MYB类转录因子对花药和花粉发育的调控途径

花药发育和花粉形成的各个步骤由众多基因控制,一些转录因子通过调控花药发育相关基因的表达,是功能性花粉形成的关键因子。MYB类转录因子作为植物中最大的转录因子家族,是其中非常重要的一类转录因子。该文结合近年来国内外有关被子植物花粉发育相关MYB转录因子在花药发育和花粉形成的调控途径,包括绒毡层发育、胼胝质的沉积和降解、光合产物的运输、花药的开裂以及雄配子体形成过程中所起的重要作用等方面的研究进展,重点对MYB类转录因子通过形成对绒毡层发育、同化物分配、苯丙烷物质代谢等相关靶位基因的控制网络,转录调控植物花粉发育和花药开裂过程等研究进行综述讨论。     

AM真菌对重金属污染土壤生物修复的应用与机理

土壤重金属污染威胁人类健康和整个生态系统,而高效、低耗、安全的生物修复技术显示出了极大的应用潜力,特别是利用植物-微生物共生体增强生物修复效应的应用.丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhizae,AM)真菌是一类广泛分布于土壤生态系统中的有益微生物,能与90％以上的陆生高等植物形成共生体.研究发现,AM真菌能够增强宿主植物对土壤中重金属胁迫的耐受性.当前,利用AM真菌开展重金属污染土壤的生物修复已经引起环境学家和生态学家的广泛关注.基于此,围绕AM真菌在重金属污染土壤生物修复作用中的最新研究进展,从物理性防御体系的形成、对植物生理代谢的调控、生化拮抗物质的产生、基因表达的调控等角度探究AM真菌在重金属污染土壤生物修复中的作用机理,以期为利用AM真菌开展重金属污染的生物修复提供理论依据,并对本领域未来的发展和应用前景进行了展望.     

基于InVEST模型的黄土高原丘陵区水源涵养功能空间特征分析

水源涵养功能是黄土高原丘陵区生态服务的主导功能,对保障该区域生态与社会经济的可持续发展具有重要作用。以定西市安定区为例,基于InVEST模型评估了2017年的水源涵养功能及其空间分布特征,并利用空间统计方法计算了水源涵养功能的冷热点和重要性分布格局。结果表明,该区2017年在栅格单元的水源涵养量介于0-364.541 mm之间,流域单位面积平均年水源涵养量36.37 m³/hm²,水源涵养总量为11900×10⁴ m³。其中,西河流域单位面积平均年水源涵养量最高,达54.64 m³/hm²,整个区域的水源涵养功能在空间分布上呈由西南向东北逐渐减少的特征。水源涵养功能的热点区域主要集中在南部地区,热点分布呈由西南至东北逐渐降低的分布格局;冷点区面积要高于热点区面积,非显著点面积占总面积的50%以上。水源涵养功能的高度重要区和极重要区面积占总面积的34.39%,主要分布在关川河流域;一般重要区和较重要区面积占总面积的40.59%,主要分布在海拔较低的称钩河和西河流域。通过对定西市安定区水源涵养功能及冷热点和重要性的空间分布特征分析,明确了生态保护与建设的重点区域,为黄土高原丘陵区的生态与社会经济发展提供决策依据。     

祁连山排露沟流域青海云杉种群种内竞争与促进作用分析

探索种群的空间分布格局及其相互作用有助于阐释种群结构构建过程和空间分布维持机制中的潜在驱动因素, 进而为森林生态系统内不同种群的配置、经营与管理提供指导, 也为当地生态环境保护和区域资源开发提供科学依据。该研究以青海云杉(Picea crassifolia)为研究对象, 在祁连山排露沟流域设置3个面积为1 hm²的重复样地, 对样地内所有胸径≥1 cm的树木个体进行测量记录。采用成对相关函数(单变量成对相关函数g(r)和双变量成对相关函数g₁₂(r))和标记相关函数(标记相关函数K_mm(r)、标记变异函数γ_m(r)和Schlather’s I_m(r)函数)等点格局分析方法分析青海云杉种群的空间格局及种内相互作用。发现: (1)青海云杉种群径级分布连续, 整体呈倒“J”形结构。(2)青海云杉整体及幼树、小树呈现出小尺度上的聚集分布, 随空间尺度的增大逐渐趋于随机分布, 中树在整个观察尺度内均为随机分布模式, 大树则表现为小尺度上的均匀分布和大尺度上的随机分布。(3)青海云杉大树在小尺度范围内与其他径级个体均呈现出负关联, 在中尺度上呈现出正关联, 中树与小树、小树与幼树在小中尺度上表现为显著的正相关关系且随着空间尺度的增大逐渐转变为不相关。(4)青海云杉个体属性(胸径、树高、树冠面积)间在小中尺度上呈现出高度的相关性、强烈的抑制作用和显著的对称性竞争。     

青藏高原乳酸菌对垂穗披碱草青贮饲料发酵品质的影响

摘要:【目的】为了探究青藏高原乳酸菌对垂穗披碱草发酵品质的影响。【方法】本试验将3株从青藏高原垂穗披碱草(Elymus nutans Griseb.)中筛选的耐低温乳酸菌(戊糖片球菌PP-6,植物乳杆菌LP-2和清酒乳杆菌LS-5)作为添加剂加入垂穗披碱草进行青贮,同时对其生理生化特性进行研究,并以低海拔条件下分离得到的相同菌种的商品化乳酸菌制剂为对照,研究所筛选的3 株优良乳酸菌在低温(15 ℃)和常温条件(25 ℃)下对垂穗披碱草青贮饲料发酵品质的影响。【结果】试验结果表明,在碳源利用方面,分离得到的戊糖片球菌PP-6(Pediococcus pentosaceus)发酵棉子糖、乳糖、山梨醇、蜜二糖和蔗糖,清酒乳杆菌LS-5(lactobacillus sakei)可发酵棉子糖、苦杏仁苷、鼠李糖、乳糖、山梨醇、木糖、阿拉伯糖、蜜二糖和蔗糖,而相同菌种的商品菌均不能利用,表明高原乳酸菌具有更广泛的糖源利用特性。将筛选得到的3株低温生长优良菌株进行青藏高原垂穗披碱草青贮发酵试验,青贮50 d后,与对照的商品菌处理相比,在15 ℃时,清酒乳杆菌LS-5显著降低了青贮饲料pH值、丙酸含量和氨态氮/全氮值(P＜0.05),且能够保存更多的水溶性碳水化合物和粗蛋白;植物乳杆菌LP-2(lactobacillus plantarum)和戊糖片球菌PP-6作为复合添加剂显著提高了青贮饲料乳酸含量(P＜0.05),显著降低了氨态氮/全氮值和中性洗涤纤维含量(P＜0.05),能够保存更多的粗蛋白。但在25 ℃时,此3株菌与对照菌种相比均无明显优势。【结论】上述结果表明,从青藏高原分离筛选的3株菌种在低温条件下可有效提高青藏高原垂穗披碱草青贮饲料的发酵品质。     

枯草芽孢杆菌GB03对紫花苜蓿耐盐性的影响

本文研究了根际有益细菌枯草芽孢杆菌GB03对草类植物紫花苜蓿种子萌发、生长和耐盐性的调控作用。结果表明,枯草芽孢杆菌GB03菌液浸泡紫花苜蓿种子处理后,显著提高了不同盐浓度处理下种子的发芽势与发芽率;对株高、根长和生物量均有不同程度的提升作用,显著增加了不同盐浓度处理下叶绿素含量。     

盐处理下ZxSOS1调控旱生植物霸王Na~＋、K~＋转运蛋白基因的表达

本研究以多浆旱生植物霸王（Zygophyllum xanthoxylum）野生型（WT）及质膜Na＋/H＋逆向转运蛋白基因ZxSOS1-RNAi（RNA干扰）株系（L9）为材料,采用实时荧光定量PCR的方法分析了ZxSOS1被干扰后,霸王各组织中参与Na＋、K＋转运的重要通道或转运蛋白编码基因表达丰度的变化。结果显示,50 mmol·L-1 NaCl处理下,随处理时间延长,WT和L9根和茎中ZxSOS1和ZxSKOR、叶中ZxSOS1、ZxNHX和ZxVP1的表达丰度逐渐增加;ZxHKT1;1和ZxAKT1在WT根中的表达丰度呈增加趋势,而在L9根中则呈降低趋势;盐处理48 h后,L9株系中上述各基因的表达丰度均显著低于WT。由此从基因表达水平解析了ZxSOS1-RNAi株系叶和茎中Na＋的分配比例显著下降、根中显著增加,而K＋在其叶和根中的分配比例下降、茎中显著增加的调控机制。可见,ZxSOS1可通过调节各组织中参与Na＋、K＋转运的重要通道或转运蛋白编码基因的表达以调控霸王体内Na＋、K＋转运、空间分配和稳态平衡,进而调节植株的生长。     

蝶形花亚科植物花部适应机制与传粉系统

蝶形花亚科(Papilionoideae)植物种类丰富、繁育系统多样,与其传粉者关系密切,主要表现在花部适应与传粉系统的形成。蝶形花形态复杂,为完全花,花萼、花瓣5基数,花萼呈箭头状,相邻花瓣螺旋轮生,旗瓣较大位于最外边,两片翼瓣紧贴旗瓣着生并包裹两片合生的龙骨瓣,龙骨瓣内包裹着雌、雄蕊,雌蕊位于正中央,雄蕊轮生,构成二体雄蕊(多数9+1,少数5+5)。对蝶形花亚科植物的花部特征、传粉功能群、酬物与传粉系统构建进行了回顾,重点论述了蝶形花形态和化学组成与传粉系统的进化关系以及花粉呈现机制。其中,泛化的传粉系统以蜂媒传粉为主,同时存在鸟媒传粉、蝙蝠传粉和松鼠传粉等方式,花部结构和传粉者的相互选择和相互适应推动了传粉系统的演化。花粉释放是体现蝶形花植物与其传粉功能群相互作用的重要方面,二者协同进化形成了以下4种花粉呈现机制:弹花机制、活塞机制、瓣膜机制和毛刷机制。蝶形花的花部特征与传粉功能群的相互作用形成相应的传粉系统,而传粉系统是执行传粉功能的重要集合体,各个构件的相互协调和适应保证了蝶形花亚科植物传粉过程的顺利完成。     

高原鼠兔有效洞穴密度对高寒草甸优势植物叶片和土壤氮磷化学计量特征的影响

采用有效洞穴密度代替高原鼠兔(Ochotona curzoniae)活动强度的方法,研究了高原鼠兔有效洞穴密度(10、15、21和31个/625 m~2)对高寒草甸优势植物高山嵩草(Kobresiapygmaea)、垂穗披碱草(Elymus nutans)、小花草玉梅(Anemone rivularis)叶片和土壤氮(N)磷(P)化学计量特征的影响。结果表明,3种优势植物叶片N含量随有效洞穴密度增加而显著增加(P0.05),但叶片P含量却出现分异,表现为高山嵩草和垂穗披碱草叶片P含量随有效洞穴密度增加而先增加后降低(P0.05),小花草玉梅叶片P含量逐渐增加(P0.05);高山嵩草叶片N:P随有效洞穴密度增加先降低后增加(P0.05),垂穗披碱草叶片N:P逐渐增加,小花草玉梅叶片N:P则先增加后降低。土壤0-10 cm和10-20 cm土层N含量随有效洞穴密度增加无明显变化;0—10cm土层P含量随有效洞穴密度增加先降低后增加,10—20 cm土层P含量逐渐降低;0—10 cm土层N:P随有效洞穴密度增加元明显变化,而10-20 cm土层N:P则逐渐增加。优势植物叶片N、P、N:P与土壤N、P、N:P的相关性受植物根系分布特征和生存微环境的约束。     

光照强度和光周期对醉马草内生真菌共生体幼苗生长和生物碱积累的影响

该研究通过测定不同光周期(8、12、14和16h·d~(-1))和光照强度(1 500、2 500和3 500lux)处理下醉马草内生真菌共生体幼苗的形态指标以及叶绿素、可溶性糖、麦角酰胺和麦角新碱的含量,以明确醉马草内生真菌共生体幼苗生长和生物碱积累的最适光照条件,为醉马草内生真菌共生体的应用提供理论依据。结果发现:(1)醉马草内生真菌共生体幼苗株高、叶绿素和可溶性糖含量随着光照时间的延长而增加,并在光周期为16h·d~(-1)时显著(P0.05)高于其他处理;根长、单株分蘖数和单株生物量均先升高后降低,且均在14h·d~(-1)处理下达到最大值。(2)随着光照强度的增加,醉马草内生真菌共生体幼苗4个形态指标以及叶绿素和可溶性糖含量均呈增加的趋势,并在光照强度为3 500lux时均达到最大值。(3)随着处理时间的延长,醉马草内生真菌共生体幼苗麦角酰胺和麦角新碱的含量在不同光周期处理下均呈上升的趋势,并在光周期为12h·d~(-1)和光照强度为2 500lux处理下麦角酰胺和麦角新碱的含量均显著高于其他处理(P0.05),且在处理第15天时达到最大值。研究表明,适宜的光照环境能显著促进醉马草内生真菌共生体幼苗生长和生物碱的积累,并以12h·d~(-1)光周期和2 500lux光照处理下最有利于麦角酰胺和的麦角新碱积累。