植物地上部与地下部的诱导防御反应研究综述

地球上大多数植物对病虫害的侵袭具有诱导防御反应。植物地上部与地下部之间存在着密切的生理生态关系,因此,地上部处理是否影响地下部的防御反应以及地下部处理是否影响地上部的防御反应,进而分别影响到地下部和地上部生物的行为成为当前研究的热点。本文系统地综述了地上部机械损伤、害虫取食、信号物质处理对植物地下部防御反应及生物行为影响以及地下部机械损伤、害虫取食、信号物质处理对植物地上部防御反应及生物行为影响的研究进展,并在此基础上提出了未来该领域值得进一步研究的方向,以期为深入研究植物地上部与地下部诱导防御间的相互关系提供科学依据。     

香港桃金娘灌木群落植物生物量 和净第一性生产量

本文研究香港桃金娘灌木林植物生物量和净第一性生产量。结果表明(1)桃金娘茎的直径与高度与各组分的生物量有明显的相关关系。(2)桃金娘叶子占地上部活植物生物量的20.2%,花和果如果以它的峰值计算,其占地上部活植物生物量的9.6%,茎和枝占70.4%。(3)地上部和地下部活植物生物量分别为1553g*m     

小麦/玉米间作优势及地上部与地下部因素的相对贡献

 明确种间地上部相互作用和地下部相互作用对间作优势的贡献,优化资源配置对提高间作体系产量具有重要意义。该文采用田间微区试验以及地下部种间根系分隔技术研究了玉米(Zea mays)覆膜与不覆膜两种情况下小麦(Triticum aestivum)/玉米间作优势及地上部和地下部因素对间作优势的相对贡献, 以期为间作体系的增产提供理论依据。结果得出,玉米不覆膜时小麦/玉米间作具有明显的产量间作优势(籽粒产量和生物学产量土地当量比(Land equivalent ration, LER)分别为 1.30和1 .29),玉米覆膜能显著增加小麦/玉米间作系统产量间作优势（LER分别为1.41和1.40）;玉米不覆膜时小麦/玉米间作系统具有明显的氮、磷、钾养分吸收优势,玉米覆膜也能显著增加小麦/玉米间作系统养分吸收优势。小麦/玉米间作系统籽粒产量和生物产量间作优势来自地上部种间相互作用和地下部种间相互作用两个方面,但其相对贡献以地上部大于地下部, 当玉米不覆膜时均以地上部占75%、地下部占25%,当玉米覆膜时均为地上部占67%、地下部占33%,玉米覆膜能明显增加小麦/玉米间作系统产量间作优势地下部的相对贡献。地上部和地下部因素对小麦/玉米间作系统养分吸收优势也都具有重要贡献。玉米不覆膜时地上部和地下部因素对氮、磷养分吸收优势的相对贡献均分别为67%与33%,钾则相等（各占50%）;玉米覆膜能显著增加小麦/玉米间作系统氮、磷养分吸收优势地下部贡献率,但对钾养分吸收优势贡献影响不明显。表明,间作优势不仅可以通过作物组合来获得,也可通过地膜覆盖等措施进行调控,玉米覆膜能显著增加小麦/玉米间作系统产量间作优势和养分吸收优势及其地下部的相对贡献。可见,该研究对小麦／玉米间作模式持续增产和发展具有十分重要的指导作用。     

贵州牛角塘铅锌矿区优势植物的重金属富集特征

为筛选适合贵州喀斯特地区重金属污染土壤修复治理以及矿区生态复垦的植物材料,该研究在贵州牛角塘铅锌矿区采集30种优势植物及其根系土壤,测定其地上部、地下部和根系土壤的Cd、Cu、Ni、Pb、Zn含量,计算植物对重金属的富集和转运系数,并通过聚类分析综合评估植物的应用潜力.结果表明:(1)千里光、鬼针草地上部Cd含量高达4...     

不同外源氮对丛枝菌根真菌Rhizophagus irregularis侵染棉花植株和氮磷转运的影响

探究供应外源氮对接种AM真菌的棉花植株的侵染率和氮磷转运的影响。本文以棉花为研究对象,接种丛枝菌根真菌(Rhizophagus irregularis),向根外菌丝额外供应不同外源氮,测AM真菌的侵染率、棉花植株株高、地上部和地下部鲜重、叶绿素含量、菌根精氨酸含量、地上部的氮磷含量。试验结果显示:不同外源氮条件下,AM真菌对棉花植株的生物量无显著性影响;外源氮的供应均提高了AM真菌的侵染率和棉花植株地上部的氮含量,但硫酸铵和硝酸钾更能促进AM真菌侵染宿主植物,提高宿主植物菌根精氨酸水平和地上部氮含量;除了尿素,其他氮源处理均能明显提高棉花植株地上部磷含量,其中,精氨酸最为显著。说明在AM共生系统中外源氮的供应对宿主植物生长无显著作用,但促进AM真菌侵染宿主植物,并能提高宿主植物氮磷含量。     

青海高寒区域金露梅灌丛草甸灌木和草本植物固碳量的比较

以青海海北高寒区域金露梅（PotentillafruticosaLinn.）灌丛草甸为研究对象,分析了6月至9月金露梅灌丛草甸灌木和草本植物不同部位的生物碳量,并据此对灌木及草本植物的年净初级生产碳量进行了比较。结果显示：金露梅灌丛草甸灌木植物地上部和地下部不同层次的生物量和碳含量均有明显差异,根据生物量所占比例确定其地上部和地下部的平均碳含量分别为0.50和0.48。依据不同月份灌丛冠面最大长度、最小宽度和最大高度,采用方程“Wij=e〔aln（A·B·H）＋b〕”计算灌木地上当年新生生物碳量、地上多年累积生物碳量和地下多年累积生物碳量,相关性均极显著（P〈0.01）,表明利用该方程评估金露梅灌丛草甸灌木不同部位的生物碳量是可行的。不同月份金露梅灌丛草甸灌木地上当年新生生物碳量、地上多年累积生物碳量和地下多年累积生物碳量分别为9.36-21.15、78.07-90.12和74.37-101.22g·m-2,差异不明显;其地上部和地下部净初级生产碳量分别为33.20和26.85g·m-2,总计为60.05g·m-2。金露梅灌丛草甸草本植物地上部和地下部净初级生产碳量分别为111.41和445.41g·m-2,总计为556.82g·m-2。如果根据草本和灌木占地面积78%和22%进行加权计算,则金露梅灌丛草甸当年的总净初级生产碳量为447.53g·m-2,其中灌木的净初级生产碳量仅占2.95%,且金露梅灌丛草甸地下部与地上部净初级生产碳量的比值为3.75。研究结果显示：青海高寒区域金露梅灌丛草甸以草本固碳为主,且地下部净初级生产碳量明显高于其地上部。     

植物种间和种内的化学作用

植物间相互作用是生态学基础科学问题之一,植物能感受和识别共存同种或异种植物,进而调整生长、繁殖和防御策略。植物种间和种内的感受和识别大多是由植物产生释放的次生物质所介导,这类化学识别通讯可以启动相应的植物化感作用机制。近年发现,植物亲属间也存在着化学识别、地下根系通讯调控地上开花繁殖等植物种间和种内的化学作用关系。目前植物通过地上挥发物介导的植物化学作用已基本澄清,但根分泌物介导的植物地下化学作用机制及其信号物质还所知甚少。地下化学作用不仅决定根系侵入(接近)和躲避(排斥)行为,也能调控地上开花时间和花期。这样,植物间的化学作用还涉及植物地下和地上的协调互作。本文以植物化感作用和植物化学识别通讯及相应的化感物质和信号物质为基点,从植物亲属识别、根系化学识别和行为模式、地下化学作用调控地上开花繁殖3个方面综述植物种间和种内化学作用的研究进展,为全面理解植物间相互作用提供新视野。     

磷水平对接种丛枝菌根真菌甜玉米苗期生长的影响

研究了不同外源磷水平条件下,接种丛枝菌根真菌根内球囊霉(Glomus intraradices)对寄主植物甜玉米菌根侵染率、地上部和地下部鲜重、氮磷含量、精氨酸含量影响。结果表明:丛枝菌根真菌能够很好的侵染于玉米植株根系。且不同磷水平条件下,菌根侵染率差异较显著。在低磷水平下,菌根侵染率较高。孢子数量随着磷水平提高而增加。菌丝室根外菌丝鲜重在P40时最高。菌根化的甜玉米生物量及氮磷含量显著高于对照组。此外,低磷水平促使甜玉米地上部和地下部鲜重显著提高。甜玉米地上部总氮和地下部总氮含量分别在P40、P80和P20、P40时最高。地上部总磷和地下部总磷含量分别在P80和P160时最高。菌根精氨酸含量在低磷(P20)时最高。研究表明接种丛枝菌根真菌可促进甜玉米幼苗生长并与外源磷水平有关。     

不同浓度海水胁迫对菊芋幼苗生长发育及磷吸收的影响

种植抗盐耐海水植物是合理利用和开发海涂资源的有效措施之一。本试验通过不同浓度海水处理研究菊芋幼苗生长发育及对³²P吸收利用差异和离子吸收分布的情况。结果表明:在不同浓度海水浇灌下,菊芋地上部、地下部、总鲜重及干物质重从CK到50%海水浓度没有明显变化,在75%海水胁迫下显著下降,干物质百分比则为75%海水浇灌的最高;在中等P水平下,地上部在25%海水处理下对³²P吸收率最高;随海水浓度增高菊芋幼苗地上部单位干重积累的Na⁺和Cl^-依次增大;而K⁺与Na⁺积累情况不同,K⁺在25%海水胁迫下地上部单位干重积累的最多,其次是50%,CK和75%海水胁迫差不多;地下部单位干重积累的Na⁺、Cl^-和K⁺情况与地上部单位干重积累的各离子趋势相似。     

藿香蓟的镉积累、生物量及叶绿素荧光参数对不同梯度镉胁迫的响应

通过盆栽试验,研究藿香蓟(Ageratum conyzoides)的地上部和地下部Cd含量、干重、转运系数、根冠比及叶片叶绿素荧光参数对不同梯度Cd胁迫的响应。结果表明:随Cd胁迫浓度增加,藿香蓟转运系数逐渐降低,地上部和地下部Cd含量随Cd胁迫浓度的增加而逐渐升高,在Cd(300 mg·kg-1)胁迫下,植株地上部Cd含量为125.50 mg·kg-1,这一结果已超过Cd超富集植物的临界值(100 mg·kg-1);植株地上部及地下部干重随Cd胁迫浓度的增加均逐渐降低,且中、高浓度Cd胁迫对植物的生长具有显著的抑制作用,各处理间的根冠比呈上升趋势并比对照高,可见高浓度Cd胁迫可阻碍根系的生长,从而影响植物地上部对营养和水分的吸收,最终抑制植株生长及生物产量的提高;PSⅡ的最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在光化学效率(Fv/Fo)随着Cd胁迫浓度的增加均逐渐升高,初始荧光(Fo)和最大荧光(Fm)均逐渐降低,光量子产量(ФPSⅡ)、电子传递效率(ETR)、光化学猝灭系数(q P)及非光化学猝灭系数(q N)均出现先升后降的趋势;Cd胁迫扰乱叶片正常时期的光合特性及延缓植株衰老,但各处理间的叶绿素荧光动力学参数差异不显著,Cd胁迫对叶片PSⅡ反应中心的电子传递、光化学反应及散热能力影响较弱;高浓度Cd胁迫明显抑制植株的生长,但植株地上部及地下部的Cd积累能力较强,可作为植物修复重金属污染土壤的备选植物并用来治理Cd污染的土壤。     

植物根源逆境信使及其产生和传输

植物不仅仅是恶劣环境的被动受害者,而且它也具有对环境变化快速感知和主动适应的能力,逆境信息传递就是其适应不良环境的重要策略。本文主要介绍了环境胁迫下,调控植物地上部的根源信使、信使的产生和传输以及气孔运动对根源信使的响应机制等方面的研究进展。     

植物应答低温胁迫机制的研究进展

低温是植物生长过程中遇到的主要环境胁迫因子之一,而植物响应低温胁迫是一个多因素协同作用的过程,涉及到复杂的基因表达调控网络。尤其是低温下植物体内生理生化、细胞骨架结构及基因表达调控等方面的改变及相关机制,一直受到研究者的普遍关注。该文主要从细胞学及分子生物学等角度入手,将低温胁迫下植物对低温的响应及可能机制进行综述,着重对植物通过细胞内部细胞器结构与功能的改变来抵御或适应低温,尤其对细胞骨架,以及低温信号转导受体及中间体、下游胁迫相关基因的表达及其在细胞内部的调控及应答机制等方面的作用进行探讨,为耐低温植物新品种的培育及农业生产实践提供理论指导。     

植物根源逆境信使及其产生和传输

植物不仅仅是恶劣环境的被动受害者 ,而且它也具有对环境变化快速感知和主动适应的能力 ,逆境信息传递就是其适应不良环境的重要策略。本文主要介绍了环境胁迫下 ,调控植物地上部的根源信使、信使的产生和传输以及气孔运动对根源信使的响应机制等方面的研究进展。     

水稻秧苗根系活力的初步研究

水稻秧苗的地上部与根系是有机的统一整体。根系不仅是稻苗吸收水份、矿质营养及支持地上部的重要器官,周时也是植物体内物质代谢循环里许多重要物质的合成器官;而根系的生长所需要的养分也要地上部制造的养料来供给,所以秧苗地上部的生长状况好坏可通过根系的活动能力反映出来。所谓根系活力是指秧苗吸收、合成、生长的综合表现。它与     

水分胁迫下AM真菌对沙打旺生长和抗旱性的影响

利用盆栽试验研究了水分胁迫条件下接种AM真菌对优良牧草和固沙植物沙打旺(Astragalus adsurgens Pall.)生长和抗旱性的影响。在土壤相对含水量为70%、50%和30%条件下,分别接种摩西球囊霉(Glomus mosseae)和沙打旺根际土著菌,不接种处理作为对照。结果表明,水分胁迫显著降低了沙打旺植株(无论接种AM真菌与否)的株高、分枝数、地上部干重和地下部干重,并显著提高了土著AM真菌的侵染率,对摩西球囊霉的侵染率无显著影响。接种AM真菌可以促进沙打旺生长和提高植株抗旱性,但促进效应因土壤含水量和菌种不同而存在差异。不同水分条件下,接种AM真菌显著提高了植株菌根侵染率、根系活力、地下部全N含量和叶片CAT活性。土壤相对含水量为30%和50%时,接种株地上部全N、叶片叶绿素、可溶性蛋白、脯氨酸含量和POD活性显著高于未接种株;接种AM真菌显著降低了叶片MDA含量;接种土著AM真菌的植株株高、分枝数、地上部和地下部干重显著高于未接种株。土壤相对含水量为30%时,接种AM真菌显著增加了地上部全P含量和叶片相对含水量;接种摩西球囊霉的植株株高、分枝数、地上部和地下部干重显著高于未接种株。水分胁迫40d,接种AM真菌显著提高了叶片可溶性糖含量。水分胁迫80d,接种株叶片SOD活性显著增加。菌根依赖性随水分胁迫程度增加而提高。沙打旺根际土著菌接种效果优于摩西球囊霉。水分胁迫和AM真菌的交互作用对分枝数、菌根侵染率、叶片SOD、CAT和POD活性、叶绿素、脯氨酸、可溶性蛋白、地上部全N和全P、地下部全N和根系活力有极显著影响,对叶片丙二醛和地下部全P有显著影响。AM真菌促进根系对土壤水分和矿质营养的吸收,改善植物生理代谢活动,从而提高沙打旺抗旱性,促进其生长。试验结果为筛选优良抗旱菌种,充分利用AM真菌资源促进荒漠植物生长和植被恢复提供了依据。     

运城盐湖群落生物生态学特征研究

运城盐湖植物群落结构简单,种类组成贫乏,总覆盖度20%~80%,变化幅度大,1 m²内仅有优势种1~2个。植物群落类型与土壤含盐量关系密切。同种植物地上部和根部Na⁺含量随土壤盐度的降低而降低,且地上部的降低幅度大于根部。不同种类植物的Na⁺、K⁺、Na/K比含量差异很大。随着土壤盐分的下降,地上部灰分含量也下降。讨论了其可能的变化机制。     

三种观赏植物对土壤中镉的富集特征研究

以3种观赏植物海芋、肾蕨和蟛蜞菊为试材进行盆栽试验,研究其对土壤重金属镉的富集特征。结果表明：3种观赏植物对镉有不同的富集能力,其地上部和地下部富集的镉与土壤的镉含量呈显著正相关（r＞0.9）。蟛蜞菊地上部吸收富集能力最大,其次是海芋,肾蕨最弱;而海芋地下部镉含量最高,其次是肾蕨,蟛蜞菊最少。当土壤镉含量在0～120 mg/kg范围内,三种观赏植物根的富集系数都大于1,说明3种观赏植物根系对镉具有富集能力。3种植物中只有蟛蜞菊地上部和地下部的富集系数都大于1,说明其具有超积累植物的富集系数特征。因此,蟛蜞菊对重金属镉污染的土壤修复有一定的应用潜力。     

植物地上部信息化合物在植物一害虫一天敌关系中的生态学功能及在害虫治理中的应用前景

本文综述了近年来有关地上部植物信息化合物在植物一害虫一天敌三营养级关系中的信息联系,分析地上部植物信息化合物在植物一害虫、植物一天敌、植物个体内和个体间信号传递的生态学功能,阐明地上部植物信息化合物在害虫治理中的应用潜力,包括害虫诱捕和诱杀、昆虫种群监测、植物拒避剂、干扰害虫对寄主搜索、“推一拉”策略和植物内源激发子的应用等,讨论了地上部植物信息化合物与其他控害手段的协同作用,以及在生产实践中可能存在的相关问题,旨在为地上部植物信息化合物在害虫持续治理中的应用提供科学指导。     

砷对土壤-蜈蚣草系统中磷生物有效性的影响

磷是植物必需的大量营养元素,而其同族元素砷却不是植物生长发育所必需的。通过等温吸附平衡实验发现土壤中存在的砷可以降低褐土对磷的吸附,褐土对砷的吸附率大于等于褐土对磷的吸附率。对砷超富集植物蜈蚣草而言,土壤中砷的添加量不超过800mg／kg时,蜈蚣草地上部和地下部磷含量显著提高,结果初步表明,砷可以提高土壤中磷的生物有效性。     

MBF1调控植物热应答与生长发育分子机制研究进展

MBF1是一种进化上高度保守的转录共激活因子, 存在于所有真核生物中, 可通过连接基础转录机器组分与转录因子来激活基因转录。植物MBF1具有多种重要生物学功能, 包括调控植物生长发育和逆境适应等。该文综述了植物MBF1分子结构与调控机制相关研究进展, 重点总结了AtMBF1c参与植物热胁迫应答调控的分子机制。