东北林下早春植物开花的生理特征研究

为了探索早春开花植物在低温下的开花机制,本研究采集了5种典型早春开花植物和5种非早春开花植物。基于高效液相色谱-质谱代谢组学技术对比分析了早春时期两者之间在内源激素和次生代谢产物上的差异。结果显示：早春开花植物中的生长素（IAA）和玉米素（ZT）含量明显低于非早春开花植物,而赤霉素（GA₃）和脱落酸（ABA）的含量则显著高于非早春开花植物,表明GA₃和ABA可能在促进早春开花植物的开花过程具有调控作用;在次生代谢物方面,酚类代谢物的前体物质L-苯丙氨酸,C6C1结构的酚类化合物：香草酸、丁香酸和原儿茶酸,C6C3结构的化合物：阿魏酸、绿原酸和咖啡酸,以及黄酮类化合物芹菜素、染料木苷、橙皮素、白杨素和高良姜素在非早春开花植物中的含量普遍高于早春开花植物。这可能是由于早春开花植物的开花过程伴随着更多的能量消耗,从而降低了其次生代谢水平。研究结果表明了内源植物激素和次生代谢产物对早春开花植物开花的生理过程的调控,并为进一步理解低温条件下植物开花过程奠定了基础。     

香豆素类化合物功能及生物合成研究进展*

香豆素类化合物是自然界中一类重要的化合物,具有抗肿瘤、抗凝血、抗菌、杀虫等多种生物活性,应用领域广泛。目前大多数香豆素类化合物从植物中提取,受环境因素影响较大,得率低、成本高,不利于大规模生产,从而限制了其应用和推广。利用合成生物学的思路合成香豆素类化合物具有无污染、原料易得、成本低、过程可控等优势。对香豆素类化合物生物合成途径的研究,尤其是靶标天然产物生物合成表达元件、宿主和发酵条件的优化,以及合成途径中关键酶的挖掘,已经成为研究热点。综述香豆素类化合物及其衍生物的结构、功能和生物合成研究进展,为其生物合成路径中的基因挖掘及异源表达提供参考。     

伞形酮产生菌的构建

【背景】伞形酮为香豆素类化合物,具有较广泛的药用价值,也是重要的工业制品原料。传统的植物提取成本较高,应开发更有效的获取技术。【目的】利用微生物为宿主异源合成伞形酮。【方法】对不同植物来源香豆素类化合物合成基因进行整合;以酿酒酵母为宿主,通过对宿主酪氨酸代谢通路的改造构建表达宿主,进一步将表达基因转化到改造后的宿主中。【结果】获得产伞形酮的酵母菌株,产量为(67.39±4.87)μg/mL。【结论】通过整合生物合成基因可获得香豆素类天然产物表达菌株。     

科尔沁沙地两种植被类型土壤呼吸动态变化及其影响因子

以科尔沁沙丘-草甸相间地区为研究区,运用LI-6400土壤呼吸配套系统对沙丘-草甸过渡带人工杨树林和固定沙丘小叶锦鸡儿群落土壤呼吸及其相关因子进行观测,结果表明,(1)生长期和生长末期人工杨树林保留和去除枯枝落叶土壤呼吸的日变化表现为"多峰型"。(2)人工杨树林和小叶锦鸡儿群落保留和去除枯枝落叶土壤呼吸的季变化峰值均出现在8月份,人工杨树林的土壤呼吸明显大于小叶锦鸡儿群落的土壤呼吸。(3)人工杨树林土壤呼吸的季变化与0—10cm土壤温度相关显著(P0.01),保留枯枝落叶土壤呼吸小于去除枯枝落叶。(4)小叶锦鸡儿群落土壤呼吸的季变化与0—10cm土壤含水量相关显著(P0.01),与人工杨树林不同,保留枯枝落叶土壤呼吸大于去除枯枝落叶。(5)人工杨树林土壤呼吸与土壤温度显著呈指数关系,小叶锦鸡儿群落土壤呼吸与土壤含水量显著呈幂函数关系,并运用归一化法,通过建立土壤呼吸LnRs与土壤温度T、土壤含水量Lnθ的双因子回归模型,得出土壤温度和土壤含水量分别对保留和去除枯枝落叶土壤呼吸的贡献率。     

基于生态系统服务的中亚水土热资源匹配度时空变化特征

水土热资源匹配程度与生态系统的稳定及其可持续性密切相关。本研究通过引入与人类福祉相关的生态系统服务的概念,利用基于遥感数据的植被净初级生产力(NPP)指标法构建了中亚地区水土热资源匹配度指数,采用趋势分析和Hurst指数方法,分析了中亚水土热资源匹配度的时空变化特征,并探讨其与气候因子及水分利用效率的相关性。结果表明: 中亚地区水土热资源匹配度总体偏低(9.3),且在不同生物群区具有明显的空间差异性,总体表现为高山森林区>高山草甸区>典型草原区>荒漠草原区>湖区>荒漠区。2000—2015年间,中亚地区各生物群区的水土热资源匹配度与区域总体水土热资源匹配度均表现为波动下降,但变幅小、持续性较差。气温和降水在空间分布上的巨大差异性及错位性是中亚水土热资源匹配度总体偏低的主要原因,降水对中亚水土热资源匹配度的影响强于气温,中亚水土热资源匹配度与水分利用效率之间也有较强的相关性。