Fractal root system of Melica przewalskyi along different aspect in degraded grassland

Aims Fractal root system is phenotypic plasticity result of plant root architecture to respond to environmental heterogeneity, may reflect the growth strategy of plants to adapt to environmental conditions. Our objective was to explore the relationship between root fractal dimension and fractal abundance of fractal root system of Melica przewalskyi population in response to aspect variation in the northwest of China. Methods The study site was located in a degraded alpine grassland on the northern slope in Qilian Mountains, Gansu Province, China. Survey and sampling were carried out at 40 plots which were set up along four slope aspects transects with 20 m distance between adjacent plots. Handheld GPS was used to determine the elevation, longitude and latitude of each plot. ArcGIS was used to set up digital elevation model (DEM). Community traits were investigated and six individuals roots of M. przewalskyi were collected randomly at each plot. The samples were cleaned and divided into different organs, then scanning the root with the Win-RHIZO for measurements of fractal dimension and fractal abundance in laboratory, and their biomass were then measured after being dried at 80 °C in an oven. Important findings With the slope aspect turned from north to east, west, and south, the density, height and soil moisture content of the plant community displayed a pattern of initial decline, the height, density, root fractal abundance of M. przewalskyi increased and the root fractal dimension decreased. The root fractal dimension was negatively associated with the fractal abundance in all aspects, but the relationship varied along the slope aspects gradient; there was a highly significant negative correlation (p < 0.01) between the root fractal dimension and fractal abundance at north slope and south slope aspect, whereas the correlation only reached a significant level (p < 0.05) at the east slope aspect and west slope aspect; indicating that there is a trade-off between the root fractal dimension and fractal abundance. In addition, when the slope aspect changed from north to east, west and south, the standardized major axis (SMA) slope of the regression equation in the scaling relationships between root fractal dimension and fractal abundance increased (p < 0.05), indicating that the roots of M. przewalskyi at the droughty southern slope have less branch and more sparse in the same soil volume of root exploitation and utilization. Consequently, the resource allocation pattern on reasonable trade-off between root fractal dimension and fractal abundance in different slope aspect of M. przewalskyi, reflects the relationship between the income and the cost of construction of plant root architecture.     

金塔绿洲不同林龄多枝柽柳根系分叉数与分支角度的关系

根系构型影响根系空间分布和营养吸收效率，反映了植物适应环境胁迫的生存策略。采用标准化主轴估计（Standardized major axis estimation，SMA）的方法，分析了甘肃金塔北海子国家湿地公园3年生和6年生多枝柽柳（Tamarix ramosissima）根系分叉数与分支角度的异速生长关系。结果表明：随着林龄的增长，湿地群落盖度、高度逐渐增加，多枝柽柳种群的盖度、密度、高度和地上生物量以及根系深度、分叉数、比根长、比表面积、各级根系直径随之增加，根系分支角度和根冠比逐渐减小；多枝柽柳根系分叉数与分支角度回归方程的标准主轴斜率逐渐增大（P<0.05），随着林龄的增长，多枝柽柳根系分叉数的增加速度逐渐大于根系分支角度的生长速度，二者在林龄间呈现出差异化的异速生长关系。随着林龄的增长，多枝柽柳根系构型模式由"扩散型"转变为"紧缩型"，体现了种群应对生境胁迫和竞争的生态适应机制。     

基于InVEST模型的疏勒河流域碳储量时空变化研究

研究区域土地利用方式与生态系统服务碳储量的关系，对于区域生态系统保护及经济社会可持续发展具有重要意义。利用InVEST模型碳储量模块和CA-Markov模型，探究并预测疏勒河流域1990-2015及2015-2040年流域生态系统碳储量时空变化特征及其与土地利用方式之间的关系。结果表明：疏勒河流域1990、1995、2000、2005、2010、2015年碳储量分别为7.994×10⁸、7.996×10⁸、7.998×10⁸、8.038×10⁸、8.064×10⁸、8.071×10⁸t，呈逐年增加趋势，累计增加7.7×10⁶t。土地利用类型变化是导致生态系统碳储量变化的主要因素，未利用地向耕地和草地转化有利于碳储量增加，而草地向耕地和未利用地的转化则导致碳储量减少。疏勒河流域碳储量存在显著的空间格局，碳储量较高区域呈现"北部点状-中部带状-南部点状片状"特征，这种分布格局与流域土地利用类型紧密联系。预测表明至2040年疏勒河流域碳储量为9.128×10⁸t，较2015年增加13.1%，主要原因是草地、耕地和林地面积较大幅度增长，提高了流域内的碳储量。     

植物微嫁接技术的研究及应用

介绍了影响微嫁接成活的主要因素、微嫁接细胞学研究和微嫁接的生理生化研究进展;另外,对微嫁接技术在农业生产中的应用(主要包括脱除果树病毒,快速繁育无病毒苗木,繁殖保存珍贵的育种材料,试管内快速检测植物病毒、果树检疫、嫁接亲和力的鉴定及亲和力的早期预测等)也作了阐述.     

我国育成小麦品种的遗传多样性演变

对我国小麦育成品种初选核心种质(1680份)的78个微卫星标记(SSR)位点进行了扫描,并就此对50年来育成品种的遗传多样性进行了评价和分析,得到以下结果和结论:(ⅰ)74对SSR荧光引物共检测到1336个等位变异,其中1253个等位变异可以定位在71个位点上.这71个位点上检测到的每个位点等位变异数为4~44个,平均17.6个;多态性信息指数(PIC)为0.19~0.89,平均为0.69.(ⅱ)三个基因组的平均等位变异丰富度为B>A>D,遗传多样性指数为B>D>A.(ⅲ)7个部分同源群的平均等位变异丰富度为2=7>3>4>6>5>1,遗传多样性指数为7>3>2>4>6>5>1.结合两个指标分析,第7部分同源群具有最高的多样性,而1,5群多样性最低.(ⅳ)21条染色体中,7A,3B和2D三条染色体遗传多样性较高,而2A,1B,4D,5D和1D的遗传多样性偏低.(ⅴ)育成品种遗传多样性指数以50年代的最高,以后越来越低,但年代间变化较平缓;品种间平均遗传距离以50年代最高(0.731),以后逐渐减小,各年代依次为0.711,0.706,0.696和0.695.品种遗传基础狭窄化问题日趋突出,应引起有关部门和育种家的关注.     

牦牛卵泡细胞及其卵母细胞不同发育时期的结构变化

采集成年母牦牛卵巢,通过光镜和电镜对牦牛卵泡及其卵母细胞不同发育时期的结构变化进行了观察。结果发现当卵母细胞被单层立方卵泡细胞包围时,微绒毛开始出现,而皮质颗粒、透明带则在包被2-4层卵泡细胞时开始出现。随着卵母细胞的继续发育,透明带增厚,微绒毛由粗短变为细长,密度增加;皮质颗粒、线粒体、滑面内质网等细胞器的数目不断增加,并逐渐移行到质膜下;在移行的过程中,皮质颗粒成团存在。在囊状卵泡中,卵母细胞皮质颗粒呈线形分布于质膜下,线粒体、滑面内质网又移向胞质中央。卵母细胞借助微绒毛穿过透明带与卵泡细胞胞质突起相联系。结果证明牦牛卵泡和卵母细胞不同发育时期的结构变化与其它哺乳动物的基本相似。     

鸟类取食中国沙棘果实的方式及其对种子的传播作用

2003年9月～2004年3月,定期观察取食中国沙棘果实的鸟类及其取食方式。共记录取食中国沙棘果实的鸟类18种,其取食果实的方式主要有：1)直接在树冠上吞食果实,有时候在吞食后将种子呕出;2)将果实从树上衔走后,在栖息处吞食或啄食;3)将果实啄落至地面,然后取食果肉和种子,留下果皮;4)啄破果皮,吸食果肉,留下果皮及种子;5)从顶端将果皮啄破后,仅取食里面的种子。不同的取食方式决定了它们对沙棘种子的传播作用不同。收集鸟粪便中的种子与完整的干果实及人工剥离果肉和内果皮的种子做萌发对比实验,结果表明,鸟类消化道过程对种子的萌发有一定影响,但萌发率仍较高。沙棘为多种鸟类提供食物,而鸟类则为沙棘传播种子,它们之间形成一种互利关系。     

NO对植物生长发育的调控机制

一氧化氮(NO)是具有生物活性和信号转导作用的易扩散分子,它不仅对植物的许多生命活动如种子萌发、叶片扩展、根系生长、逆境生理以及细胞的程序性死亡等具有直接的生理调节功能,而且作为防御反应中的关键信使．参与了植物对外界环境胁迫的应答。近期研究表明,NO与激素在调节植物的生理活动与信号转导方面有明显的协同作用,通过激素起作用可能是植物内源NO作用的机理之一。本文主要通过对NO的产生及其对生理活动的调节机制和在代谢中的信号转导作用等方面来阐述NO在植物生长发育中的作用。     

新疆桑属植物栽培居群的遗传多样性研究

应用RAPD分子标记对新疆不同地区栽培的桑属植物2种3个分类群共11个居群进行了遗传多样性研究。结果表明,新疆桑属栽培植物中虽然存在较为丰富的遗传多样性,多态位点比率(PPB)为87．39％,Shannon多样性指数为0．3997,但在栽培居群内的遗传变异水平相对较低;在不同居群间遗传变异水平仔住很人差异,各居群的多态位点比率(PPB)为4．5％至45．95％,Shannon多样性指数为0．0312至0．2339;白桑(Morus alba L．)及其变种鞑靼桑(Morus alba L．var．tatarica)居群内的遗传变异水平远高于黑桑种(Morus nigra)。新疆桑属植物栽培居群内较低的遗传变异水平与其采用扦插等无性繁殖方式有关。分析全部的遗传变异显示,11个栽培居群之间的基因分化系数(Gst)为0．3541,其中桑及其变种9个居群间的基因分化系数为0．4597,黑桑种2个居群问的基因分化系数为0．4728。AMOVA分析表明,在全部遗传变异中,黑桑种和白桑种2个物种之间的遗传变异占59．16％,居群间遗传变异为17．46％。遗传距离和聚类分析也表明,黑桑种和白桑种及其变种鞑靼桑之间存在很大的遗传分化。