以及盖度、高度显著增加,但对植物密度的影响较小;(2)灌丛化过程中草地群落Patrick丰富度指数、Simpson优势度指数和Shannon- Wiener多样性指数显著降低,而Pielou均匀度指数显著增加;(3)灌丛化并未引起土壤容重和土壤含水量的显著变化,但土壤深层(60-100 cm)容重显著增大,且土层储水量随土层深度的增加呈先减少后增加的趋势;(4)灌丛化过程中,土壤有机碳含量在浅层(0-60 cm)显著增大;土壤全氮含量无显著变化,但在深层(60-100cm)显著增大;土壤全磷含量在各土层都显著增大;土壤pH没有显著变化。研究结果表明草地灌丛化改变了群落地上-地下过程,且植被和土壤的响应可能存在不同步性。本研究结果可为群落演替和草地稳态理论以及灌丛化草地的适应性和可持续管理提供一定的理论和实践支撑。

    • 基于农艺性状的榕江茶(Camellia yungkiangensis)核心种质构建

      2023, 43(11):1931-1941. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1931

      摘要 (179) HTML (0) PDF 964.13 K (889) 评论 (0) 收藏

      摘要:摘 要:为得出较为可靠的榕江茶初级核心种质群体,以加强榕江茶种质选育、开发利用和分子遗传学研究,解决其种质资源保存成本较高问题,促进榕江茶种质资源的鉴定和有效利用。以118份榕江茶种质资源为材料,对19个表型性状和4个基本品质成分共计23个农艺性状进行分析;基于2种遗传距离(标准化欧氏距离、马氏距离)、4种聚类方法(离差平方和法、非加权组平均法、最长距离法、最短距离法)和7种总体取样规模(10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%)构建了56个候选榕江茶核心种质,利用筛选得到的最佳构建方案构建初级核心种质。通过对原种质、保留种质和核心种质的表型遗传多样性和变异程度,以及各种质不同数量性状间的t检验来评价核心种质的代表性,并用主成分分析法对核心种质进行确认。构建榕江茶核心种质时,2种遗传距离中,标准化欧氏距离优于马氏距离;4种聚类方法中,最短距离法优于另外3种;7种总体取样规模中,30%的取样比例较适宜榕江茶核心种质的构建。对构建的38份核心种质进行分析评价,结果表明,核心种质与原种质23个性状的6个特征值一致性较好,并且遗传多样性指数有一定程度的提升;t检验结果表明,核心种质平衡了稀有性状的分布,有效保留了原种质的遗传多样性;主成分分析结果表明,核心种质的主成分累计贡献率高于原种质;对核心种质进一步确认时,发现核心种质均匀分布在原始种质范围内,无重叠现象,有效的避免了核心种质的冗余。所构建的榕江茶核心种质资源可以很好地代表原种质,较好的保留了原种质的性状、遗传多样性和变异。标准化欧氏距离、最短距离法和30%总体取样规模的构建策略,是构建榕江茶核心种质的最佳方法。最终构建了38份榕江茶种质资源的初级核心种质,占原种质32.20%。核心种质评价表明初级核心种质构建有效且质量较高,能够在保证冗余较少的情况下充分代表原种质遗传多样性。

    • 不同结香方法对土沉香木质部芳香物质形成的影响*

      2023, 43(11):1942-1949. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1942

      摘要 (571) HTML (0) PDF 1.05 M (913) 评论 (0) 收藏

      摘要:探究不同结香方法对土沉香木质部芳香物质形成的影响,为创新和优化土沉香结香技术提供理论参考。设置钻孔、火烧孔和黄绿墨耳菌溶液3个结香处理,12个月后取样检测各处理的土沉香木质部组织变色范围、淀粉和可溶性糖含量,并用95%乙醇(色谱纯)提取个处理土沉香样品的醇溶提取物,测定沉香四醇和主要芳香物质成分。结果表明:(1) 黄绿墨耳菌溶液处理的土沉香木质部组织变色范围最大,纵向变色距离最长达120cm,横向变色距离最宽达3.84cm;钻孔和火烧孔处理,纵向变色距离均超过120cm,但横向变色距离最宽仅为0.58cm和1.06cm。(2) 3种结香处理的土沉香木质部组织淀粉含量均显著低于CK (P<0.05),降幅范围在24.82~55.25%;黄绿墨耳菌溶液和火烧孔处理的土沉香木质部组织可溶性糖含量均显著高于CK (P<0.05),钻孔与CK差异不显著((P>0.05)。(3)钻孔、火烧孔和菌液处理沉香醇溶性提取物含量达到11.84%、13.26%和21.08%,显著高于CK (P<0.05);沉香四醇含量达到0.18%、0.26%和0.42%,对照处理未检测出沉香四醇。(4) 钻孔、火烧孔和黄绿墨耳菌溶液处理的土沉香芳香物质中分别鉴定出29种、33种和36种,主要成分包括色酮及其衍生物、沉香螺醇、愈创木醇、香树烯、苄基丙酮、二氢卡拉酮、枯苏醇、α-檀香醇和壬醛。说明黄绿墨耳菌溶液诱导土沉香木质部组织变色范围最大,淀粉含量消耗和可溶性糖增幅最大,醇溶提取物、沉香四醇含量及其芳香物质积累的效果最优。

    • 林分因子对神木垒不同森林群落林下植物多样性的影响

      2023, 43(11):1950-1958. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1950

      摘要 (496) HTML (0) PDF 689.66 K (849) 评论 (0) 收藏

      摘要:为探究神木垒不同森林群落林下植物多样性的差异,本研究采用典型样地法,以夹金山神木垒的5种主要森林群落:云杉林、丽江云杉林、红杉林、针阔混交林、阔叶林为研究对象,对不同森林群落林下植物物种组成和物种多样性进行比较,并对林分因子和林下植物多样性进行冗余分析,确定影响林下植物多样性的主要林分因子,为当地森林经营管理提供理论依据。结果表明:(1)在研究区内共记录林下植物147种,隶属于61科,108属;云杉林群落林下植物的科属种组成最丰富。(2)各类型群落的H值、H"值、D值、JSW值均为:草本层>灌木层;灌木层多样性最高的群落为云杉林群落,草本层多样性最高的群落为丽江云杉林群落,针阔混交林群落、阔叶林群落林下植物多样性较差。(3)平均枝下高与林分密度是影响灌木层物种多样性的主要林分因子(P<0.01),平均枝下高与灌木层的D值、H值、H"值呈负相关关系,林分密度与灌木层4个多样性指数均呈正相关关系;平均枝下高是影响草本层物种多样性的主要林分因子(P<0.01),平均枝下高与草本层H值、H"值、JSW值呈正相关关系。本研究认为,云杉林群落与丽江云杉林群落的林下植物多样性水平较高,平均枝下高与林分密度是影响神木垒不同森林群落林下植物多样性的主要林分因子。

    • 龙葵腺毛发育的细胞学研究

      2023, 43(11):1959-1968. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1959

      摘要 (434) HTML (0) PDF 6.53 M (946) 评论 (0) 收藏

      摘要:利用光学显微镜、扫描电镜和透射电镜技术,观察了龙葵“四叶一心”期时叶片及茎表皮的腺毛的种类、分布,探究了不同类型腺毛的起源、生长、成熟、分泌、衰老等发育过程的细胞学特征;通过组织化学染色和荧光显微技术,观察了龙葵腺毛成分、分布,为龙葵的进一步开发利用提供参考。结果表明:(1)龙葵腺毛分为单细胞头腺毛和多细胞头腺毛两类,前者主要分布于茎表面和叶上下表皮,后者主要分布于茎表面的单细胞头腺毛之间、叶脉及叶边缘;(2)龙葵腺毛发育起始于表皮细胞突起,单细胞头腺毛行顶端生长,具1-4个柄细胞,四种类型;多细胞头腺毛可再分为一层、两层与三层多细胞头腺毛,另具三种特殊类型;(3)龙葵成熟腺毛具分泌能力,通过皮下空间的物质积累导致腺毛头细胞表面形成突起、包块、破口,最终释放分泌物;而头细胞与柄细胞随即皱缩、衰老。(4)超微结构显示,腺毛头细胞中内质网与高尔基体极为丰富,合成代谢及分泌活动活跃,产生大量包裹嗜锇物质的囊泡,囊泡与细胞壁融合,进而将嗜锇物质转移至细胞壁并积累,随后储存在角质层下的皮下空间直至分泌释放;(5)组织化学染色结果表明,腺毛含有萜类、生物碱、脂类、蛋白质、酚类和多糖。头细胞中主要含有萜类、生物碱、脂类、蛋白质、酚类和中性多糖;柄细胞中主要含有萜类、生物碱、脂类。

    • 濒危植物闽楠幼苗更新及环境解释

      2023, 43(11):1969-1974. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1969

      摘要 (436) HTML (0) PDF 1.59 M (935) 评论 (0) 收藏

      摘要:为了更好地理解濒危植物闽楠幼苗天然更新与微环境的关系,以广西富川县蚌贝村闽楠天然林胸径5.0 cm以下的更新个体为研究对象。基于0.64 hm2固定监测样地调查数据,采用Pearson相关系数、冗余分析等方法对幼苗更新密度与样地微环境因子关系进行分析。结果表明:(1)闽楠小幼苗更新个体数最多,随龄级增加更新密度呈下降趋势;幼苗向幼树转化率低,小幼苗向中幼苗转化率是闽楠更新成功的关键阶段;(2)闽楠幼苗更新密度与样地灌木层高度、最近母树距离、灌木层覆盖度极显著正相关,与样地光照、草本层覆盖度显著负相关; (3)灌木层高度、最近母树的距离、灌木层覆盖度、叶面积指数、光照、草本层覆盖度、凋落物厚度、土壤盐分是影响闽楠幼苗更新的主要微环境因子,光照和草本层覆盖度是闽楠幼苗更新的限制因子。因此,降低光照强度、减少草本层的覆盖度、增大灌木层的覆盖度等有利于闽楠种群更新发展。

    • >植物新类群与新分布
    • 硅藻中国新记录种——沃氏具脊桥弯藻

      2023, 43(11):1975-1980. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2023.11.1975

      摘要 (325) HTML (0) PDF 3.46 M (937) 评论 (0) 收藏

      摘要:本研究利用光学和扫描电子显微镜对采自湖南省江华瑶族自治县一源头水溪流的硅藻标本进行了观察,鉴定出中国新记录一种:沃氏具脊桥弯藻(Oricymba voronkinae Glushchenko, Kulikovskiy & Kociolek)。研究结果显示该具脊桥弯藻具有以下鉴别特征:(1) 壳面呈披针形,末端钝圆;(2) 壳面平坦,壳面和壳套区别明显,被一条边缘脊分开;(3) 边缘脊两侧具凹槽;(4) 近缝端向壳面腹侧偏转,远缝端几乎呈直角向壳面背侧弯曲且在远缝末梢的背侧处有一个缺刻;(5) 壳面中央孤点外侧开口为一个简单圆形,内壳面开口为被向内生长物所遮挡的两个裂缝;(6) 壳面孔纹呈裂缝状,仅近中轴区的孔纹呈半圆至弧形;孔纹的开口被齿状突出物部分遮挡;(7) 顶孔区内侧开口被波浪形的贯壳列硅质条所覆盖但未完全封闭内侧开口;(8) 壳面中部的线纹密度为8~11条/10 μm,孔纹密度25~30个/10 μm。本文提供了沃氏具脊桥弯藻孔纹密度和原始描述中未揭示的顶孔区内壳面的详细超微结构特征。