木麻黄对土壤重金属的生长响应及积累特征

为了考察沿海防护林重要树种木麻黄对土壤重金属的耐性及修复潜力,比较了5个较耐寒木麻黄无性系(S-13、S-44、S-48、S-60和S-80) 1年生扦插苗在重金属Cu、Cd、Pb和Mn复合污染土壤中的生长表现、重金属积累和分配特征。土壤重金属设置为对照组(CK)、低浓度组(T1)、中浓度组(T2)和高浓度组(T3)等4个水平。结果表明:5个木麻黄无性系在不同处理组均维持了正常生长,不同无性系的表现有差异,与CK相比,T1、T2和T3显著促进了木麻黄无性系S-13、S-44的生长,但对S-48、S-60和S-80的生长无显著影响; T3显著抑制了S-13和S-44根瘤数,而对S-80则无显著影响,说明5个木麻黄无性系对重金属复合污染表现出较高耐性;木麻黄对重金属的吸收量随着土壤重金属浓度升高而增大;木麻黄对重金属的分配因重金属种类而不同,如Mn的含量为叶状小枝(小枝)茎根,各处理的转运系数均大于1,表明木麻黄具有较强的Mn转运能力,能把较多Mn从根部转运到地上部,地上部的Mn超过总积累量86%; Cu、Cd和Pb的含量为根茎小枝,表明木麻黄能把较多的Cu、Cd和Pb固定在根部,但地上部的重金属积累量超过了总积累量的50%; T3处理下,5个木麻黄无性系的重金属综合生物富集指数(CBCI)无明显差异,表明5个木麻黄无性系对重金属积累能力接近;综合生物量和CBCI表现,木麻黄无性系S-13和S-44对污染土壤具有较强的重金属修复能力;木麻黄对重金属Cu、Cd、Pb和Mn具有较强的耐性和较为突出的积累能力,对于重金属污染土壤尤其是Mn污染土壤的植物修复具有较大应用潜力。     

科尔沁沙地不同种源元宝枫功能性状变异及其环境驱动因子

【目的】研究不同种源地木本油料植物功能性状变异及其环境驱动因子,对其核心育种群体构建和良种选育具有重要的意义。【方法】文章以分布于科尔沁沙地周围的乌丹塔拉、松树山、代钦塔拉3个中国现存最大的元宝枫天然林为研究对象,测定其叶片和种子功能性状、土壤理化性质,同时结合气候数据,采用方差分析、相关性分析、RDA排序分析以及构建PLS-SEM模型等方法,研究内蒙地区不同种源地元宝枫功能性状的变异程度以及性状与环境之间的相关性,探究元宝枫功能性状与环境因子之间的关系。【结果】结果表明：（1）3地元宝枫各个功能性状的差异性明显,各性状的变异系数表现为比叶面积（SLA）>油酸含量（OA）>种子长宽比（ZC∶ZK）>碳氮比（C∶N）>神经酸含量（NA）>种子油脂含量（OC）>亚油酸（LOA）>叶片碳含量（LCC）,种源间变异系数范围为3.81%～19.51%,种源内变异系数范围为3.60%～14.64%,种源间变异大于种源内变异;（2）3个种源地中,代钦塔拉地区油脂、亚油酸含量最高,乌旦塔拉地区的神经酸含量最高;（3）相关性结果显示,元宝枫功能性状与环境因子间存在显著的相关关系;（4）RDA分析结果显示,环境因子可以解释24.1%的元宝枫功能性状变异,土壤有机质（SOM）和气温季节性变异系数（BIO-4）为主导生态因子,气象和土壤共同决定元宝枫功能性状的变异,且气象因子起主导作用;（5）PLS-SEM模型显示,元宝枫叶片及种子性状与油脂指标之间的路径系数较小,协同作用不显著,年均温是元宝枫油脂相关指标的主要影响因子,且其与油脂相关性表现出负相关,即较低的温度有利于元宝枫种实油脂的积累。【结论】研究表明,气象是驱动元宝枫功能性状变异的主导环境因子,且气温是决定元宝枫种实油脂含量的关键因子,该研究结果可为油用元宝枫定向培育提供理论基础。     

柳树新无性系(A42)对富营养水体不同浓度磷的吸收和净化机制

磷是评价水体富营养化的因子之一,也是植物生长必需营养元素,研究速生木本植物对富营养水体中磷的吸收具有重要意义.本研究以旱柳新无性系A42为对象,于2017年7—9月在温室大棚中进行浮床水培试验,研究了旱柳对不同磷营养水平水体(低磷0.1、0.2 mg·L^-1;中磷1.0、2.0 mg·L^-1;高磷10.0 mg·L^-1)的吸收和净化机制.结果表明:旱柳能有效净化水体中的磷营养(21 d达到79%以上),去除量与水体磷浓度呈正相关,但去除率随水体磷浓度增加呈先升高后降低趋势.旱柳可于7 d内将磷浓度为0.1～1 mg·L^-1的富营养水体中磷浓度降低至富营养阈值(0.016～0.032 mg·L^-1).旱柳富集同化的磷含量占水体磷总输入量的29.0%～66.9%,富集同化量与富集同化率分别与水体磷浓度呈正相关和负相关.旱柳在不同磷浓度水体中均能正常生长,根冠比随水体磷浓度下降而显著增加.氮、磷在旱柳体内积累均表现为茎>叶>根,旱柳的氮、磷转运系数均大于3,在高磷浓度水体中,氮磷营养在旱柳的茎部大量积累,氮、磷转运系数分别显著增加至4.53±0.24和4.92±0.62.表明旱柳在不同磷浓度富营养水体中均能正常生长且有良好的净化能力,能够通过富集转运磷营养至地上部来减少二次污染.实际应用中,对于低磷浓度水体,适合做短期净化;对于高磷浓度水体,适合做长期净化.     

细胞谱系示踪技术

细胞谱系示踪(cell lineage tracing)是指利用各种方式标记细胞,并对包括其后代所有细胞的增殖、分化以及迁移等活动进行追踪观察。自20世纪以来,谱系示踪技术为研究器官发育、组织损伤修复以及单细胞的分化命运提供了重要的手段。近些年,随着基因工程技术的飞速发展,细胞谱系示踪技术也有所突破,尤其是诱导性重组酶Cre/loxp系统的应用,极大地拓宽了细胞谱系示踪技术的应用范围。本文将结合细胞谱系示踪技术在多种研究中的应用,对该技术的原理、特点以及最新进展做一综述。     

蛋白-O-岩藻糖基转移酶1基因CfPOFUT1在果生炭疽菌中的功能分析

【目的】蛋白-O-岩藻糖基转移酶1 (protein O-fucosyltransferase 1,POFUT1)是催化蛋白质O-岩藻糖基化的关键酶,在动物和人体内被证明调控一系列的生理病理过程,然而POFUT1基因在果生炭疽菌乃至真菌中还未见报道。本研究旨在克隆果生炭疽菌中CfPOFUT1基因,并分析其生物学功能。【方法】利用RT-PCR技术扩增CfPOFUT1的基因并进行生物信息学分析,构建了CfPOFUT1基因的沉默和过表达载体,通过PEG介导法将载体导入原生质体中获得CfPOFUT1基因的沉默和过表达突变体。测定了野生型菌株、CfPOFUT1沉默菌株和过表达菌株在PDA上的菌丝生长、分生孢子产生、萌发与附着胞形成、胁迫应答和致病力、杀菌剂敏感性等生物学表型。【结果】与野生型菌株相比,基因过表达突变体产孢量显著增加,致病力增强,对嘧菌酯敏感性降低,但对多菌灵和咪鲜胺敏感性增强。基因沉默突变体产孢量减少,细胞壁完整性、内质网应激敏感性提高,致病力减弱,对嘧菌酯敏感性提高,但对多菌灵和咪鲜胺敏感性降低。【结论】CfPOFUT1基因参与调控果生炭疽菌分生孢子产量,细胞壁完整性、内质网对应激和药剂敏感性,并对其致病性也具有一定的影响。     

冀北山地不同海拔天然山杏种群的结构与动态

为了阐明冀北山地天然山杏种群的现存状态、预测种群未来的发展趋势,该研究在冀北山地不同海拔分别设置样地进行调查,以径级结构代替年龄结构,采用匀滑技术编制不同海拔天然山杏种群静态生命表,并应用谱分析方法分析不同海拔山杏种群的波动周期,进而揭示海拔因素对天然山杏种群数量动态的影响以及种群更新和维持机制,为山杏种群的保护和管理提供科学依据。结果表明：(1)不同海拔山杏种群的基径随海拔的升高逐渐变小,海拔872 m(H1)为15个径级,最大径级为12.47 cm,海拔1 131 m(H2)为17个径级,对应最大径级为14.10 cm,海拔1 328 m(H3)山杏种群为11个径级,对应最大径级为8.76 cm;不同海拔山杏种群数量随海拔上升呈减少的趋势,依次为：H1(2 158株)＞H2(1 262株)＞H3(133株)。(2)不同海拔天然山杏种群结构动态均属于增长型,V′_pi均大于0,表现出H2(57.51%、3.38%)＞H1(47.42%、3.16%)＞H3(27.57%、2.51%)的变化动态。(3)不同海拔梯度同一径级以及同一海拔梯度不同径级山杏种群的期望寿命均存在波动,3个海拔山杏种群存活曲线均趋于Deevey Ⅱ型,各径级阶段死亡率变化不明显,趋于稳定。(4)海拔H1、H2和H3样地的山杏种群死亡率分别出现7次、6次和3次死亡高峰,表明随海拔的增高山杏种群经历死亡波动的次数在逐渐减小。(5)种群动态谱分析表明,不同海拔天然山杏种群除受基波的影响外,还存在着明显的小周期波动,海拔H1、H2、H3样地的山杏种群谐波分别在A₂和A₈、A₇、A₅处出现波动。研究认为,冀北山地天然山杏种群自然更新良好,若无强烈的人为干扰或严重的自然灾害,将在群落中长期保持优势种地位。     

套袋梨贮藏过程中糖代谢及相关酶活性变化特征

以‘翠冠’梨为材料,研究了套双层遮光纸袋梨果实贮藏过程中蔗糖、果糖、葡萄糖、山梨醇及糖代谢中酶活性的变化规律。结果表明,贮藏套袋梨果实中果糖、葡萄糖、山梨醇和蔗糖含量都低于未套袋对照;套袋梨果实中山梨醇脱氢酶活性在贮藏的前5d都低于对照,贮藏10d后活性均高于对照,且与山梨醇含量呈现极显著正相关;贮藏套袋梨果实中蔗糖磷酸合酶(SPS)及蔗糖合酶(SS)分解和合成方向活性都是前期低于对照,贮藏后期都高于对照,且蔗糖含量与蔗糖磷酸合酶和蔗糖合酶(分解方向)活性都呈显著正相关;贮藏的套袋梨果实和对照中的山梨醇含量与果糖含量均呈极显著负相关,蔗糖含量与葡萄糖含量呈极显著负相关,即在贮藏过程中山梨醇可能转化为果糖,而蔗糖则转化成葡萄糖。     

蝴蝶兰花梗节间切段的类原球茎诱导与增殖

采用不同基本培养基和生长调节物质浓度组合,诱导蝴蝶兰花梗节间切段形成类原球茎和增殖的结果表明,花梗可见后10 d的切段诱导效果较好,较适宜的培养基为N_6 5.0 mg·L~(-1)6-BA 0.2 mg·L~(-1)KT 2 mg·L~(-1)活性炭。活性炭控制外植体褐化的效果明显优于维生素C。类原球茎增殖的适宜培养基为1/3MS 0.3mg·L~(-1)TDZ 0.2mg·L~(-1)NAA 2g·L~(-1)活性炭。     

刈割、施肥和浇水对高寒草甸物种多样性、功能多样性与初级生产力关系的影响

通过在高寒矮嵩草(Kobresia humilis)草甸为期4年的刈割(留茬1 cm、3 cm及不刈割)、施肥(尿素7.5 g·m^-2·a^-1+磷酸二铵1.8 g·m^-2·a^-1、不施肥)和浇水(20.1 kg·m^-2·a^-1、不浇水)控制实验, 对该生态系统中功能多样性与物种多样性的变化及其与初级生产力关系进行了研究。结果表明: 刈割和施肥显著影响植物性状和生产力, 而浇水作用微弱。刈割对物种多样性无影响, 但对不同功能多样性指数的影响不同; 施肥降低了物种多样性和以所有性状(除植株高度外)量化的功能多样性; 浇水仅对物种丰富度有微弱影响。各功能多样性的平均值能更好地反映群落物种间的功能差异。功能多样性和物种多样性呈正相关或不相关, 且二者与初级生产力的关系可表现为正相关、负相关和不相关, 说明三者间的关系是性状依赖的, 并受生境资源状况和刈割扰动的影响。植物功能性状对群落初级生产力有更加直接的影响。在考虑生物多样性对生态系统功能的影响时, 应更加注重对植物功能属性变化的研究。