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2023年  第41卷  第1期

栏目
系统与进化
摘要:

本文报道了采自西藏吉隆县的金丝桃属金丝桃组一中国新记录种,即罗汉松叶金丝桃(Hypericum podocarpoides N. Robson)。结合野外考察和标本研究,本论文对该种进行了详细的形态描述,并对其花粉和种子微形态特征进行了显微观察和测量。此外,本文还编制了西藏产7种金丝桃组植物的检索表。

摘要:

本文观察测量了北京地区生长的大花溲疏(Deutzia grandiflora Bunge)、小花溲疏(D. parviflora Bunge)、溲疏(D. scabra Thunb.)和长江溲疏(D. schneideriana Rehd.)的花芽分化过程、花芽分化外部形态和花芽着生位置。4种溲疏的花芽主要为顶芽和侧芽,分化类型为夏秋分化型,花芽分化过程分为7个时期:未分化期、分化初期、花序原基分化期、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。各轮花器官均为向心式发生,发育方式有两类,溲疏和长江溲疏为向心式发育,大花溲疏和小花溲疏花瓣发育先于花萼。花芽统计结果揭示了溲疏属植物开花繁茂的原因是其芽数量大、花芽分化率高以及小花数量多,芽的纵径结合季节可较准确地反映花芽分化所处阶段,花器官发育方式支持溲疏和长江溲疏亲缘关系较近。

生态与生物地理
摘要:

湿地植物凋落物的分解对维持湿地生态系统结构和功能稳定具有重要作用。为探究湿地植物凋落物分解动态及养分释放规律,以芦苇(Phragmites australis Trin. ex Steud)、南荻(Triarrhena lutarioriparia L. Liu ex Renvoize & S. L. Chen)和菰(Zizania latifolia Stapf)3种常见挺水植物为研究对象,模拟受控实验,研究单一物种及两两混合物种分解过程中的分解速率、碳氮磷元素的含量及其比例的变化。结果显示,无论是单一物种还是混合物种,均呈现出前5 d分解最为迅速,随即分解速率急剧下降,而后缓慢降低直至趋于稳定的变化规律。分解速率与凋落物的初始氮、磷含量相关,养分归还与瞬时分解速率常数呈显著正相关。混合分解可能受到养分的迁移和分解的影响,在分解初期和末期呈协同效应,而在分解中期呈拮抗效应。研究结果说明混合分解并不是单一分解的简单加和,还需进一步深化对凋落物分解机理的研究。

摘要:

为揭示濒危植物疏花水柏枝(Myricaria laxiflora (Franch.) P. Y. Zhang et Y. J. Zhang)残存种群的分布格局及群落结构特征,对三峡大坝下游长江流域疏花水柏枝残存种群的分布地(点军胭脂坝、董市江心岛和枝城官洲岛)开展了物种组成、数量、多样性、区系成分和生活型谱等研究。结果显示,疏花水柏枝残存种群分布地共有植物38科73属83种,群落类型为灌丛,灌木层优势种为疏花水柏枝和秋华柳(Salix variegata Franch.)。疏花水柏枝仅在夏季水淹、冬季露出区域呈团块状分布,为增长型种群类型,群落稳定性较差,点军胭脂坝约为222 300株,枝城官洲岛约为774 700株,董市江心岛约为197 400株。3个分布区物种丰富度指数(S)为10.5 ~ 11.5,多样性指数(H)为1.21 ~ 1.54,均匀度指数(E)为0.74 ~ 0.91,优势度指数(D)为0.53 ~ 0.69,表明物种多样性指数均较低。研究区植被符合我国亚热带地区植被区系成分,但生活型谱主要为地下芽植物和一年生种子植物,与热带亚热带沙漠气候植被类型相似。

摘要:

本文以恶性入侵植物藿香蓟(Ageratum conyzoides L.)与其伴生种紫苏(Perilla frutescens (L.) Britt.)为研究对象,分析不同种间竞争距离下藿香蓟功能性状的表型可塑性。结果显示:(1)较高的藿香蓟初始高度可显著减小其后续的相对株高生长(回归系数β = −0.137),相对株高生长与其初始高度呈显著负相关,藿香蓟的株高生长速度显著高于紫苏;(2)竞争等级对藿香蓟收获时的地上生物量、比茎长和花蕾强度有显著影响(P < 0.05),在竞争距离为5 cm时,藿香蓟比茎长和花蕾强度显著高于其他组别;(3)竞争的不对称性仅影响藿香蓟的比茎长,初始高度高于藿香蓟的紫苏株数越多,藿香蓟的比茎长就越长(β = 3.374);(4)除高生长,藿香蓟其余7个性状均表现出较高的表型可塑性,变异系数CV值在0.17~0.55。藿香蓟综合表型可塑性在不同竞争距离下存在显著差异,在紫苏-藿香蓟距离为2.5 cm时,藿香蓟表型可塑性指数低,竞争距离为10或20 cm时,可塑性指数显著提高。综合来看,面对紫苏的近距离竞争(2.5 cm),藿香蓟的生长和繁殖普遍受到抑制,表现为较低的表型可塑性。但随着竞争距离增加,藿香蓟能快速适应种间竞争,表型可塑性较高。在5 cm的竞争距离下,藿香蓟避阴反应强烈,可通过比茎长的增加在光资源获取上获得优势。

摘要:

植物和微生物是湿地生态系统的主要组成部分,也是其能量流动和物质循环的重要驱动力。了解湿地植物和土壤微生物的多样性及其关键影响因子,对于维持湿地生态系统的结构和功能有重要意义。本研究对西藏高原26个湿地进行野外调查和实验室分析,以揭示湿地植物与土壤细菌多样性的关系,明确影响植物多样性和土壤细菌多样性的关键因子。结果显示,植物群落特征与土壤细菌多样性显著相关,但驱动土壤细菌多样性变异的主要因素是环境因子而非植物。植物多样性的变异主要受土壤电导率影响,而细菌多样性的变异则与海拔、年降水量、土壤pH值以及植物功能性状(叶片总氮和总碳)相关。

遗传与育种
摘要:

谷子(Setaria italica P. Beauv.)作为C4模式植物,具有较强的抗旱性,但干旱仍是制约其生长和产量的重要因素。为探究谷子耐旱性突变体(Drought-resistant mutant)的抗旱生理机制,以野生型‘豫谷28’和其耐旱性突变体(drm1-1)为材料,采用盆栽法分析了干旱胁迫下野生型与drm1-1在孕穗期和花后10 d的光合特性和抗旱性。结果显示,在正常条件下,drm1-1诱导了谷子光合作用相关的磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶基因pepc、丙酮酸磷酸双激酶基因ppdk以及苹果酸酶基因nadp-me的表达,显著提高了相应酶的活性,也使得drm1-1的光合速率较野生型显著提高。在干旱胁迫条件下,drm1-1的光合速率和叶绿素荧光参数与正常条件相比,下降幅度显著小于野生型,具有显著的光合优势,同时drm1-1叶片的相对含水量与正常条件相比,下降的幅度显著小于野生型,而渗透调节物含量及抗氧化物酶活性均较野生型显著增加;且drm1-1的持水能力及抗旱性能更强。产量性状分析表明,干旱胁迫条件下drm1-1具有突出的产量优势。

摘要:

通过常规植物染色压片法对采自横断山高山冰缘带地区豆科黄耆属(Astragalus)5种植物进行了染色体数目及核型分析。结果显示:川西黄耆(A. craibianus Simps.)、无茎黄耆(A. acaulis Baker)、梭果黄耆(A. ernestii Comb.)、东俄洛黄耆(A. tongolensis Ulbr.)为二倍体,窄翼黄耆(A. degensis Ulbr.)为四倍体,所有物种的染色体基数均为x = 8;川西黄耆的染色体核型公式为2n = 2x = 16 = 6sm + 10m,为2A型,无茎黄耆的染色体核型公式为2n = 2x = 16 = 2sm + 14m,为2A型,梭果黄耆的染色体核型公式为2n = 2x = 16 = 2sm + 14m,为2A型,窄翼黄耆的染色体核型公式为2n = 4x = 32 = 4sm + 28m,为1A型,东俄洛黄耆的染色体核型公式为2n = 2x = 16 = 2st + 2sm + 12m,为2A型。已报道横断山的黄耆属物种均为二倍体,而本研究首次发现了四倍体种,研究结果补充了横断山高山地区黄耆属植物染色体的基础资料,同时为该区域的植物系统分类及属内植物进化研究提供了细胞分类学上的参考。

摘要:

本研究以移栽到不同海拔地区的东方水韭(Isoetes orientalis Liu Hong)为材料,利用转录组测序技术分析基因表达情况,探究其在不同海拔条件下水生和陆生环境中的适应机制。结果显示,与低海拔相比,移栽到高海拔的植株中存在较多的差异表达基因,显著富集在磷酸肌醇代谢、光合作用、天线蛋白、黄酮类化合物和苯丙素生物合成的通路中,特别是移栽到西藏的植株中存在许多特异性表达的基因,这些基因大多注释为核糖体蛋白、DNA损伤修复酶和不饱和脂肪酸生物合成相关的酶。而这种基因表达模式可能与植物适应高海拔、低氧强辐射、温度变化剧烈的环境相关。研究结果也表明,长期生长在低海拔的东方水韭可以在高海拔环境中生存,而且基因表达模式方面存在一定规律。

资源与植物化学
摘要:

为探明蓝桉(Eucalyptus globulus Labill.)叶片在不同发育阶段和季节累积桉叶油和桉叶素的规律,本研究在一个完整的年生长周期内,每月从相同立地条件下生长的3株蓝桉上分别采集4种不同发育阶段的叶片,测定其桉叶油和桉叶素的含量。结果显示,叶片含油率和桉叶素相对含量在不同生长发育阶段间均存在显著差异,镰状披针形正常叶(L)含油率最高,茎尖及未木质化茎段上阔而无柄的幼态叶(N)的桉叶素相对含量最低,L阶段叶片是提取桉叶油和桉叶素的适宜采叶类型;叶片含油率和桉叶素相对含量在月份间均存在显著差异,7 - 10月份是提取桉叶油和桉叶素的适宜采叶时期;含油率和桉叶素相对含量均与土壤含水量呈极显著正相关,后者为蓝桉田间高效栽培管理的调控因子,建议将其控制在16.1% ~ 26.1%。

生理与发育
摘要:

通过箱式砂砾培养法,对阳春砂(Amomum villosum Lour.)进行不同营养条件的栽培实验,研究氮、磷、钾、钙、硼、锌6种不同矿质元素丰缺时对植株生长发育的影响。结果显示,在6种不同的矿质元素中,当氮为15.0 mmol/L、磷1.0 mmol/L、钾6.0 mmol/L、钙0.5 mmol/L、锌8.0 × 10−5 mmol/L、硼0.46 mmol/L时,能满足阳春砂植株基本的生长与发育;10.0 mmol/L的磷、8.0 × 10−3 mmol/L的锌以及0.46 mmol/L的硼,可促进植株的生长发育;而施用50.0 mmol/L的氮、6.0 × 102 mmol/L的钾以及50.0 mmol/L的钙时,则会对植株的生长发育产生极大的毒害作用。因此阳春砂植株生长与发育过程中矿质元素应合理施用。

摘要:

连翘(Forsythia suspensa (Thunb.) Vahl)作为常见的早春花卉和大宗药用作物,低温是其在春季面临的主要胁迫因素。本研究以连翘幼苗叶片为试材,测定其在4个低温条件下的相对电导率、丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)、可溶性蛋白(SP)和叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性以及叶绿素荧光参数等指标的变化。结果显示,低温胁迫引起连翘叶片相对电导率和MDA含量升高。连翘叶片通过多种途径抵御低温伤害,SP、SS、SOD在胁迫前期发挥主要作用,胁迫增强时Pro和POD发挥更为主要的作用。JIP-test分析结果表明,低温对光合作用产生显著影响,主要体现在对电子传递的抑制和受体侧的伤害上,0℃处理伤害最为严重。低温胁迫影响连翘幼苗生长,4℃以上低温胁迫解除后,其生长可得到恢复,而0℃低温胁迫对其造成的伤害不可逆。

摘要:

为探究马尾松(Pinus massoniana Lamb.)在日益加剧的氮沉降背景下接种外生菌根真菌(Ectomycorrhizal fungi,EMF)后的生理响应规律和适应机制,以1年生马尾松幼苗为对象,通过模拟氮沉降增加(氮添加量分别为0、30、60、90 kg N·hm−2·a−1)和接种外生菌根真菌的方法,研究施氮和接菌对马尾松幼苗生长和光合特性的影响。结果显示:(1)在同一施氮浓度下,两种EMF均能促进马尾松幼苗的生长和光合作用,接种处理对株高、生长量、叶绿素bPn、Gs、Ci、Tr影响极显著,两种EMF在不同的施氮浓度下促生效果不同;(2)在一定的氮沉降范围内,氮素增加仍可以促进马尾松幼苗的生长,其径粗、地上部和地下部干质量随施氮浓度的升高呈递增趋势;(3)二者交互处理下,马尾松幼苗生长和光合各项指标均有所提高,其中株高、生长量和叶绿素b显著增加,说明施氮和接菌均能促进马尾松的生长。研究结果表明,在一定程度的氮沉降下接种EMF可以促进马尾松的生长和光合作用,提高马尾松的生产力,在未来氮沉降增加的背景下,施氮量增加仍对菌根化马尾松有促生作用。

专题综述
摘要:

植物表面的微生物群落组成及其与植物宿主、环境间的关系一直是人们关注的话题。本文综述了国内外关于花部微生物群落组成与多样性、花部微生物群落的动态变化及其与植物宿主和传粉者之间相互作用的最新研究结果;指出了尚存的问题和不足,提出了今后的研究方向和研究路径,即综合运用分子生物学与生物信息学手段,进一步揭示花部微生物定殖的决定因素,并对花部微生物群落的时空分布以及时间模型进行详细阐释;最后简要讨论了花部微生物群落与寄主植物间的互利共生关系。

摘要:

被子植物中,成熟花粉落在柱头上萌发出花粉管。花粉管在珠柄信号和珠孔信号的引导下,准确生长进入胚珠内的胚囊中,然后破裂释放两个精细胞完成双受精。被子植物建立了一套精细的调控机制,保证有且仅有一根花粉管进入胚囊完成双受精,从而保证遗传信息的稳定传递。本文对近年来国内外在花粉管引导与多管入囊阻断的机理研究进行了综述,并对花粉管导向的后续机制研究及利用其克服远缘杂交进行了展望。