果胶甲酯酶抑制蛋白(PMEIs)的功能性研究进展

细胞壁是一种复杂的动态网络结构,在植物生长发育、胁迫应答和免疫抗性过程中起着重要的调控和防御作用。果胶(pectin)是细胞初生壁结构中多糖的主要成分之一;其中,同型半乳糖醛酸聚糖(HG)是果胶多糖组分中含量最丰富的线性聚合物。HG的甲基酯化程度变化会导致其酶解形成凝胶,从而影响果胶结构的稳定性。果胶甲酯酶抑制蛋白(PMEIs)通过翻译后机制调控果胶甲酯酶(PMEs)活性,微调果胶多糖甲酯化修饰平衡后,维持细胞壁的完整性和生物力学特性。研究发现,PMEI-PME互作调控果胶甲酯化修饰的稳态是决定细胞黏附、细胞壁硬度和弹性以及器官形态发生的关键因素,同时也是细胞壁应对逆境、释放抗性信号和免疫防御的分子模式。主要对PMEIs在调节植物器官发育过程和应对不同胁迫因子发挥的抗逆功能及调控机制等最新研究进展作出综述。鉴于PMEIs在木本植物中的体内生理活性和调控机制仍有待探索,可为后续填补该领域的研究空白提供理论依据和策略参考。     

中国裸子植物红色名录评估(2021版)

定期开展物种红色名录评估, 了解植物濒危状态、致危因素变化, 对于物种保育有重要意义。本文报道了国产裸子植物的最新评估结果, 并与2013版红色名录进行了比较。本次评估了国产裸子植物274个种和种下分类群(隶属于8科37属)。与2013版红色名录相比, 本次评估减少了2科, 增加了3属和40个种和种下分类群。分类群变化是由于上次评估遗漏属种、新类群、新分布记录以及分类群名称和等级变化所致。本次评估有139个种和种下分类群被列入受威胁等级(包括极危、濒危和易危), 占总评估种类的50.7%, 与2013版的51.0%相比, 受威胁程度基本不变。物种自身进化属性、资源过度利用、生境丧失和全球变暖是国产裸子植物的主要致危因素。此外, 还有27种列为数据缺乏(DD), 占总种数的9.9%, 较2013版略有增加, 表明我国裸子植物需开展针对性野外调查和相关研究, 以摸清物种的野外生存现状, 为深入认识我国裸子植物濒危程度奠定数据基础。新的红色名录评估对濒危物种保育实践也有重要意义。     

从《国家重点保护野生植物名录》看我国裸子植物保护

本文比较了2021版和1999版《国家重点保护野生植物名录》(简称《名录》)中裸子植物的物种收录情况变化, 并分析了2021版《名录》保护物种的地理分布格局。结果发现, 2021版《名录》总体上数量增加: 科水平上增加了罗汉松科和麻黄科, 科的保护率达87.5%, 仅买麻藤科没有被列入保护的物种; 属水平上删除了落叶松属(Larix), 增加了麻黄属(Ephedra)、罗汉松属(Podocarpus)和金柏属(Xanthocyparis), 属的保护率达67.6%; 种水平上共收录106种裸子植物, 物种保护率达38.7%。1999版《名录》科、属、种的保护率分别为62.5%、62.2%和30.0%。从地理分布来看, 裸子植物保护物种主要分布在南方, 云南、广西、贵州、湖南和四川最多, 与国产裸子植物的地理分布格局相似。为了提升国家相关部门的物种保护和执法能力, 我们建议: (1)尽快建立咨询专家库, 梳理并完善物种保护行动方案和保护技术; (2)建立保护物种图像库, 使得智能识别技术为保护提供更好的技术支撑; (3)尽快建立并完善保护物种的DNA条形码参考数据库, 提升保护物种快速鉴定能力; (4)建议国家有关部门支持裸子植物针对性野外调查和分类学研究工作, 为裸子植物保护执法提供更好的支撑, 也为新的红色名录评估和保护行动计划制订提供依据。     

江苏省连云港发现黑冠鳽

2019年3月29日16时左右在江苏省连云港市海滨公园(34°44'52"N,119°21'55"E,海拔13 m)发现1只体型略小的鹭科鸟类(图1)。该鸟头顶及羽冠黑色,脸部栗褐色,上体暗棕栗色带黑色蠹状纹;下体喉白、中部杂以黑色点斑,胸部棕黄色杂以黑斑,腹侧、两胁及腋羽均为棕白色具黑色粗横斑;眼先裸部蓝色,嘴黑,跗跖暗褐色。     

基于Landsat影像研究全球气候变化对武夷山国家公园垂直带谱上各植被群落的影响

全球气候变暖对全球植被的影响巨大, 主要表现在植被群落往高海拔和高纬度的迁移。研究垂直分带上的植被群落的迁移有助于理解植被群落对气候变化的响应机制。而垂直植被带谱上的植被分类是研究垂直分带上植物群落迁移的基础, 特别是常绿阔叶林的垂直植被带谱上的植被分类在研究上是一个难点。因此, 本研究基于Landsat影像, 通过主成分分析的方法, 提取出影响分类的主要波段, 融合不同季节的波段数据及DEM数据, 并根据结果进行监督分类的方法, 对1986—2018年武夷山垂直带谱上的各个植被群落进行准确的分类和监测, 并结合期间的气候变化探讨影响植被变化的主要原因。主要的研究成果显示: 利用经过主成分分析的数据来分类山体植被类型的方法具有一定的可行性, 可以较好的分类出草甸, 竹林, 针叶林, 针阔混交林和常绿阔叶林, 总体分类精度为93.3%, Kappa系数为0.91; 1986—2018年期间, 武夷山地区气候变暖明显, 针阔混交林和常绿阔叶林的面积受气候变暖的影响呈增加趋势, 针叶林及草甸面积呈减少趋势, 植被的迁移和面积变化受气温的影响较大, 尤其是针阔混交林对气候变化响应最为明显; 针阔混交林的分布海拔上限有所上升, 草甸和针叶林的分布海拔无明显变化。利用主成分分析结合不同植被类型的物候特征和海拔分布特征能很好地识别亚热带常绿阔叶林的垂直带谱, 为气候变化对武夷山国家公园的影响提供技术和理论依据。     

小叶栎分布格局对末次盛冰期以来气候变化的响应

小叶栎(Quercus chenii)是华东植物区系的代表树种, 具有很高的生态、经济价值。为重建冰期以来小叶栎地理分布格局的变迁历史、了解环境因子对潜在地理分布的制约机制, 为小叶栎种质资源保护和管理提供科学依据, 该研究基于55条分布记录和8个环境变量, 利用MaxEnt模型模拟小叶栎在末次盛冰期、全新世中期、现代和2070年(温室气体排放情景为典型浓度目标8.5)的潜在分布区, 利用多元环境相似度面和最不相似变量分析探讨气候变迁过程中环境异常区域和引起潜在地理分布改变的关键因素, 综合应用贡献率及置换重要值比较、Jackknife检验评估制约现代地理分布的主要因子, 采用响应曲线确定环境变量的适宜区间。研究结果表明: MaxEnt模型的预测准确度极高, 受试者工作特征曲线下的面积(AUC值)达0.9869 ± 0.0045; 现代高度适宜区在安徽南部、浙江西部、江西东北部和湖北东部; 影响小叶栎地理分布的主要气候因子为气温和降水量, 气温更重要; 最干季平均气温可能是制约小叶栎向北分布的关键因素; 末次盛冰期时, 小叶栎高度适宜区位于东海大陆架内; 全新世中期适宜分布区轮廓已与现代近似; 2070年适宜分布区向北移, 高度适宜区面积增大, 与末次盛冰期、全新世中期和现代相比, 这一时期的气候异常程度最高。气温季节变化和降水季节变化可能是引起地理分布变迁的重要气候因素。     

生物炭对土壤理化和微生物性质影响研究进展

生物炭是生物质原料限氧热解制备的高度芳香化和富含碳元素的黑色固体物质。生物炭所具有的独特的性质使生物炭在土壤改良方面具有很大的潜力, 已成为当前农业科学领域的研究热点。但是, 生物炭的性质受原料和热解温度的影响。生物炭性质和土壤环境条件的差异可在较大程度上影响生物炭改良土壤的效果。因此, 必须根据土壤的主要障碍因子, 选择合适的生物炭施加方案, 以期得到较好的土壤改良效果。综述了近年来国内外有关生物炭对土壤理化和微生物性质影响的研究进展, 探讨了生物炭改变土壤性质的机制和影响因素, 阐述了生物炭研究和应用中存在的一些问题, 从而为生物炭在农业领域的应用提供一定的思路。     

基于叶绿体DNA atpB-rbcL片段的典型樱亚属部分种的亲缘关系及分类地位探讨

蔷薇科典型樱亚属植物（Subg.Cerasus Koehne）（樱花类）具有重要的观赏价值,深入研究其种间亲缘关系及分类地位,对于国产樱属植物系统发育与种质资源创新具有重要的理论指导意义。基于PCR扩增与测序技术研究了从云南、江西、福建采集的典型樱亚属3个种（含变种）的叶绿体DNA非编码区atpB-rbcL片段,结合GenBank数据库已经提交的其它4个种的同源序列,共获得7个种的30条序列矩阵,以此构建了单倍型中介网络图与系统发育树,分析和探讨了它们的亲缘关系与分类地位。（1）在atpB-rbcL序列矩阵中,774个有效位点中共发现15个多态性位点,占分析序列的1.94%,（A+T）含量为70.50%,存在明显的碱基偏好;（2）DNASP 5共检测到9个单倍型,物种间平均单倍型多样性（H_d=0.880 5±0.026）,平均核苷酸多态性（π=0.007 11±0.000 54）,除尾叶樱桃（Prunus dielsiana）外（Hap5~Hap7）,其余物种拥有各自独特的1个单倍型,具有较丰富的遗传多样性;（3）综合Network中介图与系统发育重建结果：推测磐安樱桃（P.pananensis）处于较原始的进化阶段,相比尾叶樱桃,与浙闽樱桃（P.schneideriana）亲缘关系较近;长柱尾叶樱桃（P.dielsiana var.longistyla）与尾叶樱桃互为姊妹支,并共同构成独立进化单元。综上,叶绿体atpB-rbcL片段在典型樱亚属下种间的适用效果较好,可以优先选为DNA条形码;分子证据结合形态学特征支持将长柱尾叶樱桃作为尾叶樱桃变种的处理意见,而磐安樱桃的分类地位则需要更多的证据。     

氮沉降对人工林生长的滞后性影响的研究进展

氮沉降对人工林生长的影响是目前的热点问题之一.但是,现有的研究着重于氮沉降对人工林生长的即时性影响,而对人工林生长的滞后性影响或效应研究却十分缺乏.氮沉降的滞后性效应是其逐渐改变人工林生态功能的体现,而且滞后性影响机制与即时性影响完全不同.因此,以氮沉降对人工林的滞后性影响为主线,分别综述不同氮沉降浓度对人工林生长的影...     

磁共振成像技术在毛竹幼竹显微结构和水分含量表征中的应用

竹子节部对竹秆的中空结构以及竹秆快速高生长起着关键作用,研究竹子解剖结构有助于认识竹子生长机制。本研究利用核磁共振成像(MRI)无创、高分辨率和准确的技术优势,对毛竹幼竹去笋箨梢部进行横切面高精度核磁共振成像扫描,使用MATLAB软件对 MRI进行灰度值采集,分析节部、近节部和节间水分分布差异。结果表明: 无数维管束在毛竹幼竹节隔以及近节隔内腔反复扭曲和水平转动,组成了一个错综复杂和高度连接的网络结构,通过分轴向载荷来保护重要组织免受机械应力,同时实现水分和营养物质的横向运输,这是毛竹在短时间内快速完成高生长的重要基础。MRI信号值(亮度值)表明,幼竹维管束的水分含量远远高于周围的基本组织。节间平均水分含量和像素点间含水量标准差显著高于节部,近节部居中。MRI技术可以在未来竹子解剖学和生理生化学研究中发挥作用。