番茄中两个高度同源的NAC类转录因子通过不同的机制调控病原菌诱导的气孔关闭和重新开张

作物-昆虫-病原微生物三者之间存在着复杂的共生、寄生和互惠关系。以不同的互作模型为研究对象,诠释这些互作关系中的种间信息流识别、传递及应答的分子机制,对于提高农作物的抗病虫能力具有科学指导意义。已有研究表明,植物激素茉莉酸(JA)在植物-昆虫-病原微生物的复杂互作系统中起核心调控作用。中国科学院遗传与发育生物学研究所李传友研究组长期致力于研究茉莉酸调控植物先天免疫的分子机理。本研究组作为“国际茄科基因组计划”的重要成员,历经8年多的艰苦努力,和国际同行一道完成了对番茄基因组的精细序列分析(The Tomato Genome Consortium, 2012),为以番茄为模式系统解析植物先天免疫的分子机理奠定了坚实的基础。     

麦红吸浆虫随气流远距离扩散的轨迹分析

为了解麦红吸浆虫Sitodiplosis mosellana (Géhin)种群随气流远距离扩散的可能性和扩散方向, 本研究于2010年5月在河南省洛阳市洛宁县, 利用系留气球携带取样器调查了麦红吸浆虫种群在5~75 m高空的分布以及活动节律, 应用HYSPLIT-4大气扩散模型模拟了2010年以洛宁县(34.35°N, 111.52°E)为起始点, 空中不同高度层麦红吸浆虫种群的扩散轨迹, 以及2007年麦红吸浆虫种群在我国北方麦区的扩散轨迹。结果表明: 在成虫发生期, 麦红吸浆虫在空中5, 45, 50和65 m 4个高度层种群密度较大, 表现出了明显的成层效应。2010年河南洛宁迁入的种群来自西南方的河南南阳地区, 迁出种群能够随气流进入东北方向的河南省宜阳县境内。2007年麦红吸浆虫种群能够随小麦发育期的先后, 随西南气流逐步向东北方向扩散。成虫随气流扩散是麦红吸浆虫种群远距离扩散的一种重要方式。研究结果有助于了解我国麦红吸浆虫远距离扩散方式, 同时对优化发生动态监测和综合治理提供参考。     

芦芽山林线白杄生长季径向生长动态

高山林线作为树木分布的高度上限, 是全球范围最重要的植被过渡带之一, 其树木生长显著受到外界极端环境条件的影响。利用点状树木径向变化记录仪于2009年5-9月, 对山西省芦芽山林线组成树种白杄(Picea meyeri)生长季内树木径向生长进行了持续的动态监测。结果表明: 白杄茎干日变化主要受到树木蒸腾作用日变化的影响, 茎干呈现出白天脱水收缩与夜间吸水膨胀的循环变化; 生长季白杄径向生长可划分为3个不同的生长时段: 1)茎干水分恢复时段, 2)茎干快速生长时段, 3)茎干脱水收缩时段。在茎干水分恢复时段, 白杄茎干径向累积变化主要受到土壤含水量变化的影响。土壤温度是茎干快速生长时段影响茎干径向生长的主导环境因子, 同时它也影响着白杄茎干径向生长的开始。在茎干脱水收缩时段, 土壤温度、土壤含水量是影响茎干径向累积变化的主要环境因子。白杄径向生长最大速度出现在6月末, 其主要受到光周期(即白昼长短)影响, 是对林线处极端环境的一种适应。     

平地无风条件下蒙古栎阔叶床层的火行为Ⅱ.火焰长度和驻留时间影响因子分析与预测模型

以帽儿山地区蒙古栎凋落叶的含水率、载量和床层高度为控制变量,模拟野外凋落叶床层状态,进行了100次平地无风条件下的室内点烧试验,分析含水率、载量和床层高度对火焰长度和驻留时间的影响,并建立了多元线性预测模型.结果表明： 含水率与火焰长度呈极显著线性负相关(P<0.01),与驻留时间的线性关系并不显著(P>0.05);载量、床层高度与火焰长度和驻留时间均呈极显著线性正相关(P<0.01).床层高度与含水率、载量的交互作用对火焰长度有显著影响;含水率与载量、床层高度的交互作用对驻留时间有显著影响.火焰长度预测模型的预测效果较好,能解释火焰长度83.3%的变异,平均绝对误差为7.8 cm,平均相对误差为16.2%;驻留时间预测模型的效果略差,仅能解释驻留时间54%的变异,平均绝对误差为9.2 s,平均相对误差为18.6%.     

青藏高原东缘林线交错带糙皮桦幼苗光合特性对模拟增温的短期响应

采用开顶式生长室(OTC)模拟增温对植被影响的研究方法, 研究了青藏高原东缘林线交错带糙皮桦(Betula utilis)光合特性对模拟增温的响应。结果表明: 与对照样地相比, OTC内日平均气温(1.2 m)在植物生长季中增加2.9 ℃, 5 cm土壤温度增加0.4 ℃。增温使糙皮桦幼苗叶片的净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)和气孔导度(G_s)分别增加17.4%、21.4%和33.9%, 但对糙皮桦幼苗叶片的水分利用率(WUE)却没有明显影响, 而对糙皮桦的叶氮浓度却表现为显著的负效应。同时, 增温能显著增加糙皮桦幼苗的最大同化速率(P_nmax) (+19.6%)、暗呼吸速率(R_d) (+14.3%)、表观量子效率(AQY) (+7.9%), 但对其光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)却没有明显的影响。此外, 增温使糙皮桦幼苗叶片的最大羧化速率(V_cmax)和电子传递速率(J)分别增加了12.3%和11.7%, 而磷酸丙糖利用率(TPU)和CO₂补偿点(CCP)对增温却并不敏感。该研究表明, 模拟增温对林线糙皮桦光合生理总体上表现为正效应, 这有可能帮助该物种对未来气候变化更快更好地适应。     

川西云杉幼苗非结构性碳水化合物对土壤温度和水分变化的响应

选取5年生川西云杉（Picea balfouriana）幼苗作为试验材料，于生长季模拟土壤温度和水分变化，研究不同土壤温度和水分处理对幼苗各器官生物量和非结构性碳水化合物（NSC）浓度的影响，以期加深对高海拔树木碳水化合物生理的理解，并为全球气候变化下植物的生理生态响应和动态变迁研究提供基础数据。于人工气候室内采用嵌套设计，设置5个土壤温度梯度（2、7、12、17、22℃），每个温度处理下3个土壤水分处理（干旱处理、正常水分含量处理、饱和水分含量处理）。每9株幼苗为同一个处理，共135株幼苗。试验处理4个月后，测定幼苗各器官生物量、可溶性糖、淀粉和NSC浓度。土壤温度对幼苗总生物量无显著影响，但土壤低温显著降低了根生物量和根冠比；干旱和饱和水分胁迫在较高的土壤温度处理下显著降低了根生物量和根冠比。随着土壤温度降低，各器官可溶性糖、淀粉和NSC浓度并未降低，反而呈现出升高或不变的趋势。。在土壤低温处理下（2和7℃）干旱显著降低了当年生叶的淀粉和NSC浓度以及当年生枝的淀粉浓度；在2和7℃时，干旱和饱和水分胁迫显著降低了根中淀粉和NSC浓度。土壤低温和水分胁迫对幼苗地上地下生物量分配影响显著，分配给光合器官的生物量相对增多。土壤低温并没有导致碳受限，甚至各器官NSC浓度随着土壤温度降低有升高的趋势，因此，土壤低温下非结构性碳水化合物的不足不是限制川西云杉幼苗存活和生长的原因，从侧面支持了林线形成的"生长抑制"假说。此外，干旱胁迫在土壤低温下很可能会导致川西云杉的"碳饥饿"。     

高山林线形成机理研究进展

高山林线是郁闭森林与高山植被之间的分布界限,作为重要的生态过渡带,对全球和区域性气候变化的反应极为敏感,被认为是气候变化的理想监测器.高山林线研究从最初的形态描述到林线成因假说都是为了寻找高山林线形成的原因.迄今出现的高山林线成因假说都能够在局地尺度解释高山林线成因,但仍然缺乏可以普遍解释全球高山林线现象的假说.温度是林线分布的限制因子,低温限制了林线树种的生存及生长,但是低温影响了哪一个生化过程仍不明确,其影响机理还需进一步探讨.本文对高山林线形成机理,特别是对低温对高山林线植物光合特性、养分特征、非结构性碳水化合物和抗氧化系统的影响等研究进展进行综述,并提出了未来林线研究应该关注的问题.     

经骨折椎体椎弓根螺钉短节段固定治疗胸腰段骨折疗效

目的:评估和分析经骨折椎体椎弓根螺钉短节段固定治疗胸腰段单椎体粉碎性骨折的临床疗效。方法:选取胸腰段单椎体粉碎性骨折30例患者,分为两组,甲组20例,采用经骨折椎体椎弓根螺钉短节段固定治疗,均行骨折椎体及骨折椎体上下相邻椎体的椎弓根螺钉+双侧连接杆固定;乙组10例,只行骨折椎体的上下相邻椎体的椎弓根螺钉+连接杆固定术。术后随访。测定两组患者手术前后的椎体后凸畸形角和骨折椎体前方高度,评估其临床疗效。结果:术前平均后凸畸形角纠正:甲组15°,乙组11°,P0.05。术后骨折椎体前方的平均高度(和正常椎体前方高度比):甲组89%,乙组81%,P0.05;术后3个月随访:平均后凸畸形角纠正丢失,甲组2°,乙组6°,P0.05;骨折椎体前方的平均高度(和正常椎体前方高度比):甲组87%,乙组73%,P0.05。结论:经骨折椎体椎弓根螺钉短节段固定治疗胸腰段单椎体粉碎性骨折能提供更好的生物力学稳定性,更有利于骨折的复位和后凸畸形的纠正。     

长白山林线树种岳桦幼树叶功能型性状随海拔梯度的变化

通过研究沿不同海拔岳桦幼树叶功能型性状,揭示其对环境的响应机制.结果表明:①随海拔升高,岳桦叶面积(LA)逐渐降低,比叶重(LMA)增加,但LMA较高的可塑性指数表明其适应更依赖叶片的薄厚变化;②岳桦叶绿素含量随海拔升高而显著下降,但类胡萝卜素Car和Car/Chl显著升高,Chlb和Car/Chl表现出较高的可塑性指数,更倾向于吸收蓝紫光和保护光合器官;③岳桦叶氮含量(Narea和Nmass)在海拔1800-1900m间最低,在低海拔和高海拔均表现较高,但Chl/Nmass却随海拔升高而显著增加,Nmasss比Narea具有较高的可塑性指数,对光能的吸收更依赖Nmass对Chl的贡献,高海拔主要将更多的氮投资于光合器官的保护(1900m以上),低海拔则更倾向于光合生产(1800m以下);④随海拔升高,MDA增加,但随之抗氧化物质DS、Pro和APX活性增加,负责对活性氧的抵御和清除,但APX活性最大的可塑性指数表明活性氧的清除更依赖于酶促系统,但在海拔1900m以上,APX活性差异不显著,生理抗性逐渐下降,限制岳桦继续向高海拔生长;⑤抗氧化物质可塑性指数最高,叶绿素和叶形态次之,叶氮最低,表明随海拔升高,岳桦林以保护自身的生存为最主要的适应策略机制,然后以增加吸收光能的Chlb及LMA指标为主要生长策略.     

红树植物对不同海滩面高度的适应性研究

通过研究华南沿海珠江口深圳湾红树植物无瓣海桑、海桑和秋茄在不同海拔高度的滩面中的生长适应性,揭示红树植物对海水淹浸的适生特性.研究结果表明:(1)在一定的滩面高度范围内,红树植物无瓣海桑(滩面高度为-12～35.5 cm)、海桑(滩面高度为-1～24 cm)幼树的保存率和生长量随着滩面高度的降低(即海水淹浸程度的加强)而逐渐减低,秋茄(滩面高度为12～24 cm)的保存率和生长量则无明显差异.(2)随生长期的延长,各树种幼树的保存率逐渐减低.当生长期未超过1年时,幼树生长和成活极不稳定,保存率骤减;当生长期超过1年后,无瓣海桑和海桑保存率趋于相对稳定,秋茄保存率继续下降,极难长久保存和定居.(3)无瓣海桑能够忍耐海水淹浸的限度是滩面高度最低为10 cm,海桑是滩面高度最低为6.5 cm,秋茄是滩面高度至少在24 cm以上,在低于此海拔高度的滩面上各树种极难长期保存和定居.为了保证各树种正常生长发育,种植红树林要选择高于此滩面高度的泥滩区域.