四倍体刺槐枝条韧皮部总蛋白质双向电泳体系建立及应用

采用TCA/丙酮法对四倍体刺槐枝段韧皮部全蛋白质进行提取,通过对IPG胶条pH梯度、分离胶浓度的选择,上样量、等电聚焦条件的优化,建立起四倍体刺槐枝段韧皮部蛋白质双向电泳体系。研究结果表明:采用TCA/丙酮法提取四倍体刺槐枝段韧皮部全蛋白质,选用pH4-7的17 cm IPG胶条,考马斯亮蓝染色上样量550μg,等电聚焦IEF聚焦总伏小时数从60 000 Vh提高到80 000 Vh,并采用12%的分离胶对四倍体刺槐枝段韧皮部全蛋白进行双向电泳,能得到背景清晰、蛋白质点数相对较多,分离度高且重复性好的电泳图谱。利用建立的体系进行双向电泳分离蛋白质,能直接挖点送质谱分析。采用该体系分析四倍体刺槐硬枝扦插生根愈伤组织阶段蛋白质表达差异,共筛选出83个差异蛋白质点,其中上调蛋白15个,新产生蛋白22个,下调蛋白22个,缺失表达24个。     

桥山栎林群落结构特征与物种多样性相关关系分析

为了解森林群落结构特征与物种多样性之间的相关关系,以黄土高原桥山林区典型麻栎纯林、麻栎阔叶混交林和麻栎油松混交林为研究对象,调查分析了群落结构特征,计算物种重要值及物种多样性,并进行了冗余分析,结果表明:(1)麻栎油松混交林主要以乔木层胸径、树高、枝下高等最高;麻栎阔叶混交林以灌木层盖度、地径、冠幅、高度等最高;麻栎纯林以草本地径、草本盖度及草本冠幅最高。(2) 3种类型林分乔木层重要值最高的均为麻栎(Quercus acutissima),灌木层为狼牙刺(Sophora viciifolia)、南蛇藤(Celastrus orbiculatus)、胡枝子(Lespedeza bicolor),草本层为苔草(Carex tristachya)。(3)麻栎油松混交林乔、灌层物种多样性较高,麻栎阔叶混交林以草本层物种多样性最高。(4)不同类型麻栎林群落结构特征与物种多样性关系有差异。松栎混交林中,对物种多样性影响最大的为乔木胸径、新稍长及灌木高度;麻栎阔叶混交林对物种多样性影响最大的为灌木层高度及冠幅;麻栎纯林中,对物种多样性影响最大的为乔木胸径。(5)麻栎油松混交林、麻栎阔叶混交林的胸径、树高、物种多样较麻栎纯林高,具有较高木材生产能力和生态防护功能,是未来森林经营培育的方向。     

渭北黄土高原主要造林树种根系分布特征的研究

采用土钻法研究了油松、刺槐、樟子松、华山松、侧柏和山杏６个树种的垂直根系分布特征。结果表明,立地条件对刺槐根系分布特征有明显的影响,林地土壤水分状况的差异是造成这种影响的关键所在;土壤种类、结构等对刺槐根系的分布特征也有很大影响;油松在幼年期（８年生）即可达到根系分布的最大深度,但根系密度却随着林龄的增大呈明显的增大趋势;不同树种在根系垂直分布特征方面存在着很大差异,其中刺槐根系分布最深。根据各树     

黄土高原刺槐林地土壤水分垂直分布特征及其动态模型的建立

以位于黄土高原半干旱丘陵沟壑区的陕西省安塞县和半湿润残塬沟壑区的甘肃省泾川县为代表,研究了不同水分生态区刺槐林地土壤水分垂直分布特征;并在原有林地土壤水分入渗平衡模型的基础上,建立了林地土壤水分随时间、土壤深度变化的动态模型。结果表明:(1)不同水分生态区林地土壤水分垂直变化规律具有明显区别,泾川的土壤含水量峰值出现在20~40cm土层深处,后随着土层深度的增加逐渐降低,在200cm土层深度土壤含水量趋于稳定(11%左右);安塞的土壤含水量峰值出现在约60cm左右的土层,并在220cm深度土壤含水量趋于稳定(5.5%左右);说明泾川的土壤含水量高于安塞,安塞的降雨和林木根系耗水对土壤水分的影响程度和深度均大于泾川,且两地深层土壤水分含量不受降水和林木根系耗水等的影响。(2)利用降水在土壤中的入渗平衡模型能够很好地拟合黄土高原两地(泾川、安塞)刺槐林地的土壤水分垂直分布;并通过引入参数t(月份)建立了林地土壤水分随时间和土壤深度变化的动态模型,经验证该模型能够准确地刻画黄土高原不同水分生态区刺槐林地土壤水分的动态变化。     

干旱对4种苗木根尖可溶性蛋白组分和含量的影响

以2年生刺槐、油松、侧柏、沙棘苗木为材料,设置包括适宜水分、中度干旱、重度干旱(分别为田间土壤持水量的70%、50%、35% )3个水分程度和短期(7 d)、中期(14 d)、长期(21 d)3个时间的人为控水胁迫实验,研究了干旱胁迫对4种苗木根尖可溶性蛋白含量及组分的影响.结果表明:刺槐根尖可溶性蛋白含量在短期中度干旱和长期重度干旱下显著减少,而在中长期中度干旱和短期重度干旱下显著增加;侧柏根尖可溶性蛋白含量在短期中度干旱和重度干旱下显著增加,长期中度干旱和中长期重度干旱下减少;随着胁迫程度加重和处理时间的延长,油松根尖可溶性蛋白含量总体增加,而沙棘则减少.4种苗木根尖可溶性蛋白组分在不同干旱胁迫程度和时间下均无明显变化,各分子量可溶性蛋白含量变化大多数与总蛋白含量变化趋于一致.可见,4种苗木根尖可溶性蛋白含量的变化在干旱胁迫程度、胁迫时间以及树种之间差异较大,其对干旱的响应是通过大部分蛋白组分较一致地变化来实现的.     

不同土壤水分下4种沙生灌木的光合光响应特性

采用盆栽试验在适宜水分、中度干旱和重度干旱(土壤田间持水量的70%-75%、45%-50%和30%-35%)条件下,研究了4种沙生灌木柠条、花棒、沙木蓼和杨柴1年生幼苗的光合光响应特性。结果表明:各灌木光响应曲线的变化趋势基本一致,采用非直角双曲线模型拟合良好;各灌木净光合速率在同等光合有效辐射时均表现为适宜水分中度干旱重度干旱;各灌木在干旱条件下叶片表观量子效率与最大净光合速率均较适宜水分下降低,两项参数在中度与重度干旱下的平均降幅柠条均为最小,反映出柠条光合作用对干旱胁迫较强的适应性;干旱条件下光饱和点的降低是造成4种沙生灌木对光照需求改变的主要原因,光补偿点和饱和点的协同变化表明柠条具有对光环境良好的适应性;4种沙生灌木在干旱条件下暗呼吸速率均降低。在西北沙区人工植被建设中从光合特性考虑,柠条更宜作为土壤水分较差立地上的先锋树种。     

豆科植物SHR-SCR模块——根瘤“奠基细胞”的命运推手

豆科植物-根瘤菌共生固氮是可持续性农业氮肥的最重要来源。根瘤作为豆科植物共生固氮的一种特化植物侧生器官, 提供了根瘤菌生物固氮必需的微环境, 是根瘤菌的安身之本, 因此, 根瘤的正常发育是实现豆科植物-根瘤菌共生固氮的结构基础。根瘤器官的从头发生主要起始于根瘤菌诱导的根皮层细胞分裂。通常认为豆科植物的根皮层具备有别于非豆科植物根皮层的某种特异属性, 从而响应根瘤菌并与之建立固氮共生, 但长期以来该属性决定的分子机制一直不明确。近日, 中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛团队以蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)等豆科植物和拟南芥(Arabidopsis thaliana)等非豆科植物为研究对象, 发现豆科植物中保守的SHR-SCR干细胞模块决定了其皮层细胞分裂潜能从而赋予根瘤器官发生的命运。该研究揭示了豆科植物根瘤发育的全新机制, 提供了研究和理解植物-根瘤菌固氮共生进化的重要线索, 对提高豆科作物固氮效率和非豆科作物固氮工程具有重要意义。     

苜蓿抗甲硫氨酸变异体的筛选

紫花苜蓿(Medicago sativa L.)下胚轴愈伤组织用NaN_3溶液诱变处理后,在含有全致死浓度甲硫氨酸的MS培养基上进行了6个月的连续筛选培养,获得了能抗100mmol/L甲硫氨酸的变异细胞系,并分化成再生植株。所获变异细胞系在脱离选择压力6个月后,对甲硫氨酸的抗性仍比对照高7.2倍,并表现出对乙硫氨酸的交叉抗性(为对照抗性的3.3倍)。抗性细胞系及其再生植株的甲硫氨酸、赖氨酸、苏氨酸和异亮氨酸含量均比对照有大幅度增加。抗性系的SDS-PAGE电泳图谱及过氧化物酶同工酶谱带均与对照有显著不同,并出现了新带,表明变异系已经产生变化了的基因产物。     

基于快鸟影像纹理特性的刺槐林叶面积指数估算

以渭北地区刺槐林为研究对象,通过计算高分辨率影像不同窗口的纹理参数,分别运用一元一次方程、一元二次方程、乘幂模型和指数模型,研究刺槐林野外实测叶面积指数（LAI）与快鸟影像纹理参数间的相关关系,遴选黄土高原地区估算刺槐林LAI最适合的纹理参数以及计算窗口大小.结果表明： 纹理指数对LAI反演精度影响显著,其中角二阶矩阵和熵的估算精度明显高于其他纹理指数;计算窗口的大小显著影响LAI反演精度,非相似度和对比度的反演精度在窗口9×9达到最大,其余纹理指数对于LAI的估算精度随着计算窗口的变大不断降低,在窗口3×3时达到最大;乘幂模型的估算精度低于其他3种方法.     

渭北黄土高原主要造林树种根系分布特征的研究

采用土钻法研究了油松、刺槐、樟子松、华山松、侧柏和山杏6个树种的垂直根系分布特征.结果表明,立地条件对刺槐根系分布特征有明显的影响,林地土壤水分状况的差异是造成这种影响的关键所在;土壤种类、结构等对刺槐根系的分布特征也有很大影响;油松在幼年期(8年生)即可达到根系分布的最大深度,但根系密度却随着林龄的增大呈明显的增大趋势;不同树种在根系垂直分布特征方面存在着很大差异,其中刺槐根系分布最深.根据各树种根系垂直分布特征,在黄绵土阳向立地上各树种生产力的大小次序为:刺槐>山杏>油松>樟子松>华山松>侧柏.