植物科学学报
 
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主管:中国科学院
主办:中国科学院武汉植物园
   湖北省植物学会
主编:王青锋
编辑:《植物科学学报》编辑部
地址:武汉市东湖高新区九峰一路201号(九峰一路与光谷七路路口以北)
邮编:430074
电话:027-87700820
邮箱:editor@wbgcas.cn
ISSN 2095-0837
CN 42-1817/Q
邮发代号:38-103
定价:50元/册
 
植物科学学报  
 
2021年 39卷 3期
刊出日期 2021-06-28

系统与进化
生态与生物地理
遗传与育种
资源与植物化学
专题综述
目录
目录
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目录
2021 Vol. 39 (3): 0-0 [摘要] ( 111 ) [HTML 1KB] [ PDF 284KB] ( 391 )
系统与进化
223 王俊杰, 程跃红, 丁世雄, 王岩, 彭帅, 杨家鑫, 孙鸿鸥, 冷志成, 胡光万
四川兰科植物六个新记录种

报道了近期在四川西部进行野生兰科植物资源调查过程中发现的6个四川兰科植物新记录种,即:软叶筒距兰(Tipularia cunninghamii(King&Prain) S.C.Chen)、兜蕊兰(Androcorys ophioglossoides Schltr.)、戟形虾脊兰(Calanthe nipponica Makino)、太白山虾脊兰(C.taibaishanensis M.Guo,J.W.Zhai&L.J.Chen)、无喙兰(Neottia gaudissartii Hand.-Mazz.)和卡氏对叶兰(N.karoana Szlach.),其中软叶筒距兰为中国大陆首次报导。这些兰科植物在川西的发现为四川植物区系增加了新的组成成份,并为研究这些兰科植物的起源和扩散路线提供了新的分布信息。

2021 Vol. 39 (3): 223-228 [摘要] ( 413 ) [HTML 1KB] [ PDF 6447KB] ( 729 )
229 万小霞, 孙李勇, 邹璇, 陈瑶, 蒋政, 尹增芳
深山含笑分枝成花规律及其系统演化证据

以10年生深山含笑(Michelia maudiae Dunn)为材料,研究其年生长发育节律、芽的种类、混合芽分化、分枝类型和成花规律。结果显示:(1)深山含笑芽可为分未分化芽和分化芽,其中分化芽包括营养芽、混合芽和花芽。(2)年生长周期依次划分为营养芽生长期、混合芽分化期、混合芽快速膨大期、混合芽/花芽发育滞缓期、开花启动期和开花期。(3)分枝类型为同生-预生分枝混合型;同生分枝的枝条当年形成混合芽,发育形成短枝并在枝顶成花,而预生分枝的枝条当年不分化形成混合芽。(4)不同分枝类型的枝条成花率具有显著性差异。同生分枝的枝条顶芽抽枝成花概率最高,预生分枝的枝条侧芽抽枝成花率最低。研究结果表明,深山含笑不同分化状态的芽发育形成不同的分枝类型,并且同生-预生分枝特征及成花规律具有观赏性状培育的参考价值与系统演化意义。

2021 Vol. 39 (3): 229-237 [摘要] ( 342 ) [HTML 1KB] [ PDF 3850KB] ( 512 )
238 罗惠, 梁琼, 袁芳, 李建强, 张燕君
三种淫羊藿属植物的减数分裂研究

采用去壁低渗法对3种淫羊藿属(Epimedium)植物川鄂淫羊藿(E.fargesii Franch)、黔岭淫羊藿(E.leptorrhizum Stearn)和柔毛淫羊藿(E.pubescens Maxim)的花粉母细胞进行了减数分裂观察。结果显示,3种植物的染色体数目均为2n=12,减数分裂过程中染色体的构型和行为特征也非常相似,减数分裂过程基本正常。但也发现一些染色体的异常行为,如二价体的提前分离、染色体桥、姐妹染色单体提前分离、染色体断片和二次分裂不同步等异常现象。这些减数分裂过程中的染色体变异可能在一定度上推动了淫羊藿属植物的系统发育和物种形成。

2021 Vol. 39 (3): 238-246 [摘要] ( 290 ) [HTML 1KB] [ PDF 1675KB] ( 426 )
生态与生物地理
247 黄雅茹, 马迎宾, 李永华, 李帅, 张格, 刘湘杰, 董雪
库姆塔格沙漠东南部生长季胡杨液流速率动态与气象因子的关系

通过对库姆塔格沙漠东南部胡杨(Populus euphratica Oliv.)液流速率及气象因子(太阳总辐射、风速、空气相对湿度、空气温度、饱和水汽压差)持续5个月的同步观测,揭示气象因子在不同时间尺度对胡杨液流的影响。结果显示:在月尺度下,太阳总辐射是液流速率变化的主要影响因子,单独能解释98.3%的液流速率变化;在日尺度下,空气温度、空气相对湿度、风速、太阳总辐射对液流速率变化影响最大,空气温度可以解释液流速率变化的33.0%,4个因子共同可以解释55.2%的液流速率变化;在小时尺度下,对2018年5-9月液流速率的影响最大的是太阳总辐射。随着时间尺度的扩大,对液流速率变化的影响因子由多变少。根据气象因子预测小时尺度胡杨液流速率需要较多的参数且可靠性最小,预测月尺度液流速率需要较少的参数且可靠性最大,预测月尺度胡杨液流速率更为合适。

2021 Vol. 39 (3): 247-257 [摘要] ( 253 ) [HTML 1KB] [ PDF 1001KB] ( 329 )
258 李素慧, 陈金艺, 王佳敏, 宋海燕, 张静, 陶建平, 刘锦春
两种一年生草本对喀斯特土壤厚度及供水的生长响应

以一年生草本苍耳(Xanthium sibiricum Patrin ex Widder)和鬼针草(Bidens pilosa L.)为材料,模拟喀斯特地区不同土壤厚度以及不同水分处理,研究了两者的形态及生物量积累与分配特征。结果显示:资源减少(供水、土壤厚度及供水+土壤厚度)3种处理均抑制了植物的生长,植物生物量积累显著减少,对根和叶的投资比均未下降,而对茎的投资比显著下降;供水量减少对两者的根冠比、根长及比叶面积均无显著影响,而在土壤厚度下降及供水量与土壤厚度同时下降时,根冠比、根长与比叶面积均显著增加。研究结果表明,土壤厚度降低对2种草本植物的负面影响大于供水降低的影响。资源轻度降低时,植物以牺牲茎投资为代价保持对根和叶的稳定投资,从而保证对水分的吸收和光合合成;资源严重降低时,植物通过增加比根长等地下系统的投资以对抗地下环境压力的加剧。

2021 Vol. 39 (3): 258-267 [摘要] ( 238 ) [HTML 1KB] [ PDF 831KB] ( 405 )
268 冯娟, 华亚伟, 张志成, 刘康, 刘波, 张锋
秦岭南坡镇安油松径向生长-气候因子关系对气温突变的响应

以陕西镇安木王国家森林公园的油松(Pinus tabuliformis Carr.)为样本,运用响应函数及滑动相关分析等树木年代学方法,研究油松径向生长与气候因子之间的关系及其对气候变化的响应。结果显示:研究区平均气温在1989年发生显著突变,较突变前升高约1.4℃;气温突变后的树轮宽度平均指数1.04,明显大于气温突变前的平均轮宽指数0.87,气温的升高有助于样地油松的生长。相关分析结果表明,油松对温度的需要贯穿于整个生长季,当年3-4月份的温度是对样地油松生长起关键促进作用的因素,而前一年11月份温度的“滞后作用”不可忽略。降水不是该地区油松的主要限制因子,但当年2月份适宜的水分条件有利于树木的生长。气温突变后,滑动相关分析结果显示研究区油松与当年2月份的降水以及当年3-4月份的温度具有稳定的正相关性;树木径向生长与其它月份的气候因子之间的关系有所波动。因此在进行区域气候重建时,应该把树木生长-气候关系随时间变化的波动考虑在内。

2021 Vol. 39 (3): 268-277 [摘要] ( 258 ) [HTML 1KB] [ PDF 3454KB] ( 365 )
遗传与育种
278 刘正位, 肖彬, 朱红莲, 匡晶, 季群, 彭静, 李峰, 孙亚林, 柯卫东
中国野莲居群遗传多样性及群体结构分析

以我国长江中下游地区和北方地区33个居群的195份野莲(Nelumbo nucifera Gaertn.)为材料,基于SLAF简化基因组测序技术,对不同区域野莲居群的遗传多样性进行研究。结果显示:通过测序共得到742 992个SLAF标签,挖掘高质量SNP位点1 064 789个;供试材料基因型差异明显,主要可分为长江流域和东北区域2个亚群。研究结果支持长江流域野莲和东北区域野莲应分属为亚热带及温带生态型莲。我国野莲居群总多样性较低(π=1.04×10-5),居群间平均分化系数较高(F ST=0.42)。长江中下游地区不同湖泊野莲π值变幅为0.5×10-5~2.2×10-5,梁子湖野莲多样性最为丰富。梁子湖区域内各个小湖π值为3.13×10-6~2.3×10-5,表明小湖内不同居群仍存有较大遗传差异。北部地区不同湖泊野莲π值变幅为3.05×10-6~1.50×10-5,山东梁山古代莲多样性最为丰富。长江中下游地区野莲遗传多样性高于北部地区且两者间分化程度较高(F ST=0.34),表明野莲居群间和区域间均有较高的分化程度,原因可能是野莲居群内主要为克隆繁殖,而居群间基因交流少所致。

2021 Vol. 39 (3): 278-287 [摘要] ( 314 ) [HTML 1KB] [ PDF 1446KB] ( 460 )
288 刘粉粉, 徐刚标, 李恬甜, 罗常莎
伯乐树转录组SSR分布特征及其引物开发

基于伯乐树(Bretschneidera sinensis Hemsl.)转录组测序数据,采用生物信息学方法分析该物种转录组中SSR位点的分布特征,利用TP-M13-SSR (Simple sequence repeat with tailed primer M13)方法检测12株无亲缘关系样本SSR引物位点的多态性。结果显示,8772个SSR位点分布在6732条unigene序列上,SSR位点出现频率和分布密度分别为25.48%和1/4.39 kb。不同重复基元类型中,单核苷酸、2核苷酸和3核苷酸为主要SSR基元类型,SSR数分别占SSR总数的53.72%、29.42%和15.42%。其中,2核苷酸基元类型中,AG/CT基元出现的SSR位点最多,占总数的22.21%;3核苷酸基元类型中,AAG/CTT基元分布的SSR位点最为丰富,ACC/GGT和ATC/ATG次之。120对自主开发的SSR引物中,有68对扩增产物检测到目的片段,其中有49对引物位点呈现多态性,多态位点比例为72.06%;单个位点等位基因数目为2 ~ 7,平均单个位点等位基因数为3.55。研究结果表明基于转录组序列开发的伯乐树SSR位点多态性较高。

2021 Vol. 39 (3): 288-296 [摘要] ( 295 ) [HTML 1KB] [ PDF 828KB] ( 339 )
297 李颖, 张悦婧, 王馨, 庞海龙, 贾凌云, 冯汉青
农杆菌菌株及其侵染浓度和时间对基于菜豆黄矮病毒表达载体瞬时表达外源基因的影响

以3种常见的农杆菌菌株(GV3101、EHA105、LBA4404)和基于菜豆黄矮病毒的复制型植物表达载体为材料,利用农杆菌介导的瞬时转化技术,将外源绿色荧光蛋白(GFP)基因导入本氏烟(Nicotiana benthamiana L.)叶片中实现瞬时表达,并对不同农杆菌菌株、侵染浓度及侵染时间对于瞬时表达水平的影响进行比较。结果显示,3种不同的农杆菌菌株在介导转化本氏烟叶片瞬时表达GFP积累水平之间存在显著差异,其中EHA105菌株转化效率最高,LBA4404次之,GV3101最低。此外,GV3101、EHA105和LBA4404最适侵染浓度的OD600值分别为0.5、0.3和0.3;最佳侵染时间均为第4 d。研究结果表明农杆菌菌株染色体结构和Ti质粒的差异是影响瞬时转化过程中农杆菌侵染浓度及其外源基因瞬时表达效率的重要因素。

2021 Vol. 39 (3): 297-305 [摘要] ( 303 ) [HTML 1KB] [ PDF 3734KB] ( 464 )
资源与植物化学
306 王健, 甄彩云, 魏练平, 常艳, 蔡永萍, 金青
铁皮石斛茎多糖、木质素积累规律及木质素单体类型鉴定

以不同年份铁皮石斛(Dendrobium officinale Kimura et Migo)的茎为材料,对其进行多糖、单糖以及木质素含量的测定以及多元线性回归分析,同时对铁皮石斛的茎进行番红-固绿和Mäule染色,并利用FTIR、1H-NMR技术对铁皮石斛茎中木质素单体的类型进行鉴定。结果显示,铁皮石斛茎木质素的积累与葡萄糖含量呈显著正相关,与多糖含量、甘露糖含量及甘露糖和葡萄糖的比值呈显著负相关,说明木质素的沉积对多糖的积累有一定影响。铁皮石斛茎维管束的木质部和鞘均含有木质素。随着年份的增加,铁皮石斛茎的维管束鞘厚壁细胞厚度增加,维管束鞘的发达程度增大。Mäule染色及FTIR和1H-NMR分析结果显示,铁皮石斛的茎主要含有愈创木基型(G型)和紫丁香基型(S型)木质素,同时含有微量的对羟基苯基型(H型)木质素。G型木质素主要分布在维管束的木质部,S型木质素主要分布在维管束鞘厚壁细胞中。铁皮石斛茎S/G比值随年份增加呈上升趋势。

2021 Vol. 39 (3): 306-315 [摘要] ( 278 ) [HTML 1KB] [ PDF 2579KB] ( 339 )
专题综述
316 冯丹丹, 邓蕾, 汪祖鹏, 潘慧, 李文艺, 钟彩虹, 李黎
寄主诱导的基因沉默在增强植物真菌病害抗性方面的研究进展

寄主诱导的基因沉默(host-induced gene silencing,HIGS)技术以RNAi技术为基础,可从反向遗传学角度研究基因功能,同时可创制具有持久抗性且稳定遗传的抗病品种,为增强植物抗病性提供了新的视角。本文阐明了HIGS技术的原理,总结了近年来该技术在增强植物真菌病害抗性方面最新的研究进展,分析了HIGS技术的优、缺点,并对HIGS技术的应用前景进行了展望。

2021 Vol. 39 (3): 316-323 [摘要] ( 265 ) [HTML 1KB] [ PDF 815KB] ( 480 )
324 王宝茹, 王旭, 王伟波, 唐东山
Cu-NiR与cd1-NiR——两类反硝化亚硝酸还原酶研究进展

亚硝酸还原酶(Nitrite Reductase,NiR)是自然界氮循环过程中催化亚硝酸盐还原的一类关键酶。其中,nirSnirK基因编码合成的亚硝酸还原酶Cu-NiR和cd1-NiR是反硝化作用中的限速酶,二者功能类似但结构和辅助因子组成截然不同。研究发现这两类酶对不同环境梯度具有不同的响应机制。因此,本文详述了Cu-NiR和cd1-NiR的结构特征、相关微生物类群的分布和检测技术,并针对nirSnirK基因表达和活性的影响因素进行了统计和分析,最后对未来的研究方向进行了展望。

2021 Vol. 39 (3): 324-334 [摘要] ( 282 ) [HTML 1KB] [ PDF 1702KB] ( 434 )
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