叶子花脱落酸生物合成关键酶基因NCED的克隆及调节开花功能初探

以叶子花品种‘大红宝巾’(Bougainvillea glabra‘Mrs Butt’)的2年生扦插苗为试验材料,克隆到了一个9-顺式-环氧类胡萝卜素双氧合酶(NCED)同源基因,并分析了内源脱落酸(ABA)含量及NCED活性等变化与该基因表达之间的内在联系,探讨ABA对促进叶子花开花的作用机理。结果表明:(1)外源50mg·L-1 ABA处理促进了叶子花开花,而与10μmol·L-1的去甲二氢愈创木酸(NDGA,ABA合成抑制剂)共处理可抑制这种效果。(2)外源ABA处理可诱导叶子花叶片中内源ABA含量和NCED含量与活性上升,这种诱导可被NDGA抑制。(3)克隆得到的NCED基因全长为2 380bp,其推定的编码蛋白包含618个氨基酸残基,与草莓中的FvNCED1同源性最高,命名为BgNCED1。(4)Real-time PCR结果显示,外源ABA处理显著诱导BgNCED1基因的表达,而10μmol·L-1的NDGA可显著抑制BgNCED1基因的诱导效果,这种表达模式与内源ABA含量及NCED活性等的变化趋势较为一致。研究认为,外源ABA可能通过诱导BgNCED1的表达,增强内源ABA的生物合成,进而促进叶子花从营养生长到生殖生长的转变,使其提前开花。     

岩生植物雅安紫云菜对干旱及复水的生理响应

选择自然状态下生长在岩石边坡上的岩生植物雅安紫云菜为研究材料,通过人工控制土壤含水量的盆栽试验模拟自然界中的干湿交替现象,对雅安紫云菜中与其抗旱相关的叶绿素含量、膜质过氧化、渗透调节物质及抗氧化酶活性等11个生理生化指标进行了测定和分析,探讨雅安紫云菜对干旱胁迫的适应性及其生理机制。结果显示:(1)在干旱胁迫条件下,雅安紫云菜叶片具有较强的水分保持能力,叶绿素含量减少幅度较小,且复水后叶片相对含水量和叶绿素含量均能迅速恢复。(2)干旱胁迫9d后,叶片中超氧阴离子含量、过氧化氢含量以及丙二醛含量持续增加,同时抗氧化酶SOD和POD活性显著升高,而其叶片电解质外渗率、渗透调节物质可溶性糖含量和脯氨酸含量在干旱胁迫12d后开始大幅增加,复水后这些指标都恢复到接近对照水平。(3)在持续21d的干旱胁迫后,土壤含水量降低到4.26%,雅安紫云菜植株叶片呈现严重萎蔫,植株倒伏,但是复水后植株仍能较快恢复正常生长。研究表明,雅安紫云菜具有较强的渗透调节能力、酶促抗氧化活力以及叶片保水能力,从而表现出较强抗干旱能力,并且在恢复水分供应后能迅速恢复植物生长势,可以作为西南地区岩石边坡绿化的潜力景观植物。     

模拟氮沉降对华西雨屏区天然常绿阔叶林土壤微生物生物量碳和氮的影响

为理解模拟氮沉降对华西雨屏区天然常绿阔叶林土壤微生物生物量碳(MBC)和氮(MBN)的影响,通过一年野外模拟氮(NH₄NO₃)沉降试验,氮沉降水平分别为对照(CK, 0 g N·m^-2·a^-1)、低氮沉降(L, 5 g N·m^-2·a^-1)、中氮沉降(M, 15 g N·m^-2·a^-1)和高氮沉降(H, 30 g N·m^-2·a^-1),研究了氮沉降对天然常绿阔叶林土壤MBC和MBN的影响.结果表明: 氮沉降显著降低了0～10 cm土层MBC和MBN,且随氮沉降量的增加,下降幅度增大;L和M处理对10～20 cm土层MBC和MBN无显著影响,H处理显著降低了10～20 cm土层土壤MBC和MBN;氮沉降对MBC和MBN的影响随土壤深度的增加而减弱.MBC和MBN具有明显的季节变化,在0～10和10～20 cm土层均表现为秋季最高,夏季最低.0～10和10～20 cm土层土壤微生物生物量C/N分别介于10.58～11.19和9.62～12.20,表明在华西雨屏区天然常绿阔叶林土壤微生物群落中真菌占据优势.     

遮阴对四季桂生理生态特性的影响

为了解遮阴对四季桂(Osmanthus fragrans)生长的影响,研究了成都地区夏季遮阴处理下四季桂扦插苗生理生态特性的变化。结果表明,随遮光率增加,比叶重下降;叶绿素b(Chl b)含量增加,Chl a/b降低。遮阴下叶片可溶性糖、可溶性蛋白含量降低,以80%遮光率下降的最显著;随遮光率上升,叶片丙二醛(MDA)含量下降,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性降低,以55%、80%遮光率的MDA含量下降显著。遮阴处理下,叶片光饱和点(LSP)、光补偿点(LCP)、最大净光合速率(Pmax)、暗呼吸速率(Rd)均下降,而表观量子速率(AQE)增大;瞬时光能利用率(LUE)升高,净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、气孔限制值(Ls)均降低,胞间CO_2浓度(Ci)升高。四季桂幼苗主要通过提高Pn和抗氧化酶活性来适应强光环境;降低SLW、LSP、LCP和Rd,提高Chl和Ci含量,增大AQE和LUE提高弱光利用能力,中度遮阴(25%、55%遮光率)有利于幼苗在夏季的生长。     

华西雨屏区白夹竹分株种群的点格局分析

采用点格局分析方法对华西雨屏区白夹竹分株种群的分布格局以及不同龄级分株之间的相互关系进行分析.结果表明：白夹竹分株种群在0～0.32 m空间尺度上呈集群分布,0.64～4.48 m空间尺度上呈均匀分布,>4.48 m空间尺度上呈随机分布.各龄级分株种群在0～8.00 m空间尺度上主要呈随机分布,龄级间略有差别.其中,Ⅰ龄级与Ⅱ、Ⅲ龄级分别在1.76～4.16 m、0.32～4.16 m尺度上接近或达到空间负关联,与Ⅳ龄级在0.32～3.04 m尺度上呈显著空间负关联,表现为随着龄级差距的加大,幼龄分株与高龄级分株的空间负关联增加.白夹竹分株种群的空间格局及不同龄级分株之间的相互关系由尺度、分株龄级及环境因素共同决定.     

运用植物区系质量指数快速评估湿地植被恢复成效

目前通常采用的评估湿地保护和恢复成效的指标体系较为复杂, 常涉及生物学、环境科学和社会学等多个学科, 导致监测评估成本高, 并难以实现综合的定量评估, 因此有必要提出能够在较大程度上表达生态环境状况的综合生态指标。植物区系质量指数(Floristic Quality Assessment Index, FQAI)反映了植物区系中物种的生态保守性程度, 作者将其作为主要生态指标, 来验证该指标用于湿地植被恢复成效定量评估的有效性。作者以四川盆地丘陵和平原地区湿地植物为对象, 构建了区域库塘及河滩湿地植物区系质量指数计算方法与赋值表, 以成都市重要水源地——云桥湿地的3年生态恢复成效为案例进行了检验。结果表明, 在云桥湿地3年恢复期间, 植物物种组成及其比例在恢复年限间无显著差异, Shannon-Wiener指数、Pielou指数和Simpson指数在3年中也并未发生显著变化, 但生态保守性系数平均值(CC_mean)和植物区系质量指数(FQAI)均随恢复年限显著上升, 表明FQAI可以快速、有效地实现生态系统水平湿地植被恢复成效的比较和定量评估。     

阿魏酸、对羟基苯甲酸及其混合液对土壤氮及相关微生物的影响

通过室内培养法,研究了不同浓度的阿魏酸、对羟基苯甲酸及其混合液对土壤氮素、与氮素转化相关的微生物和酶的影响。结果表明,10^-4mol/L阿魏酸和对羟基苯甲酸使土壤铵态氮降低了11.18%和10.87%,硝态氮降低了6.33%和3.95%;10^-3mol/L阿魏酸、对羟基苯甲酸及其混合液分别使可溶性有机氮降低了6.59%、10.16%和10.39%。阿魏酸、对羟基苯甲酸及其混合液抑制了氨化细菌、硝化细菌和反硝化细菌的生长,削弱了土壤脲酶与蛋白酶的活性。与对照相比,10^-4mol/L混合液降低了26.04%的氨化细菌、30.79%的硝化细菌和16.74%的反硝化细菌。10^-3mol/L阿魏酸减少了3.33%的土壤脲酶和20.87%的蛋白酶活性;10^-3mol/L对羟基苯甲酸降低了土壤脲酶6.63%,蛋白酶22.94%;10^-3mol/L混合液减少了土壤脲酶7.47%和蛋白酶23.79%。混合液对土壤氮素转化的抑制作用最强,表明阿魏酸和对羟基苯甲酸存在协同作用。阿魏酸和对羟基苯甲酸等酚酸类化合物通过抑制土壤氮素转化微生物及其酶活性,从而影响土壤氮素转化。     

氮添加对乐山大佛裸露岩石与地衣覆盖岩石表面细菌群落结构的影响

大气氮沉降可能通过直接和间接途径影响石质文物风化过程,但相关研究明显不足。因此,以乐山大佛周围相似的裸岩和地衣覆盖的岩石为研究对象,对比研究了不同浓度（N0：0 kg hm^-2 a^-1;N1：9 kg hm^-2 a^-1;N2：18 kg hm^-2 a^-1;N3：36 kg hm^-2 a^-1;N4：72 kg hm^-2 a^-1）的氮添加试验对乐山大佛裸露岩石与地衣覆盖岩石表面细菌群落结构的影响,探讨大气氮沉降对乐山大佛岩石风化的潜在影响。结果表明：（1）裸岩和地衣覆盖岩石表面细菌群落α-多样性对氮沉降的响应不同。氮添加处理对裸岩表面细菌α-多样性指数（Sobs、Shannon指数）影响不显著,但在不同程度影响到地衣覆盖岩石表面的细菌多样性。其中,N4处理显著降低了细菌α-多样性指数（Sobs、Shannon指数）,N2和N3处理也显著降低了细菌Sobs指数;（2）主坐标PCoA分析结果证实,不同氮添加处理间的裸岩和地衣覆盖岩石表面的细菌群落物种组成均发生变化。与对照相比,低氮处理（N1-N3）显著改变了裸露岩石表面细菌群落组成,且高氮（N4）处理与低氮处理对细菌群落组成的影响不同（R=0.464;P=0.002）;在地衣覆盖的岩石表面,细菌群落在不同氮添加（N0-N4）处理下均发生了明显变化（R=0.822;P=0.001）;（3）变形菌门（Proteobacteria）、放线菌门（Actinobacteria）、酸菌门（Acidobacteria）、WPS-2、Patescibacteria和浮霉菌门（Planctomycetes）均是裸岩与地衣覆盖岩石表面在门水平上的优势菌群,但它们在裸岩与地衣覆盖岩石表面随氮添加后的动态并不一致;（4）线性判别和效应量分析分别发现了裸岩和地衣覆盖岩石表面7个和21个在氮添加后的细菌指示类群。由此可见,未来大气氮沉降会对乐山大佛佛体表面细菌群落产生显著影响,地衣覆盖岩石较裸岩表面的细菌群落对未来大气氮沉降更为敏感。研究为未来气候变化条件下的乐山大佛保护提供了数据支持,也为大气氮沉降对亚热带地区红砂岩的原生演替过程研究积累了基础资料。     

基于根系形态可塑性的空心莲子草克隆分工特征

资源在空间和时间上不均匀分布现象往往形成资源异质性斑块,克隆植物凭借强大的侧向生长能力占据广阔空间,分株间的生理连接促进了其对异质性生境的适应。克隆分株首先通过资源获取结构的功能特化来提高从各种资源富养斑块中的养分获取,然后通过克隆整合作用实现分株间的养分传输,这种功能特化和资源共享模式被称为‘分工’。该文以入侵克隆植物空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)为研究对象,研究其根系对资源异质性分布的形态可塑性响应;通过调节光照强度和土壤养分来实现资源的异质性分布,共设置4个处理:1近端分株高光低养—远端分株高光低养(HL-HL),2近端分株低光高养—远端分株低光高养(LH-LH),3近端分株高光低养—远端分株低光高养(HL-LH),4近端分株低光高养—远端分株高光低养(LH-HL);使用WinRHIZO Pro软件分析相关根系指标,SPSS 18.0单因素方差(one-way ANOVA)分析方法分析异质性条件对近、远端分株以及整个克隆片段的影响。结果表明:异质性斑块中经历高光低养的分株分配更多的生物量到地上部分,经历低光高养的分株分配更多的生物量到地下部分,空心莲子草通过调整对地上和地下部分的生物量分配比例实现了克隆分工;异质性斑块中,生长在富养斑块中的空心莲子草分株根系有更高的根生物量、根长、根表面积、根体积以及分枝系数等,表明空心莲子草分株根系通过对异质性斑块的形态可塑性变化提高了土壤养分的吸收能力。由此可见,空心莲子草通过对资源获取结构的功能特化提高了其资源吸收能力,这可能是其具强入侵能力的重要原因。     

离体条件下2种除草剂诱导泸定百合多倍体的比较研究

在离体条件下,以野生泸定百合(Lilium sargentiae)不定芽(2n=2x=24)为材料,以无菌水(CK)和秋水仙素为对照,分别用不同浓度(100、200、300μmol/L)除草剂(氟乐灵、二甲戊灵)溶液分别浸泡(12h、24h、36h)处理,通过根尖细胞染色体数和叶片下表皮保卫细胞及叶片形态特征观察,比较2种除草剂不同浓度及不同处理时间对泸定百合多倍体诱导的效果。结果表明:300μmol/L二甲戊灵浸泡36h,变异率达30.0%,200μmol/L氟乐灵浸泡36h,变异率达32.2%,但2种诱变剂处理后材料诱导变异和存活率的差异不显著。对变异材料通过细胞学鉴定,发现2种诱变剂均能够诱导出四倍体泸定百合,但与秋水仙素处理相比,2种诱变剂处理时间短,材料死亡率低,变异率较高,而且对人畜伤害小,成本低;此外,与二倍体植株相比,四倍体植株的叶片气孔显著增大、气孔密度显著降低。研究认为,除草剂二甲戊灵和氟乐灵可作为秋水仙素诱导多倍体的替代品,而且叶片气孔大小可作为初步快速检测多倍体的有效指标。