基于功能性状的水杉原生母树种群生境适应策略

植物的功能性状变异和表型可塑性是其应对异质生境的主要机制, 对植物的生长和分布有重要贡献。本文以湖北星斗山国家级自然保护区的水杉(Metasequoia glyptostroboides)原生母树为研究对象, 分析了母树种群功能性状对树木形态、地形因子及人为干扰的响应机制。结果表明: 水杉原生母树叶面积、叶干重和比叶面积的变异幅度大, 可塑性较强, 而枝和叶的干物质含量稳定性最高。人为干扰和4个地形因子均对每个功能性状变异方差有5%-20%的解释度, 冠幅对枝、叶干物质含量的变异方差有高达38%和76%的解释度。5个功能性状主要受海拔、坡位和人为干扰影响, 其中, 比叶面积对环境因子和干扰的响应规律不明显, 叶面积和叶干重在强烈人为干扰的环境中普遍增大, 枝和叶的干物质含量对坡向的变化最敏感。总之, 水杉原生母树种群通过功能性状变异对环境能产生一定的可塑性响应, 但人为干扰对母树生长影响较大, 建议人工辅助更新, 并适度减少农业和建筑对现存母树的影响。     

Xp11.2 易位/TFE3基因融合相关性肾癌1 例

目的:报道一例Xp11.2易位/TFE3基因融合相关性肾癌的诊治经过,探讨该病的临床和病理特征、诊断和治疗以及预后。方法:男性,7岁,以无痛性肉眼血尿为主诉就诊,入院后行B超,CT等影像学检查及常规实验室检查,行右肾根治性切除术,并予病理检查及基因检测,确诊为Xp11.2易位/TFE3基因融合相关性肾癌。结合相关文献资料,分析Xp11.2易位/TFE3基因融合相关性肾癌的临床和病理、诊断及治疗和预后等。结果:患者B超和CT检查提示右肾实质性占位,增强CT检查提示右肾中部实质内可见团状混杂密度影,增强后未见明显强化;术前诊断右肾肿瘤,术中探查难以实施保留肾单位手术,遂行根治性肾切除术。术后病理:灰红色肿块,边界清楚,肿块切面灰红灰黄,可见坏死和钙化灶,肿瘤细胞成乳头状结构排列,肿瘤细胞边界限清楚,细胞胞质丰富,细胞核圆行,染色质呈泡状,可见核仁,间质内可见沙砾体形成;免疫组化标记肿瘤细胞结果示:TFE3(+),CD10(+),CD117(灶+),CD68(-),EMA(-),HMB45(-),Ki67(约5%+),P504s(+),P53(约10%+),RCC(-),Vimentin(-);基因检测结果:t(X;17)(p11.2;q23)染色体易位,形成CLTC-TFE3融合基因。术后随访32个月,患者病情稳定,复查B超和CT复查均未见肿瘤复发和转移。结论:Xp11.2易位/TFE3基因融合相关性肾癌无特异性临床表现,诊断主要依赖影像学检查、病理形态学特征、特异性标记物的免疫组化及基因检测;需与其他肾细胞癌鉴别;首选手术治疗,术后需要进行密切随访。     

七姊妹山常绿落叶阔叶混交林物种多样性格局及其环境解释

依托七姊妹山自然保护区6 hm²森林动态监测样地研究平台,基于样地和物种基本信息数据,采用多元回归树和冗余分析研究方法,探讨地形因子对生境的塑造作用及物种分布特征,分析不同群丛类型下物种多样性的变化规律。结果表明：(1)依据“1 SE”规则,4次分割依次以海拔(1 453 m)、坡度(23.13°)、海拔(1 398 m)、凹凸度(4.094)为分界点可将150个样地分为5个群丛。(2)冗余分析表明地形因子对物种分布解释量为0.077 6,解释率为16.36%,各环境因子对物种分布的解释力度依次为：海拔>坡度>凹凸度;坡向与物种的分布无显著相关性。(3)5个群丛中立木密度与胸高截面积最高的均为群丛5(527.4株/400 m²;3.495 cm²/株),立木密度与平均胸高截面积最低为群丛4(225.4株/400 m²;3.057 cm²/株)。(4)5个群丛中Shannon Winener丰富度指数与Simpson优势度指数最高的均为群丛2,最低的为群丛5,物种多样性尺度效应明显;Pielou均匀度指数最高为群丛4,最低为群丛5。(5)两两群丛间Jaccard相似性系数最低为群丛1 群丛2(0.331),最高的为群丛4 群丛5(0.645),海拔对β多样性格局影响较大。研究认为,七姊妹山自然保护区6 hm²样地地形因子对该区域生境的塑造具有一定作用,海拔、坡度、凹凸度组成的“环境筛”影响了该区域的物种分布及多样性格局。     

土壤养分对不同生活型植物叶功能性状的影响

以湖北星斗山国家级自然保护区50个亚热带常绿落叶阔叶混交林样地为研究对象,通过样本分析对不同生活型植物（灌木、乔木和木质藤本）的叶功能性状和森林土壤养分进行了测定,并采用冗余分析(RDA)和逐步回归分析了该地区土壤养分对不同生活型木本植物叶功能性状的影响。结果表明：（1）研究区内3种生活型植物的叶功能性状中灌木的比叶面积（SLA）平均值(319.87 cm·g^-1)最高,乔木的叶干物质含量（LDMC）平均值(0.40 g·g^-1)最高,木质藤本的叶面积（LA）、叶厚度（LT）、叶全氮含量(LTN)和叶全磷含量（LTP）平均值最高,分别为：105.07 cm²、0.24 mm、20.10 mg·kg^-1和1.19 mg·kg^-1;3种生活型的LDMC、LTN分布都较为集中,而LA、SLA、LTN都呈右偏分布,但LT、LTP的分布乔木呈左偏分布,而灌木和木质藤本均呈右偏分布。（2）研究区域的土壤pH值为3.81~4.95,全部为酸性土壤;土壤有机质含量在4.57%~12.05%之间,平均为7.79%;土壤速效钾和碱解氮含量分别为64.52~339.29和82.83~678.15 mg·kg^-1,全氮、全磷、速效磷含量平均值分别为5.48 mg·kg^-1、0.46 mg·kg^-1和0.39 mg·kg^-1。（3）在3种不同生活型叶性状的变异中,土壤养分对木质藤本的解释度最大（24%）,其次是灌木(15%),而对乔木解释最低(13%);乔木和木质藤本受到土壤有机质影响较大,灌木受到速效钾影响较大,虽然影响不同生活型叶功能性状的主要因子有所差别,但是其主要的影响因子均为土壤有机质、土壤全磷、速效钾。研究认为,星斗山国家级自然保护区土壤能够在一定程度上解释不同生活型植物叶功能性状变异,并且影响程度存在差异,这种差异有利于该地区物种共存和生物多样性维持。     

‘鸭梨’ב京白梨’杂交后代果实有机酸积累差异及相关酶活性的研究

该研究以‘鸭梨’ב京白梨’杂交后代高酸个体(GS-Y14)和低酸个体(DS-Y182)为试材,系统分析了果实发育过程中有机酸积累动态及相关酶活性的变化特征。结果表明:(1)GS-Y14属于苹果酸优势型果实,DS-Y182属于柠檬酸优势型果实,且成熟时两者在总酸含量上表现出的差异主要是由于苹果酸含量的差异所致。(2)苹果酸酶(NADP-ME)是苹果酸形成的关键酶,在梨果实发育过程中NADP-ME起分解作用,且该酶活性在两类个体果实发育后期差异显著,即NADP-ME是引起GS-Y14和DS-Y182中苹果酸含量不同的主要原因,进而导致成熟时两类个体果实酸积累的差异。(3)梨果实磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性的升高有利于其柠檬酸的合成,而柠檬酸合酶(CS)是影响其柠檬酸含量变化的关键酶;细胞质乌头酸酶(Cyt-ACO)和线粒体乌头酸酶(Mit-ACO)早期对果实柠檬酸的含量变化影响较小,后期异柠檬酸脱氢酶(NAD-IDH)活性对柠檬酸在后代个体中的积累有一定影响。     

不同梨品种果实有机酸含量变化与相关酶活性的研究

以梨品种‘鸭梨’、‘茌梨’和‘八里香’为试材,对不同品种果实有机酸积累及相关酶活性随发育的动态变化特征进行分析比较,探讨果实有机酸含量与相关酶活性的关系。结果表明:(1)梨果实发育过程中有机酸含量呈逐渐下降趋势,果实成熟时的总有机酸含量以‘茌梨’最高,‘鸭梨’次之,‘八里香’最低,且3品种间总酸含量差异显著。(2)果实发育后期,‘鸭梨’、‘茌梨’和‘八里香’的柠檬酸含量几乎相同,而苹果酸的含量差异显著,说明苹果酸是引起品种间总酸含量差异的主要因素。(3)在苹果酸代谢中,不同品种间NADP-ME酶活性在果实发育后期差异显著,而NAD-MDH和PEPC酶活性无显著差异,表明NADP-ME酶是引起‘鸭梨’、‘茌梨’和‘八里香’成熟果实苹果酸含量差异的主要原因。(4)不同品种的柠檬酸代谢酶CS、Cyt-ACO、Mit-ACO和NAD-IDH的活性变化趋势一致,且成熟时无显著差异,表明它们不是引起梨果实酸含量差异的主要原因。(5)梨果实发育过程中有机酸含量与相关代谢酶活性的相关性分析表明,苹果酸和柠檬酸代谢酶共同影响梨果实的酸含量水平。     

湖北木林子保护区山矾属植物空间分布格局及其关联性

物种共存机制是生态学研究的重要问题。以同属物种山矾、光叶山矾为研究对象，分析其空间分布格局和种内、种间关联性特征。将山矾、光叶山矾分为4个径级，分别归属幼树、小树、中树和成年树4个生长阶段。采用单变量成对相关函数分析空间分布格局特征；双变量成对相关函数分析种内、种间关联性。结果显示：山矾和光叶山矾径级结构基本一致，均属增长型种群。在完全空间随机模型下，山矾和光叶山矾主要呈聚集分布，逐渐过渡为均匀分布；在异质泊松模型下，只在小尺度上聚集，较大尺度范围呈随机分布。种内关联上，山矾各生长阶段主要呈正关联，逐渐向无关联过渡，光叶山矾除小树与成年树外，其余均呈正关联；排除生境异质性影响后，小尺度呈正关联，其余尺度无关联。种间关联上，在幼树、小树物种对中主要呈负关联，中树、成年树物种对中多为无关联。研究表明，同属物种山矾和光叶山矾呈种内聚集、种间分离的空间构型，在竞争排除作用下实现同属共存，有利于亚热带常绿落叶阔叶混交林群落结构稳定和物种多样性维持。     

不同温度条件下PEG模拟干旱胁迫对水杉种子萌发的影响

水杉原生种群天然更新极差,林下鲜见幼苗和幼树,种子萌发率低是造成天然更新困难的重要因素。为探究其种子萌发率低是否与水杉母树原生地春季低温有关,该文利用恒温培养箱设置3种恒温处理(15、20、25 ℃)和1种变温处理(12 ℃/12 h和24 ℃/12 h,每24 h交替),并设置5种不同浓度的聚乙二醇(PEG-6000,0、0.05、0.10、0.15、0.20 g·mL^-1)模拟干旱胁迫,来研究干旱胁迫对水杉种子萌发的影响。结果表明:(1)实验所设置的温度对水杉种子萌发无显著影响(P>0.05),变温条件下的水杉种子平均发芽率和发芽势均为最高,分别为46.75%和21.25%;(2)不同浓度的PEG-6000溶液对其种子萌发产生显著影响(P<0.05),水杉在15 ℃或25 ℃下,低浓度的PEG-6000溶液(0～0.10 g·mL^-1)对水杉种子的发芽势和发芽指数有促进作用,高浓度(>0.10 g·mL^-1)的PEG-6000溶液对水杉种子的萌发有抑制作用,且随着浓度的增大抑制作用也随之增强,直到浓度增大为0.20 g·mL^-1 时,水杉种子不再萌发。原生地春季低温并不是造成水杉原生种群天然更新困难的因素,适当的干旱胁迫有利于增强水杉种子发芽势和发芽指数,促使出苗整齐。     

水杉原生种群结构及空间分布格局

水杉(Metasequoia glyptostroboides)是我国特有濒危极小种群物种, 其种群的状态一直被国内外学者广泛关注。分析现存水杉原生种群结构和空间分布格局及其空间关联性, 可以从空间格局角度深入认识水杉原生种群结构和分布格局及可能的形成机理。本文基于湖北利川境内水杉原生种群的野外调查数据, 分析其径级和高度级结构, 同时运用点格局分析中的成对相关函数g(r)以及3个零模型(完全空间随机模型、异质泊松模型、先决条件模型)分析水杉原生种群空间分布格局、各龄级空间分布格局及空间关联性。结果表明: (1)分布于研究区域内的水杉原生种群个体数共5,663株, 已死亡33株, 现存活5,630株, 其中40株濒临死亡, 465株处于衰弱状态, 部分个体呈现不同的形态特征和生长状况, 断梢和蚁害最为常见, 雷击是最致命的危害。(2)水杉原生种群结构分析显示, 其径级结构和高度级结构均呈纺锤型, 自然更新不良。(3)基于完全空间随机模型, 水杉原生种群在各尺度下均呈现聚集分布, 中龄树在较小尺度(r < 3,300 m)上呈现聚集分布, 成年树和老龄树在较大尺度(r < 4,700 m)上呈现聚集分布; 排除生境异质性影响后, 聚集尺度均减小, 所以种群及不同龄级的聚集尺度分别为0-3,000 m、0-2,100 m、0-2,900 m和0-2,500 m, 随后呈现为微弱的随机分布和均匀分布。(4)基于完全空间随机模型, 3个龄级之间在所有尺度均为正关联; 在排除生境异质性影响后, 不同龄级的正关联尺度减小, 均在0-2,800 m呈正关联。综上, 水杉原生种群个体数量正呈现逐步减少的趋势, 种群主要呈聚集分布, 各个龄级间具有正向的关系, 从现有的空间格局来看, 生境异质性、扩散限制和种内竞争是导致该格局的主要原因。     

水杉原生种群核心种质资源的繁殖特性

水杉(Metasequoia glyptostroboides)原生种群天然更新困难, 为探究其原因是否与繁殖特性有关, 本文以其核心种质资源(40株个体)为对象, 通过对生境、母树个体和种子性状的调查, 并结合田间播种试验, 分析其繁殖特性。以方差分析检测不同母树个体间种子性状、发芽率和幼苗生长特征的差异; 采用相关性分析和多元线性回归模型分析个体性状对其种子、发芽率及幼苗生长的影响; 通过Logistic模型拟合, 分析幼苗生长的节律参数。结果显示: (1) 40株母树个体仅有7株产种, 产种率仅为17.50%, 且不同母树个体间产种量差异显著(P < 0.05)。(2)不同母树个体间的种子千粒重、种子发芽率、幼苗存活率和基径生长量均存在显著差异(P < 0.05)。(3) 7株母树个体种子的平均发芽率为19.73%, 幼苗平均存活率为73.42%, 不同母树之间差异显著(P < 0.05)。(4)母树个体的胸径与种子千粒重、种子发芽率呈显著负相关(P < 0.05), 种子发芽率与幼苗存活率呈极显著正相关(P < 0.001), 树高与幼苗存活率呈显著正相关(P < 0.05)、与幼苗基径呈极显著正相关(P < 0.001)。(5)母树树高对幼苗存活率有显著正效应(P < 0.05), 胸径对种子发芽率有显著负效应(P < 0.05)。(6)苗高、基径的生长符合“S”型生长曲线(R ² ≥ 0.928)。水杉原生种群产种量低, 种子发芽率低、幼苗存活率较低, 且不同母树之间差异显著可能是造成其天然更新困难的原因。