2021年 第39卷 第1期
2021, 39(1): 1-4.
DOI: 10.11913/PSJ.2095-0837.2021.10001
摘要:
报道了发现于山东的中国菊科新归化属种——史库菊属(Schkuhria Roth)和史库菊(Schkuhria pinnata(Lam.) Kuntze ex Thell.)。该种的主要特征为:叶片羽状全裂,裂片狭条形;总苞狭倒卵形;舌状花1~2枚或无,雌性;管状花4~8枚,两性;瘦果倒四棱锥形,鳞片状冠毛常8枚。提供了史库菊的彩色图片,简要介绍了该属的分布、史库菊的应用价值及入侵风险。
报道了发现于山东的中国菊科新归化属种——史库菊属(Schkuhria Roth)和史库菊(Schkuhria pinnata(Lam.) Kuntze ex Thell.)。该种的主要特征为:叶片羽状全裂,裂片狭条形;总苞狭倒卵形;舌状花1~2枚或无,雌性;管状花4~8枚,两性;瘦果倒四棱锥形,鳞片状冠毛常8枚。提供了史库菊的彩色图片,简要介绍了该属的分布、史库菊的应用价值及入侵风险。
2021, 39(1): 5-13.
DOI: 10.11913/PSJ.2095-0837.2021.10005
摘要:
以红豆杉科单种属植物白豆杉(Pseudotaxus chienii (W.C.Cheng) W.C.Cheng)为材料,进行叶绿体全基因组测序,并对其基因含量、结构及重复序列进行分析。结果显示:白豆杉叶绿体基因组不包含典型的反向重复区,基因组全长为130 427 bp,共编码116个基因,包含83个蛋白编码基因、4个rRNA基因和29个tRNA基因;其叶绿体基因组包含44个简单重复序列和11个串联重复序列。系统发育关系分析结果表明,红豆杉科和三尖杉科互为姐妹群;在红豆杉科内部,白豆杉属(Pseudotaxus)与红豆杉属(Taxus)亲缘关系较近,榧树属(Torreya)与穗花杉属(Amentotaxus)聚为一支。红豆杉科8种植物的叶绿体基因组结构比较结果显示,红豆杉属与白豆杉属的叶绿体基因组结构基本一致,红豆杉科其他属之间存在不同程度的重排。研究结果表明采用叶绿体基因组数据可以较好地解决红豆杉科植物的系统发育关系。
以红豆杉科单种属植物白豆杉(Pseudotaxus chienii (W.C.Cheng) W.C.Cheng)为材料,进行叶绿体全基因组测序,并对其基因含量、结构及重复序列进行分析。结果显示:白豆杉叶绿体基因组不包含典型的反向重复区,基因组全长为130 427 bp,共编码116个基因,包含83个蛋白编码基因、4个rRNA基因和29个tRNA基因;其叶绿体基因组包含44个简单重复序列和11个串联重复序列。系统发育关系分析结果表明,红豆杉科和三尖杉科互为姐妹群;在红豆杉科内部,白豆杉属(Pseudotaxus)与红豆杉属(Taxus)亲缘关系较近,榧树属(Torreya)与穗花杉属(Amentotaxus)聚为一支。红豆杉科8种植物的叶绿体基因组结构比较结果显示,红豆杉属与白豆杉属的叶绿体基因组结构基本一致,红豆杉科其他属之间存在不同程度的重排。研究结果表明采用叶绿体基因组数据可以较好地解决红豆杉科植物的系统发育关系。
2021, 39(1): 14-21.
DOI: 10.11913/PSJ.2095-0837.2021.10014
摘要:
通过实地调查我国华北、西南等地区的石蕊科地衣多样性,结合前人的研究资料,从物种多样性、生境、区系成分等多方面对我国石蕊科地衣进行研究。结果显示,我国石蕊科地衣共有5属107种,其中石蕊属(Cladonia)占优势,有94种,占石蕊科地衣总种数的87.9%。共鉴定出山西省新记录8种,云南省新记录种3种。石蕊科地衣生境共分为5种:藓丛生、树生、草地生、石生和多生境,其中多生境占比最高(49.5%)。我国石蕊科地衣区系成分多样共分为7种,包括:世界广布成分(除外)、环北极成分(37.8%)、泛热带成分(12.2%)、欧亚成分(6.1%)、东亚-北美成分(9.8%)、东亚成分(24.3%)和中国特有成分(9.8%)。
通过实地调查我国华北、西南等地区的石蕊科地衣多样性,结合前人的研究资料,从物种多样性、生境、区系成分等多方面对我国石蕊科地衣进行研究。结果显示,我国石蕊科地衣共有5属107种,其中石蕊属(Cladonia)占优势,有94种,占石蕊科地衣总种数的87.9%。共鉴定出山西省新记录8种,云南省新记录种3种。石蕊科地衣生境共分为5种:藓丛生、树生、草地生、石生和多生境,其中多生境占比最高(49.5%)。我国石蕊科地衣区系成分多样共分为7种,包括:世界广布成分(除外)、环北极成分(37.8%)、泛热带成分(12.2%)、欧亚成分(6.1%)、东亚-北美成分(9.8%)、东亚成分(24.3%)和中国特有成分(9.8%)。
2021, 39(1): 22-31.
DOI: 10.11913/PSJ.2095-0837.2021.10022
摘要:
以青藏高原特有植物祁连獐牙菜(Swertia przewalskii Pissjauk.)为材料,基于该物种18个种群分布点及8个生物气候变量、海拔变量以及人类活动强度变量,运用最大熵模型(MaxEnt)和ArcGIS技术分别构建当前气候情景下及人类活动影响下祁连獐牙菜的适宜生境预测模型,研究人类活动及自然环境变量对祁连獐牙菜空间分布的影响。结果显示,人类活动影响下的训练集和测试集的AUC值均小于无人类活动干扰的AUC值,人类活动与祁连獐牙菜分布呈负相关。限制祁连獐牙菜分布的主要变量为海拔、等温性、人类活动足迹指数及平均温度日较差。当前气候情景下祁连獐牙菜的最适宜生境占祁连山国家公园青海片区总面积的36.6%,有利于该物种的保护和恢复,而位于门源县和祁连县保护区内一般控制区的潜在生境受到人为干扰的可能性较大,应加强关注和保护。
以青藏高原特有植物祁连獐牙菜(Swertia przewalskii Pissjauk.)为材料,基于该物种18个种群分布点及8个生物气候变量、海拔变量以及人类活动强度变量,运用最大熵模型(MaxEnt)和ArcGIS技术分别构建当前气候情景下及人类活动影响下祁连獐牙菜的适宜生境预测模型,研究人类活动及自然环境变量对祁连獐牙菜空间分布的影响。结果显示,人类活动影响下的训练集和测试集的AUC值均小于无人类活动干扰的AUC值,人类活动与祁连獐牙菜分布呈负相关。限制祁连獐牙菜分布的主要变量为海拔、等温性、人类活动足迹指数及平均温度日较差。当前气候情景下祁连獐牙菜的最适宜生境占祁连山国家公园青海片区总面积的36.6%,有利于该物种的保护和恢复,而位于门源县和祁连县保护区内一般控制区的潜在生境受到人为干扰的可能性较大,应加强关注和保护。
2021, 39(1): 32-41.
DOI: 10.11913/PSJ.2095-0837.2021.10032
摘要:
以河南省白云山自然保护区温带落叶阔叶林5 hm2样地群落为研究对象,分析该样地木本植物的特征,同时利用点分布格局对样地内萌生能力较强的个体进行空间格局分析。结果显示:该样地内共有木本植物91种17 369株;发生萌生现象的有62种2082株,萌生物种占总物种数的68.13%,萌生个体占总个体数的11.99%。样地内所有发生萌生现象的木本植株个体胸径分布符合倒“J”字型,表明萌生现象多发生在植物生长发育的早期。重要值前12位的萌生物种发生萌生现象的植株个体胸径结构大致表现为4种类型,分别为倒“J”字型、双峰型、正态型和波动型,表明不同物种在不同生活史阶段萌生能力不同。点分布格局分析结果表明,样地内重要值前12位的萌生物种发生萌生现象的植株个体整体表现为小尺度聚集分布,大尺度随机分布或均匀分布。萌生更新在温带落叶阔叶林中普遍存在并呈不同的聚集分布格局。
以河南省白云山自然保护区温带落叶阔叶林5 hm2样地群落为研究对象,分析该样地木本植物的特征,同时利用点分布格局对样地内萌生能力较强的个体进行空间格局分析。结果显示:该样地内共有木本植物91种17 369株;发生萌生现象的有62种2082株,萌生物种占总物种数的68.13%,萌生个体占总个体数的11.99%。样地内所有发生萌生现象的木本植株个体胸径分布符合倒“J”字型,表明萌生现象多发生在植物生长发育的早期。重要值前12位的萌生物种发生萌生现象的植株个体胸径结构大致表现为4种类型,分别为倒“J”字型、双峰型、正态型和波动型,表明不同物种在不同生活史阶段萌生能力不同。点分布格局分析结果表明,样地内重要值前12位的萌生物种发生萌生现象的植株个体整体表现为小尺度聚集分布,大尺度随机分布或均匀分布。萌生更新在温带落叶阔叶林中普遍存在并呈不同的聚集分布格局。
2021, 39(1): 42-49.
DOI: 10.11913/PSJ.2095-0837.2021.10042
摘要:
以陕西省延安市延川县齐家山红枣试验示范基地不同撂荒年限山地枣林(Ziziphus jujuba Mill.)为研究对象,采用空间代替时间的方法,研究该地区0~340 cm土壤有机碳的分布特征以及撂荒年限对有机碳分布的影响。结果显示:研究区土壤有机碳含量及有机碳储量具有明显的表聚现象;不同撂荒年限土壤有机碳储量差异显著,深层土壤有机碳储量达到整个土壤剖面的60%。在0~20 cm土壤有机碳含量与撂荒年限的增加呈正相关,撂荒20年(a)有机碳含量最高(12.62 g/kg),撂荒1 a有机碳含量最低(7.82 g/kg)。土壤深层有机碳(200~340 cm),随着撂荒年限的增加而降低,但不同撂荒年限间差异不显著。撂荒1 a土壤有机碳含量与土壤容重显著相关;撂荒3 a和6 a土壤有机碳含量与土壤速效钾显著相关;撂荒20 a土壤有机碳含量与土壤速效氮、砂砾含量显著相关。研究结果表明撂荒年限对土壤深层有机碳的分布影响较小。
以陕西省延安市延川县齐家山红枣试验示范基地不同撂荒年限山地枣林(Ziziphus jujuba Mill.)为研究对象,采用空间代替时间的方法,研究该地区0~340 cm土壤有机碳的分布特征以及撂荒年限对有机碳分布的影响。结果显示:研究区土壤有机碳含量及有机碳储量具有明显的表聚现象;不同撂荒年限土壤有机碳储量差异显著,深层土壤有机碳储量达到整个土壤剖面的60%。在0~20 cm土壤有机碳含量与撂荒年限的增加呈正相关,撂荒20年(a)有机碳含量最高(12.62 g/kg),撂荒1 a有机碳含量最低(7.82 g/kg)。土壤深层有机碳(200~340 cm),随着撂荒年限的增加而降低,但不同撂荒年限间差异不显著。撂荒1 a土壤有机碳含量与土壤容重显著相关;撂荒3 a和6 a土壤有机碳含量与土壤速效钾显著相关;撂荒20 a土壤有机碳含量与土壤速效氮、砂砾含量显著相关。研究结果表明撂荒年限对土壤深层有机碳的分布影响较小。
2021, 39(1): 50-58.
DOI: 10.11913/PSJ.2095-0837.2021.10050
摘要:
以青藏高原不同海拔7个居群的水毛茛(Batrachium bungei (Steud.) L.Liou)为材料,对其进行转录组测序及基因表达分析,研究它们在极端环境下基因表达方面的适应性。结果显示,7个居群内样本间的基因表达具有较高的相似性。差异基因富集分析结果发现苯丙烷生物合成相关基因在5个差异组中均呈显著富集;此外类黄酮、类胡萝卜素、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的生物合成以及激素的信号转导、MAPK信号通路、植物与病原菌互作等相关基因大多被显著富集。与低海拔居群相比,参与类黄酮生物合成通路的相关基因(HHT1、HCT、F3'H、CHS、CYP73A、CCOAOMT5、CYP98A)在高海拔居群中均显著上调表达。研究结果表明水毛茛主要通过多途径的参与及关键基因的调控表达来适应青藏高原的高海拔环境。
以青藏高原不同海拔7个居群的水毛茛(Batrachium bungei (Steud.) L.Liou)为材料,对其进行转录组测序及基因表达分析,研究它们在极端环境下基因表达方面的适应性。结果显示,7个居群内样本间的基因表达具有较高的相似性。差异基因富集分析结果发现苯丙烷生物合成相关基因在5个差异组中均呈显著富集;此外类黄酮、类胡萝卜素、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸的生物合成以及激素的信号转导、MAPK信号通路、植物与病原菌互作等相关基因大多被显著富集。与低海拔居群相比,参与类黄酮生物合成通路的相关基因(HHT1、HCT、F3'H、CHS、CYP73A、CCOAOMT5、CYP98A)在高海拔居群中均显著上调表达。研究结果表明水毛茛主要通过多途径的参与及关键基因的调控表达来适应青藏高原的高海拔环境。
2021, 39(1): 59-75.
DOI: 10.11913/PSJ.2095-0837.2021.10059
摘要:
以甘蓝型油菜(Brassica napus L.)硼高效品种‘青油10号’和硼低效品种‘Westar 10’为研究对象,采用生物信息学分析、转录组测序和实时荧光定量PCR技术,鉴定其基因组中扩展蛋白的家族成员,并对该基因家族响应缺硼胁迫的表达差异进行分析。结果显示,甘蓝型油菜基因组中包含109个扩展蛋白,可分为4个亚家族,包括:79个扩展蛋白A (BnaEXPAs)、21个扩展蛋白B (BnaEXPBs)、5个类扩展蛋白A (BnaEXLAs)和4个类扩展蛋白B (BnaEXLBs)。同一亚家族中的扩展蛋白具有相对保守的基因结构和蛋白质基序组成。这些扩展蛋白基因分布在19条染色体上,其中10个位于硼高效QTL区间内。转录组测序分析结果表明,缺硼胁迫时‘青油10号’的根、幼叶和老叶中分别有40、18和30个扩展蛋白基因显著上调或下调表达;而‘Westar10’中分别有27、24和41个扩展蛋白基因显著上调或下调表达。其中‘青油10号’根中的BnaC04.EXPA6a,幼叶中的BnaA09.EXPA5以及老叶中的BnaA09.EXPA16、BnaC04.EXPA3、BnaCnn.EXPA5b和BnaA03.EXPA8基因的表达水平均显著高于‘Westar10’。研究结果说明甘蓝型油菜基因组中扩展蛋白基因家族数量庞大,其中高、低效品种间和不同硼水平中差异表达的扩展蛋白可能在甘蓝型油菜低硼适应性中发挥重要作用。
以甘蓝型油菜(Brassica napus L.)硼高效品种‘青油10号’和硼低效品种‘Westar 10’为研究对象,采用生物信息学分析、转录组测序和实时荧光定量PCR技术,鉴定其基因组中扩展蛋白的家族成员,并对该基因家族响应缺硼胁迫的表达差异进行分析。结果显示,甘蓝型油菜基因组中包含109个扩展蛋白,可分为4个亚家族,包括:79个扩展蛋白A (BnaEXPAs)、21个扩展蛋白B (BnaEXPBs)、5个类扩展蛋白A (BnaEXLAs)和4个类扩展蛋白B (BnaEXLBs)。同一亚家族中的扩展蛋白具有相对保守的基因结构和蛋白质基序组成。这些扩展蛋白基因分布在19条染色体上,其中10个位于硼高效QTL区间内。转录组测序分析结果表明,缺硼胁迫时‘青油10号’的根、幼叶和老叶中分别有40、18和30个扩展蛋白基因显著上调或下调表达;而‘Westar10’中分别有27、24和41个扩展蛋白基因显著上调或下调表达。其中‘青油10号’根中的BnaC04.EXPA6a,幼叶中的BnaA09.EXPA5以及老叶中的BnaA09.EXPA16、BnaC04.EXPA3、BnaCnn.EXPA5b和BnaA03.EXPA8基因的表达水平均显著高于‘Westar10’。研究结果说明甘蓝型油菜基因组中扩展蛋白基因家族数量庞大,其中高、低效品种间和不同硼水平中差异表达的扩展蛋白可能在甘蓝型油菜低硼适应性中发挥重要作用。
2021, 39(1): 76-84.
DOI: 10.11913/PSJ.2095-0837.2021.10076
摘要:
以6种复叶和7种单叶树种为材料,对叶内光合结构和支撑结构的生物量分配及异速生长关系在单叶和复叶树种中的变化规律进行研究。结果显示:单叶树种支撑结构的生物量投资比例显著大于复叶。单叶树种的支撑结构质量比与叶大小(叶面积和总叶干重)无明显的相关性,其光合结构与支撑结构呈等速生长关系;复叶树种的支撑结构质量比随叶大小的增加而增加,其光合结构与支撑结构呈显著的异速生长关系,且支撑结构的增长速率大于光合结构的增长速率。在物种水平上,同一叶类型植物不同物种的叶内支撑结构质量比和叶大小的关系呈不同的变化趋势。
以6种复叶和7种单叶树种为材料,对叶内光合结构和支撑结构的生物量分配及异速生长关系在单叶和复叶树种中的变化规律进行研究。结果显示:单叶树种支撑结构的生物量投资比例显著大于复叶。单叶树种的支撑结构质量比与叶大小(叶面积和总叶干重)无明显的相关性,其光合结构与支撑结构呈等速生长关系;复叶树种的支撑结构质量比随叶大小的增加而增加,其光合结构与支撑结构呈显著的异速生长关系,且支撑结构的增长速率大于光合结构的增长速率。在物种水平上,同一叶类型植物不同物种的叶内支撑结构质量比和叶大小的关系呈不同的变化趋势。
2021, 39(1): 85-92.
DOI: 10.11913/PSJ.2095-0837.2021.10085
摘要:
以四川省53家果园的猕猴桃(Actinidia)品种‘金艳’(A.eriantha×A.chinensis ‘Jinyan’)果实为材料,测定其软熟时的单果重、色彩角、硬度、可溶性固形物含量、总糖含量、总酸含量、糖酸比、软熟率、病果率及采收时的干物质含量等10个品质指标,并进行主成分分析,对‘金艳’果实品质评价中的主要影响因子以及适合的果实品质评价方法进行分析。结果显示:按方差贡献率大小前6个成分的特征根大于0.8,累计方差贡献率为88.57%;综合分值排名前3位的果园分别为DJY1、GY4和GY1。主成分分析法提取并分析了前6个贡献率较高的主成分,结果表明该方法适合‘金艳’果实以采收干物质、软熟色彩角、硬度、可溶性固形物含量、总糖、糖酸比等为基础的综合果实品质评价。
以四川省53家果园的猕猴桃(Actinidia)品种‘金艳’(A.eriantha×A.chinensis ‘Jinyan’)果实为材料,测定其软熟时的单果重、色彩角、硬度、可溶性固形物含量、总糖含量、总酸含量、糖酸比、软熟率、病果率及采收时的干物质含量等10个品质指标,并进行主成分分析,对‘金艳’果实品质评价中的主要影响因子以及适合的果实品质评价方法进行分析。结果显示:按方差贡献率大小前6个成分的特征根大于0.8,累计方差贡献率为88.57%;综合分值排名前3位的果园分别为DJY1、GY4和GY1。主成分分析法提取并分析了前6个贡献率较高的主成分,结果表明该方法适合‘金艳’果实以采收干物质、软熟色彩角、硬度、可溶性固形物含量、总糖、糖酸比等为基础的综合果实品质评价。
2021, 39(1): 93-101.
DOI: 10.11913/PSJ.2095-0837.2021.10093
摘要:
蛋白质在植物细胞内的定位是了解蛋白质功能、基因调控和蛋白质-蛋白质相互作用的关键。近年来随着各种蛋白质亚细胞定位方法的快速发展和技术的不断提升,蛋白质亚细胞定位实现了高通量、活体动态研究。本文总结了植物蛋白质亚细胞定位的常用技术,以及常用细胞器特异性标记的研究进展,并对此领域研究的发展前景做出了展望。
蛋白质在植物细胞内的定位是了解蛋白质功能、基因调控和蛋白质-蛋白质相互作用的关键。近年来随着各种蛋白质亚细胞定位方法的快速发展和技术的不断提升,蛋白质亚细胞定位实现了高通量、活体动态研究。本文总结了植物蛋白质亚细胞定位的常用技术,以及常用细胞器特异性标记的研究进展,并对此领域研究的发展前景做出了展望。
2021, 39(1): 102-109.
DOI: 10.11913/PSJ.2095-0837.2021.10102
摘要:
倒伏是影响作物品种选育和产业化推广的重要限制因子,会使作物籽粒与秸秆的产量和品质显著降低且易引发病虫害,不利于机械化收割使作物经济效益显著降低。株高、茎秆强度、壁厚、分蘖数、分蘖夹角等性状同作物茎秆抗倒伏特性密切相关。倒伏主要分为为根倒伏和茎倒伏,茎倒伏与茎秆特性相关,其中株高与分蘖数分别受赤霉素信号转导和独脚金内酯信号转导的调控;根部各性状主要受生长素、乙烯以及细胞分裂素等激素信号转导的调节。本文对植物抗倒伏相关性状与抗倒伏的关系以及各重要性状相关信号转导途径方面的研究进行综述,并对基于激素信号转导途径的作物抗倒伏性状改良和分子育种今后的研究方向进行了展望。
倒伏是影响作物品种选育和产业化推广的重要限制因子,会使作物籽粒与秸秆的产量和品质显著降低且易引发病虫害,不利于机械化收割使作物经济效益显著降低。株高、茎秆强度、壁厚、分蘖数、分蘖夹角等性状同作物茎秆抗倒伏特性密切相关。倒伏主要分为为根倒伏和茎倒伏,茎倒伏与茎秆特性相关,其中株高与分蘖数分别受赤霉素信号转导和独脚金内酯信号转导的调控;根部各性状主要受生长素、乙烯以及细胞分裂素等激素信号转导的调节。本文对植物抗倒伏相关性状与抗倒伏的关系以及各重要性状相关信号转导途径方面的研究进行综述,并对基于激素信号转导途径的作物抗倒伏性状改良和分子育种今后的研究方向进行了展望。