‘兰箭3号’箭筈豌豆荚果发育动态及腹缝线结构研究

箭筈豌豆(Vicia sativa)是高海拔地区重要的一年生豆科牧草,但荚果成熟时的开裂现象会造成种子的严重损失。该研究以栽培品种‘兰箭3号’为对象,对其荚果在发育过程中的形态特征、水分含量、腹缝线表面结构及腹缝线横截面解剖结构的动态变化进行观察分析,以探讨箭筈豌豆荚果的裂荚机理,为生产中确定种子收获的适宜时间提供理论依据。结果显示:(1)‘兰箭3号’约在盛花后25~30d荚果变为浅棕色,此时荚果已完成生理成熟,且荚果的大小和干重均达到最大值,含水量降到最小值;盛花后25d荚果腹缝线出现裂缝,盛花后35d腹缝线完全裂开。(2)‘兰箭3号’于盛花后20d腹缝线处离层细胞开始解体;盛花后25d,内、中、外果皮的薄壁细胞均开始失水皱缩,其中内果皮的薄壁细胞部分已开始破裂,离层细胞及其下面的薄壁细胞完全解体,外部果瓣缘细胞内侧细胞壁破裂,但外侧异常加厚的细胞壁仍然保持完整并连接两个果瓣,使荚果不开裂;盛花后30~35d,内、中、外果皮的薄壁细胞完全失水,细胞壁皱缩在一起,同时外部果瓣缘细胞外侧细胞壁断裂成两部分,荚果的两个果瓣裂开。研究表明,盛花后25~30d荚果失去绿色变为浅棕色时是‘兰箭3号’的适宜收获时间,且离层和细胞失水产生的机械拉力是导致箭筈豌豆荚果开裂的主要原因,推测外部果瓣缘细胞外侧增厚融合的细胞壁很可能是‘兰箭3号’抵抗裂荚的关键结构。     

玛曲县植被覆被变化及其对环境要素的响应

植被覆被变化是气象要素和人类活动综合作用的结果,能够反映区域内生态系统的演替趋势。玛曲高寒生态区作为黄河上游重要的水源涵养和补给区,具有维持区域生物多样性和生态安全,保障经济社会健康发展的重要作用,因此厘清该区域植被变化与气候及人类活动等环境要素的相互关系有助于为玛曲县生态治理与恢复提供科学参考。鉴于此,以2000-2015年MODIS/NDVI数据为基础,结合同期气象与人类活动数据,应用趋势分析法、相关分析以及通径分析等方法,分析了玛曲县植被NDVI的时空变化规律,并详细探讨了气象要素和人类活动对植被覆被变化的影响。结果表明：（1）2000-2015年玛曲县NDVI呈波动上升趋势,上升速率为0.01015/10a;各土地利用/覆被类型中,增加幅度由大到小依次为高山稀疏植被、湿地、沙化草甸、山地疏林地、高寒草甸、亚高山硬叶灌丛、亚高山阔叶灌丛和高寒草原;增加面积占相应地类总面积比例由大到小分别是高山稀疏植被（75.57%）、山地疏林地（71.45%）、沙化草甸（71.18%）、湿地（70.66%）、高寒草甸（68.15%）、亚高山硬叶灌丛（66.96%）、亚高山阔叶灌丛（66.24%）和高寒草原（66.05%）;（2）气象要素中,气温与NDVI间具有显著正相关（P < 0.05）,是影响植被覆被的决定性因子,利于植被的生长与发育;降水与NDVI间相关不显著（P > 0.05）,对植被覆被的影响较小;（3）人类活动要素中,与放牧强度密切相关的大牲畜存栏数和羊存栏数是植被生长的主控因子,其中大牲畜存栏数呈显著的抑制作用（P < 0.05）,羊存栏数具有较强的促进作用（P < 0.05）;（4）通径分析发现,气温、大牲畜存栏数和羊存栏数的决定系数依次为0.3005,-0.0563和0.0128,说明气温对NDVI的综合作用强度最高、大牲畜存栏数次之,羊存栏数最低;此外,剩余通径系数为0.53。该数值较大,表明仍有部分对NDVI增加存在影响的环境要素未考虑到,需在今后的研究中给予关注。     

祁连山高寒草原主要植物种群格局对冬季放牧的响应

以肃南裕固族自治县鹿场冬季牧场为研究对象,采用偏离系数及t检验方法结合Ripley''s K函数及蒙特卡罗随机模拟对紫花针茅种群与醉马草种群进行格局分析,进一步采用计盒维数与信息维数对紫花针茅种群与醉马草种群进行分形分析,揭示在放牧系统中优势植物的种群变化。格局分析结果表明：牧场植物的种群格局出现5种变化规律。紫花针茅种群的偏离系数在放牧率3.64 AUM/hm²时^#,出现最小值。醉马草种群的偏离系数在放牧率4.16AUM/hm²时,出现最大值。在0-1 m的研究尺度内,紫花针茅种群与醉马草种群的Ripley''s K函数结果均在蒙特卡洛随机模拟区间内,呈随机分布格局。分形分析结果表明：伴随放牧率增大,紫花针茅种群的计盒维数区间为[1.596,1.962],醉马草种群的计盒维数区间为[1.831,1.945];紫花针茅种群的信息维数区间为[1.590,1.899],醉马草种群的信息维数区间为[1.633,1.913]。在放牧率4.34 AUM/hm²时,紫花针茅种群与醉马草种群空间占据差值达到最大,信息维数相对较低,种群分布相对均匀,格局变化相对缓慢,经济效益与生态效益相平衡,最适合管理牧场。     

高等植物热激转录因子生物学特性及其在非生物胁迫适应中的作用

热激转录因子(HSFs)参与了植物生长发育的调控以及多种非生物胁迫适应基因的表达调控。HSFs通常形成同源三聚体,激活转录活性从而发挥功能。本文综述了热激转录因子的基本结构、亚细胞定位、转录调控、功能多样性及其在植物适应极端温度、盐害、干旱、强光和氧化胁迫等非生物胁迫过程中的作用。HSFs是提高高等植物抗多重胁迫的优质候选基因,对其深入研究具有重要的应用价值。未来,通过生物基因工程等手段利用HSFs提高各类作物抗性具有广阔的发展前景。     

祁连山气候变化特征及其对水资源的影响

祁连山作为我国重要的生态功能区、西北地区重要的生态安全屏障和河流产流区,是气候变化敏感区和生态环境脆弱区,其生态环境对西北地区经济发展起着重要作用。本研究利用祁连山区气温和降水观测数据、MOD10A2积雪产品以及石羊河、黑河和疏勒河流量资料,系统分析了1961—2020年祁连山区的气候变化特征,以及在气候变暖背景下,气候变化对祁连山区水资源的影响。结果表明: 1961—2020年,祁连山区平均气温呈显著上升趋势,升温速率达0.39 ℃·(10 a)^-1,西段升温速率最大,中、东段次之,冬季升温趋势最显著,春季最小;祁连山区平均气温在1997年发生突变。祁连山区年降水量总体呈波动增加趋势[10 mm·(10 a)^-1],中段增加最明显,2004年以来祁连山区处于多雨时期,气候呈暖湿化趋势;四季降水量均呈增加趋势,夏季降水增加对年降水贡献最大;年降水以年际尺度变化为主,2.8年的年际尺度贡献率高达64.3%。祁连山积雪面积受气温和降雪影响明显,与夏季气温存在负相关,与降雪量存在正相关;2016—2020年,祁连山增温趋缓、降雪增多,积雪面积呈增加趋势。2000年以来,祁连山升温加剧,降水增多,冰雪融水增加,石羊河、黑河和疏勒河出山径流均呈增加趋势。研究结果对祁连山区生态文明建设和应对气候变化具有重要意义。     

Potential analysis of grass endophytes Neotyphodium as biocontrol agents

Many grasses in the subfamily Pooideae develop symbioses with Neotyphodium fungal endophytes, which exist widely in nature. The stably symbiotic relationship not only ensures accessible nutrients required by Neotyphodium fungal endophytes, but also significantly increases the resistance of host grasses to biological stresses through the production of secondary metabolites. Previous studies show that infected grasses with endophytic fungi have prominently enhanced resistance to pests, plant diseases, companion plants and other biological stresses. Grass endophytic fungi show remarkable resistant to at least 79 species of pests from three classes; arachnida, nematode and insecta, and to at least 22 species of pathogenic fungi. Although the biotechnological application of endophytic fungi in grass breeding for variety selection and quality improvement has progressed well, opportunities remain for further exploring the use of fungal endophytes among different host grasses coupled with the examination of genetic stability of Neotyphodium in novel host grasses. In the future application of endophytic fungi as a bio-control method, researchers should not only consider specificities of host grasses, but also need to have comprehensive analysis and knowledge about the mutual relationships among grasses, endophytic fungi and ecological environments, which will help use endophytic fungi to better serve humanity.     

CLA对急性缺氧大鼠肝脏线粒体呼吸链酶活性及氧化应激的影响

目的:观察共轭亚油酸(CLA)对急性缺氧大鼠肝脏线粒体呼吸链酶活性及肝脏内氧化应激(OS)的影响。方法:将60只SD大鼠随机分为正常对照组,模拟海拔5000米高原环境连续缺氧暴露3d的急性缺氧组,急性缺氧CLA干预组。生化法测定肝脏组织中丙二醛(MDA)、还原型谷胱甘肽(GSH)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性,Clark氧电极法观察大鼠肝脏线粒体呼吸链酶活性。结果:成功诱导大鼠急性缺氧模型。与对照组比,急性缺氧组大鼠肝脏MDA含量明显升高(P<0.05),同时肝脏线粒体呼吸链酶活性以及抗氧化酶活性(SOD,CAT)及GSH显著降低(P<0.05),与急性缺氧相比,CLA治疗组大鼠以上各项指标均有改善,并存在一定的剂量效应关系。结论:CLA通过抑制氧化应激增强大鼠肝脏线粒体呼吸链酶活性改善了急性缺氧大鼠肝脏的能量代谢障碍,对急性缺氧引起的氧化损伤有保护作用。     

自体吞噬在植物生长发育中的功能

自体吞噬是一种细胞内自我降解系统,它能将植物细胞内溶物运输至液泡并降解.自体吞噬可划分为内溶物的包裹、运输至液泡、内溶物的降解和降解产物的重新利用几个连续步骤.关于细胞自体吞噬的认识主要来源于酵母、人类、小鼠、果蝇和线虫等生物,以拟南芥等为代表的植物细胞自体吞噬的研究虽然刚刚开始,但也取得了一些标志性的成果,且近十几年来已迅速成为植物研究领域的热点之一.自体吞噬在植物体内具有多种生理和病理作用,如对饥饿的适应、细胞内蛋白质和细胞器的清除、种子中贮藏蛋白的积累、抵制微生物、细胞死亡和胁迫响应等.本文在介绍自体吞噬形成过程的基础上,着重探讨了自体吞噬在植物生长发育中的功能,并对植物中自体吞噬的研究方向进行了展望.     

荒漠植物红砂叶绿素和脯氨酸累积与环境因子的相关分析

通过测定中国境内荒漠植物红砂(Reaumuria soongorica)主要分布区内21个自然种群407株叶片的叶绿素和脯氨酸含量,以及不同种群内土壤含水量、可溶性盐分含量、有机质、全氮、全磷含量等土壤理化性状指标,分析了不同自然种群红砂叶绿素和脯氨酸含量的变异特征以及影响其变化的主要环境因子.研究结果表明:红砂种群间叶绿素含量差异显著.土壤因子对叶绿素合成的影响较气象因子大,而土壤含水量和土壤全磷含量是导致不同红砂种群叶绿素含量出现明显差异的主要原因.红砂脯氨酸含量平均值显著高于盐爪爪、骆驼刺、芨芨草等其它荒漠物种,并且与叶片含水量和土壤含水量呈显著负相关,与土壤可溶性盐分含量呈显著正相关.红砂体内脯氨酸的累积是对干旱盐渍环境的适应性反应,与抗旱性和抗盐性之间存在着一定的关系.