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2023年  第41卷  第4期

栏目
系统与进化
摘要:

报道了发现于云南省德宏州盈江县那邦镇的中国秋海棠属(Begonia)植物一新记录组,独叶组(Begonia sect. Monophyllon A. DC.)及一新记录种,独叶秋海棠(Begonia prolifera A. DC.)。本文对该种形态特征进行了补充描述,并提供了彩色图片,凭证标本存放于中国科学院西双版纳热带植物园标本馆(HITBC)。

生态与生物地理
摘要:

为研究植物多样性丧失对土壤真菌群落的影响,本研究在青藏高原高寒草甸进行了为期3年的植物功能群移除实验,实验共设置5个处理:不移除任何植物功能群(CK)、移除豆科和杂类草而保留禾状草、移除禾状草和杂类草而保留豆科、移除禾状草和豆科而保留杂类草以及移除所有功能群。本研究分析了高寒草甸不同植物功能群移除对根系性质、土壤理化性质的影响,并利用高通量基因测序技术分析了不同处理对土壤真菌群落结构和多样性的影响。结果显示,不同处理下均以子囊菌门、被孢霉门、担子菌门为优势类群,占土壤真菌群落的90%以上。土壤真菌群落结构和多样性在不同植物移除处理下变化不显著。球囊菌门的相对丰度在保留杂类草、保留豆科的处理中显著高于对照。捕虫霉门的相对丰度在保留豆科处理中显著高于其他处理。不同处理下土壤真菌优势功能类群为土壤腐生营养型。丛枝菌根真菌相对丰度在保留禾状草、保留豆科处理中显著高于对照。地衣寄生菌/腐生菌的相对丰度在保留杂类草处理中显著高于移除所有植物功能群处理。利用Mantel test检验,未发现土壤真菌群落结构和功能与环境因子具有显著相关性。土壤真菌丰富度与根系生物量、根系碳氮比、可溶性有机碳含量呈负相关关系。研究结果说明,青藏高原高寒草甸植物移除3年后,土壤真菌群落结构发生改变,但并未对真菌群落多样性指数产生显著影响。

摘要:

本研究分别选取林下植被演替前毛竹(Phyllostachys edulis (Carrière) J. Houz)纯林经营、竹材6~8年采伐一次形成的林下植被演替9、21年以及纯林(对照)等3类毛竹林,调查分析了1度、2度竹的主侧枝枝叶形态质量、抽枝展叶效率及生物量异速生长关系等。结果显示:(1)随林下植被演替的进行,1度竹主枝叶片主要形态质量性状呈降低趋势,2度竹则呈“V”型变化;(2)1度、2度竹主侧枝的枝长、纤细率显著提高,枝基径、枝干物质含量、枝干重等性状呈倒“V”型或升高趋势,枝形态变化较枝质量变化明显;(3)1度竹抽枝展叶效率指标呈“V”型变化,而2度竹主侧枝抽枝展叶效率显著降低,胡波尔值明显提高;(4)一定演替年限内,立竹主侧枝枝叶生物量生长关系从等速生长向异速生长变化,尔后恢复为等速生长。可见,林下植被演替对毛竹林立竹枝叶形态质量、抽枝展叶效率和枝叶生物量异速生长关系均产生重要影响,叶片趋于变小,枝条趋于细长,且具有明显的演替年限效应和立竹年龄效应,主要对主枝叶片产生影响,1度竹较2度竹敏感;演替过程中立竹将更多的资源投资于枝的生长,以增强空间资源的竞争能力。

遗传与育种
摘要:

通过构建莲(Nelumbo nucifera Gaertn.)品种 ‘白花建’不同组织的混合cDNA文库,筛选与莲转录因子NnWRKY40互作的蛋白,探究NnWRKY40参与调控次级代谢物生物碱合成的可能机制。结果显示,混合cDNA文库的库容为1.2 × 107 CFU,重组率为100%,插入片段平均长度大于1000 bp。NnWRKY40包含两个同源基因NnWRKY40aNnWRKY40b,利用NnWRKY40b构建诱饵载体pGBKT7-NnWRKY40b,通过共转化方法,从文库中筛选到27个与NnWRKY40b 互作的蛋白。这些互作蛋白可分为生长发育及抗逆、激素调控和次级代谢、未知蛋白3类。选取6个代表性互作蛋白(NnUBC、NnPEBP、NnPPOA、NnCHS、NnJAZ1和Unknown protein 3)进行一对一验证,发现其中JAZ蛋白与次生代谢物生物碱合成相关,提示NnWRKY40b转录因子可能与茉莉酸(JA)介导的生物碱合成调控密切相关。

摘要:

续随子(Euphorbia lathyris L.)种子可积累大量油脂且富含油酸,WRINKLED1(WRI1)为AP2/EREBP类转录因子,参与调控脂肪酸的合成及种子发育等生命过程。本研究通过对续随子的全基因组鉴定,获得了11个续随子ElWRI1转录因子基因,命名为ElWRI1-1~ElWRI1-11。结果显示,它们均具有两个AP2结构域;其编码蛋白均属于不稳定亲水蛋白,无跨膜结构;亚细胞定位预测显示所有WRI1蛋白均位于细胞核。表达分析结果表明,ElWRI1-6ElWRI1-8在种子发育时期的表达量较高,且后者的表达模式与种子油脂积累模式一致。在本氏烟草(Nicotiana benthamiana L.)叶片中异源过表达ElWRI1-8,叶片中总油脂含量增加,且油酸含量显著上升。研究结果表明ElWRI1-8可能是调控续随子种子油脂和油酸生物合成的一个重要转录因子。

摘要:

MTP(Metal tolerance protein)又称CDF(Cation diffusion facilitator),是与金属离子转运相关的一类蛋白。为了研究千穗谷(Amaranthus hypochondriacus L.)MTP基因家族的序列特征和进化关系,预测其不同成员的功能和调控机制,我们以最新的千穗谷基因组为参考,鉴定出9个MTP家族成员,分为Zn-CDF(3个)、Zn/Fe-CDF(4个)、Mn-CDF(4个)3个亚族。所有家族成员均具有MTP转运蛋白的典型结构域Cation_efflux,部分成员还包含1个ZT_dimer结构域。染色体定位显示,9个MTP基因分布在7条染色体上。Cd胁迫下,AhMTP7AhMTP9在根和叶中的表达均被抑制,AhMTP6在叶中被抑制,在根中却被诱导;其余6个MTP基因均受Cd诱导表达,AhMTP2AhMTP3仅在叶中被诱导,AhMTP5仅在根中被诱导。顺式作用元件分析结果显示,AhMTP启动子中存在多个逆境响应、生长发育和激素信号的顺式作用元件。miRNA预测分析结果表明,15个miRNA靶向7个AhMTP成员。

资源与植物化学
摘要:

为探讨野生滇龙胆(Gentiana rigescens Franch. ex Hemsl.)优质高产植株性状特征,以采自不同地区的877株滇龙胆为研究材料,利用主成分分析(PCA)、层次聚类(HCA)、隶属函数等方法对有效成分产量性状进行评价。结果显示,17个性状中,根部龙胆苦苷产量多样性指数最高,叶部马钱苷酸和当药苷产量的多样性指数较低;结合隶属函数对所有样品进行评分,发现优质高产种源共214株,占总样品数的24.40%,分布于云南、四川和贵州;变量投影重要性准则(VIP)分析表明,云南与四川的优质种源主要性状特征较为接近,均为当药苷、马钱苷酸及6'-O-β-D-葡萄糖基龙胆苦苷高产;贵州优质种源则为獐牙菜苦苷高产。基于3种机器学习算法建立不同等级种源的鉴别模型,结果发现随机森林(RF)算法建立的判别模型的预测精度和稳定性较高,能对不同等级种源进行有效划分。

摘要:

运用紫外-可见分光光度法测定4个产区药用植物太子参(Pseudostellaria heterophylla (Miq.)Pax ex Pax et Hoffm.)中的太子参皂苷含量,并分析太子参皂苷含量的地理变异规律,及其与气候因子在不同时间尺度上的响应关系。结果显示,太子参皂苷含量可分为江苏-安徽高含量区和贵州-福建低含量区。太子参皂苷含量与年均日照量呈极显著正相关,与年均相对湿度和年均降水呈负相关;与最热月份最高温呈显著正相关,与最冷季度平均温呈显著负相关。月均日照量和月均温对太子参皂苷含量影响较大,其中1-12月的月均日照量与太子参皂苷含量呈显著正相关;1-4月和11-12月的月均温与太子参皂苷含量呈负相关;5-9月的月均温与太子参皂苷含量呈正相关。产区间日照量差异可能是造成太子参皂苷含量地理变异的主要气候因素,日照量高、季度间温度差异大且相对少雨、低湿的地区有助于太子参皂苷的形成和积累。

生理与发育
摘要:

本文以试验地常年大气氮(N)沉降量(23 kg·ha−1·year−1)为依据,设计了低度(LN,23 kg·ha−1·year−1)、中度(MN,46 kg·ha−1·year−1)和高度(HN,69 kg·ha−1·year−1)3种氮添加水平以模拟大气氮沉降,以无氮添加处理为对照(CK),探究过度氮沉降对森林阔叶树种水曲柳(Fraxinus mandshurica Rupr.)和蒙古栎(Quercus mongolica Fish. ex Ledeb)的生理生态效应。结果显示:(1)两树种CO2扩散性限制作用(即气孔限制lsc和叶肉限制lm)在氮添加后减弱,而后随氮量的增加先减弱后增强;其生化限制lb则在氮添加后增强,后随氮量增加先增强后减弱;(2)3种光合限制作用均在MN下达到最值, 中度土壤氮添加量对植株光合的促进效应最高;(3)土壤氮添加期间植株光合能力的增强主要源于CO2扩散性限制作用的减弱,而gsc变化(即lsc)为扩散性限制的主角作用因子;(4)3种光合限制作用(lsclmlb)在不同生长期(7月和8月)均未表现出显著差异,表明lsc的光合主角限制“角色”无季节性差异;(5)一定范围内的土壤氮添加不会对植株的水分利用潜力产生显著影响。

摘要:

种子贮藏之后的生活力和萌发能力取决于贮藏期间的环境和种子特性。季节性积雪通过补充水源、调节近地表温度、湿度等条件而影响土壤中种子的生活力和萌发能力。本文以新疆野生准噶尔锦鸡儿(Caragana soongorica Grub.)、特克斯锦鸡儿(C. tekesiensis Y. Z. Zhao & D. W. Zhou)、刺叶锦鸡儿(C. acanthophylla Kom.)和荒漠锦鸡儿(C. roborovskyi Kom.)种子为对象,通过模拟积雪覆盖和室内萌发实验,研究了4种植物在雪下贮藏近5个月后种子的生活力和萌发能力。结果显示:与无积雪覆盖相比,积雪覆盖下准噶尔锦鸡儿种子的生活力丧失最多,达36%,刺叶锦鸡儿和荒漠锦鸡儿下降不到3%,特克斯锦鸡儿无明显变化。积雪覆盖下4种锦鸡儿的种子萌发率为37%~84%,与无积雪覆盖的差异不显著。积雪覆盖使刺叶锦鸡儿和荒漠锦鸡儿少部分种子在野外提前萌发。建议刺叶锦鸡儿和荒漠锦鸡儿在初冬下雪前播种,而准噶尔锦鸡儿和特克斯锦鸡儿可于次年春季播种。

摘要:

以华山松(Pinus armandii Franch.)容器苗为材料,设置常规施肥和指数施肥两种施肥方式,每种施肥方式每株共施含氮(N)量为100、200、300和400 mg的复合肥,以不施肥处理为对照,分析施肥对苗木生长、根系形态和针叶生理的影响。结果显示:常规和指数施肥方式下,随施肥量的增加,苗高、地径、生物量、根长、根表面积和根体积等均先增后降,根组织密度、可溶性糖和丙二醛含量则先降后升;比根长和比表面积随施肥量增加而降低;根平均直径、脯氨酸和可溶性蛋白含量则随施肥量增加而增加;相同施肥量下,以上指标基本以指数施肥的较高;指数施肥每株施N 300 mg(E300处理)的隶属函数综合得分最高。研究结果表明,合理施肥可促进根系发育、改善苗木生理水平,进而提高苗木质量,合理施肥处理为E300。

摘要:

以丹江口和武汉两个地区生产的猕猴桃(Actinidia)品种‘金圆’为研究对象,对果实单果重、纵横侧径、干物质、可溶性固形物、硬度、果肉颜色、可溶性总糖和总酸等指标进行了测定与分析。结果显示:两地果实的纵横侧径和单果重均表现出快速增长-缓慢增长-增长停滞的变化趋势,其中盛花期后57 d内为快速增长阶段。干物质、可溶性固形物、果肉颜色和硬度等果实成熟度指标在两个地区生长期内均表现出高度相似的变化趋势,但是武汉产的果实干物质含量略低于丹江口果实,其硬度又高于丹江口果实。干物质至盛花期后135 d时上升至初步稳定水平;可溶性固形物和可溶性总糖均在盛花期后127 d才开始快速上升,至盛花期后148 d时分别达到约8%和3.5%;果实硬度和果肉颜色均表现为逐渐下降的趋势,其中果实硬度至盛花期后168 d开始急剧下降,果肉颜色至盛花期后155 d下降至103 °hue。综合考虑,‘金圆’果实的适宜采收期应该从盛花期后150 ~ 155 d开始。

摘要:

以湖北省丹江口市同一猕猴桃(Actinidia)资源圃内的36份不同种质,包括:7个美味猕猴桃(变种)(A. chinensis var. deliciosa (A. Chev.) A. Chev.)、16个中华猕猴桃(原变种)(A. chinensis var. chinensis Planch.)、9个山梨猕猴桃(A. rufa (Sieb. & Zucc.) Planch. ex Mi.) × 中华猕猴桃和4个中华猕猴桃 × ‘超红’猕猴桃(A. eriantha Benth. × A. chinensis var. chinensis Planch.)的果实为研究对象,在可溶性固形物 ≥ 7.0%时采收,测定果实采收成熟度和软熟内在品质指标,并分析果实感官评价及其与内在品质的相关性。结果显示,36份猕猴桃种质果实品质性状表现出明显的差异性,尤其是单果重和维生素C(Vc)含量,其变异系数分别为43.61%和103.16%。这与山梨 × 中华及中华 × ‘超红’种类有关,两个种类均为小果型(< 45 g);前者Vc含量最低(39.89 mg/100 g),后者最高(466.27 mg/100 g)。36份软熟果实样本中可溶性固形物、可溶性总糖和总酸的平均值分别为14.70%、8.96%和1.24%,其中可溶性固形物在美味种类中的平均值最高,最低为中华 × ‘超红’种类。果实感官评价在不同样本之间也表现出明显的差异性,就种类而言,山梨 × 中华的感官评价质量略高于其他种类。整体喜好度与风味喜好度、甜度紧密正相关(Pearson r ≥ 0.94),而与酸度有一定程度的负相关(r = −0.53)。可溶性固形物、可溶性总糖与整体喜好度的相关性明显高于总酸,但Vc与整体喜好度则无相关性。

专题综述
摘要:

叶面喷施尿素是农业生产中节肥增效和增产提质的措施之一。叶片吸收和利用尿素的过程受叶片特性、植株生长环境和体内碳氮代谢等因素影响。目前叶面肥的相关研究绝大部分仍集中在应用效果层面,而忽视了对作物叶片吸收利用尿素的过程及其调控机制的深入解析,限制了氮肥利用率和作物品质的进一步提高。本文从叶片的组织结构入手,系统综述了叶片喷施尿素后的吸收过程,涉及的关键基因和跨膜转运尿素的生理分子调控机制,以期为揭示叶面肥的高效吸收利用机理提供研究基础,并为实现节肥增效提质的农业绿色发展提供理论支撑。