Application of Lake-model based indices from chlorophyll fluorescence on sugarcane seedling Application of Lake-model based indices from chlorophyll fluorescence on sugarcane seedling

 为从能量平衡及分配的角度研究干旱胁迫下甘蔗(Saccharum officinarum)苗期光系统的运转状况, 进而为丰富不同甘蔗品种的抗旱性评价指标及实现对季节性干旱胁迫的快速诊断提供理论依据, 该研究通过对基于Lake模型的叶绿素荧光参数在不同入射光强下变化的动态分析, 研究光合电子传递链中能量平衡状态对不同水分梯度(40%、25%、10%、8%)的响应。结果表明: 两个供试品种(耐旱品种‘ROC22’和非耐旱品种‘ROC16’)的最大光能利用效率(F_v/F_m)、相对电子传递速率(rETR)、光系统II(PSII)量子效率(Φ_II)和光化学猝灭(q_L)均随着干旱胁迫程度的增加而下降, 可调节性能量耗散(Φ_NPQ)和非调节性能量耗散(Φ_NO)则随着干旱胁迫程度的增加而上升。除Φ_NO之外的叶绿素荧光参数的变化幅度均随着光合有效辐射(PAR)的增加而增大。在干旱胁迫的前中期, 相对于‘ROC22’, ‘ROC16’的PSII反应中心能够维持较高的开放程度; 但‘ROC22’调节能量耗散的能力和对干旱胁迫的敏感程度均高于‘ROC16’, 说明较强的光保护能力是‘ROC22’的抗旱性高于‘ROC16’的主要原因之一。对干旱胁迫敏感且在不同PAR下较为稳定的Φ_NO可作为甘蔗苗期抗旱性的快速诊断和评价指标。rETR对递增的PAR的响应表现为随着干旱胁迫程度的增加而提前出现峰值或下降趋势, 但是不同水分梯度下的rETR在PAR较低时并无显著差异, 表明干旱胁迫下光抑制现象的提早出现是造成光系统损伤的首要因素, 高光强对干旱胁迫信号起放大作用。     

Estimates of subtropical forest biomass based on airborne LiDAR and Landsat 8 OLI data

 快速、定量、精确地估算区域森林生物量一直是森林生态功能评价以及碳储量研究的重要问题。该研究基于机载激光雷达(LiDAR)点云与Landsat 8 OLI多光谱数据, 借助江苏省常熟市虞山地区55块调查样地数据, 首先提取并分析了87个特征变量(53个OLI特征变量, 34个LiDAR特征变量)与森林地上、地下生物量的Pearson’s相关系数以进行变量优选, 然后利用多元逐步回归法建立森林生物量估算模型(OLI生物量估算模型和LiDAR生物量估算模型), 并与基于两种数据建立的综合生物量估算模型的结果进行比较, 讨论预测结果及其精确性。结果表明: 3种模型(OLI模型、LiDAR模型和综合模型)在所有样地无区分分析时, 地上和地下生物量的估算精度均达到0.4以上, 基于不同森林类型(针叶林、阔叶林、混交林)分析时地上和地下生物量的估算精度均有明显提高, 达到0.67及以上。利用分森林类型模型估算生物量, 综合生物量估算模型精度(地上生物量: R²为0.88; 地下生物量: R²为0.92)优于OLI生物量估算模型(地上生物量: R²为0.73; 地下生物量: R²为0.81)和LiDAR生物量估算模型(地上生物量: R²为0.86; 地下生物量: R²为0.83)。     

石榴种皮总木质素含量及PgCOMT基因的克隆与表达

为探讨石榴(Punica granatumL.)籽粒硬度与种皮总木质素含量的相关性及种皮COMT基因的表达方式,利用Texture Analyser质构仪和巯基乙酸法测定6个品种的成熟籽粒硬度及种皮总木质素含量。结果表明,6个石榴品种的籽粒硬度与种皮总木质素含量呈正相关,相关系数为0.9246。采用RACE技术从石榴种皮中克隆得到1条长度为1456 bp的PgCOMT基因cDNA序列(GenBank登录号为KJ713968)。实时荧光定量PCR分析表明,PgCOMT在‘红玉石籽’、‘粉皮’、‘会理软籽’、‘蒙自甜’和‘突尼斯软籽’石榴种皮中的相对表达量与石榴籽粒硬度较为一致;随着石榴种皮的发育其表达量先下降后上升。这为深入了解石榴软籽性状的产生机理奠定了基础。     

鼎湖山季风常绿阔叶林两种优势树种的生境适应研究:叶片功能性状和水力结构特征

植物在长期的进化和发展过程中,通过与环境相互作用形成了适应环境的形态结构及生理特征,反映了植物适应环境的生态策略;在森林群落中,地形和土壤等的变异常导致生境的异质性,从而直接或者间接影响物种的分布格局。因此,在生境异质性较强的森林群落中,植物物种分布格局与其生态适应策略有何关系,是值得关注的问题。该文以鼎湖山南亚热带季风常绿阔叶林20 hm2监测样地为平台,针对两种常绿优势树种罗伞树(Ardisia quinquegona)和光叶山黄皮(Aidia canthioides),对比研究了两种植物的叶片功能性状和水力结构特征在山脊、山坡、山谷三种不同生境中的生态适应策略,以阐明物种分布格局与其生态适应策略的关系。结果表明:罗伞树主要是通过调整叶面积(LA)、木材密度(WD)及渗透调节来适应不同生境;光叶山黄皮主要通过调整比叶面积(SLA)、WD及渗透调节,采取养分有效保存(低SLA,高干物质含量)及慢生长高存活的策略以适应不同生境,适应环境能力更强,尤其是在山脊和山坡生境;而且影响两个树种叶片功能性状和水力结构的主导土壤因子有所不同。研究结果说明罗伞树和光叶山黄皮对山脊和山坡生境比山谷更为适应,但在叶片功能性状和水力结构特征方面的生境适应策略不同。     

稀土元素镧和铈对冬凌草再生植株生长及次生代谢产物的影响

以冬凌草无菌苗为材料,在冬凌草再生植株时期,添加不同浓度的稀土元素镧和铈,用重量法测定其单株平均鲜重及干重,用高效液相法测定冬凌草甲素、乙素、迷迭香酸的含量,参考农作物、园艺作物种质评比的方法,根据冬凌草生产中各项指标的重要性,设置权重,计算加权后得到综合评分对其进行综合评价,探讨稀土元素镧、铈对冬凌草再生植株产量及次生代谢产物冬凌草甲素、乙素、迷迭香酸含量的影响。结果表明:空白对照组综合评分为62.99分,添加稀土元素铈的条件下,1μmol·L-1Ce Cl3·7H2O评分最高为87.96分,添加稀土元素镧的条件下,5μmol·L-1La Cl3·6H2O评分最高为74.44分,这表明Ce Cl3·7H2O对冬凌草再生植株生长及次生代谢产物积累的促进作用优于La Cl3·6H2O;适宜浓度的镧、铈能促进冬凌草再生植株的生长及次生代谢产物冬凌草甲素、冬凌草乙素、迷迭香酸的合成,而高浓度10μmol·L-1La Cl3·6H2O具有抑制的情况。该研究结果将对进一步研究稀土元素对冬凌草再生植株生长的促进作用机制奠定基础,为植物组织培养中如何科学合理地使用稀土元素提供理论依据。     

季节变化对聚果榕-榕小蜂互利共生系统生长与繁殖的影响

榕属植物及其传粉昆虫榕小蜂是自然界协同进化的经典模型,榕果内雌花资源如何分配一直是备受关注的问题。为验证季节变化对榕树-榕小蜂互利共生系统生长与繁殖的影响,该研究以西双版纳地区的聚果榕(Ficus racemosa)为材料,分析了季节变化对榕果大小、自然进蜂量以及榕树-榕小蜂繁殖的影响,并利用人工控制性放蜂实验和模型拟合,探讨榕果最适进蜂量及不同季节进蜂量对雌花资源分配的影响。结果表明:季节对榕果直径有显著影响,雨季的榕果直径显著小于干热季和雾凉季;不同季节的自然进蜂量也有显著差别,苞片口对调节进蜂数量有重要作用;季节对榕树-榕小蜂繁殖分配也有影响,雾凉季产生的种子数量和榕小蜂数量均最多;同时人工控制实验和二次抛物线模型拟合结果表明,母代雌蜂数量与种子及榕小蜂后代数量均呈抛物线关系,雌蜂数量过多或过少都对榕树-榕小蜂的繁殖不利,自然进蜂量与拟合的最优进蜂量基本一致。研究结果说明榕果进化出了适应西双版纳地区季节变化的繁殖策略。     

狗脊孢壁发育超微结构的研究

鳞毛蕨型孢子类型众多,初步研究表明形态相似的孢子类型其孢壁发育特征存在差异,因此有必要对各代表类群的孢壁发育进行深入地研究。该文利用透射电镜对乌毛蕨科(Blechnaceae)狗脊(Woodwardia japonica)孢壁结构和发育的超微结构进行研究。结果表明:(1)狗脊孢子囊的结构由外向内分别为孢子囊壁细胞、两层绒毡层细胞和孢子母细胞;(2)狗脊孢子具乌毛蕨型(Blechnoid type)外壁,表面光滑,由两层构成,裂缝区域具辐射状的槽;(3)周壁属于空心型(cavity type),由四层构成,从内向外分别为P1、P2、P3和P4层,前三层叠合在一起,层间有不同程度的空隙,P4层与前三层之间具有明显而连续的空腔,并隆起形成片状褶皱纹饰;(4)有小球体和小杆共同参与孢子周壁的形成,周壁部分或全部来源于孢子囊壁细胞。综上所述,狗脊孢子与同属于鳞毛蕨型的贯众(Cyrtomium fortunei)和朝鲜介蕨(Dryoathyrium coreanum)孢壁的发育在周壁结构、周壁各层的发育顺序、周壁来源和参与成壁的特征物质等方面存在差异。该研究有利于进一步理解蕨类植物孢壁所蕴含的分类和演化上的科学意义和价值。     

不同基因型甘蔗种质资源的表型遗传多样性

为探明甘蔗原种和地方种的遗传多样性和亲缘关系,以期筛选出优良甘蔗种质和优良杂交亲本.该研究对18份甘蔗原种和地方种的14个数量性状进行了表型遗传多样性分析.结果表明：通过14个数量性状的变异系数(coefficient of variance,CV)和性状之间的相关分析,18份甘蔗原种和地方种的数量性状遗传变异主要来自甘蔗蔗糖分、单茎重、叶宽、茎径和纤维分;对14个数量性状进行主成分分析提取获得了4个主成分因子,分别命名为“品质因子”、“生长因子”、“成熟度因子”和“光合因子”,主成分因子累积贡献率达83．482％;进一步通过对主成分因子开展综合评价分析,获得数量性状综合表型高于平均水平的10份材料,依次为 Sampana→甜圪塔→合庆草甘蔗→桂林竹蔗→坦桑尼亚→芒戈→古芝蔗→大岛再来→托江红→春尼;聚类分析基于不同的遗传距离可将18份种质聚为5个类别,潜在的优良杂交组合是 Sampana 和甜圪塔或 Sampana 和合庆草甘蔗,表明在甘蔗遗传育种亲本选择上既要考虑各性状主要因子的互补,又要保持一定的遗传距离.该研究认为,在甘蔗育种工作中,利用因子分析法进行表型遗传多样性分析,将更加有助于亲本和杂交组合的选择.     

遮荫对‘保佳红’桃树叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线的影响

以3年生桃品种‘保佳红’为试材,于不同生育时期采用人工遮阴的方法,在叶片生长的不同时期分别设置100%(CK)、80%、60%、40%和20% 自然光照的5个光照强度处理,利用快速叶绿素荧光诱导动力学曲线分析技术,研究了不同光强对桃树叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线及其参数的影响。结果表明：（1）桃树各生长时期的叶片最大荧光值均随着光照强度的减弱而依次升高。（2）在PSⅡ能量分配比率方面,遮阴下的叶片提高了用于电子传递的量子比率(φ_Eo),降低了用于热耗散的的量子比率(φ_Do)。（3）在PSⅡ反应中心活性方面,遮阴使得单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)、捕获的光能(TRo/RC)、用于传递电子的能量(ETo/RC)和用于热耗散的能量(DIo/RC)均下降。（4）各时期不同光强处理的最大光化学效率F_v/F_m均在中午时段出现下降,且光照强度越大,降幅越大,说明桃叶在中午会出现强光抑制。研究认为：在遮阴条件下,桃叶天线色素吸收和捕获的光能减少,PSⅡ反应中心活性降低,但其可以通过增加能量在电子传递方面的分配比率来提高对光能的利用。     

研究: 载脂蛋白E拟肽EpK对apoE-/-小鼠动脉粥样硬化的影响

前期设计合成了一种模拟人载脂蛋白E(apoE)结构域的小分子多肽EpK,体外实验证实该拟肽具有抑制巨噬细胞炎症及增强高密度脂蛋白(HDL)介导细胞胆固醇外流的作用．本文拟借助慢病毒体系分泌性表达EpK,研究EpK在体对apoE基因敲除(apoE^-/-)小鼠动脉粥样硬化斑块的影响．将11月龄雌性apoE^-/-小鼠18只,随机分两组,分别经眼球后静脉丛注射pWPI慢病毒(Lv-GFP对照组)和含EpK的重组慢病毒(Lv-EpK组)．小鼠普食喂养,间隔采血监测血脂状态,检测血浆对氧磷酯酶(PON1)活性,病毒注射18周后小鼠安乐死,从主动脉根部连续冰冻切片及主动脉胸腹段纵剖面(en face)进行油红O染色分析斑块面积,采用实时荧光定量PCR检测小鼠肝脏相关基因的mRNA表达水平,蛋白质印迹检测血浆中apoA-Ⅰ、PON1及血清淀粉样蛋白A(SAA)水平．结果显示：慢病毒感染小鼠可成功在血循环中检测到EpK,与Lv-GFP对照组比较,Lv-EpK组apoE^-/-小鼠的血脂及脂蛋白分布、apoA-Ⅰ水平、PON1活性无明显改变,但EpK组小鼠的主动脉斑块面积较对照组显著减少(主动脉根部斑块面积(0.87±0.07) mm² vs (1.03±0.08) mm²,P < 0.05;主动脉胸腹段斑块占管腔比42.0% vs 55.8%,P < 0.01)．EpK可显著降低血中SAA水平,并抑制肝脏炎症因子TNF?琢和IL-6的表达．结果说明,EpK拟肽具有减退apoE^-/-小鼠动脉粥样硬化斑块的作用,其机制可能与其发挥的抗炎作用有关．