桥弯藻科和异极藻科（硅藻门）植物中国7种新记录

对采自黑龙江省东南部兴凯湖湿地的100余号硅藻标本进行分类研究,共发现桥弯藻科、异极藻科（硅藻门）中国新记录植物5种2变种,分别为亚粗糙桥弯藻（Cymbella peraspera Krammer）、尖头弯肋藻［Cymbopleura cuspidata (Kützing) Krammer］、不显内丝藻高山变种（Encyonema obscurum var.alpina Krammer）、西里西亚内丝藻翼形变种（Encyonema silesiacum var.lata Krammer）、耳状异极藻（Gomphonema auritum Braun & Kützing）、棍棒异极藻（Gomphonema clava Reichardt）、极细异极藻［Gomphonema exilissimum (Grunow) Lange-Bertalot & Reichardt］。对其分类学特征进行了详细的描述,与同属中相似的种类进行了比较与讨论,为今后该区域的藻类研究提供了基础的资料。     

7个大穗型小麦-黑麦代换系间杂交后代的形态学与SSR分析

对从小麦-黑麦代换系5R/5A与1R/1D杂交后代中选育的大穗型品系1-5、1-6、1-7、1-8、1-9、1-10、1-11进行形态学与SSR分析。结果表明,7个品系田间表现遗传性稳定,且具有黑麦大穗、抗病等优良性状;利用黑麦特异引物PSC119.1确定7个品系均导入了黑麦染色体片段,引物SCM138扩增结果表明,在1-6、1-7、1-8、1-9、1-10中导入了黑麦染色体5RS片段,引物SCM120、TSM604可以在7个品系中稳定扩增出黑麦5R长臂和1R短臂特异片段。以上结果可为小麦遗传育种与品质改良提供基础材料。     

小黑麦对石油污染盐碱土壤细菌群落与石油烃降解的影响

为了研究小黑麦对石油污染盐碱土壤中的细菌群落与石油烃降解率的影响,采用高通量测序技术,设置0 g/kg,1 g/kg和5 g/kg三个石油浓度,以未种植小黑麦的土壤作为对照,对6组不同处理的盐碱土壤样品的细菌群落结构及其多样性进行测定,并分析土壤中的石油烃降解率。结果表明:在土壤石油浓度为1 g/kg和5 g/kg时,小黑麦根际土壤中的石油烃降解率相较对照组分别提高了36.67%和33.20%。从6个土壤样品中分别获得21398—27899条测序序列。在石油污染土壤中,小黑麦根际土壤的细菌群落多样性和丰度均大于对照组的土壤。同时,在"门","纲","属"的分类水平上,小黑麦根际土壤细菌群落中的一些根际细菌的相对丰度增加了,主要包括变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)、γ-变形菌纲(Gammaproteobacteria)、烷烃降解菌科-未命名菌属(Alcanivoracaceae_norank)、黄单胞菌属(Xanthomonas)、亚硝化单胞菌-不可培养菌属(Nitrosomonadaceae_unculture)等。有一些相对丰度增加的根际细菌是以石油及石油分解物为碳源的微生物。本研究证明种植小黑麦改变了石油污染盐碱土壤根际土壤细菌群落结构组成和多样性,促进了降解石油微生物群落的构建,显著提高了盐碱土壤石油污染的降解效果。研究结果为石油污染盐碱土壤的植物修复奠定了理论基础。     

紫花苜蓿F-box蛋白基因MsFTL的克隆及功能分析

FTL(F-box Triple LRR protein)是F-box蛋白家族的成员,具有F-box保守结构域,在植物抵御逆境胁迫过程中起重要作用。本研究参考低温胁迫下紫花苜蓿转录组数据设计引物,通过RT-PCR克隆获得紫花苜蓿MsFTL基因,该基因的全长1422 bp,编码473个氨基酸。该蛋白含有1个F-box结构域及3个LRR重复。系统进化分析表明,MsFTL与蒺藜苜蓿XP_003626345.1 F-box/FBD/LRR-repeat protein亲缘关系最近。两者蛋白序列比对发现共有11个差异位点。在低温、盐、干旱以及外源ABA处理下,MsFTL基因受到诱导,表达量上调。构建植物过表达载体pCBM-MsFTL,通过农杆菌介导法转化烟草。对经过抗性筛选、PCR和Real-time PCR验证的转基因植株进行低温抗性鉴定。在-4℃低温胁迫下,野生型烟草叶片出现了明显的萎蔫失水现象,而转基因烟草萎蔫程度相对较轻。生理检测结果表明,4℃处理24 h之后,转基因烟草的可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、SOD活性,CAT活性高于野生型,MDA含量低于野生型。本研究表明,MsFTL基因在提高植物对低温胁迫的抗性方面具有重要的作用。     

5种外源物质对干旱胁迫下笔筒树幼苗生长的缓解效应北大核心CSCD

为探究外源物质对干旱胁迫下笔筒树生长的缓解效应和生理机制,对实验室培养的笔筒树幼苗进行了自然干旱胁迫,期间分别叶面喷施1.0 mmol/L水杨酸(SA)、150μmol/L褪黑素(MT)、100 mg/L多效唑(PP_(333))、2.5 mmol/L氯化钙(CaCl_(2))以及0.3 mg/L的2,4-表油菜素内酯(EBR)溶液,测定各处理幼苗的生长和光合作用、抗氧化酶、渗透调解物质等相关生理指标。结果表明:(1)与正常生长对照(CK)相比,干旱胁迫(DCK)显著抑制笔筒树幼苗地上部分的生长,但能够显著促进地下部分的生长;干旱胁迫显著抑制笔筒树叶片抗氧化酶活性,加剧对细胞膜的损害,进而引起幼苗叶片相对电导率和丙二醛含量显著上升,显著增加渗透调节物质的积累;干旱胁迫也使叶片叶绿素含量显著降低,不能正常进行光合作用,其净光合速率、气孔导度和蒸腾速率都显著降低。(2)与DCK处理相比,叶面喷施外源物质可以显著提高笔筒树幼苗叶片抗氧化酶活性,有效清除细胞内过多的活性氧,显著降低相对电导率和丙二醛含量,使细胞膜系统代谢正常,减轻干旱胁迫对笔筒树幼苗造成的伤害,并提高净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶绿素含量,有效减轻干旱胁迫对光合作用的抑制。(3)隶属函数法综合评价表明,适宜浓度的水杨酸(SA)和褪黑素(MT)处理对笔筒树幼苗干旱胁迫的缓解效应最好。     

中国水韭属两个四倍体新种

水韭属(Isoëtes)是起源最为古老的水生维管植物,全属物种均被列为国家一级重点保护植物。通过对全国水韭属植物的调查和研究发现,不同产地的四倍体植株在形态上存在显著差异。基于形态学、孢粉学和细胞学证据,将分布于中国湖南省长沙地区和怀化地区的四倍体居群分别命名为隆平水韭(Isoëtes longpingii)和湘妃水韭(I. xiangfei),并详细描述了其形态特征。隆平水韭形态上与中华水韭(I. sinensis)相似,不同之处在于其大孢子具小的瘤状或冠状纹饰,叶细长而柔弱,长达60 cm; 该种也与六倍体东方水韭(I. orientalis)相似,不同之处在于其染色体44条,大孢子具瘤状或冠状纹饰。湘妃水韭的大孢子纹饰虽与二倍体云贵水韭(I. yunguiensis)相似,但在小孢子纹饰、孢子囊形状和染色体数目方面却不同。隆平水韭仅少数植株生长于湖南省宁乡市一处池塘,完全沉水生长,而湘妃水韭则分布于怀化市通道县和会同县的湿地。由于这两个新种的分布区狭窄,野生居群数量和个体数较少,栖息地环境受到人为干扰,因此根据IUCN红色名录评估标准,将隆平水韭评为极危(CR)等级,湘妃水韭评为易危(VU)等级。所编制的中国已知水韭属物种的分种检索表,为本属物种的鉴定和保护工作提供了重要参考。     

薰衣草叶片对低温胁迫的生理与分子响应机制

薰衣草(Lavandula angustifolia)作为名贵的芳香植物, 其生长、繁育、品质和产量均受低温影响。前期研究已获得1个耐低温薰衣草品种。该研究将对其处理的温度从20°C降至0°C, 揭示薰衣草响应冷胁迫的生理及分子调控机制, 同时结合薰衣草的细胞质膜透性、可溶性糖和蛋白质含量及抗氧化酶活性等生理变化。采用转录组学和生物信息学方法挖掘分析相关耐寒基因, 并探讨外施水杨酸缓解-10°C冻胁迫的可行性。研究发现7个编码脂肪酸去饱和酶和转移酶的基因(LaFADs)、3个参与合成可溶性糖的基因(LaBAM1和LaSS2)、19个编码胚胎晚期丰富蛋白的基因(LaLEAs)及7个编码过氧化物酶的基因(LaPODs), 这些基因在低温胁迫下均上调表达, 指导薰衣草合成并积累保护物质, 维持膜稳定性以应对胁迫。此外, 150 mg·L^-1水杨酸预处理能有效缓解植株冻害, 可作为低温保护剂。该研究丰富了薰衣草重要抗逆基因家族的遗传背景, 为后续分子遗传学功能分析和定向品种改良奠定基础。     

黑龙江苹果亚科5属14种植物导管分子形态结构研究

利用扫描电子显微镜对黑龙江苹果亚科5属14种植物导管分子的管腔微形态结构特征进行了比较研究。结果显示:(1)该亚科植物导管分子的管腔长度、宽度及端壁斜度角有较大的差别。(2)孔纹导管在该亚科植物种中均存在,网纹导管和螺纹导管仅见于苹果属和花楸属中。(3)导管分子管壁除苹果属及山楂属中的毛山楂、辽宁山楂外均有螺纹加厚。(4)纹孔的排列方式为互列式、对列式及互列、对列同时存在。(5)在所观察的植物中花楸、山荆子、无毛山楂导管端壁具单穿孔板和梯状穿孔板,其余种的导管端壁仅具单穿孔板。(6)导管纹孔膜残留现象普遍存在。研究表明,导管分子管腔的微形态结构特征,可为该亚科植物的系统演化提供形态学依据;导管分子微形态结构特征与其所处的环境存在一定的适应性。     

中国特产2种濒危水韭雄性发育的比较研究

采用透射电镜和光镜比较观察了中华水韭和云贵水韭雄配子体及其精子的发育特征。结果显示:(1)2种水韭的雄配子体的寿命只有15~30d,终生都在小孢子壁内发育。(2)雄配子体只含有1个原叶体细胞、1个精子器壁细胞和4个精细胞,前2个细胞内含有丰富的营养物质。(3)精子由精核、微管带、鞭毛、细胞质等4部分构成。(4)中华水韭雄配子体发生率为4.5%,平均每个雄配子体产生0.46个精子,精子游动速度约53μm/s,寿命8min;云贵水韭雄配子体发生率和产精量略高于中华水韭,但精子游动速度和寿命略低于中华水韭。研究认为,中国水韭濒危的主要原因之一是雄配子体产精率低、受到生殖生态限制、水污染对精子的危害等;雄性特征表明水韭在石松类中占有较高的进化地位;结合前人的研究成果绘出了水韭雄配子体的发育模式。     

植物重金属胁迫耐受机制

重金属是一类会对植物产生毒害作用的污染物,植物在长期进化过程中演变出耐受重金属胁迫的相关机制。以植物重金属耐受性为基础,对近几年来国内外植物响应重金属胁迫的耐受机制研究作一简要综述。主要概述了重金属对植物的胁迫影响及植物抗氧化系统,脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白等渗透调节物质和不同类型基因家族等方面对植物耐受重金属胁迫机制的研究进展。以期为提高植物耐重金属胁迫能力及研究植物修复重金属污染土壤的应用奠定一定的基础。