河距对连香树雌雄植株分布、形态和叶片N、P重吸收效率的影响差异

近年来,河岸带植被的分布及其生物多样性的维持机制成为研究热点,然而目前对河岸带雌雄异株濒危植物的生态适应机制的研究较少。以河岸带专性濒危树种连香树(Cercidiphyllum japonicum)为研究对象,比较不同河岸距离下雌雄植株的数量、形态、叶片N、P重吸收效率及土壤水分、全N、全P的差异及相关性。结果表明:河距的增加显著降低了雌株的数量,而对雄株的数量影响不大,进而降低了种群的性比(雌/雄)。离河岸带远的地方,连香树种群性比显著偏雄(雌雄性比为0.289;χ2=4.57,P0.05),且雄株株高、成熟叶N含量、叶P重吸收效率均显著高于雌株,而在距河岸近的地方以上指标在性别间均无显著差异。雄株叶N重吸收效率、雌株的叶P重吸收效率与其叶片养分、土壤因子相关性较强。且连香树(尤其是雌株)的株高与叶片N、P重吸收效率均呈显著正相关。这些结果表明,连香树对河距的适应性响应具有性别差异,且雌雄植株叶片的N和P重吸收效率对其植物、土壤因子的响应不同。雌株对河岸生境的依赖可能限定了该种群的分布。     

西藏极小种群野生植物密叶红豆杉种群的性比及雌雄空间格局

雌雄异株植物种群具有性比和雌雄个体空间分布格局, 这对个体成功繁殖、种群生存潜力、天然更新能力和遗传多样性的维持都是重要的, 对于珍稀濒危雌雄异株植物种群尤其如此。密叶红豆杉(Taxus fuana)为国家I级重点保护植物, 是首批列入《全国极小种群野生植物拯救保护工程规划》的120种极小种群野生植物之一, 具有重要的生态和经济价值。但目前关于密叶红豆杉种群生态学方面的研究, 尤其是性比结构与空间分布格局在国内外鲜有报道。本文对西藏吉隆地区的6个天然密叶红豆杉种群(吉普、多甫、朗久、吉隆、开热和唐蕃)进行了实地调查, 研究其性比结构及其空间分布格局。结果表明, 调查的6个种群中总计雄株1,651株, 雌株1,231株, 仅吉普(雄/雌 = 1.89)与吉隆(雄/雌 = 1.39)两个种群有显著的性别偏倚现象且显著偏雄性(P < 0.001)。6个种群雌雄植株间的空间相关性不强, 整体趋于相互独立。不同径级间, 吉隆和开热种群的性比格局相似, 均在小径级上性比显著偏雄性, 而吉普种群则在中等径级上显著偏雄性。综上, 不同密叶红豆杉种群的大小、性比、雌雄个体的大小级结构以及空间分布格局等均表现出不同。因此, 需要结合各个种群本身的发展动态、受干扰的类型以及各区域环境因子的差异进行有针对性的保护。     

缙云山细枝柃种群性比及空间分布

缙云山细枝柃（Eurya loquaiana）种群包含一些性别变异个体，表现出"亚雌雄异株"的特点。为分析该种群的性别格局，了解柃木属植物性别系统的进化及其适应机制，在缙云山细枝柃分布的不同生境中设置8个20 m×20 m长期观测样地，分析性比变化及其与环境、年龄结构的关系，同时设置1个20 m×60 m样地，分析植株的空间分布格局及性别间在空间上的关联。结果显示：（1）缙云山细枝柃种群总体上性别偏雌，雌雄比为1.43，性别变异株比例达14.42%。（2）各样地中雌雄比和性别变异株比例差异较大，性别变异株比例与干扰强度呈较强正相关而与海拔高度和郁闭度呈较强负相关，显示变异株的出现可能与人为干扰有一定联系；雌雄比与样地中细枝柃平均基径显著正相关，可能随着林龄的增加，雌雄比有增加的趋势。（3）细枝柃个体在空间上整体呈聚集分布，雌株、雄株及性别变异株主要呈随机分布，在部分尺度偏向于聚集分布。（4）雌株和雄株对环境异质性的响应相似，在空间分布上有一定的正相关。上述结果反应了缙云山细枝柃种群的性别格局及其生态适应机制。     

Sex-specifically responsive strategies to phosphorus availability combined with different soil nitrogen forms in dioecious Populus cathayana

雌雄青杨不同氮形态下性别差异性的磷利用策略 磷的吸收和利用效率对植物生长和产量尤为重要。然而,在不同氮形态下,雌雄异株植物对土壤磷的吸收和利用策略尚不清楚。本论文研究了雌雄青杨(Populus cathayana)在低氮、硝态氮和铵态氮下对 土壤磷的吸收和利用策略。研究结果表明,在较高的土壤供磷条件下,青杨雌株在两种氮形态下较雄株而言,均具有较高的生物量、根长密度、比根长和地上磷含量。此外,在正常供磷条件下,与硝态氮相比,青杨雌株在铵态氮的供应下具有更长的根系、更大的根长密度和比根长,而具有较少的根尖数。相比而言,在低磷条件下,青杨雄株在两种氮形态下均具有较小的根系、较大的叶片光合磷的利用效率以及较高的磷的再转运潜力。而且,青杨雌株在硝态氮条件下与铵态氮相比,具有较高的应对低磷潜力。在低磷条件下,铵态氮下青杨雄株叶片磷的光合利用效率和叶片磷再转运潜力明显高于硝态氮。这些结果表明,在正常供磷条件下,青杨雌株较雄株而言,具有更强的磷吸收能力及较高的生物量,尤其在硝态氮条件下;相比而言,青杨雄株在两种氮形态下较雌株而言,具有更有效的磷的利用效率,从而具有较高的对磷缺乏的忍耐能力。     

Spatial distribution of male and female Populus cathayana populations and its drivers in Xiaowutai Mountains,Hebei, China

为揭示雌雄异株植物种群的空间分异现象的内在原因, 以河北小五台山天然青杨(Populus cathayana)种群为研究对象, 采用平均最近邻指数、核密度、方差分析等方法分析了青杨雌雄群体的聚集程度、群体密度和分布格局以及其与到河岸的距离(河距)、海拔和土壤理化性质间的内在关系。结果显示: 1)青杨种群总体上沿金河沟呈狭长带状集聚分布, 中海拔区域个体数量最多, 密度最大; 2)随海拔增加, 雌雄个体数与密度均表现“先增后减”的特点, 而平均胸径的变化正好相反; 3)海拔对性比具有显著影响: 低海拔区域(1 300-1 400 m)偏雌, 中低海拔区域(1 400-1 500 m)偏雄, 其他海拔段的性比接近1:1; 4)随河距增加, 雌雄个体数、密度和平均胸径均表现出逐渐减少或减小的特点, 并且雌株优势分布区内的土壤有机质和全氮含量显著高于雄株优势分布区; 5)局部区域由于海拔和河距改变了土壤理化性质和生长环境, 导致了该区域内的性比发生偏倚。上述结果表明, 青杨雌雄群体的空间分布、动态变化以及性比受海拔、河距以及所在区域的土壤理化性质的综合影响, 雌雄植株在资源需求和环境适应力方面存在的差异会导致局部区域内的性比发生偏倚。     

河北小五台山青杨种群中雌雄群体的空间分布及其成因

为揭示雌雄异株植物种群的空间分异现象的内在原因, 以河北小五台山天然青杨(Populus cathayana)种群为研究对象, 采用平均最近邻指数、核密度、方差分析等方法分析了青杨雌雄群体的聚集程度、群体密度和分布格局以及其与到河岸的距离(河距)、海拔和土壤理化性质间的内在关系。结果显示: 1)青杨种群总体上沿金河沟呈狭长带状集聚分布, 中海拔区域个体数量最多, 密度最大; 2)随海拔增加, 雌雄个体数与密度均表现“先增后减”的特点, 而平均胸径的变化正好相反; 3)海拔对性比具有显著影响: 低海拔区域(1 300-1 400 m)偏雌, 中低海拔区域(1 400-1 500 m)偏雄, 其他海拔段的性比接近1:1; 4)随河距增加, 雌雄个体数、密度和平均胸径均表现出逐渐减少或减小的特点, 并且雌株优势分布区内的土壤有机质和全氮含量显著高于雄株优势分布区; 5)局部区域由于海拔和河距改变了土壤理化性质和生长环境, 导致了该区域内的性比发生偏倚。上述结果表明, 青杨雌雄群体的空间分布、动态变化以及性比受海拔、河距以及所在区域的土壤理化性质的综合影响, 雌雄植株在资源需求和环境适应力方面存在的差异会导致局部区域内的性比发生偏倚。     

不同土壤水分条件下中国沙棘雌雄株光合作用、蒸腾作用及水分利用效率特征

采用LI-6400便携式光合系统对野外不同生境(沟底、坡面)和田间不同土壤水分条件下中国沙棘雌雄株的净光合速率和蒸腾速率及水分利用效率特征进行了观测,结果表明,中国沙棘雌雄株在水分条件较好的生境中均表现较强的生活力,净光合速率和蒸腾速率主要受光照强度和大气温度的影响,雄株表现出更高的光合、蒸腾、水分利用效率;在水分条件较差的生境中,雌雄株均通过降低蒸腾和提高水分利用效率来适应逆境,净光合速率和蒸腾速率的影响因子增多,雄株的光合速率大幅度下降,雌株仍保持较高的光合速率,雌株的水分利用效率高于雄株.可见,在反映植物瞬时生理变化的性状方面,雌株对土壤水分减少表现出了更强的适应性,雄株对土壤水分变化表现出了更大的敏感性.     

The sexual dimorphism displayed by the roots of mulberry (Morus alba) saplings depends on the sex of the neighboring plants

桑树幼苗根系表现出的性别二态性取决于相邻植株的性别 雌雄异株植物通常呈现性别二态性,但其雌株和雄株的根系性状和养分吸收如何响应相邻植株 的性别变化尚不清楚。本研究以中国广泛栽培的雌雄异株植物桑树(Morus alba)为试验对象,在水培环境 下,采取雌-雌、雄-雄和雌-雄3种组合种植模式进行试验。植株生长3个月后,分别测定雌雄植株根系的解剖结构、形态、营养浓度和生物量。研究结果表明,在水培环境中,与同性相邻相比,当桑树雄株与异性相邻时,其根系木质部变小,根和径生物量减少,根系中N、P、K浓度增加。相比,当桑树雌株与异性相邻时,其根系木质部变大,细根长度、表面积和体积以及根系δ¹³C和N、P、K浓度增加。雌雄植株根系δ¹³C和N、P、K浓度的变化与根系性状的改变有关。这些结果表明,相邻植株的性别影响了雌雄桑树根系解剖结构和形态。同时,雌雄植株对相邻植株性别改变的响应呈现性别二态性,这种二态性响应影响了雌雄植株水分利用效率和营养吸收。这些发现对于理解森林和自然系统中其它雌雄异株物种的种群动态变化具有重要意义。     

不同支持物对攀援植物--葎草雌雄株光合特性及生物量结构的影响

葎草[Humulus scandens(Lour.)Merr.]为草本雌雄异株攀援植物,采用野生种群人为控制的方法,设置分枝找到乔木支持物(高度(3±0.5)m)、灌木支持物(高度(1±0.5)m)和无支持物3种生长方式,测定雌(♀)、雄(♂)株分枝的叶面积参数、光合参数、叶绿素含量、可溶性糖含量及茎、叶、花在分枝、构件、单株水平下生物量分配比等指标,分析支持物对分枝光合特性和生物量结构的影响,探讨雌、雄分枝利用支持物的性别差异及响应支持物的生态适应差异。结果表明:(1)分枝的单叶面积、总叶面积、叶面积比率、比叶面积对支持物响应存在性别差异,♀株叶面积参数均大于♂株;支持物差异主要影响叶绿素a含量,对叶绿素b、叶绿素a/b影响不显著。(2)支持物差异对分枝叶片的光合参数均有显著的影响(P0.05),支持物对光合参数影响顺序为GsPnTrCi,性别差异影响顺序为GsTrPnCi;可溶性糖含量在性别间、支持物间均表现出极显著的差异(P0.01),♂株糖含量显著高于♀株。(3)在分枝水平下,♀株叶、茎及花生物量分配比都未受到支持物不同的影响(P≥0.05),而♂株在叶、茎的生物量分配比方面受影响显著(P0.05);在构件水平下,支持物差异显著影响了♂株分枝间的营养生长构件分配比,显著影响了♀株分枝间的生殖生长构件分配比;在单株水平下,叶分配比仅在支持物间差异显著(P0.05),而茎、花分配比在性别间、支持物间均有显著差异。(4)雌雄分枝的光合特性和生物量结构对不同支持物的响应差异明显,使葎草单株的生理整合性和适应性大幅度提高。研究以雌雄异株攀援植物为材料,从分枝水平分析支持物对雌雄株光合特性及生物量结构的影响,研究结果对探讨雌雄异株攀援植物的生态适应性具一定的价值。     

浑善达克沙地黄柳雌雄群体年龄结构及动态特征

植物种群年龄结构和动态对于揭示其生活史特征和发展趋势具有重要意义,但针对雌雄异株植物两性群体的研究却鲜有报道。黄柳是浑善达克沙地常见的一种雌雄异株植物,也是该地区最重要的固沙先锋植物,该研究通过对浑善达克沙地黄柳天然种群的实地调查,采用年龄结构图、静态生命表、存活曲线、生存分析以及时间序列分析等方法对黄柳雌雄群体现状和未来变化趋势进行研究。结果表明:(1)浑善达克沙地黄柳雌雄群体在年龄结构及发展趋势方面均存在差异,雌株群体的年龄结构表现为稳定型,雄株群体的年龄结构表现为衰退型。(2)浑善达克沙地黄柳种群中雌株个体数量约占总数的70%,雄株约占30%,性比偏雌现象明显。(3)动态变化指数表明,研究区黄柳雌株群体呈现"前期缺乏、中后期稳定"的变化特征,雄株群体呈现"前期缺乏、中后期波动"的变化特征。(4)研究区黄柳雌雄群体的存活曲线都趋近Deevey-Ⅱ型,且与生存分析结果共同显示雌株群体比雄株群体进入衰退期的时间早。(5)时间序列分析表明,随着时间的推移研究区黄柳的老龄个体数量逐渐增多,幼龄个体缺乏是导致雌雄群体衰退的重要原因;建议通过人工扦插补充雌雄幼龄个体以及平茬复壮中、老龄个体的方法以保证该地区黄柳天然种群的正常繁衍。     

封育年限对岩溶植被组成和土壤肥力修复的影响

岩溶植被修复是国家重大战略需求,为揭示封育年限对岩溶植被组成和土壤肥力修复的影响,该研究以空间代替时间的方法,选择不同封育年限的草丛(封育5 a)、灌丛(15 a)、灌乔林(25 a)、次顶极乔林(35 a)和顶极乔林(55 a)作为研究对象,调查分析不同封育年限岩溶植被组成和土壤肥力的特征及其修复机制。结果表明:研究样地(18 000 m ^2)共有维管植物175种,隶属74科139属,不同封育年限群落科属种组成明显不同,以封育5 a的最低(6科19属20种),封育35 a的最高(48科74属88种)。随着封育期延长,乔木生活型比例显著增加,灌木为先增后减,草本急剧减少,藤本先增后减。随着进展演替,群落不同层次的优势种替代规律不同,草本层为阳性杂草→阳性禾草→中生性或阴生性蕨类植物的有序性替代;灌木层为灌木种类被乔木幼苗幼树所替代;而乔木层却表现为常绿种类占优势到常绿与落叶树种共优势的结构性替代。封育初期群落物种组成简单,多样性较低,土壤有机质、全氮、有效氮含量较低,进入中期(25 a),多样性升高,土壤养分含量也增高,进入后期(55 a),多样性降低,土壤养分含量也相应下降,但维持在较高水平,表现出较强的协同修复效应。冗余分析(RDA)表明,群落物种组成在封育初期受土壤容重(SBD)、毛管孔隙度(CP)、全钾(TK)、速效钾(AK)、速效磷(AP)的显著影响,而在中后期则受土壤有机质(SOM)、水分含量(MC)、非毛管孔隙度(NCP)、全氮(TN)、有效氮(AN)以及碳氮磷化学计量比的显著影响。     

革兰氏阴性菌TonB-ExbB-ExbD复合物的功能、作用机制、分布及进化

革兰氏阴性菌在生长繁殖过程中需要从外界摄取营养物质。一些小分子营养物质可以自由地通过革兰氏阴性菌的细胞膜,而一些大分子营养物质的转运需要特异性的TonB复合物依赖性的外膜受体进行转运。TonB复合物由TonB、ExbB、ExbD构成,是革兰氏阴性菌对外界营养物质主动转运过程的能量提供单位,在革兰氏阴性菌分布广泛。近年来,对TonB-ExbB-ExbD复合物的功能、结构及作用机制取得了重大研究进展,然而此复合物在不同的细菌也存在功能及作用机制上的差异。基于此背景,本文综述了TonB复合物的功能和结构研究进展,并分析了TonB复合物在革兰氏阴性菌中的分布、进化,比较了不同革兰氏阴性菌此复合物的差异,有助于进一步发现和揭示TonB复合物的新功能与作用机制。     

以肠道菌群为靶向的粪菌移植法及其在畜牧业的应用潜能

肠道微生物与宿主机体健康息息相关。粪便微生物移植(又称为粪菌移植,fecal microbiota transplantation,FMT)通过将健康供体粪便中的完整肠道菌群移入肠道微生态失衡的患者胃肠道内,经肠道菌群重构、恢复至正常状态。用FMT治疗某些肠道疾病如复发性艰难梭菌感染、溃疡性结肠炎、肠易激综合症、克罗恩病效果显著,且可能对因肠道菌群紊乱引起的肠道外疾病的治疗有潜在价值。本文主要对FMT技术的发展进程、在疾病上的研究以及在畜牧业上的应用潜能进行综述,并分析其应用的制约因素。     

犬髋关节发育不良数量性状位点及致病基因研究进展

犬髋关节发育不良(canine hip dysplasia,CHD)是一种以髋关节松弛为主要特征的先天遗传性疾病,受环境和基因共同作用,发病率较高,但其发病机制尚未完全明了。近年来,在CHD基因组学研究方面取得了重要进展,譬如,发现数量性状位点(quantitative trait locus,QTL)与CHD中髋关节Norberg角、背外侧半脱位评分及分离指数存在联系,FBN2、LRR1、COL6A3与FN1等基因也与CHD的发生相关。为进一步明确CHD的发病机制,本文就CHD相关的QTL及相关候选致病基因的研究进展,尤其对相关QTL在染色体中的位置与功能以及候选致病基因的功能进行综述。     

苏氨酸醛缩酶的研究进展

苏氨酸醛缩酶(TAs)以磷酸吡哆醛为辅酶,催化不同的醛与α-氨基酸发生醇醛缩合反应,形成具有2个手性中心的β-羟基-α-氨基酸。TAs在不对称催化过程中可以控制产物α-碳位的立体构型,而对β-碳位的立体构型控制相对较弱。增强TAs在β-碳位的立体选择性是近年来研究TAs不对称催化的热点。本文重点阐述了TAs的结构与作用机制、定向进化,以及在生物催化合成中的应用,对TAs的研究与开发进行了展望。     

高温高湿胁迫及恢复对番茄快速荧光诱导动力学的影响

为了研究高温高湿复合胁迫对番茄的影响,以番茄品种“金冠五号”(Jinguan 5)为试材,于2018年6-9月在南京信息工程大学农业气象试验室进行温度、相对湿度与处理天数三因素正交试验,温度设置4个水平(昼温/夜温),即32℃/22 ℃、35℃/25℃、38℃/28 ℃、41℃/31℃,空气相对湿度设置3个水平为50%±5%、70%±5%、90%±5%,4个持续时间(3、6、9、12 d),以28℃/18℃、50%~55%环境下处理的番茄幼苗为对照(CK),测定不同处理下番茄叶片光合参数和快速荧光诱导动力学参数.结果表明:在日最高32~41℃范围内,随着温度升高,番茄光饱和点(LSP)、表观量子效率(AQE)、最大净光合速率(Pmax)、最大光化学效率(Fv/Fm)、光合性能指数(PIabs)、综合性能指数(PItotal)、用于电子传递的量子产额(φEo)、用于还原PSI受体侧末端电子受体的量子产额(φRo)、用于电子传递的光能(ET0/CSm)和有活性的反应中心数量(RC/CSm)均有所降低,快速叶绿素荧光诱导曲线发生变化,J、I、P相降低,且AK小于0.在高温环境下,70%湿度处理的LSP、AQE、Pmax、Fv/Fm、PIabs PItotal、φEo、φRo、ETo/CSm、RC/CSm等指标显著高于50%和90%湿度处理.不同天数处理和恢复期间各指标无显著性差异.研究表明:高温胁迫破坏了番茄幼苗光系统的结构和功能,在超过日最高35℃的环境中,适当增加空气相对湿度至70%,可稳定光合反应中心,缓解高温胁迫对植物光合系统的伤害.