封面植物介绍——地涌金莲

地涌金莲[Musella lasiocarpa(Fr.)C.Y.Wu ex H.W.Li],又名“千瓣莲花”“千叶佛莲”,为芭蕉科多年生大型草本。由叶鞘重叠覆瓦状排列形成的假茎高30~80 cm,叶片卵圆形至长椭圆形,长50~110 cm,宽30~50 cm。花期3~10月,莲座状花序直立生于假茎之上,苞片黄色至橙红色,形如花瓣,层层由下而上次第开放,花序展开直径30~50 cm,苞片卵圆形至长椭圆形,长13~20 cm,宽7~13 cm。     

东太平洋赤道海域茎柔鱼的营养生态位和肠道微生物组成

掌握海洋生物的营养生态位特征及其应对环境变化的响应机制,对于评估渔业和气候变化对海洋生态系统功能的影响至关重要。茎柔鱼(Dosidicus gigas)是东太平洋重要的渔业经济物种,在生态系统中具有承上启下的重要生态作用。在气候变化的大背景下,掌握茎柔鱼应对气候变化的响应过程将有利于合理把控其资源状况。本研究采用稳定同位素和高通量技术手段,分别从宏观和微观角度量化比较分析了正常时期和厄尔尼诺时期赤道海域的茎柔鱼营养生态位、肠道长度及肠道微生物组成。结果表明: 不同气候时期茎柔鱼的δ¹³C值存在显著差异,说明食物来源具有差异性;其肠道微生物主要由放线菌门、拟杆菌门、蓝细菌门、厚壁菌门、变形菌门和软壁菌门组成,不同时期微生物群落组成无显著差异,但多样性和相对丰度差异显著。在厄尔尼诺时期,茎柔鱼个体具有较小的营养生态位、较长的肠道、更高的肠道微生物群落多样性及丰富度;肠道微生物的差异主要体现在厚壁菌门、拟杆菌门、螺旋体门、WPS-2和Kiritimatiellaeota,样本距离更为集中。这表明由厄尔尼诺事件导致的栖息地环境及食物变化可能限制茎柔鱼的活动,改变其肠道微生物的结构和功能,有利于其适应环境及食性的变化。     

谷子茎尖体外遗传转化体系的建立与优化

以谷子(Seteria italica)豫谷一号为实验材料, 建立了一套简便、稳定的体外茎尖遗传转化体系。通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的茎尖转化法, 对转化受体采取不同的处理方式, 待拟转化株长到三叶期后进行PCR鉴定。探明了草丁膦(Basta)喷施处理用于谷子转基因幼苗筛选的最适浓度, 以及2种不同检测方式(直接PCR和喷施Basta+PCR)鉴定转基因植株的效果。在上述基础上, 对影响谷子遗传转化体系的多种因素进行优化。结果表明, 菌液浓度(OD₆₀₀)=1.4、侵染液中乙酰丁香酮浓度为800 μmol∙L ^-1、侵染压强为0.05 MPa、侵染40分钟有利于谷子茎尖的遗传转化。同时, 采用上述优化系统获得谷子转SiCBL4基因植株, 通过喷施草丁膦和实时荧光定量PCR对T₂代转基因植株进行遗传稳定性分析, 可节约检测时间。综上, 该研究初步建立了稳定的谷子体外茎尖遗传转化体系, 并开发了一种便捷的检测后代转基因植株的组合方法。     

中国亚热带不同菌根树种的根叶形态学性状特征与生长差异: 以江西新岗山为例

探究植物功能性状的种内和种间变异不仅有助于揭示植物对环境的适应, 也能够反映植物的生态策略, 但不同菌根类型树木生长过程中根叶形态学功能性状的适应策略仍有待探究。本研究依托中国亚热带森林生物多样性与生态系统功能实验研究平台(BEF-China)选取7种丛枝菌根(AM)树木和7种外生菌根(EM)树木的纯林, 测定各个树种的比叶面积、叶干物质含量、比根长、根系直径、树高生长速率、地径生长速率及细根生物量等根叶形态学功能性状和生长指标, 探讨了两种菌根类型树种间的根叶形态学特征的差异。结果表明: 与AM树种相比, EM树种具有较小的比叶面积、吸收根平均直径和生长速率, 但具有更大的叶干物质含量; 两种菌根树种之间的比根长和细根生物量无显著差异。比叶面积、叶干物质含量、树高生长速率、地径生长速率和细根生物量等功能性状及生长指标在不同菌根类型、树种及二者的交互作用中均存在显著差异; 且树种、根功能型、菌根类型及三者之间的交互作用均对根功能性状有显著影响。EM树种地上指标的种内变异均大于种间变异, 而AM树种地上指标的种内和种间变异程度类似; 但两种菌根树种细根生物量的种间变异均大于种内变异。尽管两种菌根树种地上部分生长速率较快通常表现为较低的叶干物质含量, 但AM树种通常拥有较高的吸收根比根长, 而EM树种拥有较粗的运输根平均直径。吸收根比根长越低, 两类菌根树种的细根生物量就越多。由此可见, 根叶功能性状对植物地上部分的生长具有一定的协同效应, 其中运输根主要在EM树种地上生长过程中发挥重要作用, 吸收根主要与AM树种的地上部分生长有关; 但两类菌根树种的地下细根生物量均与吸收根有关。     

亚热带6个典型树种吸收细根寿命与形态属性格局

根周转是地下生态过程的主要驱动力, 根属性指征了物种生态策略, 根寿命与属性是理解生态系统碳氮循环和群落多样性的关键。目前对亚热带常绿阔叶林根周转等生态过程的直接观测资料缺乏。该研究对中亚热带江西樟树试验林场6个树种吸收细根动态进行了2年观测, 获取了2.8万张微根管照片, 分析了吸收细根寿命年际和季节变化特征及其与根形态属性的关系。结果显示: 1)亚热带6个树种间吸收细根寿命变异为4.6倍, 变异系数可达73%。中值寿命排序为: 红豆杉(Taxus wallichiana)(426天) >复羽叶栾树( Koelreuteria bipinnata)(155天) >竹柏( Nageia nagi)(145天) >樟( Cinnamomum camphora)(126天) >东京樱花( Cerasus yedoensis)(93天) >深山含笑( Michelia maudiae)(92天); 2)树木吸收细根寿命年际、季节变异较大, 可能是适应伏秋旱、雨热不同期、年际变化大的亚热带季风气候的结果; 3)吸收细根寿命与直径呈显著正相关关系, 与比根长呈显著负相关关系, 表明根的构建成本可以在一定程度上预测寿命。这些结果为预测亚热带地下生态过程、揭示亚热带常绿阔叶林碳氮循环、物种共存机制提供依据。     

龙珠果茎段离体培养和组培苗耐盐性分析

为建立龙珠果(Passiflora foetida)的快繁再生体系,以实生苗茎段为外植体,研究了植物生长调节剂对丛生芽诱导、壮苗生根的影响,同时对组培苗的耐盐性进行研究。结果表明,MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.05 mg/L培养基有利于诱导丛生芽并促进芽的生长;MS+6-BA 3.0 mg/L+NAA 0.3 mg/L培养基有利于诱导愈伤组织;1/2 MS+IBA 0.2 mg/L培养基适合小芽壮苗生根。组培苗移栽至泥炭土∶蛭石∶珍珠岩(2∶1∶1)的基质中,成活率可达92.6%,且植株生长良好。0～200 mmol/L NaCl处理的组培苗生长不受影响;超过200 mmol/L NaCl处理,植株出现矮化、叶片萎蔫、变黄等现象。随NaCl浓度升高,叶片的SOD活性逐渐升高,POD、CAT和APX活性则呈先升高后降低的趋势。这为龙珠果的种苗繁育、海滨生态修复提供了技术支持。     

姜黄素通过抑制凋亡信号调节激酶1减弱PM2.5短期暴露致大鼠子宫损伤

细颗粒物(PM2.5)是空气动力学直径 ≤ 2.5 μm的颗粒物,能诱发多种疾病。已有大量的流行病学调查证实,PM2.5能够损伤生殖系统,但其致病机制不明确,相关的研究也非常有限。为研究PM2.5短期暴露对大鼠子宫的损伤,以及姜黄素（curcumin, CRC）对其保护作用,本研究将50只雌性SD大鼠随机分为生理盐水对照组、PM2.5暴露组、低剂量姜黄素组（PM2.5+CRC-L）、高剂量姜黄素组（PM2.5+CRC-H）和维生素E干预组（PM2.5+VE）,连续暴露30 d。经PM2.5短期暴露,暴露组雌鼠子宫内膜上皮细胞萎缩,组织结构模糊,内膜腺体细胞和基质细胞排列混乱。给予姜黄素和VE后,子宫内膜损伤明显降低。TUNEL检测凋亡结果显示,PM2.5暴露组子宫组织细胞凋亡率 (48.81±8.27)%明显高于对照组凋亡率（P<0.05）。与PM2.5暴露组相比,姜黄素能降低PM2.5诱发的子宫细胞凋亡,且PM2.5+CRC-H组细胞凋亡率(20.79±3.63)%明显低于暴露组（P<0.05）。与对照组相比,PM2.5暴露组子宫组织活性氧（ROS）含量明显升高（P<0.05）,总抗氧化能力（T-AOC）含量明显降低（P<0.05）;给予姜黄素和VE,能不同程度地缓解子宫氧化应激反应。Western印迹结果显示,与PM2.5暴露组相比,姜黄素和VE能够明显抑制因PM2.5暴露诱导的凋亡信号调节激酶1(ASK1)、c-Jun氨基末端激酶(JNK)、p38 蛋白激酶(p38)磷酸化,以及胱天蛋白酶-3（caspase-3）的活化 (P<0.05)。由此可见,姜黄素能够明显减轻PM2.5短期暴露诱发的子宫损伤,这可能与其抑制ASK1介导的JNK-p38-caspase-3细胞凋亡信号通路有关。     

SSR引物及多态性位点数对陆地棉野生种系聚类结果的影响

利用SSR标记分析陆地棉野生种系的遗传多样性,对材料间相似系数的变异系数进行显著性测验和矩阵相关性测验,探讨引物和多态性位点数对研究结果准确性的影响。90对多态性引物在42份供试材料间共检测出530个等位位点,其中多态性位点440个,占83.01%。多态信息含量范围为0.046～0.888,平均为0.649;Shannon多样性指数在0.113～2.289之间变动,平均为1.248。显著性测验显示,当引物按PIC值降序排列时,利用25对引物或者150个多态性位点即可获得较准确的结果;升序排列时,至少需要50对引物或200个多态性位点才能获得较准确的结果。矩阵相关性测验显示,降序时20对、升序时50对引物或者达到150个多态性位点聚类即可达到90对引物时的精度。此外,在引物量较少时,扩增位点数较多的引物所提供的信息量更大,随着引物量的增加,这种差距趋于不明显;等位位点总数较少时,引物数量更重要,随着位点数的增加,引物信息含量的重要性已高于引物数起主导作用。综上,若要客观反映出42份陆地棉野生种系的遗传关系,有必要选用多态性引物30对,扩增多态性位点150个以上,增加引物到50对以上为佳。     

滇东北地区细梢小卷蛾种群的遗传变异

本研究采用线粒体COI和ND5区段作为分子标记,对滇东北地区重灾害虫细梢小卷蛾Rhyacionia leptotubula Liu et Bai 9个群体进行遗传多样性分析,并探讨了不同地理群体之间的遗传变异程度。结果表明,COI和ND5基因表现出较低的种内遗传多样性。系统发育树和中介网络图显示,细梢小卷蛾9个群体形成两个分支,其中东川红土地和寻甸老骂依姑的样本聚为一支,其余7个群体聚为一支。分子变异分析显示,80%左右的变异来源于分支间,表明虽然细梢小卷蛾种群间出现了明显的分化。     

植物茎尖培养实验的教学实践

针对中学生物学新课标中植物组织培养实验教学．介绍一种简便易行的甘薯茎尖培养方法,促进学生更好地掌握植物茎尖培养获得脱毒种苗的相关理论知识及实验操作技术,达到在农业生产中熟练运用的目的。