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2023年  第41卷  第5期

栏目
系统与进化
摘要:

通过对新疆大学植物标本馆馆藏的部分苔类植物标本进行重新整理和鉴定,发现中国新记录种1种—特氏拟大萼苔(新拟)(Cephaloziella turneri (Hook.) Müll. Frib.),新疆新记录科2科—挺叶苔科和隐蒴苔科,新疆新记录属3属—卷叶苔属(Anastrepta)、柱萼苔属(Alobiellopsis)和对耳苔属(Syzygiella),新疆新记录种4种—卷叶苔(Anastrepta orcadensis (Hook) Schiffn.)、圆叶羽苔(Plagiochila duthiana Steph.)、柱萼苔(Alobiellopsis parvifolia (Steph.) R. M. Schust.)和筒萼对耳苔(Syzygiella autumnalis (DC.) K. Feldberg, Váňa, Hentschel & Heinrichs)。本文对上述5个种的形态特征和地理分布等进行了详细的描述,并提供了显微形态图版。本研究丰富了我国的苔类植物资料。

生态和生物地理
摘要:

大径级树木是维持森林群落结构稳定性的主体。海岛由于特殊的生物地理环境蕴育着数量可观的大径级树木。本文以上海大金山岛168株大径级树木为对象,调查了影响树木生长的生物和非生物因素,根据敏感性分析筛选出12个反映海岛大径级树木健康的关键指标;利用层次分析法构建了海岛大径级树木健康评价指标体系,并评价每株个体的健康程度。结果显示:(1)大金山岛大径级树木中,25株为古树,37株为古树后续资源。朴树(Celtis sinensis Pers.)、桑(Morus alba L.)、麻栎(Quercus acutissima Carr.)和乌桕(Triadica sebifera (L.) Small)是上海市现存的最大古树;山合欢(Albizia julibrissin Durazz.)、野鸦椿(Euscaphis japonica (Thunb. ex Roem. et Schult.) Kanitz)、红楠(Machilus thunbergii Siebold et Zucc.)、鸡桑(Morus australis Poir.)、豆梨(Pyrus calleryana Decne.)、柃木(Eurya nitida Korth.)、青冈(Cyclobalanopsis glauca (Thunb.) Oerst.)是未纳入上海市古树名录中的最大古树。(2)指标体系中,准则层权重大小为生物因素>立木状况>生长环境;指标层中叶片病害程度、攀援藤本盖度、树干病害程度、邻体空间挤压程度和枯枝比权重较大,各占约10%。(3)54%的大径级树木存在不同程度的健康问题。豆梨、楝(Melia azedarach L.)、丝棉木(Euonymus maackii Rupr.)、构树(Broussonetia papyrifera (L.) L’Hér. ex Vent.)、白檀(Symplocos paniculata (Thunb.) Miq.)、野鸦椿、黄檀(Dalbergia hupeana Hance)和算盘子(Glochidion puberum (L.) Hutch.)的健康状况相对较差。

摘要:

为探讨不同退垸还湖区的环境因子对沉水植物恢复的影响,本研究在两种不同类型的退垸还湖区(阳柴湖和八卦洲)内分别建立开放性围栏,选取3种不同生长型(共9种)沉水植物为实验对象,基于不同围栏、围栏内外及不同生长时间(7、30 d)的生长指标差异来评估限制不同沉水植物生长的环境因子并排序。结果显示,保留部分功能的单退垸区域风浪干扰较小,比完全去除圩垸的双退垸区域更适合沉水植物的生长。密刺苦草(Vallisneria denseserrulata Makino)是适合洪湖退垸还湖区沉水植物群落恢复的先锋物种。部分植物如黑藻(Hydrilla verticillata Royle)在围栏内外生长指标的显著差异也表明草(杂)食性鱼类的潜在影响。研究结果表明,退垸还湖工程应在去养殖功能化后保留现有围堤,这样更有利于沉水植被的恢复,此外,构建保护性围栏有助于沉水植物的迅速建群。

摘要:

基于西藏特有种子植物名录,结合物种自然地理分布信息,对西藏特有种子植物科属种多样性组成特征、物种生活型多样性、垂直海拔分布及县域尺度分布格局、属水平植物区系性质进行了分析,并对特有种热点地区进行了识别。结果显示,西藏特有种子植物有1 079种,隶属89科297属,特有性高,其中含20种以上的科为19个,含特有种最多的科为菊科;含10种以上的属有24个,含特有种最多的属为翠雀属(Delphinium)和小檗属(Berberis)。多年生草本植物在特有种中占绝对优势(66.4%)。从区系成分来看,温带性质的属占主导(61.6%)。东南部的墨脱县含特有种数量最多(271种)。总体上,西藏特有种子植物的空间分布格局极不均匀,喜马拉雅东南麓是丰富度最高的区域。西藏特有种子植物的海拔分布范围宽泛,集中分布在3000 ~ 4500 m,特有种丰富度在海拔梯度上呈单峰分布格局。本研究结果可为将来确定西藏植物多样性保护优先次序、红色名录制定及自然保护体系的建设提供参考。

摘要:

本研究在中国科学院西双版纳植物园设置的500 m2样地中对迁地栽培植物坡垒(Hopea hainanensis Merr. & Chun)种群进行调查,采用径级结构代替龄级结构分析坡垒种群的结构特征,同时编制了静态生命表,分析种群的存活率、死亡率及消失率。结果显示,迁地栽培的坡垒种群更新的苗木尚无大径级的个体;但栽培的坡垒大部分个体能开花结果及自然更新,且幼苗数量较多,幼苗密度为19550 株/hm2,, 占种群个体数的86.00%。 静态生命表分析结果表明,坡垒种群Ⅱ龄级的个体死亡率最低,Ⅲ龄级的个体死亡率最高,种群存活曲线趋向于Deevey-Ⅲ型;死亡率和消失率变化趋势一致。研究结果表明,坡垒迁地保护取得了初步成功。此外,迁地栽培中应加强对幼苗、幼树的管理,有助于提高其成活率,更多的进入下一龄级的生长和种群的扩大。

摘要:

为了解濒危树种闽桦(Betula fujianensis J. Zeng, Jian H. Li & Z. D. Chen)群落主要植物种群的生态位特征,利用Levins和Shannon-Wiener生态位宽度、Levins生态位重叠指数对福建省三明市罗卜岩保护区闽桦群落的乔、灌和草本层主要种群的生态位特征进行了定量分析,并基于生态位重叠值将主要种群进行了聚类分析。结果显示:(1)乔木层闽桦和闽楠(Phoebe bournei (Hemsl.) Yang)的重要值和生态位宽度均最高,是群落的优势种,其次为台湾冬青(Ilex formosana var. macropyrena S. Y. Hu)刺毛杜鹃(Rhododendron championiae Hooker)、黄枝润楠(Machilus versicolora S. K. Lee et F. N. Wei),是群落的亚优势种;灌木层中草珊瑚(Sarcandra glabra (Thunb.) Nakai)、细枝柃(Eurya loquaiana var. aureopunctata Hung T. Chang)、单耳柃(Eurya weissiae Chun)具有较高的生态位宽度,为灌木层优势种;草本层瘤足蕨(Plagiogyria adnata (Bl.) Bedd.)、肾蕨(Nephrolepis cordifolia (L.) C. Presl)和狗脊蕨(Woodwardia japonica (L. f.) Sm.)的重要值和生态位宽度均较大,为草本层优势种。(2)乔木层主要物种间生态位重叠较为普遍,但重叠程度较高的仅有62对,占19.1%,另有12.3%的种对生态位完全分离;灌木层生态位重叠值较高的种对有236对,占67.2%,仅4对发生生态位分离;草本层生态位重叠值较高的种对有43对,占22.6%,有39对发生生态位分离;(3)将闽桦群落不同层次物种进行聚类,闽桦群落乔木层和灌木层均可以划分为4组,草本层可划分为3组。总体来看,闽桦群落不同层次种间关系较为协调,群落整体稳定性较高。

摘要:

全球变化不仅会造成环境中资源的稳态变化,还会引起资源的波动性变化。资源变化影响外来植物的成功入侵,但是资源的波动性变化对入侵植物地上、地下生物量分配模式的影响仍不清楚。本研究以入侵植物小蓬草(Erigeron canadensis L.)为研究对象,设置了4种不同的营养添加方式(恒定低、恒定高、多个小脉冲和单个大脉冲)探究外来入侵植物如何响应环境中资源的波动性变化。结果显示:(1)相比于低营养条件,高营养条件显著提高小蓬草的地上、地下生物量、叶绿素含量以及比叶面积,但是根冠比却表现出显著的下降趋势;(2)在所有的高营养处理中,营养脉冲也会影响小蓬草的生物量、根冠比和比叶面积;(3)单个大脉冲会显著抑制小蓬草的地上生物量,促进地下生物量;(4)多个小脉冲对小蓬草的总生物量有一定的促进作用,并显著增加了比叶面积。研究结果说明,环境中资源波动的变化形式会改变入侵植物的地上-地下生长策略从而影响其生长特征,但是资源的波动性变化并没有显著促进外来入侵植物的生长。

遗传与育种
摘要:

GDP-甘露糖焦磷酸化酶(GDP-mannose pyrophosphorylase,GMP)是植物多糖合成途径中的关键酶。本文对陆地棉(Gossypium hirsutum L.)GMP基因家族成员进行了鉴定,分析了其在不同组织及非生物胁迫下的表达模式,并与其他模式植物进行了物种间的进化分析。结果显示,陆地棉和海岛棉(G. barbadense L.)均包含38个GMP家族成员,雷蒙德氏棉(G. raimondii Ulbrich)包含19个成员,亚洲棉(G. arboreum L.)包含18个成员。系统发育分析将不同植物的141个GMP 分成了6个亚组,同一亚族GhGMP成员具有相似的基因结构和保守基序,且启动子区含有大量的激素应答、植物生长发育以及胁迫响应相关的顺式作用元件。转录组数据分析结果表明,GhGMPs基因在叶片中的表达量最高,非生物胁迫后,部分基因的表达显著上调。

摘要:

采用生物信息学方法,从甘蓝型油菜(Brassica napus L.)基因组数据库中筛选鉴定MAP70s基因家族成员,对鉴定得到的BnaMAP70s基因家族成员的序列特征进行生物信息学分析,同时利用qRT-PCR方法分析该基因家族成员在不耐渍和强耐渍甘蓝型油菜品种幼苗中的基因表达水平。结果显示,本研究共鉴定得到19个BnaMAP70基因家族成员,分布在11条染色体上,可分为5个亚家族。BnaMAP70s启动子的上游存在厌氧胁迫、响应植物激素等相关元件,表明BnaMAP70s可能参与植株生长发育和渍水胁迫调控;转录水平存在品种特异性、植株部位特异性、时间特异性。qRT-PCR分析结果表明,BnaMAP70-1BnaMAP70-4在渍水胁迫下出现表达差异,说明这两个基因受渍水胁迫的调控。

摘要:

茶蚜是春季茶树(Camellia sinensis (L.) O. Kuntze)的主要害虫,严重影响茶叶的产量和品质。次生代谢物质在植物防御蚜虫危害过程中具有重要作用,研究茶蚜为害下茶树新梢次生代谢物的变化有利于筛选和培育抗蚜茶树品种。本研究以茶蚜为害和未为害的茶树品种‘鄂茶一号’新梢为材料,开展了代谢组学分析和主要代谢物定量分析,检测了苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)活性和脯氨酸(Pro)含量。结果显示,‘鄂茶一号’茶蚜危害率高达35.4%,对茶蚜中等抗性。茶蚜为害后,新梢中PAL活性轻微上升,PPO活性显著提高,可溶性糖、黄酮和Pro含量显著上升,而茶多酚含量显著下降。茶蚜为害诱导了8个代谢物质显著差异变化,包括3个初生代谢物和5个次生代谢物。3个初生代谢物全部上调表达,可能为次生代谢物合成提供前体,也可能改变茶蚜生存所需的营养物质。5个次生代谢物包括1个茉莉酸类物质JA-Ile和4个类黄酮物质,JA-Ile作为防御信号物质显著上调表达,激活茶树下游防御体系,类黄酮作为防御物质直接参与茶蚜防御。研究结果表明JA-Ile、类黄酮和Pro可能是茶树防御茶蚜的主要物质。

生理与发育
摘要:

以苹果(Malus domestica Borkh.)品种‘玉华早富’(‘YH’)和‘秦脆’(‘QC’)为材料,设置每15 d、30 d喷施1次腐殖酸液态膜以及非套袋3个处理,通过测定不同处理下苹果叶片的光合特性、果实色差与质地特性、可溶性固形物、可滴定酸及果实中糖酸含量相关基因的相对表达量,分析比较外源施加腐殖酸液态膜对苹果叶片光合指标和果实品质指标的影响。结果显示,与对照相比,喷施腐殖酸液态膜处理可提高苹果叶片的光合特性,改善苹果果实的着色,使果实中可溶性固形物含量增加、可滴定酸含量降低、提高固酸比,且果实中糖含量相关基因MdTST1MdTST2MdERDL6-1相对表达量升高,酸含量相关基因MdMa1MdMa10MdMDH5MdWRKY126相对表达量降低。其中每15 d喷施1次腐殖酸液态膜处理作用最显著。研究结果表明,喷施腐殖酸液态膜处理能提高苹果的光合特性,促进树体生长发育,改善果实品质,提高果实风味。

摘要:

河口河岸带及海岸带植物易受到水淹和盐复合胁迫的影响。本研究设置水淹、盐(350 mmol/L)、水淹-盐复合胁迫(175 mmol/L)3种胁迫处理,比较水翁(Cleistocalyx operculatus (Roxb.) Merr. et Perry)和乌墨(Syzygium cumini (L.) Skeels)两种耐水淹能力较强的植物幼苗对不同胁迫的生理生态响应差异。结果显示,3种胁迫方式处理24 d后,均降低了两物种的株高增长量、叶面积、总生物量、根系活力、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)等指标,而相对电导率、过氧化物酶(POD)活性上升。水淹胁迫下,两物种胞间二氧化碳浓度(Ci)随时间的延长持续下降。盐、水淹-盐复合胁迫下,两物种Ci随时间的延长先降后升。此外,与水淹相比,水淹-盐复合胁迫显著降低了两物种的叶面积、总生物量、PnTrGs,而根冠比、相对电导率、POD活性显著上升。与乌墨相比,水翁幼苗在水淹胁迫下能够形成不定根,具有较高的根系活力、光合作用效率、POD活性以及更小的膜损伤,耐水淹能力较强;而乌墨幼苗在盐、水淹-盐复合胁迫下相比水翁具有较高的叶面积、生物量、根系活力、PnTrGs、超氧化物歧化酶、POD活性以及更低的丙二醛含量,耐盐能力较强。

摘要:

探索了用差热扫描曲线分析麻栎(Quercus acutissima Carruth.)在不同状态下的自由水含量的方法。结果显示,在降温过程中以时间为主轴的时域差热扫描曲线能够清楚地显示叶片降温过程中样品的结冰温度、放热峰高度和峰下积分面积与组织含水量的关系,而以温度为主轴的温域差热扫描曲线具有更大的峰下积分面积,在测定样品中的自由水含量时有更高的灵敏度。结冰麻栎叶片在升温过程中的温域差热分析曲线显示,组织内自由水与束缚水的分界点为(−8.23 ± 0.21)MPa,接近2 mol/kg NaCl溶液的渗透势(−8.71 MPa)。死亡麻栎叶片的结冰放热峰显示出均一溶液的结冰特征,即快速结冰升温和快速降温形成尖锐的峰形和高峰值(活叶片峰高的1.91倍),而活叶片的的结冰放热过程则有明显的受细胞膜系统阻碍和迟滞的特征,出现较低的峰值和缓慢的散热峰。研究结果表明,差热分析不仅能够获得植物组织的结冰−融冰过程的自由水相变参数,也能够定量分析植物组织的自由水含量。

专题综述
摘要:

化石燃料燃烧、汽车尾气排放、冶金工业排放、矿山开采等人类活动向大气排放了大量重金属,导致重金属污染日趋严重,严重威胁土壤、水体环境质量和植物安全。大气中的重金属经干湿沉降后,将参与植物系统的生物化学循环。与根系相比,人们对植物叶片吸收重金属的机制知之甚少。本文对前人相关研究结果进行了整理,系统综述了植物叶片吸收、转运大气重金属的机制。植物叶面主要通过气孔和角质层吸收重金属,随后利用质外体或共质体途径转运到韧皮部,最终以与光合产物运输相同的方式向叶、果实、根等器官转运;重金属的形态变化与吸收转运过程有关;毒性机制主要涉及机械损伤、光合相关过程抑制和氧化应激;植物的解毒机制包括植物细胞壁中的滞留、植物可溶性部分中的分隔以及抗氧化系统的防御等。