- 刘长命;张显;王永琦;
该研究以哥伦比亚生态型野生拟南芥为材料,将甜瓜CmSAMDC基因构建到植物双元表达载体pCAMBIA1304上,采用农杆菌介导法转入拟南芥,在含有50mg/L潮霉素(Hyg)MS固体培养基上筛选转基因后代,并利用T3代转基因幼苗进行耐盐性分析。结果显示:(1)成功构建了植物超表达载体35S∷CmSAMDC,并经农杆菌介导法转化拟南芥,潮霉素抗性筛选后获得了转CmSAMDC基因拟南芥T3代植株。(2)转CmSAMDC基因拟南芥T3代幼苗在含100、150、200mmol/L NaCl培养基中,侧根长势比野生型植株更为健壮;在200mmol/L NaCl浇灌处理后,转CmSAMDC基因T3代植株仍能维持正常生长,而野生型植株的生长明显受到抑制;在400mmol/L NaCl浇灌处理后16d,野生型植株逐渐死亡,而转基因植株仍能继续存活;对盐胁迫后植株的脂质过氧化程度(MDA)测定显示,野生型植株MDA水平较转基因植株上升更为明显。研究表明,过表达甜瓜CmSAMDC基因增强了转基因拟南芥的耐盐性。
2018年07期 v.38 1179-1186页 [查看摘要][在线阅读][下载 11370K] - 刘双双;蒋学飞;岳出;王茂林;
该研究克隆获得了甘蓝型油菜预测转录因子TCP7-like同源编码基因,命名为BnTCP7,与甘蓝型油菜TCP7-like NC_027757基因的核苷酸序列相似性为95.68%。BnTCP7基因开放阅读框全长为648bp,编码215个氨基酸。BnTCP7氨基酸序列与十字花科(Brassicaceae)中其他19条TCP7或者TCP7-like氨基酸序列比对发现,BnTCP7与芸薹属和萝卜属等TCP7同源蛋白具有很强的相似性和保守性,尤其在靠近N端的TCP保守结构域,具有典型的螺旋-环-螺旋结构,且BnTCP7属于TCP家族Ⅰ类,为亲水性不稳定蛋白。通过BnTCP7和拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtTCP7(NC_003076)蛋白的二级和三级结构在线预测比对分析,进一步证实BnTCP7具有TCP家族典型结构。进化树分析表明,BnTCP7蛋白与甘蓝型油菜TCP7-like NC_027757蛋白聚在同一分支,两者亲缘关系最近。利用转录组数据对不同时期不同器官BnTCP7基因表达模式分析发现,其表达量呈现一定差异性,其中营养器官中的表达量高于生殖器官。非生物胁迫及激素处理对甘蓝型油菜幼苗植株中BnTCP7基因的表达影响分析发现,BnTCP7基因不仅响应了冷、热、损伤等非生物胁迫,而且参与了ABA和GA3激素的信号转导,表明BnTCP7基因在植物维持正常生长发育和逆境胁迫中可能发挥重要作用。
2018年07期 v.38 1187-1193页 [查看摘要][在线阅读][下载 5800K] - 陈建权;张梦恬;熊意;张向前;张尧;王爱英;祝建波;
该研究以天山雪莲(Saussurea involucrata)的转录组数据为基础,利用Premier 5.0设计1对特异性引物SiICE2-Up和SiICE2-Down,以天山雪莲cDNA为模板克隆得到天山雪莲SiICE2基因的开放阅读框(ORF),对其进行生物信息学分析;构建植物表达载体pCAMBIA2300-35S-SiICE2-Nos,利用农杆菌介导法导入番茄(Lycopersicon esculentum),通过PCR和RT-PCR对转化植株进行验证,qRT-PCR分析转SiICE2基因番茄株系SiICE2基因的相对表达量;将转SiICE2基因型和野生型番茄在0℃处理后,进行抗寒性分析。结果表明:(1)成功克隆得到天山雪莲SiICE2基因,其大小为462bp,共编码153个氨基酸,系统进化分析发现SiICE2蛋白与菜蓟(Cynara scolymus L)亲缘关系最近。(2)成功构建了植物表达载体pCAMBIA2300-35S-SiICE2-Nos,经农杆菌介导法侵染番茄,PCR鉴定表明共有9株为转SiICE2基因番茄植株。(3)膜生理指标测定结果显示,随着低温处理时间的增加,转SiICE2基因型番茄的相对电导率、丙二醛含量均显著低于野生型,在处理时间为24h时,转SiICE2基因型番茄相对电导率比野生型低31.7%,丙二醛含量比野生型低4.2μmol/g。(4)抗氧化酶活性测定结果显示,随着低温处理时间的增加,转SiICE2基因番茄植株的POD、CAT和SOD活性均呈现持续递增趋势,野生型呈先逐渐升高后降低的趋势,且各处理时间内转SiICE2基因番茄的POD、CAT和SOD活性均显著高于野生型。研究发现,天山雪莲SiICE2基因可以显著增强非低温驯化番茄的抗寒性。
2018年07期 v.38 1194-1202页 [查看摘要][在线阅读][下载 5529K] - 苏丽艳;
该研究以森林草莓(Fragaria vesca)为试验材料,利用RT-PCR技术克隆草莓FvARF10、FvARF18基因全长cDNA序列。生物信息学分析表明,FvARF10、FvARF18基因开放阅读框(ORF)分别为2 056bp和2 100bp,编码685和699个氨基酸,预测其分子量和等电点分别为75.73、76.78kD和8.12、6.55。系统进化树分析表明,FvARF10与苎麻BnARF10聚为一个分支,FvARF18与桑树MnARF18聚集在一个分支上,进化关系较密切。亚细胞定位预测分析表明,FvARF10、FvARF18蛋白均定位于细胞核或细胞质中。启动子分析显示,FvARF10、FvARF18基因均具有多样化的激素应答元件。荧光定量PCR结果显示,FvARF10和FvARF18基因在草莓不同组织中均有表达,FvARF10在果实中表达较高,且在半熟果中表达量最高,而FvARF18在茎中相对表达量最高;外源激素IAA处理1h后,FvARF10和FvARF18基因受到强烈诱导均呈上调表达,而后渐恢复正常水平。研究结果表明,FvARF10和FvARF18基因可能参与草莓的营养生殖及果实的生长发育调控,且与生长素信号转导过程相关。
2018年07期 v.38 1203-1211页 [查看摘要][在线阅读][下载 8453K] - 张朝军;
为了创造棉花光敏雄性不育系材料,解决杂交制种中人工去雄成本高的问题,自2006年起进行了大规模组织培养,创造棉花突变体,以期筛选出棉花光敏雄性不育材料。2012年在组织培养再生植株后代中发现新型光敏核不育材料PSM4(photoperiod sensitive male sterility mutant of cotton),并于2012~2017年在海南三亚吉阳镇中寥村中棉所南繁基地和安阳中棉所试验田进行材料选育、生长发育调查及光周期实验。结果表明:(1)PSM4在日照时数大于12h时表现为雄性不育;在日照时数为11.5~12h时表现为有少量花粉,处于育性转变期;在日照时数小于11.5h时表现为正常可育。(2)遮光试验显示,PSM4花药败育关键时期为开花前12~15d;石蜡切片显微观察显示,花药败育原因是在长日照条件下花粉壁外层物质缺失引起的。(3)遗传规律研究显示,PSM4育性受单隐性基因控制,不受阴雨气候条件影响。(4)用6个棉花品系与PSM4进行正反交试验发现F1代均可育,F2代分离出光敏核不育单株,分离比符合3∶1的单隐性分离规律。研究认为,新型棉花光敏核不育材料PSM4农艺性状优良,其光敏不育突变为隐性性状,所有的陆地棉品种(系)均为其恢复系,有利于杂交种的培育和棉花混选混交育种群体的建立,具有广阔的应用前景。
2018年07期 v.38 1212-1221页 [查看摘要][在线阅读][下载 5867K] - 叶金;诸周洁;姚捷;朱俊兆;王晓飞;丁沃娜;
该研究对从甲基磺酸乙酯(EMS)诱变的水稻突变体库中筛选到的一个短根突变体Osksr6(Oryza sativa kasalath short root 6)进行了表型鉴定、遗传分析与基因定位。结果表明:(1)生长7d的突变体Osksr6与野生型相比,株高与不定根数量差异不明显,但主根变短61.98%、不定根变短46.42%,侧根的发生与根毛的伸长也受不同程度抑制;成熟期的Osksr6分蘖数明显减少,总穗长与结实率均较野生型差。(2)遗传分析结果显示,突变体Osksr6的短根性状受1对隐性基因控制。(3)利用图位克隆技术,将突变基因OsKSR6定位于3号染色体InDel标记28420k和28880k之间,物理距离约460kb,该区间没有已报道的与根系发育相关的基因。该研究为进一步研究水稻根系生长的分子机理奠定了基础。
2018年07期 v.38 1222-1227页 [查看摘要][在线阅读][下载 5299K] - 夏杨;苏初连;晁骏;康浩;蒲金基;张贺;
为探究菠萝(Ananas comosus)维管植物锌指蛋白转录因子(VOZ)家族的序列特征及表达特征,该研究采用生物信息学的方法对菠萝VOZ转录因子家族进行序列分析,并通过qRT-PCR技术研究了NaCl、干旱和低温(4℃)等逆境处理对菠萝VOZ家族基因表达的影响。结果表明:(1)菠萝与拟南芥、水稻的VOZ转录因子家族均含有2个保守区域,且菠萝VOZ蛋白均为亲水酸性蛋白;蛋白质二级结构显示,菠萝VOZ蛋白主要结构元件为α-螺旋和无规则卷曲。(2)qRT-PCR分析显示,不同非生物胁迫下,AcoVOZ1和AcoVOZ2的表达量与对照差异显著,且NaCl、干旱、低温(4℃)、甘露醇、ABA、Eth胁迫下,AcoVOZ1和AcoVOZ2的表达量均呈显著下降趋势。研究推测,菠萝VOZ转录因子家族以负调控的方式参与菠萝抗高盐、干旱、低温(4℃)等非生物胁迫的应答反应,为进一步研究菠萝抗逆分子机制和菠萝抗逆性基因工程改良奠定了技术基础。
2018年07期 v.38 1228-1234页 [查看摘要][在线阅读][下载 5974K] - 童治军;焦芳婵;陈学军;吴兴富;方敦煌;肖炳光;
以烤烟Y3和K326为亲本,采用单粒传法(SSD)获得一个包含262个F6株系的重组自交系群体(RILs)。基于该群体构建了一张含有24个连锁群、626个SSR标记,总长为1 120.45cM的遗传图谱。通过两年一点3次重复的随机区组田间试验,测定了株高、节距、叶数、茎围、茎叶角度、腰叶长和腰叶宽7个与产量相关农艺性状,采用混合线性模型的严格复合区间作图法(rMQM)在烟草全基因组范围内进行QTL扫描分析。结果显示:(1)烤烟7个目标性状在RILs群体内各株系间存在较大范围的连续变异,具有显著的双向超亲分离,且各性状的平均值很接近中亲值;7个农艺性状的平均广义遗传率为73.33%,其中株高和节距的广义遗传率在80%以上,而茎围和茎叶角度的广义遗传率则低于60%,表明7个与烤烟产量相关的农艺性状是既受微效多基因控制又受环境条件影响的数量性状。(2)共检测到30个QTLs分布在9条连锁群上,其中与株高、节距、叶数、腰叶长和腰叶宽相关的5个主效QTLs在连续两年中均可检测到,且具有较大的效应值,可解释大于10%的表型变异。(3)7个目标性状之间存在一定程度的相关性,与之对应在基因组中也存在一些较小区域,每个区域包含2个或2个以上紧密连锁的不同性状的QTLs。烟草产量相关农艺性状的QTL分析和主效QTLs的获得,为进一步利用分子标记辅助选择培育烟草高产新品种奠定了理论基础。
2018年07期 v.38 1235-1243页 [查看摘要][在线阅读][下载 1007K] - 李彦;焦秀洁;更吉卓玛;贾留坤;王智华;陈世龙;高庆波;
利用Illumina HiSeqTM2000对山地虎耳草和棒腺虎耳草进行转录组测序,分析和比较其SSR和SNP特征。结果表明:山地虎耳草63 763条Unigene序列中含有4 622个SSR,发生频率为7.25%,有110种重复基元,平均每10.00kb出现一个SSR位点;棒腺虎耳草60 972条Unigene序列中含有4 542个SSR,发生频率为7.45%,有85种重复基元,平均每10.40kb出现一个SSR位点,略低于山地虎耳草。山地虎耳草和棒腺虎耳草转录组序列的SSR优势基元均为三核苷酸重复。2个物种的转录组SSR以5~10次的较低重复次数为主,长度主要集中于12~30bp,具有较高的多态性。山地虎耳草和棒腺虎耳草中分别获得118 424个和112 006个SNP位点,编码区的SNP位点分别占30.40%和28.59%,且在编码SNP中同义突变所占比例(30.27%、28.48%)远高于非同义突变(0.13%、0.11%)。比较发现,2个物种的各项检索结果基本一致,推测与选取的组织部位、组织的发育阶段以及物种的亲缘关系有关。
2018年07期 v.38 1244-1253页 [查看摘要][在线阅读][下载 1298K] - 周于波;朱鹏;龚伟;王景燕;闫思宇;吴开志;
为构建四川核桃良种指纹图谱,分析遗传多样性,增强品种间的区分能力,该研究利用SSR标记技术,对四川29个核桃良种进行遗传多样性和聚类分析。结果表明:(1)11对SSR引物共检测到121个基因型和80个等位基因,平均每个位点7.273个等位基因和11个基因型。(2)11个位点的平均有效等位基因数为3.644,平均观察杂合度为0.645,平均期望杂合度为0.718,平均香农信息指数为1.518,平均多态信息含量为0.680。(3)采用引物组合法利用引物wga001、wga032和zmz02构建了29个核桃品种的指纹图谱。(4)聚类分析结果表明,29个核桃品种按照品种类型优先聚类,四川本地核桃品种聚类关系与地理来源没有明显的相关性。研究认为,选用的11个SSR标记能够较好地运用于四川核桃品种的遗传多样性研究(PIC>0.5);29个四川核桃品种间亲缘关系较近,遗传基础相对较窄。
2018年07期 v.38 1254-1261页 [查看摘要][在线阅读][下载 579K] - 邵帅旭;陈丽;杨阳;李艳艳;侯喜林;刘同坤;
该研究以二倍体紫菜薹为材料,采用浓度为0.1%、0.2%和0.3%的秋水仙素溶液,在二倍体紫菜薹生长至子叶期时对植株茎尖生长点进行4次点滴处理,鉴定筛选同源四倍体紫菜薹并进行二倍体和四倍体紫菜薹的营养品质比较。结果表明:(1)使用浓度为0.2%秋水仙素溶液点滴4次对紫菜薹的处理效果最好,四倍体紫菜薹的诱导率为6.62%。(2)在形态学上,四倍体植株的叶片、花簇、花器官、角果和种子与二倍体相比都在巨大性上呈现出明显差异;在解剖学上,四倍体植株在气孔密度减小的同时气孔变大,其花粉表现出矩形、梯形以及其他一些不规则的形状;在细胞学上,四倍体和二倍体植株的染色体数目分别为40条和20条;流式细胞仪鉴定结果显示,四倍体植株的DNA分子荧光强度(2 092 385.03)约为二倍体植株(956 725.15)的2倍。(3)植株营养品质方面,四倍体紫菜薹的游离氨基酸、叶绿素总浓度分别比二倍体植株显著增加了228.58%、110.02%,但四倍体紫菜薹的硝态氮、可溶性蛋白、维生素C、可溶性糖、纤维素总含量分别比二倍体植株显著减少了48.99%、43.20%、45.81%、44.50%、59.97%。(4)与二倍体植株相比,四倍体紫菜薹的单株质量、十叶厚、叶宽、叶柄宽都有不同程度的增加,叶片开展度有一定程度的降低。研究发现,秋水仙素诱导产生四倍体紫菜薹的最适浓度为0.2%;四倍体紫菜薹表现出明显的高产性,但多数营养品质极显著低于二倍体紫菜薹。
2018年07期 v.38 1262-1269页 [查看摘要][在线阅读][下载 4576K] - 邵珊珊;李发丽;陈昕钰;董召娣;余徐润;熊飞;
为了明确糯大麦与非糯大麦颖果发育的差异,该研究以糯大麦代表性品种(‘白青稞’、‘甘垦5号’)和非糯大麦代表性品种(‘扬农啤10号’和‘苏裸麦1号’)为材料,采用体视显微镜观察、组织化学染色、树脂半薄切片和光学显微镜观察等方法,比较研究了糯大麦与非糯大麦颖果及其胚乳淀粉体发育的过程。结果显示:(1)糯大麦和非糯大麦颖果的形态变化,以及鲜、干重和含水率等的变化规律基本一致,生长曲线均呈"S"型。(2)两类大麦颖果胚乳和果皮的I2/KI染色结果不同,糯大麦胚乳的I2/KI染色结果为红褐色,其果皮被染为蓝黑色,而非糯大麦胚乳和果皮均被I2/KI染成蓝黑色,表明糯大麦和非糯大麦的颖果果皮里直链淀粉含量都较高,且糯大麦胚乳内以支链淀粉为主,而非糯大麦的胚乳内以直链淀粉为主。(3)糯大麦胚乳淀粉体的出现时间早于非糯大麦,且其中小淀粉体的比例高于非糯大麦,淀粉体充实状况也好于非糯大麦。(4)与非糯大麦相比,糯大麦表观直链淀粉以及总淀粉含量较低,但可溶性糖含量较高。研究表明,糯大麦颖果生长规律与非糯大麦类似,但内含物淀粉的积累规律不同。
2018年07期 v.38 1270-1278页 [查看摘要][在线阅读][下载 8259K] - 王晨;李龙;倪细炉;李健;
通气组织(aerenchyma)是植物薄壁组织内一些气室或腔隙的集合,对于水生及湿地植物体内的气体运输至关重要。该实验以沉水植物穿叶眼子菜为材料,利用石蜡切片技术,通过对茎的纵切面及横切面结构进行观察,从时间和空间上分析其茎、叶通气组织的发生过程。结果表明:(1)穿叶眼子菜的茎结构包括表皮、皮层及维管柱,通气组织发达,存在于内皮层与表皮之间;茎通气组织由距茎尖约0.6mm处开始形成,并成熟于约2.4mm处。(2)穿叶眼子菜的叶由表皮、皮层薄壁细胞及维管柱组成,其通气组织形成于靠近茎尖的第2~3片新生叶且仅形成于主叶脉。(3)穿叶眼子菜的茎和叶通气组织的发育过程相似,起初为排列致密的细胞团,然后由皮层细胞的分裂产生小的细胞间隙,随后的腔隙膨大过程涉及细胞的生长分裂及细胞降解,最终形成发达的通气组织。(4)穿叶眼子菜的通气组织发育过程可划分为实心期、形成期、膨大期、成熟期四个时期;不同时期茎通气组织的发达程度差异很大,实心期、形成期、膨大期和成熟期的孔隙度分别为0.54%、10.90%、27.61%和57.58%;但节处通气组织不发达,成熟期的节处孔隙度仅为3.62%。
2018年07期 v.38 1279-1287页 [查看摘要][在线阅读][下载 8875K] - 刘庆帅;孙小娟;谢禛名;郭良川;霍俊伟;秦栋;
该试验以3个不同黑穗醋栗品种‘亚德’(Adelinia)、‘布劳德’(Brodtrop)和‘黑丰’(Heifeng)为材料,分析黑穗醋栗8个不同发育时期叶片(幼叶到衰老叶)中的抗坏血酸(AsA)含量、合成与代谢相关酶活性,以明确叶片生长发育及自然衰老过程中AsA含量与代谢合成相关酶之间的关系,为寻找黑穗醋栗最佳叶片采摘时期、AsA含量调控及延缓叶片衰老进程研究奠定基础。结果表明:(1)不同品种黑穗醋栗叶片中AsA含量和AsA相关代谢物水平存在明显的多样性;在叶片生长发育过程中,叶片总抗环血酸(T-AsA)和AsA含量在3个品种中变化趋势一致,均在成熟期叶中达到最高,其中‘亚德’成熟期叶片中AsA含量最高(98.33μmol/g),之后随着叶片的衰老而迅速下降,在衰老后期降至34.57μmol/g。(2)在叶片生长发育进程中,L-半乳糖途径中的关键酶L-半乳糖-1,4-内酯脱氢酶(GalLDH)活性变化与AsA含量变化趋势一致;AsA-GSH循环再生代谢中,脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)、单脱氢抗坏血酸还原酶(MDHAR)、谷胱甘肽还原酶(GR)活性在展叶期最高,之后随着叶片的衰老而降至最低,这与AsA含量变化趋势相似,而抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性变化与之正好相反;叶片H2O2含量则随着叶片的衰老逐渐增加,至衰老期达到最高。(3)GalLDH与T-AsA、AsA、氧化型抗坏血酸(DHA)、DHAR和MDHAR呈现极显著正相关关系,即叶片中GalLDH活性越高,叶片中AsA含量也越高;DHAR与T-AsA、AsA和DHA也存在极显著正相关关系。研究认为,黑穗醋栗叶片中AsA含量于成熟期达到最高,且品种间存在显著差异;GalLDH、DHAR可能是黑穗醋栗叶片AsA合成代谢的关键酶,可通过增强GalLDH和AsA-GSH循环系统相关酶活性来提高黑穗醋栗叶片中的AsA含量,进而延缓其衰老。
2018年07期 v.38 1288-1298页 [查看摘要][在线阅读][下载 4667K] - 吴英青;冯阳;唐容;龙丽蓉;欧庸彬;
该研究采用水培试验,分析了俄罗斯杨(Populus russkii)对短期硼胁迫(1、5、10mmol/L硼酸)的生长和生理响应特征,探明其对硼胁迫的耐受范围,初步揭示其耐硼的生理基础。结果显示:(1)与对照相比,1mmol/L硼酸处理俄罗斯杨水培苗的生长情况更优,叶片光合色素含量和净光合速率显著上升,SOD和APX活性及抗坏血酸含量显著上调。(2)5mmol/L硼酸处理幼苗有轻微胁迫受害症状,叶片褪绿变黄,叶绿素b含量比对照显著上升,而Chla/Chlb比值显著下降,其SOD和APX活性显著上调。(3)10mmol/L硼酸处理幼苗表现出严重毒害症状,叶片发黄、茎尖和根尖生长受抑制;叶片PSⅡ原初光能转换效率(F_v/F_m)和Chla/Chlb比值比对照显著下降;其叶片MDA含量、POD活性、抗坏血酸含量以及游离脯氨酸和可溶性糖含量均比对照显著上升。研究表明,在不同浓度硼酸短期胁迫下,俄罗斯杨水培苗能通过上调抗氧化酶活性和抗氧化物质、渗透调节物质含量来有效清除体内胁迫产生的活性氧,减轻膜脂过氧化伤害,使其在低于5mmol/L硼酸胁迫环境下正常生长,表现出较强的耐硼性。
2018年07期 v.38 1299-1305页 [查看摘要][在线阅读][下载 3435K] - 罗红艳;陈潇潇;石零珊;曹光球;林思祖;叶义全;
为探讨铝胁迫对杉木抗坏血酸-谷胱甘肽(AsA-GSH)循环的影响,明确AsA-GSH循环在杉木耐铝性中的作用,以耐铝(YX26)和铝敏感型(YX5)杉木家系为材料,分析了铝胁迫对不同耐铝型杉木叶片氧化损伤、抗氧化酶活性和AsA-GSH循环系统的影响。结果表明:(1)铝胁迫显著增加杉木叶片丙二醛(MDA)含量,而且YX5叶片中MDA含量增幅显著大于YX26。(2)铝胁迫不同程度增加了2个杉木家系叶片过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和单脱氢抗坏血酸还原酶(MDAR)活性以及抗坏血酸(AsA)、脱氢抗坏血酸(DHA)、还原型谷胱甘肽(GSH)和氧化型谷胱甘肽(GSSG)含量,而且除AsA含量外,铝胁迫下YX26中上述酶活性和非酶性抗氧化剂含量的增幅均大于YX5。(3)铝胁迫下YX5叶片中过氧化氢酶(CAT)和脱氢抗坏血酸还原酶(DHAR)的活性受到显著抑制,而YX26中这两个酶的活性却有所增加,且YX26中的DHAR活性显著高于对照。(4)铝胁迫抑制了2个杉木家系超氧化物歧化酶(SOD)活性,但YX26中SOD活性的降幅小于YX5。研究认为,铝胁迫下通过维持AsA-GSH循环酶活性和非酶性抗氧化系统的高效运转,增强自身活性氧清除能力是耐铝型杉木家系具有较强铝耐能力的生理基础。
2018年07期 v.38 1306-1314页 [查看摘要][在线阅读][下载 1607K] - 官纪元;樊卫国;
为了探析磷对刺梨(Rosa roxburghii Tratt.)幼苗生长、养分含量及其相关生理的影响,揭示刺梨适应低磷胁迫的生理机制,该研究采用石英砂和蛭石混合基质培育的方法,分析不同供磷水平对刺梨幼苗生长和根系形态特征、根和叶中的酸性磷酸酶(APase)、硝酸还原酶(NR)和根中的分泌性磷酸酶活性(SAPase)、根中小分子有机酸组分及含量和植株中营养元素含量的影响。结果表明:(1)供磷水平高于或低于45mg·L-1均会抑制刺梨幼苗的生长,明显降低刺梨幼苗生物量和根总长度、总表面积、总体积、平均直径以及总根尖数;在5mg·L-1的低磷水平下,刺梨幼苗的根冠比值、根毛长度和密度最大,随着供磷水平的增加这3个指标明显降低。(2)根和叶片的APase及根的SAPase活性随供磷水平的增大而减弱,根和叶片中NR活性均于45mg·L-1供磷水平时最高,小于或大于45mg·L-1磷水平后NR活性明显减弱;根中的草酸、酒石酸、柠檬酸、苹果酸、乙酸和琥珀酸的含量均随着供磷水平的增大而降低。(3)刺梨幼苗中P、Ca和Mg含量均随着供磷水平的提高而增大,Zn含量随供磷水平的增大而减小;在45mg·L-1供磷水平下刺梨幼苗中的N、P、K、Mn、Cu、B含量最高,降低或提高供磷水平后这些元素的含量都明显降低。研究认为,供磷水平过低或过高对刺梨幼苗的生长和营养元素吸收均有不利影响;根毛长度和密度的增大、叶片和根中APase及根中SAPase的活性增强、根中小分子有机酸含量的增加是刺梨幼苗应对低磷胁迫采取的重要适应策略。
2018年07期 v.38 1315-1324页 [查看摘要][在线阅读][下载 2986K] - 隋利;易家宁;王康才;薛启;梁永富;
以紫苏幼苗为试验材料,通过营养液盆栽试验,在等氮条件下设置6种不同氮素形态[NH4+-N、NO3--N、CO(NH2)2]及其配比处理,测定其采收期前硝酸盐和亚硝酸盐含量的变化以及营养成分和药用成分的含量,探讨不同氮素形态及其配比对紫苏叶片硝酸盐和亚硝酸盐含量的动态变化、营养成分、矿质元素和次生代谢产物含量的影响,为生产中合理施用氮肥提供理论基础。结果表明,(1)紫苏叶片中的硝酸盐和亚硝酸盐含量随栽培时间的增加而不断累积,在采收前,叶片硝酸盐含量在全铵处理下最低,亚硝酸盐含量在铵硝比(NH4+-N/NO3--N)为25∶75时最低。(2)紫苏叶片中的可溶性糖、淀粉含量在全硝态氮处理下最高,而其游离氨基酸和维生素C含量在酰胺态氮处理时达到最大值;紫苏叶片中P、K、Ca累积量在铵硝比为50∶50时最高,Zn、Fe、Mn元素的含量在全铵态氮处理下最高,而Mg元素含量在全硝态氮处理下含量最高。(3)紫苏叶片中的总黄酮含量、挥发油含量以及迷迭香酸含量均随着铵硝比的增加呈现先升高后降低的趋势,并在铵硝比为25∶75时最高;紫苏叶片中花色苷相对含量在酰胺态处理下达到最大值。研究表明,在紫苏的栽培生产中,铵硝比为25∶75更有利提高其药用品质和营养品质,并且能降低其亚硝酸盐含量。
2018年07期 v.38 1325-1331页 [查看摘要][在线阅读][下载 218K] - 葛露露;林宇;孟庆权;何宗明;
以福建省福州市滨海后沿沙地人工营造的湿地松、木麻黄、尾巨桉、肯氏相思和纹荚相思人工林为研究对象,运用稳定碳同位素法测定植物水分利用效率,探索叶片氮、磷养分状况与水分利用效率之间的差异及相互关系。结果表明:(1)湿地松和肯氏相思的叶片δ13 C均与尾巨桉差异显著(P<0.05),但湿地松、木麻黄、肯氏相思、纹荚相思之间的叶片δ13 C均无显著差异;肯氏相思、纹荚相思的叶片δ15 N均显著高于湿地松、木麻黄和尾巨桉。(2)不同树种水分利用效率大小依次为:湿地松>肯氏相思>木麻黄>纹荚相思>尾巨桉,且湿地松叶片的WUE显著高于尾巨桉36.87%,而与其他树种的水分利用效率均无显著差异。(3)各树种叶片氮浓度大小依次为:肯氏相思>纹荚相思>尾巨桉>木麻黄>湿地松,但仅肯氏相思和纹荚相思与湿地松之间差异达到显著水平;各树种叶片磷浓度大小依次为:尾巨桉>肯氏相思>纹荚相思>湿地松>木麻黄,其中尾巨桉与湿地松、木麻黄、纹荚相思之间差异显著;木麻黄和纹荚相思人工林叶片的N/P显著高于尾巨桉人工林,其余树种之间的叶片N/P均无显著差异。(4)叶片δ13 C与叶片N浓度呈显著二次曲线相关关系,叶片δ15 N与叶片N浓度呈极显著线性正相关关系(P<0.01)。研究发现,滨海沙地不同树种人工林间水分利用效率、叶片氮浓度、磷浓度、N/P均存在显著差异,水分利用效率与叶片氮浓度、磷浓度均呈显著负相关关系,氮、磷含量是影响滨海沙地沿海防护林树种水分利用效率的重要因子。
2018年07期 v.38 1332-1339页 [查看摘要][在线阅读][下载 283K] - 郑秋敏;张腾;刘宇飞;王玉玲;王茜;邓洪平;
该研究通过对重庆缙云山国家级自然保护区的缙云秋海棠(Begonia jinyunensis)及其伴生物种所在群落进行实地调查,并以样地作为一维资源轴,物种重要值作为生态位计测状态指标,采用Levins、Hurlbert、Pianka公式对缙云秋海棠种群的生态位特征进行分析,以阐明该群落物种间对资源的利用和竞争关系,为缙云秋海棠的保护提供依据。结果表明:(1)在群落中缙云秋海棠的Levins和Hurlbert生态位宽度均最大,分别为6.742 40和0.717 80,表明缙云秋海棠对环境资源的利用能力强,生态适应幅度也较大。(2)研究区内缙云秋海棠的伴生物种中生态位宽度(Ba)大于0.3的3种植物为石生楼梯草(Elatostema rupestre)、斜方复叶耳蕨(Arachniodes rhomboidea)、对马耳蕨(Polystichum tsus-simense),其Ba值分别为0.460 00、0.417 04、0.301 60,表明缙云秋海棠的3个主要伴生种在群落中具有较强的竞争力。(3)20个伴生物种中与缙云秋海棠生态位重叠值最高的是石生楼梯草(0.671 4),说明缙云秋海棠与石生楼梯具有相似的环境要求,资源不足时,两者可能存在比较激烈的竞争,其中有12个伴生物种(60%)与缙云秋海棠的生态位重叠值小于0.5,群落中大多数物种与缙云秋海棠的生态位重叠值均较低,说明物种之间对资源的需求不同,环境适应能力相似度低,群落中的种间竞争不激烈。研究认为,缙云秋海棠生态位宽度大,生境适宜生存,种间竞争不激烈,即目前生态位因素不是造成其处于濒危状态的主要原因;导致缙云秋海棠数量少,呈现岛屿状分布的主要原因可能是其生境遭到人为破坏。
2018年07期 v.38 1340-1348页 [查看摘要][在线阅读][下载 2286K] - 杨东东;赵伟;陈林;王磊;宋乃平;杨新国;
人工柠条林地表广泛分布的土壤结皮对地表水文过程有重要的影响。该研究以荒漠草原人工柠条林生物土壤结皮为研究对象,通过有无结皮处理下旱季和雨季表层土壤水文过程的监测以及土壤水文物理特性的分析,进一步在季节尺度上揭示生物土壤结皮地表水文效应的形成及其影响因素。结果表明:(1)人工柠条林表层土壤结皮层水分含量动态在旱季和雨季表现出了截然相反的格局,其持水效应在以小降水为主,土壤蒸发强烈的夏季体现最为典型,但是进入雨季结皮的相对持水效应弱化甚至丧失。(2)由于生物结皮活性的季节转换,人工柠条林表层土壤容重、饱和含水率、总孔隙度在季节尺度上发生了不同程度的变化。(3)无论是旱季还是雨季,生物结皮的存在都会降低土壤水分入渗性能,而无论有无结皮覆盖,雨季土壤水分入渗速率都低于旱季。
2018年07期 v.38 1349-1356页 [查看摘要][在线阅读][下载 1329K]