基于FvCB模型的几种草本和木本植物光合生理生化特性

为研究不同生活型植物的光合能力及其叶片光合机构,采用直角双曲线修正模型和C3植物FvCB模型对7种木本植物和4种草本植物的CO₂响应曲线进行拟合,并对不同木本植物、不同草本植物和2种生活型植物的最大净光合速率(P_{n max})、Rubisco酶最大羧化速率(V_{c max})、最大电子传递速率(J_max)、光合暗呼吸速率(R_d)和叶肉阻力(r_m)等参数进行比较.结果表明: 7种木本植物P_{n max}大小顺序为乌桕、苎麻>润楠、海桐>青冈、苦槠、娜塔栎;乌桕、苎麻、润楠和海桐的V_{c max}显著大于青冈和苦槠;J_max大小顺序为乌桕>苎麻、海桐>娜塔栎、苦槠和青冈;润楠和苦槠的r_m显著大于乌桕、海桐和苎麻.商陆的P_{n max}显著大于藿香蓟和土牛膝;4种草本植物的V_{c max}无显著差异;商陆的J_max显著大于藿香蓟;龙葵和土牛膝的r_m显著大于藿香蓟;商陆的R_d显著大于藿香蓟和土牛膝.木本植物的P_{n max}、V_{c max}、J_max和r_m光合参数均显著大于草本植物,但二者的R_d无显著差异.不同物种之间以及2种生活型植物光合能力的差异主要是由叶片内部Rubisco酶羧化能力、电子传递能力和叶肉阻力等差异引起的.     

氮肥运筹对小麦产量、氮素利用效率和光能利用率的影响

连续2年在西南冬麦区的重庆、仁寿、广汉、西昌4个地点,开展3种施氮水平(每公顷纯氮0、120、180 kg,简写为N₀、N₁₂₀、N₁₈₀)和3种氮肥分配模式(N_A:底肥100%;N_B:底肥70%+苗肥30%;N_C:底肥60%+拔节肥40%)的田间试验,监测小麦花后冠层叶片SPAD值、群体光合速率(CAP)、光能利用等生理参数和籽粒产量,计算氮素利用效率、光能利用率等.结果表明: 随施氮水平增加,小麦上三叶SPAD值、CAP、光合有效辐射(PAR)截获率和产量均呈增加趋势,而氮肥农学利用效率、生产效率、吸收效率和利用效率呈降低趋势.氮肥后移的增效作用因施氮水平而异,SPAD于N₁₈₀增效明显,而CAP于N₁₂₀增效明显,不同氮肥管理模式的光能利用率因地点而异.氮肥后移能明显提高小麦氮肥农学效率、生产效率、吸收效率和氮素表观回收率,但氮肥利用效率则略有减少.氮肥后移效果N_C总体优于N_B处理.不同地点比较,广汉的SPAD值、CAP、PAR截获率、氮肥利用参数较高,其产量也相应最高;西昌的产量、SPAD值及氮素利用效率较高,但其光能利用率和CAP较低;重庆和仁寿的SPAD值、光能利用率及氮素利用效率均较低,其产量也最低.小麦生物产量与各地点的籽粒产量、CAP、SPAD值和PAR累积截获量均呈显著或极显著的正相关关系.表明不同生态区域增施氮肥都能促进小麦增产,氮肥后移可进一步优化产量结构、改善氮肥和光能利用效率,但存在年份和地点差异,各地需要制定有针对性的氮肥管理模式.     

稻鱼系统中田鱼对资源的利用及对水稻生长的影响

稻田为鱼类等水产生物提供生境,稻田养鱼在提高水稻产量的同时,通过控制病虫害的暴发以及充分利用养分来降低化肥农药的使用.但田鱼对稻田资源的摄食(浮游植物、杂草、浮萍、田螺)及利用后转化成养分对水稻生长发育的促进作用尚缺乏研究.本研究设计了2个田间试验,通过摄像观察稻鱼系统中田鱼的活动,采用稳定性同位素分析田鱼对稻田资源的摄食,并测定水稻的生长发育进程和水稻产量.结果表明: 与鱼单养处理相比,稻田养鱼显著地促进了田鱼的活动频率并扩大了田鱼的活动范围.在稻鱼共作不投喂饲料处理下,稻田中3类水生生物(浮萍、浮游植物、田螺)对田鱼食谱的贡献率分别为22.7%、34.8%和30.0%;而投喂饲料处理下,这3种水生生物对田鱼食谱的贡献率分别为8.9%、5.9% 和1.6%,饲料的贡献率为71.0%.与水稻单作比较,稻鱼共作处理显著增加水稻分蘖期和灌浆期的叶片氮含量,延长分蘖期10~12 d,并显著提高成穗率和产量.表明稻鱼系统通过田鱼摄食稻田资源并转化为水稻可利用养分,促进了水稻生长,实现了水稻产量的提升.     

基于Cyt b基因和形态学的鼠兔属系统发育研究及鼠兔属1新亚属5新种描述

本研究扩增了169号鼠兔属样本的cyt b序列,代表13个种11亚种及5个未分类单元,下载了66条分类地位确定而完整的Cyt b序列,包括25种及9个亚种。构建了Bayesian系统发育树,计算了遗传距离,开展了物种界定分析;对13个种4亚种及5个未分类单元174号完整头骨和外形的20个形态学量度数据开展了主成分分析、判别分析和T检验;对头骨和身体外部特征进行了比较研究。结果显示：鼠兔属包含5个亚属,分别是Ochotona, Conothoa, Pika, Lagotona 和一新亚属;5个亚属间的遗传距离在12.8%-16.0%之间;高黎贡鼠兔（Ochotona gaoligongensis）是灰颈鼠兔（O. forresti）的亚种;喜马拉雅鼠兔(O. himalayana)是灰鼠兔(O. roylei)的亚种;木里鼠兔(O. muliensis)是川西鼠兔(O. gloveri)的亚种;宁夏鼠兔(O. argentata)应为蒙古鼠兔(O. pallasi)的亚种;西伯利亚鼠兔（O. turuchanensis） 为高山鼠兔(O. alpina)的同物异名。藏鼠兔循化亚种（O. thibetana xunhuaensis）应提升为种：循化鼠兔(O. xunhuaensis);东北鼠兔长白山亚种(O. hyperborea coreana)应该提升为种：长白山鼠兔(O. coreana);藏鼠兔峨眉亚种（O. thibetana sacraria）应提升为种：峨眉鼠兔（O. sacraria）; 藏鼠兔锡金亚种（O. thibetana sikimaria）应提升为种：锡金鼠兔（O. sikimaria）。通过分子系统学和形态学研究,发现了鼠兔属1 新亚属和5个新种。新亚属命名为异耳鼠兔亚属(Alienauroa subgen. n.),属模为黄龙鼠兔（O. huanglongensis sp. n.）,成员包括黄龙鼠兔新种、峨眉鼠兔、循化鼠兔,以及在龙门山和大巴山发现的2个新种,共计5个种。新亚属的鉴定特征是：耳上前缘内侧有一个密被短毛的异耳屏（Congenial tragus）;头骨扁平,颅面平直;眼小,眼眶长和眼眶宽均小于其他亚属;被毛粗长而无光泽;腹毛多为灰白色。5个新种分别发现于四川黄龙自然保护区、四川北部龙门山、四川北部大巴山、四川西部邛崃山、西藏雅鲁藏布江中游的朗县。我们分别将其命名为黄龙鼠兔（Ochotona huanglongensis sp. n.）,扁颅鼠兔（Ochotona flatcalvariam sp.n.）,大巴山鼠兔（Ochotona dabashanensis sp. n.）,雅鲁藏布鼠兔（Ochotona yarlungensis sp. n.）和邛崃鼠兔（Ochotona qionglaiensis sp. n.）。黄龙鼠兔的鉴定特征是：门齿孔前段平行;脑颅扁平,颅高为颅全长的33.5%;耳大,平均20mm以上（不含耳基部的管）,异耳屏三角形,但顶端圆形;毛长而粗糙,无光泽,背部毛长约20mm;腹面毛色以灰白为主;前后足背面灰白色,腹面黑灰色,指（趾）垫大,橘黄色,露出毛外,爪黄白色半透明。扁颅鼠兔的鉴定特征是：脑颅异常扁平,颅高约11mm,颅高仅为颅全长的31%;眼眶很小,平均6.7mm×5.6mm;个体小,体长140mm以下;体毛长而粗糙无光泽,背部毛长22mm;耳小,平均17mm左右,异耳屏阔圆型,相对较小;背毛沙黄色,腹毛黄白。大巴山鼠兔的鉴定特征是：异耳屏镰刀状;耳相对较小,均在17mm以下,和峨眉鼠兔、扁颅鼠兔差不多,比该亚属循化鼠兔和黄龙鼠兔小。颅高相对较大,颅面更隆突,颅高平均12.45mm, 眼眶相对较大,平均8.52mm×7.13mm。雅鲁藏布鼠兔的鉴定特征是：与黑唇鼠兔（O. curzoniae）和努布拉克鼠兔拉萨亚种（O. nubrica lhasaensis）有很近的亲缘关系;唇缘有很窄的深灰色圈,深灰色圈外侧为灰白色;前后足底部毛浓密,趾端毛多而长,趾垫和爪隐于毛中;个体中等,体长150mm左右,比黑唇鼠兔和努布拉克鼠兔拉萨亚种小得多;颅面较隆突,但与黑唇鼠兔相比,颅面相对平直;被毛黑褐色。邛崃鼠兔的鉴定特征是：大小及头骨和藏鼠兔很相似,但该种和藏鼠兔的显著不同是眶间宽狭窄,平均4.05mm（3.64-4.19mm）,而藏鼠兔眶间宽一般超过4.2mm,平均为4.45mm;该种毛色为沙色带黄色调,毛粗长;藏鼠兔为黑褐色调,毛相对较短;邛崃鼠兔前后足背面为显著的草黄色,而藏鼠兔前后足背面黄白色。     

13C脉冲标记法：不同生育期水稻光合碳在植物-土壤系统中的分配

定量生育期内植物光合碳在植物组织-土壤的分配规律,对于理解全球碳循环有着重要意义。采用~(13)C-CO_2脉冲标记结合室内培养,通过元素分析仪-稳定同位素联用(Flash HT-IRMS)分析植物各部分及土壤δ~(13)C值,比较了不同生育期下水稻光合碳在不同组织间的分配规律,并量化了水稻光合碳向土壤碳库的转移。结果表明:(1)水稻地上部和根系干物质量随水稻生育期的增加而呈现递增趋势,不同的生育期表现为:分蘖期拔节期抽穗期扬花期成熟期。而整个生育期的根冠比为0.2—0.4,分蘖期的根冠比最高,随着水稻生育期的增加而递减,到抽穗期以后根冠比稳定在0.2左右。(2)脉冲标记6h后,水稻地上部和地下部(根系)的δ~(13)C值在-25.52‰—-28.33‰,不同器官的δ~(13)C值存在明显分馏效应,且趋势基本一致,即茎杆(籽粒)叶片(根系);这种由于水稻生育期特性导致的各器官碳同位素分馏的现象,可用于指示不同生育期下水稻光合碳的分配和去向。(3)不同生育期~(13)C-光合碳在植物-土壤系统的分配规律不同,生长前期光合碳向根系及土壤中分配的比例高,具有较强的碳汇能力,而随生育期光合碳在根系及土壤中的分配比例呈下降趋势,但积累量不断增加。(4)不同生育期~(13)C光合碳在水稻-土壤系统中的分配比例差异明显。水稻分蘖期有近30%光合碳用于根系建成并部分通过根系分泌物进入土壤有机碳库(10%),而到成熟期则向籽粒中分配较多,而且光合碳在土壤中的分配比例也随生育期呈下降趋势。研究结果对稻田土壤有机碳循环过程和调控机制的揭示具有重要的理论意义。     

金花茶茶花的营养成分分析

该研究采用氨基酸自动分析仪、分光光度法等对金花茶花蕾、开放花和初谢花的营养成分进行了比较分析。结果表明:金花茶茶花中主要营养成分是碳水化合物,含有丰富的水溶性糖和粗纤维。茶花中的脂肪、粗纤维和水溶性糖含量随花蕾至开放的形成过程呈增加趋势,谢花后其含量呈下降趋势。开放花中总黄酮、皂甙、儿茶素、VE含量比花蕾和谢花中含量高。金花茶花蕾、开放花和初谢花三个阶段中氨基酸总量分别是7.44、5.14、5.00 g·100 g~(-1)。金花茶茶花含有丰富的氨基酸,花蕾内氨基酸含量尤为丰富。综合表明,金花茶茶花具较高的开发利用价值。该研究结果为了解金花茶花朵不同采收期的营养组成以及金花茶花朵的开发及采收利用提供了科学依据。     

广西三种新记录归化植物及其入侵性分析

该文报道了广西三种新记录归化植物,即长芒苋(Amaranthus palmeri)、橙红茑萝(Ipomoea hederifolia)和宽叶雀稗(Paspalum wettsteinii)。其中,长芒苋是人为无意引进的外来种,该植物成为2016年我国环境保护部与中国科学院联合发布的第四批外来入侵种之一;橙红茑萝和宽叶雀稗属于人为有意引进栽培,已在自然生境中定居,它们是具有潜在入侵性的外来种。同时还简要介绍了此三种新记录植物的分布、生长特征和繁殖特性,对其扩散性和入侵性进行了分析和讨论。这三种植物在广西首次发现归化,为广西外来入侵物种的预防和控制提供了基础资料。     

景宁木兰组织培养外植体选择与抗褐化研究

该研究以景宁木兰(Magnolia sinostellata)为材料,从外植体类型的选择、消毒时间、预处理方法、离体培养条件和抗褐化剂类型选择等方面进行综合研究,以期筛选出景宁木兰组织培养的最佳方案。结果表明:利用0.1%氯化汞(HgCl_2)浸泡处理14和8 min分别是景宁木兰叶片和带芽茎段、根部的最佳消毒时间;景宁木兰叶片及茎段的褐化率在暗培养7 d时,分别为60.00%和56.67%,14 d时显著升高,而根部则在暗培养14 d时褐化率最低(45%);利用1 g·L~(-1)聚乙烯吡咯烷酮(PVP)浸泡预处理景宁木兰外植体6 h可显著降低(P0.05)其褐化程度,处理后叶片、带芽茎段和根部的褐化率分别降至45.00%、28.33%和63.33%。不同的抗褐化剂均可减轻外植体的褐化程度,但针对不同外植体其效果不同。景宁木兰叶片最佳抗褐化剂为0.02 g·L~(-1)硝酸银(AgNO_3),可使其褐化率降低至16.67%,成活率为11.67%;带芽茎段和根部的最优抗褐化剂为2 g·L~(-1)柠檬酸(CA),褐化率分别降至30.00%和5.00%,成活率依次为50.00%和76.67%。综上所述,带芽茎段和根部抗褐化处理后褐化率较低且成活率较高,为景宁木兰组织培养最佳外植体。     

杉木花粉发育过程中形态结构的变化研究

该研究以扬州地区成年杉木为材料,采用半薄切片法以及扫描电镜和透射电镜观察法,对杉木花粉发育过程进行了观察。结果表明:杉木的造孢细胞形成于10月,持续至翌年的1月底至2月初。造孢细胞位于小孢子囊最里面,呈多边形,数量多且彼此排列紧密;细胞壁很薄,细胞核较大,内含丰富的细胞器和脂类物质。造孢细胞发育成熟后彼此分离形成小孢子母细胞。小孢子母细胞的减数分裂开始于2月下旬,经两次减数分裂,先后形成二分染色体和四分染色体。小孢子从四分体释放后,体积迅速增大,发育形成花粉,这个过程中,伴随着明显的营养物质变化。杉木成熟花粉壁由薄壁区和厚壁区两部分组成,薄壁区中央有一个乳头状突起,突起上有一萌发孔。成熟花粉外壁着生了许多瘤状颗粒。该研究结果为杉木生殖发育、有性繁殖以及系统演化研究提供了重要依据。     

中国大陆尼罗罗非鱼引进群体间遗传关系分析

为了从分子水平上评价中国大陆尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）主要引进群体间遗传关系、遗传分化及基因流状况,研究利用12对多态性微卫星引物,以埃及土著群体为对照组,分析中国大陆尼罗罗非鱼9个代表性引进群体的遗传关系。结果显示:①群体间四种遗传距离[D_A、D_C、D_SW和（δμ）2]同时表明,USA群体和EGY群体间的遗传距离最小[D_A=0.2174,D_C=0.4140,D_SW=0.8769,（δμ）2=22.6904];D_A和D_C表明GD群体和XJF群体间遗传距离最大（D_A=0.5851,D_C=0.6789）;D_SW和（δμ）2表明USA群体与XJF群体间遗传距离最大[D_SW=4.0907,（δμ）2=138.18]。② EGY群体和GD群体间遗传分化最小（F_ST=0.0326,R_ST=0.0337）,XJF群体和LY群体间遗传分化最大（F_ST=0.2098,R_ST=0.2655）。所有成对群体间均存在显著的遗传分化（P < 0.05）。③群体间系统树显示,WY群体、GD群体、EGY群体和USA群体被聚为一类,BL群体、LY群体和EW群体被聚为一类,JNM群体和GLD群体被聚为一类,XJF群体位于独立的分支;贝叶斯聚类分析将10个群体划分为2类,XJF、BL、LY、EW群体被归入第一类,WY、GD、EGY、USA、GLD和JNM群体被归入第二类。分子方差分析和主成分分析支持了系统树和贝叶斯聚类分析的结果。④根据成对F_ST值和R_ST值估算的群体间历史基因流平均值分别为2.4427和2.1983。群体间近期基因流检测结果显示,各群体中发生第一代迁移的个体数在0-7个,占样本数的0-23.3%。总体而言,我国尼罗罗非鱼引进群体间遗传分化显著,群体间存在一定程度的历史基因流和近期基因流。研究结果为开展我国尼罗罗非鱼引进群体的种质资源保护和综合利用提供了科学依据。