- 张素伟;易小娅;曾幼玲;
以盐生植物盐穗木为实验材料,从前期构建的高盐胁迫下盐穗木根的小RNA文库中候选了差异表达的miR166a,利用生物信息学从盐穗木转录组数据中预测其靶基因;采用5′RLM-RACE技术鉴定盐穗木miR166a对预测靶基因ATHB8-like的靶向性;通过PCR和RACE技术克隆盐穗木miR166a前体和预测靶基因ATHB8-like全长基因序列,并进行相应的生物信息学分析。结果显示:盐穗木miR166a预测的靶基因为ATHB8-like;通过实验鉴定确实存在靶向切割,具体的切割位点位于miR166a成熟体的14~15碱基之间;miR166a成熟体序列在不同植物中高度保守;克隆获得的盐穗木miR166a前体可折叠成完整的颈环结构,符合miRNA的前体特征,候选植物miR166a前体在进化上没有表现出保守性;预测的靶基因ATHB8-like cDNA全长为2 786bp,开放阅读框为2 526bp,编码841个氨基酸,ATHB8-like具有一个HD-ZIPⅢ结构域,在进化上具有保守性。该研究结果为进一步开展盐穗木miR166a和ATHB8-like的生物学功能奠定了基础。
2017年06期 33-39页 [查看摘要][在线阅读][下载 1254K] - 丁健;阮成江;关莹;吴立仁;单金友;
为探讨沙棘种子油高积累碳十八不饱和脂肪酸的多基因协同作用机制,以近缘低油沙棘品系‘绥棘1号’和高油品系‘新俄3号’6个不同发育期的种子为材料,利用气相色谱飞行时间质谱法测定种子油脂肪酸组份,采用qRT-PCR方法分析不饱和脂肪酸合成积累相关基因KAR、FATB、Δ9 D、KASⅡ、SAD、FAD2、FAD3、FAD7和FAD8的表达模式,验证多基因表达对碳十八不饱和脂肪酸积累的影响。结果表明:(1)‘绥棘1号’和‘新俄3号’种子油均高积累碳十八不饱和脂肪酸,分别占总脂肪酸的87.71%和88.68%;种子发育期间,油酸相对含量一直呈上升趋势,亚油酸相对含量短时下降后上升趋稳,而亚麻酸相对含量则呈先上升后下降趋稳。(2)FATB基因下调表达协同Δ9 D基因低表达,使C16∶0-ACP转化为棕榈酸和棕榈油酸的代谢减弱,而KAR和KASⅡ基因的相对上调表达,促进了硬脂酸合成,为碳十八不饱和脂肪酸的合成积累了较多前体。(3)SAD基因的持续高表达催化硬脂酸去饱和为油酸,且持续上升的SAD/FATB基因表达比直接提高了脂肪酸的去饱和速率;FAD2、FAD3、FAD7和FAD8基因在亚油酸和亚麻酸快速合成期间同时出现明显的表达量峰值,进而促进油酸逐步去饱和为亚油酸和亚麻酸。研究认为,沙棘种子油高积累碳十八不饱和脂肪酸源于FATB和Δ9 D基因的低表达及KAR、KASⅡ、SAD、FAD2、FAD3、FAD7和FAD8基因的协同高表达,本研究结果为进一步理解种子油中碳十八不饱和脂肪酸的合成积累提供了理论依据,对改良植物油脂的不同脂肪酸比具有重要意义。
2017年06期 40-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1456K] - 李岩;吕光辉;张雪妮;何学敏;
该研究比较了十字花科22个属22个物种的叶绿体基因组,以揭示十字花科叶绿体基因组的一般特征和变异特征。结果发现:(1)基因组大小为150kb左右,不同植物的叶绿体基因组之间存在1~5kb的差异,基因组大小的差异主要是大单拷贝(LSC)长度的差异引起的。(2)十字花科物种基因顺序基本一致,未检测到基因的重排和倒置事件。(3)trnY、trnG、ycf15、rps16基因在一些物种中发生丢失,petB、petD内含子序列也在个别物种内丢失。(4)基因组的4个边界相对保守,反向重复区a-大单拷贝区(IRa-LSC)边界处于rps19基因上,反向重复区a-小单拷贝区(IRa-SSC)边界在所有物种中均位于ycf1基因中,但是rps19和ycf1在边界两侧的长度具有差异,反向重复区b-小单拷贝区(IRb-SSC)边界在大部分物种中位于ycf1假基因和ndhF基因的重叠区内,而在庭荠(Alyssum desertorum)、小花南芥(Arabis alpina)2个物种中发生了改变,分别位于ycf1假基因和ndhF基因内。(5)29个蛋白编码基因长度发生变化,基因长度的变异来源于基因内含子或者编码区长度的改变,ycf1基因长度在3个物种中发生了大片段的缺失,部分基因长度的变化具有明显的系统发育信号。(6)基于叶绿体基因组数据构建的系统发育树具有较好的分辨率,各个进化分支具有较高的支持率。研究结果表明,利用叶绿体基因组数据可以为解决进化较快、系统发育分辨率低的植物类群的系统分类和系统发育关系提供更有力的证据。
2017年06期 50-61页 [查看摘要][在线阅读][下载 2484K] - 潘腾飞;龚江美;杨超;袁宏逸;陈桂信;郭志雄;潘东明;
该研究以1个疑似柚新品种——‘迷你红柚’为实验材料,利用植物形态学观察、花粉电镜观察以及ISSR分子标记技术,以确定‘迷你红柚’与‘琯溪蜜柚’、‘邓肯葡萄柚’之间的关系。(1)从形态学观察可以看出:‘迷你红柚’果实的外形特征与‘邓肯葡萄柚’较相似,但与‘琯溪蜜柚’有较大的差别;而且‘迷你红柚’嫩叶的形态学特征与‘琯溪蜜柚’和‘邓肯葡萄柚’均有不同。(2)电镜观察发现:‘迷你红柚’花粉的萌发孔沟、花粉沟与‘琯溪蜜柚’和‘邓肯葡萄柚’相似,但花粉大小、外壁网眼与‘琯溪蜜柚’和‘邓肯葡萄柚’均有不同。(3)聚类分析结果表明,‘迷你红柚’和‘邓肯葡萄柚’遗传关系最近,但又有一定距离。研究认为,‘迷你红柚’不同于‘琯溪蜜柚’和‘邓肯葡萄柚’,极有可能是柚的一个新品种。
2017年06期 71-77页 [查看摘要][在线阅读][下载 1530K] - 李三培;华德平;高星;徐伟欣;杨旭辉;刘莉;
采用质地剖面分析(TPA)和穿刺方法,测定3种不同口感质地的5个甜瓜材料(梗硬果肉的P10和3-6、脆酥果肉的417和20-5以及软果肉的Charentais)不同成熟时期果肉硬度、咀嚼性和黏着性以及脆性和平均硬度,评价甜瓜果肉的质地特性;采用组织切片法观察果肉组织细胞的显微结构,并通过Image-pro plus 6.0软件测定细胞大小参数(细胞面积、周长、长度及宽度)和形状参数(细胞纵横比及圆度),明确不同果肉质地类型甜瓜果实成熟过程中果肉细胞显微结构的变化特征,探讨甜瓜细胞形态参数与果肉质地的关系,为甜瓜品质育种提供理论依据。结果显示:(1)梗硬果肉甜瓜(P10和3-6)的果肉细胞较小,排列紧密;脆酥果肉甜瓜(417和20-5)的细胞较大,排列较疏松;软果肉甜瓜(Charentais)的细胞最大,排列极不规则。(2)不同口感甜瓜果肉在成熟期的细胞面积和周长差异显著,与口感呈显著负相关关系;在成熟过程中,甜瓜果肉细胞面积、周长和长度等表现出不同程度的增大,而细胞纵横比和圆度总体表现为下降趋势,即细胞越来越圆。(3)甜瓜果肉的口感与质地及细胞大小参数呈显著或极显著相关关系;细胞大小与黏着性呈显著或极显著正相关关系(0.951*~0.983**),细胞面积与TPA硬度及脆性呈显著负相关关系(分别为-0.910*和-0.926*),长度和宽度与脆性呈显著负相关关系(分别为-0.884*和-0.894*);细胞形状参数中的圆度与黏着性具有显著相关性(0.936*)。研究表明,口感不同的甜瓜果肉具有显著不同的质地和细胞显微结构,且甜瓜果肉口感与其果肉质地及细胞大小密切相关,即细胞越小,甜瓜果肉质地越硬。
2017年06期 78-85页 [查看摘要][在线阅读][下载 1772K] - 贾旭梅;王延秀;党兆霞;朱燕芳;胡亚;陈佰鸿;
以八棱海棠(Malus robusta Rehd.)为基砧,在其上嫁接11个矮化砧木(M9、M7、SH38、T337、SH6、SH1、JM7、GM256、‘辽砧2号’、M26、B9),测定嫁接成活率、萌芽率、植株生长指标、叶片解剖参数,并对矮化砧木各测定指标进行相关分析、主成分分析和聚类分析,明确各矮化砧木与八棱海棠的嫁接亲和性,研究11个矮化砧在八棱海棠上的生长特性与叶片解剖结构,比较不同矮化砧木的矮化效应。结果表明:(1)11个矮化砧与八棱海棠均亲和,且以M26、SH38的亲和性最好。(2)嫁接植株的矮化性与年生长量、节间长度、粗度比、叶片上下表皮厚度比、叶片气孔密度和海绵组织厚度均呈负相关关系,而与叶片长宽比、栅海比、叶片厚度、栅栏组织厚度均呈正相关关系。(3)主成分分析提取的4个主成分反映了原变量91.573%的信息,第1主成分(PC1)综合了叶厚、海绵组织厚度、栅栏组织厚度的信息,第2主成分(PC2)综合了叶长宽比、节间长度、年生长量的信息,第3主成分(PC3)综合了叶栅海比、粗度比的信息,第4主成分(PC4)综合了叶气孔密度的信息。(4)根据主成分分析结果,11个矮化砧木可以聚为4类,第1类包括SH1、SH38、SH6、M7、M26,第2类包括B9、JM7,第3类包括T337、M9、GM256,第4类仅包括‘辽砧2号’。研究认为,11个苹果矮化砧与基砧八棱海棠均具有较好的亲和性,它们的矮化性强弱依次为‘辽砧2号’>GM256>M9>T337>JM7>B9>M26>M7>SH6>SH38>SH1;植株的年生长量、节间长度、接口上下粗度比以及叶片的气孔密度、海绵组织厚度、栅栏组织厚度、栅海比、叶厚度可做为评价矮化性的有效指标。
2017年06期 86-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 2293K] - 林双冀;孙明;
以耐盐优异种质芙蓉菊和2种菊属野生种质野菊(天堂寨)、野菊(神农架),以及2种菊属栽培品种‘繁花似锦’和‘寒露红’为材料,用200mmol·L~(-1) NaCl的1/2Hoagland营养液进行盐胁迫处理,在盐胁迫第0、5、10、15天分别测定各材料的相关生理指标,比较各材料随盐胁迫时间增加而产生的生理响应特征,探讨芙蓉菊的耐盐生理生化机制。结果显示:随着盐胁迫时间的增加,5个材料的叶绿素含量(Chl)、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、过氧化物酶(POD)活性均呈下降趋势,但芙蓉菊下降不显著或变化趋势与其他4个材料有明显区别;同期各材料的丙二醛(MDA)含量、脯氨酸含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈上升趋势,且芙蓉菊的丙二醛含量上升幅度最小;同期胞间CO_2浓度在各种质中的变化趋势各异。研究发现,芙蓉菊在盐胁迫下能够保持叶绿素含量和膜系统的相对稳定,从而维持正常水平的净光合速率,这可能是芙蓉菊耐盐性强于其他菊属植物的主要原因。
2017年06期 97-104页 [查看摘要][在线阅读][下载 1916K] - 李伟伟;杜峰;张馨月;张赟赟;周敏;
通过盆栽试验,以9种黄土丘陵区撂荒演替中期群落共存种(猪毛蒿、中华隐子草、小花棘豆、冰草、无芒隐子草、铁杆蒿、达乌里胡枝子、茭蒿和白羊草)为研究对象,测定其生长季中(8~10月)重度和中度干旱胁迫及适宜水分条件下(分别为45%~50%、60%~65%和75%~80%的田间持水量)活性氧清除酶(SOD、CAT、POD、APX)活性以及MDA含量的变化,分析土壤干旱程度、植物和生长季三因素对上述各生理指标的影响,研究群落共存种对土壤水分变化的响应,揭示水分变化后群落共存种的群体效应和植被演替的植物生理生态机制。结果表明:(1)9种群落共存种的SOD、CAT、POD、APX活性以及MDA含量存在显著的种间差异,生长季中(8~10月)以及不同水分条件下也存在显著差异。(2)达乌里胡枝子SOD活性、白羊草CAT活性、中华隐子草POD活性以及小花棘豆的CAT、POD和APX活性均相对较高,而且达乌里胡枝子的MDA含量较低;生长季中(8~10月)9种群落共存种的SOD、CAT和POD活性逐月下降且MDA含量进入10月后也有所下降,说明生长旺季耐旱性指标的生理活性较高;与POD和CAT活性相比,9种群落共存种的SOD和APX活性在重度干旱胁迫下显著提高,显示SOD和APX活性对于干旱胁迫具有较好的响应能力。(3)达乌里胡枝子和小花棘豆具有较高的SOD、APX活性和较低的MDA含量,说明达乌里胡枝子和小花棘豆的耐旱性相对较强,在土壤水分较低时,其在群落中的相对多度可能会有所上升。(4)9种群落共存种在演替序列上以前期种的SOD和APX活性相对较低,而演替后期种相对较高,表明演替后期的植物较为耐旱。
2017年06期 105-114页 [查看摘要][在线阅读][下载 2157K] - 张晓艳;杨忠仁;郝丽珍;张凤兰;郑清岭;郭霏;翟学婧;
以地梢瓜种子为试料,研究不同温度(5~45℃)及不同浓度NaCl胁迫(0~300mmol·L~(-1))对种子萌发及其抗氧化酶活性的影响。结果表明:(1)随着温度升高,种子各萌发指标呈先升高后降低的趋势,过高或过低均显著抑制种子正常萌发,萌发最适温度为25℃,在5℃和35℃条件下种子恢复萌发率均达95%以上。(2)随着NaCl浓度升高,种子萌发率、萌发势、活力指数呈显著下降趋势,而其相对盐害率呈增加趋势,且在300mmol·L~(-1)NaCl时萌发受到完全抑制;种子根系活力仅在高浓度NaCl(>150mmol·L~(-1))下受到显著抑制;种子在解除盐胁迫后可一定程度恢复萌发,但最终依然受到盐胁迫的显著抑制,且盐浓度越高抑制越严重,其耐盐适宜浓度为65.25mmol·L~(-1)。(3)种子萌发率与盐胁迫下POD、APX活性呈显著正相关关系,而与相应O_2~生成速率、MDA含量呈显著负相关关系;种子活力指数与盐胁迫下CAT活性呈显著负相关关系。研究发现,地梢瓜种子萌发受到NaCl胁迫的显著抑制,保护酶POD与APX在盐胁迫种子萌发过程中发挥着主要抗氧化作用;地梢瓜适于在中度盐渍土中萌发生长。
2017年06期 126-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1460K] - 刘欢;梁爽;闫宇彤;白杨;郭金丽;
该试验以‘红颜’草莓果实为试材,用过氧化氢(H_2O_2)和茶多酚(TP)、呼吸链解偶联剂——2,4-二硝基苯酚(DNP)和三磷酸腺苷(ATP)处理草莓果实,研究促进和清除活性氧以及抑制能量生成和促进能量条件下,草莓果实衰老进程和超微弱发光(UPE)的变化,探讨UPE与草莓果实衰老的关系,为了解UPE与植物成熟衰老的关系提供理论依据。结果表明:(1)在草莓果实采后衰老过程中,果实硬度持续下降,失重率和腐烂率持续上升,同时其UPE强度下降。(2)H_2O_2处理和DNP处理的果实硬度均低于对照,而其失重率和腐烂率均高于对照,同时两种处理果实的UPE强度均低于对照。(3)茶多酚处理和ATP处理的果实硬度均高于对照,而其失重率和腐烂率均低于对照,同时两种处理的UPE强度均高于对照。研究发现,活性氧调控和能量调控均能影响草莓果实的UPE强度和衰老程度,活性氧的增加加剧了果实衰老和UPE强度下降,而清除活性氧则延缓了果实衰老和UPE强度下降;抑制ATP生成加剧了果实衰老进程和UPE强度下降,增加ATP则延缓了果实衰老和UPE强度下降;UPE强度随着草莓果实逐渐衰老而下降,UPE强度与草莓果实衰老有关,反映了草莓果实的衰老进程。
2017年06期 142-148页 [查看摘要][在线阅读][下载 1478K] - 刘芳黎;张越;吴富勤;杨柳;龙波;申仕康;
为了探讨立地条件对极小种群野生植物大树杜鹃的种子萌发和种群自然更新的作用机制,该试验对大树杜鹃鲜叶、枯叶和植株冠幅下不同距离(0、2、5和10m)的森林凋落物以及林下苔藓等浸提液对其种子萌发的影响,以及自毒与森林凋落物的化感作用对大树杜鹃种群自然更新的影响进行分析。结果表明:(1)大树杜鹃鲜叶和枯叶浸提液对种子萌发均具有抑制作用,但枯叶浸提液对其种子萌发率和萌发的抑制强度较小;而种子萌发率和萌发指数均随鲜叶浸提液浓度增加而显著降低,当鲜叶浸提液浓度为10%时,种子萌发率仅为8%,表明大树杜鹃具有较强的自毒作用。(2)大树杜鹃植株冠幅下不同距离的森林凋落物对其种子的萌发具有化感作用,但不同距离的影响不同;距离冠幅5m的凋落物对其种子萌发的抑制作用最强,在该距离下的凋落物浸提液浓度为2%时大树杜鹃种子萌发率和萌发指数分别显著降低为77.33%和21.35,较对照分别显著降低18.32%和20.5%。(3)大树杜鹃林下苔藓对大树杜鹃种子萌发有一定的抑制作用,但作用并不明显。研究认为,大树杜鹃具有较强的自毒作用,可能进一步影响其种群自然更新;森林凋落物对大树杜鹃种子萌发具有一定的化感抑制效应,推测立地条件可能会通过影响其种子萌发而进一步影响种群的自然更新。
2017年06期 149-155页 [查看摘要][在线阅读][下载 1453K] - 郝鑫杰;李素英;王继伟;陈璇;常英;吴佳佳;孙改清;
以呼和浩特市的13种主要城市绿化植物为研究对象,采用LI-6400光合仪对植物的光合生理生态指标进行测定,对其固碳释氧效率进行量化研究,以探讨植物光合作用固定二氧化碳和释放氧气的效率,分析影响固碳释氧效率的因素,明确各植物的固碳释氧效率,为半干旱地区的城市绿化提供科学理论依据。结果显示:(1)不同植物的日光合速率的变化趋势不同,其中早熟禾、萱草、叉子圆柏、侧柏、云杉、圆柏、油松为单峰曲线,芍药、连翘、紫丁香、国槐、垂柳、新疆杨为双峰型;而在6月到11月中各植物的固碳量变化趋势表现基本相同,固碳量的高值出现在6月前后和9月前后。(2)植物固碳量排序为:连翘>国槐>新疆杨>紫丁香>油松>叉子圆柏>圆柏>芍药>萱草>垂柳>侧柏>云杉>早熟禾。(3)植物的固碳量与光合速率、蒸腾速率、空气温度、叶片温度之间均呈极显著相关关系。研究表明,在半干旱地区的城市绿化植物配置时,应优选固碳释氧相对较强的植物(落叶乔木为国槐、常绿乔木为油松,灌木为连翘,草本为芍药),而固碳释氧能力较弱的植物可作为长寿植物种和观赏植物种选种。
2017年06期 156-164页 [查看摘要][在线阅读][下载 1574K] - 李英霜;陆璐;陆婷;康健;
对蒲公英属橡胶草及其同域10个近缘种共13份材料的59个表型性状(数量性状24个,质量性状35个)进行了观测,通过方差分析、因子分析和聚类分析对其形态性状多样性和种间亲缘关系进行研究,以明确各表型性状对种质分类的重要性及其贡献,为橡胶草品种选育及蒲公英属植物的分类和种质资源保存利用提供依据。结果显示:(1)13份蒲公英属种质资源在数量性状上变异系数在7.50%~55.00%之间,平均为28.25%,多样性指数在1.157~2.032之间,平均为1.663,具有丰富的表型多样性。(2)质量性状方面,变异系数的变化范围在20.40%~67.44%之间,多样性指数变化范围在0.271~1.672之间,平均为1.136,总体上是数量性状形态多样性指数大于质量性状。(3)59个性状的主成分分析中前7个主成分的累计贡献率为84.767%,花部形态变异是蒲公英属植物表型分化的主要因素。(4)利用欧氏距离进行的Ward’s聚类分析结果表明,13份材料可分为4大类群,同一地区的大部分种聚在一起,呈现出一定的地域性,亲缘关系较近;但来源于3个居群的橡胶草却被划分在2个类群中,表现出较远的亲缘关系。研究表明,蒲公英属植物种质材料具有丰富的质量和数量性状变异,表型多样性丰富。
2017年06期 165-175页 [查看摘要][在线阅读][下载 1570K] - 魏瑞敏;谢玲玲;欧阳娴;张亚利;戴雄泽;刘峰;
为进一步研究辣椒ARF(Auxin Response Factor)基因家族在其生长发育及逆境胁迫中的作用,利用生物信息学方法从辣椒基因组中鉴定出20个ARF基因,这些基因不均匀地分布在辣椒12条染色体上。进化关系显示辣椒ARF基因可分为ClassⅠ和Ⅱ两大类,进一步可细分为Ⅰa、Ⅰb、Ⅰc、Ⅰd、Ⅰe、Ⅱa和Ⅱb等7个亚类。基因结构图表明,该基因家族由1~15个外显子构成,且各基因在不同发育时期不同组织中的表达量不同,具有一定的特异性。qRT-PCR结果表明,高盐胁迫可以明显激活或抑制ARF基因家族的表达。
2017年06期 v.37 1047-1058页 [查看摘要][在线阅读][下载 2492K] - 吴菁华;武丹;吴少华;
采用RT-PCR和RACE技术,从中国水仙‘金盏银台’中获得1个MADS-box基因NtPI2。NtPI2基因全长810bp,含有1个627bp开放阅读框,编码208个氨基酸。系统进化树显示,NtPI2属于B类MADS-box基因家族的PI/GLO类基因。荧光定量PCR分析表明,NtPI2基因在中国水仙‘金盏银台’各营养器官中都有表达;在单瓣和重瓣水仙花朵的各个部位均有表达,但表达模式存在差异。比较NtPI2在单瓣和重瓣中国水仙中的表达模式,发现重瓣水仙‘玉玲珑’的瓣化雄蕊和副冠的NtPI2基因表达量较单瓣水仙‘金盏银台’显著增高,推测NtPI2基因在瓣化雄蕊中表达量显著增高可能是重瓣中国水仙发生的直接原因。成功构建了NtPI2基因的pCAMBIA1302-NtPI2超表达载体,并通过农杆菌介导法进行烟草的遗传转化,分子鉴定结果表明共获得了8株转NtPI2基因植株。本研究为深入探索NtPI2基因的功能及其与中国水仙重瓣花形成的关系奠定了基础。
2017年06期 v.37 1059-1065页 [查看摘要][在线阅读][下载 1614K] - 杨永超;张海斐;杨小振;王中元;魏春华;张显;
为了明确甜瓜海藻糖-6-磷酸合成酶基因(CmTPS)家族信息及对逆境信号的响应,该研究采用生物信息学方法,通过拟南芥TPS家族基因与甜瓜基因组数据库比对,从甜瓜基因组中共鉴定出7个海藻糖-6-磷酸合成酶基因,按照其在染色体上的位置分别命名为CmTPS1~7。系统进化分析结果显示,CmTPS4和CmTPS7为第1类,二者均含有16个内含子,推测其编码产物均具有海藻糖-6-磷酸合成酶(TPS)活性;其余5个CmTPS基因归为第2类,分别含有2~4个内含子;在这7个甜瓜TPS中,除CmTPS3只有TPS结构域外,其余CmTPS都含有TPS、TPP及UDP-forming结构域;蛋白序列比对结果显示,甜瓜TPS家族各成员间相似性较低(15.90%~57.31%);亚细胞定位预测表明,CmTPS1、CmTPS2和CmTPS6定位在细胞核内,其余4个CmTPS定位在细胞质内。qRTPCR表达分析表明,低温胁迫下甜瓜叶片可能以CmTPS4为主要的TPS编码基因;CmTPS基因家族对盐胁迫较为敏感,同时在ABA信号传递中起调控作用。这为进一步研究甜瓜TPS基因家族奠定了基础。
2017年06期 v.37 1066-1072页 [查看摘要][在线阅读][下载 1300K] - 贾春平;张燕红;袁杰;赵志强;王奉斌;
该研究基于4个稻属(Oryza)反转录转座子,包括活性、低拷贝[Tos17/Osr21(Ty1-copia)和RIRE7/Osr31(Ty3-gypsy)]和非活性、高拷贝[Osr34(Ty3-gypsy)和Houba/Tos5/Osr13(Ty1-copia)],在两侧翼长末端重复序列(LTR)区域分别设计引物,对37份新疆粳稻(Oryza sativa L.ssp.japonica)栽培品种(系)进行PCR扩增。评估鉴定适用于反转录转座子插入位点间扩增多态性(IRAP)标记方法,并分析37份供试品种(系)的遗传多样性。(1)PCR扩增结果显示,Tos17/Osr21、RIRE7/Osr31、Osr34和Houba/Tos5/Osr13依次获得73、63、107和560条谱带,其中多态性条带36、63、70和523个,多态性比率为49.3%、100.0%、65.4%和93.4%。(2)综合评估比较多态性、异质性、总谱带数和平均多态性谱带数发现,Houba/Tos5/Osr13适用于IRAP标记方法构建DNA指纹图谱数据库。(3)以Houba/Tos5/Osr13遗传相似系数为基础,对供试品种(系)采用非加权平均(UPGMA)法进行聚类分析显示,以0.55为阈值将37份新疆粳稻栽培品种(系)分为6大类群,绝大多数品种(系)得到了明确的区分,品种间的遗传相似性较高,多样化程度偏低;品系‘20-18’和‘96-16’分别各自聚为一类,表明品系与品种间遗传背景较远,多样化程度较高。综上所述,IRAP分子标记适用于新疆粳稻种质资源的亲缘关系分析、鉴别及育种遗传距离的判定和DNA指纹图谱数据库构建等相关研究,在实际育种中选取不同类群的水稻品种与品系进行杂交选育,成功率较高,可能会大大缩短优良品种的选育进程。
2017年06期 v.37 1102-1110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1456K] - 徐伟洲;邓西平;王智;徐炳成;王小林;
以黄土丘陵半干旱区白羊草(Bothriochloa ischaemum)和达乌里胡枝子(Lespedeza davurica)为研究对象,通过盆栽控制试验,设置3种土壤水分处理水平(HW、MW和LW,分别为田间持水量的80%±5%,60%±5%和40%±5%)和7个株数比例组合(株数比为0∶12、2∶10、4∶8、6∶6、8∶4、10∶2和12∶0),分析比较白羊草和达乌里胡枝子拔节期、开花期和结实期的叶片光合生理参数,探讨不同土壤水分和草种组合比例下二者叶片光合气孔交换参数随生育期动态变化规律,揭示水分胁迫下2种乡土草混播共存的生理生态机制。结果显示:(1)水分胁迫显著降低了2种草叶片净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs),且以白羊草的光合生理响应更为敏感;除LW土壤水分下达乌里胡枝子结实期的Pn降低原因为非气孔限制因素外,其余处理下均为气孔因素。(2)HW土壤水分下,白羊草混播下的Pn均值显著高于单播,但达乌里胡枝子呈相反趋势;MW和LW土壤水分下,白羊草混播下拔节期与开花期以及达乌里胡枝子结实期的Pn均显著高于各自单播,白羊草各生育期的水分利用率(WUE)均显著高于达乌里胡枝子。(3)在10∶2混播条件下,LW土壤水分处理的白羊草各生育期的Pn和WUE、以及MW和LW土壤水分处理的达乌里胡枝子结实期的Pn和WUE均显著高于各自单播。研究表明,白羊草与达乌里胡枝子株数比为10∶2时,有利于提高水分胁迫条件下二者叶片光合速率和水分利用效率。
2017年06期 v.37 1155-1165页 [查看摘要][在线阅读][下载 3115K] - 芦丽娜;谢佳佳;王庆文;石岱龙;贾凌云;冯汉青;
以菜豆幼苗作为试验材料,分析了NaCl胁迫下交替呼吸对叶绿素含量以及叶绿素荧光特性变化特征的影响,以探讨交替呼吸途径在逆境下的生理学作用以及植物在盐胁迫下光系统Ⅱ(PSⅡ)的调节作用机制。结果表明:(1)随着NaCl胁迫浓度(0、100、200、300mmol/L)的增高,菜豆幼苗叶片叶绿素含量显著下降,叶片光系统Ⅱ(PSⅡ)潜在最大光化学量子效率(Fv/Fm)、光适应下最大光化学效率(Fv′/Fm′)、PSⅡ光适应下实际光化学效率[Y(Ⅱ)]和光化学荧光猝灭(qP)与对照相比均显著性下降,而非光化学猝灭(NPQ)较对照组显著增加,同时交替呼吸容量在NaCl胁迫下也显著上升。(2)与单独NaCl胁迫相比,在NaCl胁迫下施加交替呼吸的抑制剂水杨基氧肟酸(SHAM)会导致菜豆幼苗叶片叶绿素含量、Fv/Fm、Fv′/Fm′、Y(Ⅱ)和qP进一步显著下降、NPQ进一步显著增加。研究认为,NaCl胁迫导致菜豆叶片光系统Ⅱ光化学效率下降和光能耗散增加,交替呼吸途径可有效缓解NaCl胁迫下菜豆叶绿素含量的减少以及光系统Ⅱ光化学反应效率的下降。
2017年06期 v.37 1175-1181页 [查看摘要][在线阅读][下载 1451K] - 石明明;牛得草;王莹;袁晓波;贺磊;韩炳宏;宗文杰;傅华;
植物功能性状能够响应生存环境的变化并直接决定着生态系统功能。为了揭示围封与放牧管理对物种共存和驱动群落构建的影响机理,该研究以青藏高原东缘高寒草甸为对象,分析了围封与放牧处理对植物功能性状和功能多样性的影响。结果显示:(1)在群落水平,放牧显著降低了比叶面积和植物高度;在物种水平,放牧群落中多数杂类草比叶面积减小,而莎草类和禾草类的比叶面积在处理间无显著差异。(2)叶干物质含量与比叶面积在围封和放牧处理中均呈显著负相关关系,在放牧处理中,叶干物质含量与植物高度呈显著的二次函数关系,即随着叶干物质含量的增大,植物高度先减小后增大;在同等比叶面积的情况下,与围封相比,放牧降低了叶干物质含量;在相同叶干物质含量的情况下,与围封相比,放牧降低了植物高度。(3)放牧在总体上降低了种间性状的平均差异,植物性状表现出趋同响应,具体表现为放牧减小了叶干物质含量和植物高度的种间差异;与围封相比,放牧显著提高了功能均匀度,减小了功能分离度。研究表明,不同植物种对放牧的响应模式存在差异,放牧降低了种间对光资源的竞争,可能增加了对土壤养分的竞争,放牧驱动群落构建的过程中,土壤养分是非常重要的作用因子,说明放牧影响物种共存依赖于对多种资源的竞争。
2017年06期 v.37 1216-1225页 [查看摘要][在线阅读][下载 1814K] - 陈瑞国;范少辉;刘广路;徐瑞晶;胡璇;苏浩然;
以海南岛甘什岭自然保护区次生低地雨林群落优势种及棕榈藤为试验材料,通过重要值筛选群落优势种,利用生态位宽度、相似性比例和生态位重叠探究棕榈藤与各林层优势种对资源的作用机制,为棕榈藤资源保护和利用提供理论参考。结果显示:(1)青梅(Vatica mangachapoi)和铁凌(Hopea reticulata)为群落建群种,5种棕榈藤在整个群落中具有相对较高的重要值,但差异较大,其中杖藤(Calamus rhabdocladus)最大(0.286),小钩叶藤(Plectocomia microstachys)最小(0.053),其排序为:杖藤>大白藤(C.faberii)>黄藤(Daemonorops jenkinsiana)>白藤(C.tetradactylus)>小钩叶藤。(2)5种棕榈藤在群落中具有较大的生态位宽度,其中杖藤最大(Bi和Ba分别为2.900和0.612),且明显大于草本层,但与其他林层优势种差异小。(3)棕榈藤种间与优势种均表现出较低的生态位相似性比例,除黄藤与亮叶鸡血藤(Callerya nitida)外,各林层优势种与所有棕榈藤种相似性比例最高的物种相同,为益智(Alpinia oxyphylla)、百足藤(Pothos repens)、铁凌和青梅;藤种间,杖藤与各其它棕榈藤具有较高的生态位相似性比例,小钩叶藤最小。(4)林层优势种和棕榈藤的Lik和Lki值总体较低,均低于0.1,且生态位宽度大的不一定重叠程度越高;其中0~0.023的重叠数量占总数的63.5%,0.023~0.046为36.0%,>0.046的仅占0.5%。研究认为,棕榈藤在群落中具有相对较高的资源利用能力,但种间差异较大,棕榈藤种间及其与优势种间均表现为生态位分化,物种间倾向于资源共享。
2017年06期 v.37 1226-1233页 [查看摘要][在线阅读][下载 1556K] - 赵盼盼;李国旗;邵文山;靳长青;
该研究以宁夏盐池荒漠草原区苦豆子(Sophora alopecuroides)群落为研究对象,通过野外采样和实验室分析,研究了围封对苦豆子群落土壤颗粒分形维数的变化特征以及分形维数与土壤理化性质的关系。结果表明:(1)与围栏外相比,围栏处理样地的黏粒(<2μm)体积百分比含量增加,在0~10、10~20和20~40cm土层差异显著;粉粒(2~50μm)体积百分比含量在0~10cm土层显著增加;而砂粒(50~250μm)体积百分比含量减少,在0~10和10~20cm土层差异显著,围封可促使土质细粒化。(2)与围栏外相比,围栏内土壤有机碳、全N、全P、碱解氮、速效磷含量均有所提高,其中0~10cm土层分别增加了177.70%、155.70%、60.11%、120.42%、179.40%,10~20cm土层土壤有机碳、全N、全P、速效磷含量增加比例分别为202.80%、36.50%、27.78%和s37.30%,20~40cm土层土壤养分变化不显著,说明围栏封育使土壤养分主要富集在0~20cm土层,其中0~10cm土层富集达到显著水平。(3)苦豆子群落围栏内的土壤粒径分形维数在2.64~2.69之间,围栏外的分形维数在2.59~2.64之间;与围栏外相比,围栏内土壤粒径分形维数在0~10和10~20cm土层增加显著。(4)土壤粒径分形维数与土壤粒径分布、土壤有机碳、全N、全P、碱解氮、速效P含量均呈显著的线性关系,说明分形维数可以作为一个衡量土壤肥力、土壤结构以及退化土壤恢复程度的综合性指标。
2017年06期 v.37 1234-1241页 [查看摘要][在线阅读][下载 1746K] - 阎欣;安慧;
以宁夏中北部盐池县不同恢复阶段的沙化草地(流动沙地、半固定沙地、固定沙地和荒漠草地)土壤为研究对象,分析土壤粗砂粒有机碳、细砂粒有机碳、粘粉粒有机碳、重组有机碳、轻组有机碳和土壤全氮的变异特征,探讨沙化草地恢复过程中土壤有机碳变化机制。结果显示:(1)荒漠草地、固定沙地、半固定沙地0~30cm土层土壤,粗砂粒有机碳、细砂粒有机碳和粘粉粒有机碳含量分别比流动沙地增加了67.7%、69.8%、212.1%和48.8%、35.3%、99.9%以及33.6%、23.0%、48.9%。(2)随着沙化草地不同程度的恢复,轻组有机碳含量、分配比例和重组有机碳含量均表现为流动沙地<半固定沙地<固定沙地<荒漠草地;重组有机碳分配比例随沙化草地恢复程度的升高呈降低趋势。(3)土壤细砂粒、粘粉粒、重组有机碳、轻组有机碳、粗砂粒有机碳、细砂粒有机碳、粘粉粒有机碳含量与土壤有机碳、土壤全氮含量均呈显著正相关关系,与粗砂粒含量均呈显著负相关关系。研究表明,轻组有机碳和粘粉粒有机碳含量对土壤有机碳的影响最大,轻组有机碳、重组有机碳、粗砂粒有机碳和粘粉粒有机碳对土壤全氮的影响最大,表明沙化草地的恢复有利于减小土壤侵蚀,改善土壤结构与质量。
2017年06期 v.37 1242-1251页 [查看摘要][在线阅读][下载 2578K]