低温胁迫下6种木兰科植物的生理响应及抗寒相关基因差异表达

分析了6种木兰科植物对低温胁迫的生理响应及耐寒相关调控基因HSP90和WRKY33的差异表达,为木兰科植物抗寒机理的研究和抗寒品种的选育提供理论基础。结果表明,6种木兰科植物的低温LT50在-10.64—-22.06℃,从高到低依次为红花深山含笑、峨眉含笑、杂交含笑、阔瓣含笑、六瓣含笑和乐东拟单性木兰;低温过程中,6种木兰科植物叶片可溶性蛋白(SP)、游离脯氨酸(Pro)含量、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物歧化酶(POD)活性呈先升高后降低的趋势,可溶性糖(SS)和丙二醛含量(MDA)则不断积累;筛选出REC、MDA、SP、SS和Pro作为6种木兰科植物抗寒性评价的关键指标;聚类分析将6种木兰科植物在抗寒性能上分为强、中、弱三类,分别为乐东拟单性木兰和六瓣含笑,阔瓣含笑、杂交含笑和峨眉含笑,以及红花深山含笑。对HSP90、WRKY33基因的差异表达分析表明,2个基因在6种木兰科植物中的相对表达量呈先升高后降低的趋势,在临近各树种LT 50时,2个基因的表达被强烈抑制且后期表达量不可逆。0℃时,2个基因的表达量差异不显著;-5℃时,2个基因开始被激活,表达量增加;-10℃时,HSP90、WRKY33基因在红花深山含笑叶片中的表达量较-5℃时分别下调了0.76倍和0.68倍,而在其他5个树种中的表达被进一步激活;-15℃时,HSP90和WRKY33基因在抗寒性中等的阔瓣含笑、杂交含笑、峨眉含笑中亦被强烈抑制,较-10℃时分别下调了0.38倍、0.33倍、0.32倍和0.71倍、0.72倍、0.74倍,在抗寒性强的乐东拟单性木兰和六瓣含笑中的表达被进一步激活;-20℃以后,2个基因在6个树种中的表达均被强烈抑制,但在抗寒性最强的乐东拟单性木兰中的表达量仍高于其他5个树种。抗寒基因的激活与表达是影响植物抗寒性的重要因素,抗寒性不同的树种对低温的应答机制明显不同。抗寒性越强的树种越能快速启动低温应答机制,激活抗寒相关基因的表达,进而调整生理生化活动以抵御和适应冷应力。不抗寒树种中抗寒基因的表达则受到抑制,降低了其对低温逆境的耐受能力。     

低温胁迫对乐东拟单性木兰若干生理特性影响初报

通过对乐东拟单性木兰在南京自然降温过程中质膜相对透性、渗透调节物含量、POD活性、叶绿素含量等抗寒性指标的测定与分析,结果表明：测定期间乐东拟单性木兰叶片叶绿素总量与月平均温度呈现相似的变化规律;质膜透性不断增大;可溶性糖含量与月平均最低温度呈显著相关,游离脯氨酸、POD活性总体呈现低温诱导的规律,表现为先升高再降低的变化趋势。     

模拟低温或自然低温条件下牡竹属3种类抗寒性及生理指标的比较

以牡竹属(Dendrocalamus Nees)的清甜竹(D.sapidus Q.H.Dai et D.Y.Huang)、花吊丝竹[D.minor var.amoenus(Q.H.Dai et C.F.Huang) Hsueh et D.Z.Li]和勃氏甜龙竹[D.brandisii (Munro) Kurz]盆栽苗为实验材料,测定了模拟低温(0℃、-5℃、-10℃、-15℃、-20℃和-25℃)条件下3个竹种离体叶片的相对电导率和伤害率,在此基础上根据Logistic方程推算出3个竹种的低温半致死温度(LT50);对自然低温(15℃、10℃、5℃、3℃、0℃和-2 C)条件下3个竹种叶片的形态变化以及相对电导率、叶绿素和MDA含量及SOD活性的变化也进行了比较分析.结果表明:在模拟低温条件下,3个竹种离体叶片的相对电导率和伤害率均随温度降低逐渐增大,且总体上与对照(25℃)有显著差异(P＜0.05);根据Logistic方程推算出花吊丝竹、勃氏甜龙竹和清甜竹的LT50分别为-3.07℃、-1.83℃和-1.40 C.在日最低温度大于5℃的自然低温条件下3个竹种的叶片均能够正常生长,而随温度降低,叶片逐渐出现水浸斑点、失绿等症状直至干枯脱落,其中清甜竹叶片伤害症状最重;在自然低温条件下,随日最低气温的降低,3个竹种叶片的叶绿素含量总体呈下降趋势、相对电导率则逐渐升高、MDA含量和SOD活性总体上均呈波动的趋势;与日最低气温15℃相比,在日最低气温-2℃条件下清甜竹叶片叶绿素含量和SOD活性降幅最大而花吊丝竹降幅最小,清甜竹叶片相对电导率最高而花吊丝竹最低.根据LT50和叶片形态及生理指标的变化,可确定3个竹种的抗寒性均较差,其中清甜竹的耐寒能力最弱.     

绿化新秀——乐东拟单性木兰

在我国众多的木兰科植物中,有一树形伟岸丰满,叶片浓绿光洁,花朵洁白芳香,具有极高园林观赏价值的绿化新秀,值得大力推广,那就是乐东拟单性木兰。 乐东拟单性木兰,别名乐东木兰、隆南,为木兰科拟单性木兰属常绿大乔木,是我国特有树种,并已被《中国植物红皮书》收载。树高20—30米,胸径     

濒危植物乐东拟单性木兰的分布现状与保护策略

对中国特有珍稀濒危植物乐东拟单性木兰（Parakmeria lotungensis）的分布现状、资源量、种群结构和群落特征进行了全面的野外调查。结果表明,乐东拟单性木兰零星分布在我国18°44′～29°24′N,107°50′～119°09′E之间的热带至亚热带森林中,估测个体数量不足15000株,其中成年植株数量不足2500株。生境破碎化与乐东拟单性木兰自身的生物学和生态学特性是影响种群更新的重要因素。人为破坏是造成乐东拟单性木兰种群急剧缩减的直接原因,对乐东拟单性木兰的分布现状提出了保护策略和建议。     

栀子叶片生理特性与抗寒性的关系

以低温半致死温度(LT50)为评价指标,研究自然降温过程中栀子(Gardenia jasminoides Ellis)叶片生理特性与抗寒性的关系. 结果表明, 随气温的降低, 栀子叶片的 LT50不断降低, 由秋季9月中旬的-4.99℃降到冬季最冷 1月中旬的-8.42℃,同时叶片相对含水量、自由水和淀粉含量均不同程度下降,束缚水、可溶性糖和可溶性蛋白质含量增加.这些渗透调节物含量的适应性变化导致LT50的下降.栀子的抗寒性与气温密切相关.     

不同起源时期的3种被子植物对酸雨胁迫响应的光合生理生态特征

为了验证起源时间较长的植物具有较强适应性的假设, 人工模拟酸雨胁迫, 研究了在不同酸雨处理下不同起源时期的3种被子植物乐东拟单性木兰(Parakmeria lotungensi)、石栎(Lithocarpus glaber)和山核桃(Carya cathayensis)的光合生理适应特性。实验设置了酸雨对照处理(pH 5.6)、中度酸雨胁迫处理(pH 4.0)和重度酸雨胁迫处理(pH 2.5), 并测定了这3种植物的光合特性。研究结果显示: 1)在不同强度的酸雨处理下, 乐东拟单性木兰的光合能力大小趋势为pH 2.5 > pH 4.0 > pH 5.6, 石栎则为pH 5.6 > pH 4.0 > pH 2.5, 但山核桃在酸雨处理之间差异不显著; 2)在酸雨对照处理(pH 5.6)中, 石栎的光合能力相对较高, 其次是乐东拟单性木兰, 山核桃最小。但在重度和中度酸雨胁迫下(pH ≤ 4.0), 3种植物光合能力的大小趋势为乐东拟单性木兰 > 石栎 > 山核桃, 且酸雨胁迫越严重, 上述趋势越明显。研究结果表明: 在重度酸雨胁迫下, 起源时间较早的乐东拟单性木兰表现出较高的光合与适应能力。从应用的角度出发, 建议考虑将乐东拟单性木兰作为酸雨灾害严重地区植被构建的物种之一。     

8种常绿阔叶树木的叶结构特点及其对光照变化的适应性分析

通过对8种常绿阔叶树种和对照种(香樟)的叶结构特征比较,分析它们对光照变化的适应特性。结果显示,由于植物类群系统演化的非同步性,常绿阔叶树种对光照变化的适应方式各有不同,各具特点,需要按各自特点加以分析。比较而言,同科树种的可比性较强。按叶结构特点及其群落等资料综合分析,浙江桂(Cinnamomum chekiangense)和冬青(Ilex purpurea)表现为喜光,灰毛含笑(Michelia foveolata var．cinerascens)其次;大叶冬青(Ilex latifolia)和红茴香(Illicium henryi)表现为耐荫;乐东拟单性木兰(Parameria lotungensis)、云南拟单性木兰(Parameria yunnanensis)等其它种类为中性树种。该研究结果对预测常绿阔叶树种在园林中的合理配植有指导意义。     

珍稀濒危植物乐东拟单性木兰伴生植物编目

作者于2003年, 在全面调查的基础上, 选择广东、广西、江西、海南、福建、浙江等省区10个乐东拟单性木兰(Parakmeria lotungensis)分布较集中的群落, 采用每木调查法进行样方调查。结果表明: 16,900 m²的样地面积内共记录伴生植物477种, 隶属110科237属。其中, 乔木层的优势种类主要集中在壳斗科、樟科、山茶科和木兰科; 灌木层以杜鹃花科、紫金牛科、大戟科、山矾科、冬青科的种类为主; 草本层以铁芒萁(Dicranopteris linearis)、钱氏鳞始蕨(Lindsaea chienii)、狗脊蕨(Woodwardia japonica)和乌毛蕨(Blechnum orientale)等蕨类植物为主。大部分的种类仅在一个群落或少数群落中出现。乐东拟单性木兰没有固定的伴生植物。     

坪用狗牙根(Cynodon spp.)优良品种(选系)的抗寒性初步鉴定

以狗牙根属(CynodonRich.)的18个优良品种(选系)为试验材料,以我国草坪生产上广泛应用的普通狗牙根〔C.dactylon(L.)Pers.〕品种'Common'和杂交狗牙根(C.dactylon×C.transvaalensis)品种'Tifdwarf'与'Tifway'为对照,用电解质渗透法进行了抗寒性的初步鉴定。结果表明:与对照'Common'相比,除'OKc95 1'的LT50与'Common'接近,其他的普通狗牙根品种(选系)的LT50均低于对照,尤其是C174的LT50为-5.2℃,比对照低4.6℃;杂交狗牙根中,与'Tifdwarf'和'Tifway'相比,'TifgreenⅡ'、'TifwayⅡ'和'Midfield'3品种的LT50显著低于对照,其LT50分别是-7.5℃、-8.8℃和-6.0℃,'Tifeagle'、'Tifsport'和'Tiflawn'的LT50则都高于两个对照品种。