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2019年  第37卷  第3期

栏目
系统与进化
摘要:
采用石蜡切片法对无距虾脊兰(Calanthe tsoongiana T.Tang et F.T.Wang)营养器官解剖结构进行研究。结果显示,无距虾脊兰叶为等面叶,与一般植物相比,表皮毛和气孔器较少,均分布在下表皮,气孔器稍外凸,叶片维管束分化程度不一,木质部厚度远大于韧皮部。假鳞茎由表皮、基本组织和维管束组成,基本组织发达,含有丰富的内含物。维管束散生于基本组织中;根主要由根被、皮层和中柱组成,根被通常可见4层,皮层由8~10层薄壁细胞组成,菌丝体通过破坏根被细胞侵入皮层。除正对木质部脊的中柱鞘细胞外,其余中柱鞘通道细胞全面增厚,维管束类型为辐射维管束,中柱中央为薄壁细胞组成的髓。无距虾脊兰营养器官的解剖特征表现出阴生植物的特点,引种栽培过程中应注意适当遮荫和通风。
摘要:
巨龙竹(Dendrocalamus sinicus Chia et J.L.Sun)是云南特有的珍稀木本丛生竹,其秆形分为通直型和弯曲型两种变型。为了揭示巨龙竹不同秆形的组织结构特征,本文通过定点观测0~49 d的巨龙竹笋和幼竹生长发育状况,并采用石蜡切片技术对笋期0~45 d内样品的组织结构进行比较解剖学研究。结果显示:(1)巨龙竹在笋-幼竹(0~49 d)发育期,秆高生长呈"慢-快"的趋势,21~35 d时弯曲型茎秆开始显现,易于辨别;(2)5~30 d时,弯曲型茎秆中维管束的发育早于通直型;对比弯曲型茎秆内外两侧维管束,内侧维管束导管内径较小,但纤维鞘中的纤维细胞层数更多;(3)弯曲型茎秆中薄壁细胞的分化早于通直型,20 d后弯曲型茎秆中的薄壁细胞出现明显的可被番红-固绿染色的细胞核,并呈有规律的排列;弯曲型茎秆内侧薄壁细胞稍小于外侧薄壁细胞,但内侧被染色细胞核的薄壁细胞多于外侧。研究结果表明巨龙竹弯曲型茎秆性状在笋期第21~35 d内即可通过茎秆形态判别,弯曲型茎秆中维管束的发育以及薄壁细胞分化均早于通直型茎秆,同一时期弯曲型茎秆内侧细胞分裂较外侧旺盛、维管束木质化程度更高。
摘要:
利用光学显微镜和扫描电镜对海三棱藨草(×Bolboschoenoplectus mariqueter(Tang&F.T.Wang))及其5个近缘种的果实形状、果皮微形态特征进行观察和分析。结果显示,海三棱藨草果实形状为双凸状,表面为波形网状纹饰,外果皮为中果皮厚度的2倍,与扁秆荆三棱(Bolboschoenus planiculmis(F.Schmidt) T.V.Egorova)明显不同,而与海滨三棱草(Bolboschoenus maritimus(L.) Palla)相似。研究结果支持将海三棱藨草归入三棱草属,不支持将海三棱藨草作为扁秆荆三棱的异名,推测其可能为海滨三棱草水滨亚种(Bolboschoenus maritimus subsp.paludosus(A.Nelson) T.Koyama)的异名。
生态与生物地理
摘要:
基于11个内陆居群和32个岛屿居群的252份标本,采用ISSR分子标记技术对真藓(Bryum argenteum Hedw.)的遗传多样性进行了研究。结果显示:岛屿与内陆居群间的遗传多样性差异显著,岛屿居群间的分化程度(Gst=0.453)大于内陆居群(Gst=0.387),岛屿居群的遗传分化与地理来源间存在极显著相关性(r=0.478,n=175,P<0.001)。地理隔离效应是导致岛屿居群间遗传分化的重要因素。岛内居群间的遗传分化水平较低,仅有29.4%~29.7%的遗传多样性存在于居群间。聚类分析表明,43个居群可划分为10大类群,真藓遗传关系受地理因素和生境异质性的影响,水域隔离影响了真藓繁殖体在岛屿间的传播。
摘要:
以油松(Pinus tabuliformis Carrière)和5种阔叶树的凋落叶为对象,使用分解袋法在室内进行为期6个月的针阔混合分解实验,研究产生的混合分解效应、针阔凋落叶对彼此分解速率的影响及其可能产生机理。结果显示:(1)油松分别与红桦(Betula albo-sinensis Burk.)、灰楸(Catalpa fargesii Bur.)、太白杨(Populus purdomii Rehd.)凋落叶混合对分解速率均产生加性效应,但其中油松凋落叶分解受到显著促进,而阔叶凋落叶分解受到显著抑制。油松与杜仲(Eucommia ulmoides Oliver)凋落叶混合时两者分解速率均显著降低,油松与槭树(Acer tsinglingense Fang et Hsieh)凋落叶混合时两者分解速率均显著提高;(2)总体而言,在蔗糖酶、羧甲基纤维素酶和多酚氧化酶参与凋落叶分解的主要时期,红桦、灰楸、太白杨分别与油松凋落叶混合分解使土壤中这3种酶的活性较油松单独分解时显著提高,而较阔叶凋落叶单独分解时显著降低;油松与杜仲混合分解使这3种酶活性较两者单独分解时显著降低,而油松与槭树混合分解则产生相反效果。本研究结果表明,从凋落叶混合分解对物质循环影响的角度考虑,红桦、灰楸、太白杨和槭树可以用于油松纯林的混交改造,但应注意混交对阔叶树种分解的抑制;杜仲与油松凋落叶混合分解将会妨碍彼此养分循环,不宜混交改造。
摘要:
以长白山苔原带南坡植被为对象,通过植被调查,与北坡和西坡植被进行比较,研究长白山苔原植被因坡向差异导致的不同植被变化模式。结果显示:(1)长白山苔原南坡植被中灌木处于优势地位,与北坡、西坡情况一致。但在物种组成上,各坡向差异明显,为中度不相似水平;(2)在生物多样性、多度、盖度等群落特征上,南坡与西坡的差异较大、与北坡相似性较强;(3)在物种多样性的空间分布上,南坡与北坡相同,即随海拔升高呈单峰变化且峰值出现在中部,与西坡物种多样性随海拔升高呈单调递减的趋势完全不同。表明不同群落抗干扰能力以及所受干扰程度存在差异,北坡处于演替中后期,较为稳定,抗干扰能力更强。南坡因受干扰强度较小,植被处于较稳定状态;(4)长白山苔原各坡向植被变化差异较大。南坡和北坡的植被相对稳定,与西坡草本植物强烈上侵明显不同。长白山苔原带植被的坡向差异源于各坡向的本底差异、环境差异以及对全球气候变化的差异性响应,是火山、强风干扰下植被演替与响应气候变化的植被变化共同作用的结果。
摘要:
为了更好地了解荒漠河岸林植被动态与生物多样性维持机制,于塔里木河干流源头荒漠河岸林内建立6个1 hm2样地,对群落物种组成、数量特征和空间格局等进行综合分析。结果表明,塔河源荒漠河岸林群落结构简单、物种多样性低,共有物种12科15属16种,杨柳科重要值最大(28.97%),是群落优势建群科。取样面积在0.04 hm2时,包括了87.5%的物种;样地内稀有种和偶见种均占所有物种的12.5%。植物区系贫乏,单种科、属多,温带成分占绝对优势,古地中海成分也占有重要地位,具典型温带区系性质。样地内DBH ≥ 1 cm的活木本个体有2497株,灰胡杨多度占92.95%,胸高断面积和重要值最大,在群落中占绝对优势地位。群落内科、属、种的数量随植株高度级的增加而减少,垂直结构层次分明,由乔木层、灌木层和草本层构成。样地内所有树种平均胸径15.57 cm,径级与高度级结构均呈偏正态分布,缺乏高度≤ 2 m的个体,群落更新不良。优势种灰胡杨、胡杨径级结构均呈单峰型,其中胡杨幼树出现断层,灰胡杨幼苗向幼树发展过程中死亡率极高(92.56%),均为衰退型种群。两个优势种空间格局呈聚集分布,不同生境下随径级增大空间分布格局变化不同;且两个优势种在空间上相互排斥而占据不同生境,暗示着种间竞争与生境异质性是影响荒漠河岸林物种空间分布格局和物种共存的重要因素。
摘要:
以孑遗濒危植物四合木(Tetraena mongolica Maxim.)为对象,利用MaxEnt模型和Bioclim模型预测其在我国的潜在适生区,结合刀切法及环境变量响应曲线评估影响四合木分布的主导环境因素,运用ArcGIS软件自然间断法对其适生等级进行划分。结果显示:四合木主要分布于我国新疆、西藏、甘肃、宁夏、内蒙古、青海、陕西、山西、河北、辽宁、吉林和黑龙江等省区;在中国的适生区面积为1.49×106 km2,高适生区集中在乌海市毛乌素沙地、阿拉善左旗腾格里沙漠、阴山南部和贺兰山低山地区;2050年四合木潜在分布区将向内蒙古地区北部和东北地区西部方向缩减;两个模型的受试者工作特征曲线下的面积(AUC值)平均值均达到0.8以上,预测结果较准确;环境因子评估结果显示,影响四合木分布的主要环境因子是最冷季度的平均降水量和年温的变化范围,其次是降水量变异系数和温度季节性变化的标准差。
摘要:
采用每木调查法,对广东粤北石门台和粤中象头山地区甜槠(Castanopsis eyrie(Champ.) Tutch.)林样方内胸径≥ 1 cm的乔、灌木进行测量,记录其种名、胸径、高度和在样方中的坐标位置等指标,对群落的植物组成、区系成分、优势种及物种多样性进行分析。结果显示:石门台样地有维管植物112种,隶属36科54属;象头山样地有维管植物109种,隶属36科59属。两个群落均具有明显的热带向亚热带过渡的性质。其中,石门台样地与华东、华中地区联系紧密;象头山样地则与中国台湾、日本的岛屿联系更多。比较两个地区的群落特征发现,他们的相似性较高,物种多样性指数接近,纬度并不是决定群落植物多样性高低的因素,小环境、群落演替进程及人为因素对群落植物多样性的影响更大。
摘要:
以古尔班通古特沙漠地区广泛分布的4种荒漠草本植物沙蓬(Agriophyllum squarrosum(L.) Moq.)、雾冰藜(Bassia dasyphylla(Fisch.et Mey.) O.Kuntze)、角果藜(Ceratocarpus arenarius L.)和碱蓬(Suaeda glauca(Bge.) Bge.)为对象,对他们在不同生长期的C、N、P含量及计量比的动态变化进行研究。结果显示:4种植物的C、N、P含量以及C:N、C:P、N:P在整个生长期的变化趋势不同,不同生长期各个指标的变异系数在物种间存在明显差异;4种植物的C、N、P含量及计量比的季节性变异分析结果表明,N、P含量及C:N、N:P的季节性变异幅度较大,相反,C含量和C:P的变异幅度较小;4种植物C含量和C:P由季节变化所引起的变异系数范围分别为2.43%~15.80%和6.77%~18.67%,而N、P含量和C:N、N:P的变异系数范围分别为21.26%~34.38%、11.18%~30.26%、18.52%~27.11%、14.90%~25.91%;整个生长季内,4种植物C、N、P含量及计量比的变异系数依次为:N(30.00%) > C:N(22.87%) > N:P (20.12%) > P(17.76%) > C:P(11.72%) > C(9.02%)。研究结果表明4种植物在不同生长周期的C、N、P含量及计量比的变化规律与他们的生长周期和植物种类存在显著相关性。
遗传与育种
摘要:
基于中国红豆杉(Taxus wallichiana var.chinensis(Pilger) Florin)转录组序列,从中扩增到1个新的P450羟化酶基因TcCYP725A22,并对其进行了克隆、表达及功能分析。生物信息学分析结果显示:该基因编码区长1500 bp,共编码499个氨基酸;编码蛋白无信号肽,包含1个跨膜区,具有催化活性中心结构域。进一步将该基因在酿酒酵母WAT11中进行异源表达功能研究,蛋白质免疫印迹(Western blot)实验结果表明,目的蛋白TcCYP725A22可在WAT11中成功表达;液相色谱-质谱联用(LC-MS)分析结果显示,羟化酶TcCYP725A22对底物紫杉素表现出催化活性。依据质谱结果及反应底物紫杉素的分子结构,判断其催化产物可能为添加了2个羟基的紫杉烷新衍生物。
摘要:
从小麦(Triticum aestivum L.)品种‘科农199’籽粒中克隆出维生素E基因TaHGGT-7AL及其另外两个拷贝,通过生物信息学分析,对其序列结构特征及蛋白序列的系统发育关系进行了初步研究。结果显示:TaHGGT-7AL基因编码区长1227 bp,共编码408个氨基酸;TaHGGT-7AL与另外两个拷贝的序列一致性为95.45%。TaHGGT-7AL蛋白序列具有9个α-螺旋,该序列与禾本科HGGT蛋白的同源性在58.7%~98.5%之间。3个TaHGGT基因分别位于小麦基因组的7AL、7BL和7DL染色体上,均具有与膜相关的UbiA异戊烯基转移酶家族的保守结构域和一个转运肽。系统进化分析结果表明,TaHGGT-7AL与禾本科植物的亲缘关系较近。qRT-PCR分析结果显示,TaHGGT-7AL只在小麦颖壳和籽粒中表达,且在花后13 d籽粒的表达量最高。在ABA、4℃低温、干旱及黑暗胁迫处理下,TaHGGT-7AL表达量上调;NaCl处理24 h后,该基因表达量升高,表明TaHGGT-7AL可以对非生物胁迫产生响应。
生理与发育
摘要:
以中华猕猴桃(Actinidia chinensis Planch.)黄肉红心新品种‘东红’为材料,对其果实在常温和低温贮藏方式下的生理及品质变化进行了研究。结果表明,果实硬度在2种贮藏方式下均呈先快速下降后缓慢下降的趋势。可溶性固形物含量、总糖含量、固酸比和糖酸比等4个品质指标均表现为先快速上升后维持在较高水平(低温贮藏下)或继续小幅上升(常温贮藏下)的趋势。总酸含量整体上均呈现逐渐下降之势,至果实软熟时稳定在0.9%的水平。维生素C含量却在常温贮藏下基本呈逐渐上升之势,而在低温贮藏下大致表现为先上升后轻微下降。果实失重率和腐烂率均随贮藏时间的延长而逐渐增加,在常温贮藏时上升较快,而在低温贮藏时上升非常缓慢。总体而言,‘东红’果实主要的生理和品质指标在常温贮藏2~3周后或低温贮藏9周后发生明显转变,果实进入可食用阶段;并且继续低温贮藏15周内还能较好地保持果实品质,耐贮性较好。
摘要:
以甘蓝型油菜(Brassica napus L.)品种‘Westar’和‘Topas’为材料,通过超微结构观察和荧光定量PCR技术对油菜胚胎发育早期油体的发生、油体蛋白及脂肪酸合成转录因子基因的表达情况进行分析。结果显示:油体出现在油菜胚胎发育早期,在授粉9~11 d后(球形胚时期)的胚体和胚柄中均存在直径小于0.5 μm的油体;荧光定量实验结果表明,除BnCLO3的表达量在整个胚胎发育阶段无明显变化外,其他油体蛋白基因OleosinsSteroleosinsBnCLO1的表达量在心形胚时期就明显增多并持续增长;脂肪酸合成转录因子BnLEC1BnL1LBnWRI1BnFUS3在胚胎发育阶段,基因表达规律均呈先上升再下降的趋势,但达到最高值的时间存在差异,其中BnLEC1最早,BnL1L其次,BnWRI1BnFUS3较晚。研究结果表明甘蓝型油菜在球形胚时期出现油体,其结构蛋白和转录调控因子基因的表达自心形胚开始明显增多。
专题综述
摘要:
莲(Nelumbo nucifera Gaertn.)为莲科、莲属多年水生宿根草本植物。莲子生命力极强,在自然条件下的泥碳层中能存活千年,甚至在极端高温、高湿条件下仍能保持较高的萌发活力。随着莲基因组测序与基因注释的完善,莲子长寿机制的相关研究取得了一定进展。本文对莲子的结构形态、保护系统和基因组特性方面的研究进展进行了综述,阐明莲子的长寿机制,对后续研究方向进行了展望。
摘要:
天然橡胶是重要的国防战略物质,巴西橡胶树(Hevea brasiliensis(Willd.ex A.Juss.) Muell.Arg)是天然橡胶的唯一来源,天然橡胶商业化形式极为单一,潜在的供给不足问题亟待解决。因此,寻找可替代巴西橡胶树的产胶植物一直受到全世界高度重视。蒲公英属橡胶草(Taraxacum kok-saghyz Rodin)根部含有与橡胶树橡胶类似的天然橡胶分子,该植物主要分布在温带和寒带地区,具有易于机械化收获、生长周期短、遗传转化相对容易等特点,是最具开发潜力的产胶植物。本文对橡胶草90年(1931-2018)来的研究历史和主要成果进行了概括,对近10年取得的最新成果进行了深度分析,并预测橡胶草在未来天然橡胶产业中的作用,期望为开展橡胶草商业化生产和橡胶生物合成相关基础研究提供一定的参考。