阔叶丰花草与2种菊科植物之间的化感作用

阔叶丰花草是一种适用于华南果园生草控草的一年生植物。为了揭示阔叶丰花草与果园常见杂草之间的竞争关系,研究了阔叶丰花草与两种菊科植物(胜红蓟和白花鬼针草)之间的化感作用。结果表明: 10～50 mg·mL^-1的阔叶丰花草水浸液处理显著抑制胜红蓟和白花鬼针草种子萌发和幼苗生长,胜红蓟和白花鬼针草的胚根长分别比对照降低57.4%～90.2%和57.3%～62.3%。胜红蓟和白花鬼针草水浸液对阔叶丰花草种子萌发也有较强的化感效应,在50 mg·mL^-1的浓度处理下,阔叶丰花草种子几乎不能萌发。经10 mg·mL^-1阔叶丰花草水浸液处理30 d后,胜红蓟播种苗的净光合作用、株高和生物量分别比对照降低15.2%、20.6%和41.5%,白花鬼针草播种苗的生物量也出现下降趋势;但胜红蓟和白花鬼针草水浸液处理对阔叶丰花草播种苗生长的影响均不显著。在混种条件下,阔叶丰花草的生物量与单种的水平相当,胜红蓟和白花鬼针草的生物量则分别比单种降低86.0%和27.1%。与胜红蓟和白花鬼针草相比,阔叶丰花草的化感优势在于除了能抑制对方的种子萌发,也能抑制其植株生长。     

芥菜型油菜细胞质雄性不育系WJS01A的比较鉴定北大核心CSCD

芥菜型油菜细胞质雄性不育(CMS)系WJS01A是一种稳定不育系,其败育彻底,不受环境条件的影响。该研究从形态、细胞特征、遗传和分子生物学等方面对WJS01A进行鉴定,以揭示其败育机制,为该不育系在油菜育种中的应用提供理论基础。结果表明:(1)不育系WJS01A的花序结构与正常芥菜型油菜差异不大,但在花蕾饱满度、花朵张开度及花瓣长度和宽度方面略低于正常的芥菜型油菜;它的雌蕊发育正常,但花药、花丝缩短,致使雄蕊高度显著低于柱头,花药白化无花粉产生。(2)将WJS01A衍生的甘蓝型油菜背景不育系WNJ01A以及Polima(Pol)、Ogura(Ogu)和Kosena(Kos)不育系分别与其恢复系或保持系测交,结果显示来源于WJS01A的不育类型与Pol、Ogu和Kos等材料的恢保关系明显不同,仅Hui01可以恢复WNJ01A的育性。(3)不育系WJS01A属于无花粉囊型不育,败育时期为花药原基到孢原细胞时期。(4)线粒体不育基因多重PCR可以明显区分WJS01A、WNJ01A与Pol、Ogu、Kos,但是目前的引物组合不能区分WJS01A与正常的芥菜型油菜。(5)线粒体基因组的限制性片段长度多态性(RFLP)分析表明,在所检测的8个探针/酶组合中均可以将不育系WJS01A与其他4种细胞质雄性不育系区分开,说明WJS01A是一种显著不同于Pol、Ogu和Kos等的细胞质雄性不育类型。WJS01A的利用可以丰富和拓宽当前油菜杂种优势利用的遗传基础,为缓解当前油菜杂种优势利用中不育胞质单一性问题提供新的种质。     

巴茅草水浸提液对3种作物种子萌发及幼苗生长的化感作用

本文以发芽率、发芽速度指数、发芽指数、根长、茎长和生物量为种子萌发和幼苗生长参数,研究不同生长时期巴茅草叶片和茎秆水浸提液对白菜、生菜、水稻的化感作用。结果表明: 巴茅草叶水浸提液化感作用强于茎秆水浸提液,叶水浸提液处理后受体植物的发芽指数和生物量均显著低于茎水浸提液。枯萎期巴茅草的化感作用强于生长旺盛期。不同浓度巴茅草叶水浸提液对3种作物的化感作用存在明显的量效关系,浸提液浓度越高,巴茅草的化感抑制作用越强。巴茅草叶水浸提液对白菜和生菜各萌发指标100%抑制的浓度分别为0.075和0.10 g·mL^-1;而0.10 g·mL^-1巴茅草叶水浸提液对水稻发芽率、发芽速度指数、发芽指数的抑制率分别为13.8%、27.2%、19.3%。巴茅草叶水浸提液对白菜和生菜各生长指标100%抑制的浓度分别为0.05和0.10 g·mL^-1;而0.10 g·mL^-1巴茅草叶水浸提液对水稻根长、茎长、生物量的抑制率分别为64.6%、92.9%、21.8%。结合种子萌发和幼苗生长的综合化感指数,3种供试作物对巴茅草化感作用的敏感程度为白菜>生菜>水稻。     

十字花科植物PEBP基因家族的分子进化

近年来植物基因组测序物种数量的指数增长, 为我们对植物环境适应性状的遗传和变异的全面理解提供了保障。磷脂酰乙醇胺结合蛋白(phosphatidylethanolamine-binding protein, PEBP)在植物的开花转变和株型建立中起着重要作用, 一直是植物生物学研究关注的热点领域之一。然而对该家族并没有利用新近测序的基因组数据进行比较基因组分析, 制约了对其在分子水平上的进化研究。为了确定PEBP基因家族的分子进化机制, 本研究利用生物信息学方法开展了7种十字花科植物拟南芥(Arabidopsis thaliana)、琴叶拟南芥(A. lyrata)、小鼠耳芥(A. pumila)、亚麻荠(Camelina sativa)、甘蓝(Brassica oleracea)、白菜(B. rapa)和油菜(B. napus)的PEBP基因家族成员的全基因组鉴定、结构特征和比较进化分析。从7个物种中共鉴定出91个PEBP基因, 系统进化分析表明它们分属5个亚家族: MFT、FT/TSF、TFL1、CEN和BFT。基因结构分析发现甘蓝、白菜和油菜的CEN基因内含子明显比其余4个物种的内含子长。蛋白结构域分析表明MFT比其他4个亚家族成员少了一个motif 2, TFL1比其他亚家族多了motif 8。选择压力分析发现7个物种PEBP同源基因均受到较强的纯化选择, 其中TFL1亚家族受到的纯化选择最弱。共线性分析表明十字花科植物PEBP基因家族随古代多倍体事件发生不同程度的扩张, TSF在甘蓝、白菜和油菜中丢失。非生物胁迫下, 在拟南芥中过量表达小鼠耳芥的一个MFT基因, 转基因拟南芥种子的萌发率明显低于野生型, 暗示MFT基因在调控种子萌发上的功能保守。本研究为深入研究十字花科植物PEBP基因的进化特征和生物学功能奠定了基础。     

钠盐胁迫对河西走廊荒漠绿洲过渡带典型一年生草本植物种子萌发的影响

研究不同浓度盐分(NaCl和NaHCO₃,0、40、80、120、160和200 mmol·L^-1)对6种河西走廊荒漠绿洲边缘人工林典型一年生草本植物(禾本科:狗尾草、虎尾草和小画眉草;藜科:雾冰藜、刺沙蓬和蒙古虫实)种子在当年秋季和次年春季的萌发和复萌的影响。结果表明: NaCl和NaHCO₃对6种植物种子的萌发有显著影响,NaHCO₃对种子萌发的抑制作用大于NaCl。NaHCO₃浓度达到160 mmol·L^-1时,6种植物基本不萌发或萌发率较低;NaCl浓度达到200 mmol·L^-1时,6种植物仍能够保持相对较高的萌发率。种子当年秋季萌发率(2.8%～20.0%)远低于次年春季萌发率(21.7%～81.6%),秋季复萌率(3.3%～20.0%)低于春季复萌率(5.0%～41.1%),当年生种子秋季多保持休眠,次年春季休眠减弱。6种一年生草本植物种子的耐盐性为:虎尾草＞狗尾草＞刺沙蓬＞雾冰藜＞蒙古虫实＞小画眉草。     

An in planta haploid induction system in Brassica napus

Doubled haploid technology is widely used to accelerate plant breeding, but its use in the important oilseed crop Brassica napus L. is limited because B. napus haploids could only be obtained through in vitro anther or microspore cultures. Recently, maize (Zea mays) lines containing mutations in Domain of unknown function 679 membrane protein (DMP) were used as haploid inducer lines. This new haploid induction mechanism has been extended to several other plants, including the dicots Arabidopsis thaliana, tomato (Solanum lycopersicum), and tobacco (Nicotiana tabacum). Here, we knocked out four BnaDMP genes in the B. napus cultivar Westar using a clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated protein 9 vector with an enhanced green fluorescent protein expression cassette. Plants with DMP mutations in B. napus in the T₀, T₁, and T₂ generations exhibited a haploid induction rate up to 2.53%. These results suggest that targeting BnaDMP could be useful for haploid induction in B. napus.     

三叶鬼针草与不同本地植物竞争对土壤 微生物和土壤养分的影响

入侵植物三叶鬼针草(Bidens pilosa)对我国农牧业生产造成了重大的损失。本文主要研究三叶鬼针草入侵与不同本地植物竞争对土壤微生物群落结构和土壤养分的影响。利用磷脂脂肪酸方法(phospholipid fatty acids, PLFAs)测定土壤微生物群落组成, 同时测定土壤养分和酶活性, 并利用Canoco4.5软件分析了土壤微生物、土壤养分和土壤酶活性的相关性。结果表明: (1)三叶鬼针草对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、丛枝菌根真菌等土壤微生物具有较强的聚集能力, 且其根际土壤聚集的微生物类群与本地植物种类密切相关。(2)三叶鬼针草入侵显著增加了入侵地土壤的有机碳含量, 降低了铵态氮的含量; 土壤中的速效钾、速效磷和硝态氮的含量则与本地植物种类密切相关。(3)相关性分析表明, 16:00和16:1 ω5c对铵态氮的含量影响较大, 而三叶鬼针草入侵地16:00和16:1 ω5c的含量显著高于裸土对照, 进而推测这一状况导致了铵态氮含量的降低。(4) 15:1 anteiso A和18:1 ω5c与速效钾的含量呈显著正相关, 而其含量在狗尾草(Setaria viridis)中显著高于其他处理, 三叶鬼针草与狗尾草混种处理中土壤中速效钾的含量高于其他处理。以上结果说明, 三叶鬼针草通过改变土壤微生物群落结构影响了土壤酶活性和土壤养分, 且这种改变与入侵地本地植物种类有关。     

施氮量对不同藜麦品种幼苗生长的影响

通过盆栽试验,研究5个水平的施氮量(N₀,0 g·kg^-1;N₁,0.05 g·kg^-1;N₂,0.1 g·kg^-1;N₃,0.15 g·kg^-1;N₄,0.2 g·kg^-1)对8个不同藜麦品种幼苗生长的影响。结果表明: 1)不同施氮量处理下,藜麦品种GB22和OY的生物量最大,而品种B2的生物量最小。品种B2的花质量比最大,品种GB22的茎质量比最大,品种R1的根质量比最大,品种W23的叶质量比最大。2)施氮显著影响藜麦幼苗的生长。在较低施氮量(N₁、N₂)下,叶片最大净光合速率、植株生物量积累都比对照(N₀)明显增加;在较高施氮量(N₃、N₄)下,藜麦叶片光合速率出现降低趋势,生物量积累减少。品种和施氮量对植株生物量有显著的交互作用,表明不同藜麦品种对施氮量的响应不同。品种R1、MY11、GB22、OY的最佳施氮量为0.05 g·kg^-1,品种GB11、DB、B2的最佳施氮量为0.1 g·kg^-1,品种W23的最佳施氮量小于0.05 g·kg^-1。3)品种和施氮量之间的交互作用显著影响藜麦幼苗的生物量分配。在达到0.2 g·kg^-1施氮量前,随着施氮量增加,藜麦将更多的生物量分配到花和叶。4)不同品种和施氮量下,幼苗生物量与最大净光合速率、苗高、地径、比叶面积呈显著正相关。本研究可为不同藜麦品种的养分管理提供参考。     

甘蓝型油菜ZF-HD基因家族的鉴定与系统进化分析

ZF-HD是一类植物特有的转录因子, 在植物生长发育及胁迫响应过程中发挥重要作用。利用生物信息学方法, 在甘蓝型油菜(Brassica napus)基因组中鉴定到62个ZF-HD基因, 其中83.9%的基因缺乏内含子, 93.5%的BnZF-HD等电点大于7, 预测定位于细胞核的蛋白大多由100个以上氨基酸组成。根据进化关系可将其分为6个亚群, 在每个亚群中, 甘蓝(B. oleracea)和白菜(B. rapa)的ZF-HD基因数量相等或近似相等, 而甘蓝型油菜的ZF-HD基因数量接近或等同于甘蓝和白菜的ZF-HD基因数量之和。同一亚群的motif数量和类型高度相似。共线性分析结果显示, 全基因组三倍体化使ZF-HD基因在二倍体祖先得到扩张, 而异源多倍体化又进一步使甘蓝型油菜ZF-HD基因家族扩张。K_a/K_s值说明大多数ZF-HD基因在进化过程中受到了纯化选择。所有BnZF-HD基因都具有光响应元件, 2/3的基因具有MeJA、ABA和厌氧诱导顺式作用元件, 推测这些基因可能参与相关生物学过程。研究结果为进一步挖掘该家族基因的生物学功能奠定基础, 同时为揭示多基因家族在异源多倍体中的进化式样提供借鉴。     

Overexpression of serine alkaline protease encoding gene in Bacillus species: performance analyses

Bacillus species carrying subC gene encoding serine alkaline protease (SAP) enzyme were developed in order to increase the yield and selectivity in the bioprocess for SAP production. For this aim, subC gene was cloned into pHV1431 Escherichia coli–Bacillus shuttle vector, and transferred into nine host Bacillus species, i.e. B. alvei, B. amyloliquefaciens, B. badius, B. cereus, B. coagulans, B. firmus, B. licheniformis, B. sphaericus and B. subtilis. The influence of the host Bacillus species on SAP production on a defined medium with glucose was investigated in bioreactor systems. For each of the recombinant (r-) Bacillus species, effects of initial glucose concentration on cell growth and SAP production were investigated; and, physiological differences and similarities between the wild-type and r-Bacillus species are discussed. The highest biomass concentration was obtained with r-B. coagulans as 3.8 kg m⁻³ at the initial glucose concentration of C_Go=20 kg m⁻³ and the highest volumetric SAP activity was obtained with r-B. amyloliquefaciens as 1650 U cm⁻³ at C_Go=20 kg m⁻³. Overall SAP activity per amount of substrate consumed was the highest for r-B. sphaericus (137 U g⁻¹ cm⁻³) and r-B. licheniformis (130 U g⁻¹ cm⁻³). Among the r-Bacillus species the highest activity increase compared to the wild types was obtained with r-B. sphaericus while the lowest increase was obtained with r-B. amyloliquefaciens and r-B. licheniformis due to high SAP production potential of the wild-type strains. During storage of the host microorganisms, r-B. alvei and r-B. amyloliquefaciens were not able to bear the recombinant plasmid, probably, due to the restriction enzymes synthesized. Due to the highest stable volumetric activities r-B. licheniformis (950 U cm⁻³) and r-B. sphaericus (820 U cm⁻³) appear to be the favorable hosts for the production of SAP. All the r-Bacillus species excreted organic acids oxaloacetic and succinic acids, but, none excreted the amino acid valine. The variations in by-product distributions with each recombinant organism were also discussed.     

Effects of environmental factors, age and genotype on sperm production and semen quality in Bos indicus and Bos taurus AI bulls in Brazil

The effects of ambient temperature and humidity, month, age and genotype on sperm production and semen quality in AI bulls in Brazil were evaluated. Data from two consecutive years were analyzed separately. Seven Bos indicus and 11 Bos taurus bulls from one artificial insemination (AI) center were evaluated in Year 1 and 24 B. indicus and 16 B. taurus bulls from three AI centers were evaluated in Year 2. Ambient temperature and humidity did not significantly affect sperm production and semen quality, probably because there was little variation in these variables. Month accounted for less than 2% of the variation in sperm production and semen quality. Increased bull age was associated with decreased sperm motility (P<0.10) and increased minor sperm defects (P<0.001) in Year 1. B. indicus bulls had greater (P<0.005) sperm concentration than B. taurus bulls in both years (1.7×10⁹/ml versus 1.2×10⁹/ml in Year 1 and 1.6×10⁹/ml versus 1.2×10⁹/ml in Year 2, respectively). Ejaculate volume was not significantly affected by genotype in Year 1 (6.6 ml versus 6.9 ml in B. indicus and B. taurus bulls, respectively), but B. indicus bulls had greater (P<0.05) total (11.4×10⁹ versus 8.2×10⁹) and viable (6.7×10⁹ versus 4.9×10⁹) numbers of spermatozoa in the ejaculate than B. taurus bulls. In Year 2, B. taurus bulls had greater (P<0.05) ejaculate volume than B. indicus bulls (8.2 ml versus 6.7 ml, respectively) and total and viable number of spermatozoa in the ejaculate were not significantly different between genotypes (10.3×10⁹ versus 9.1×10⁹ and 6.1×10⁹ versus 5.4×10⁹ in B. indicus and B. taurus bulls, respectively). Sperm motility was not significantly affected by genotype (mean, 59%). In Year 1, B. indicus bulls tended (P<0.10) to have more major sperm defects and had more (P<0.05) total sperm defects than B. taurus bulls (11.8% versus 8.7% and 13.6% versus 10.0%, respectively). In Year 2, B. indicus bulls tended (P<0.10) to have more total sperm defects than B. taurus bulls (16.2% versus 13.3%, respectively). In conclusion, neither ambient temperature and humidity nor month (season) significantly affected sperm production and semen quality. B. indicus bulls had significantly greater sperm concentration and B. taurus bulls had significantly fewer morphologically defective spermatozoa.     

甘蓝型油菜ZF-HD基因家族的鉴定与系统进化分析

ZF-HD是一类植物特有的转录因子, 在植物生长发育及胁迫响应过程中发挥重要作用。利用生物信息学方法, 在甘蓝型油菜(Brassica napus)基因组中鉴定到62个ZF-HD基因, 其中83.9%的基因缺乏内含子, 93.5%的BnZF-HD等电点大于7, 预测定位于细胞核的蛋白大多由100个以上氨基酸组成。根据进化关系可将其分为6个亚群, 在每个亚群中, 甘蓝(B. oleracea)和白菜(B. rapa)的ZF-HD基因数量相等或近似相等, 而甘蓝型油菜的ZF-HD基因数量接近或等同于甘蓝和白菜的ZF-HD基因数量之和。同一亚群的motif数量和类型高度相似。共线性分析结果显示, 全基因组三倍体化使ZF-HD基因在二倍体祖先得到扩张, 而异源多倍体化又进一步使甘蓝型油菜ZF-HD基因家族扩张。K_a/K_s值说明大多数ZF-HD基因在进化过程中受到了纯化选择。所有BnZF-HD基因都具有光响应元件, 2/3的基因具有MeJA、ABA和厌氧诱导顺式作用元件, 推测这些基因可能参与相关生物学过程。研究结果为进一步挖掘该家族基因的生物学功能奠定基础, 同时为揭示多基因家族在异源多倍体中的进化式样提供借鉴。     

黄土丘陵区草地植被群落优势种叶片功能性状对氮磷添加的响应

以黄土丘陵区草地植被群落3种优势种白羊草、长芒草和达乌里胡枝子为对象,采用裂区试验设计,设置0、50和100 kg N·hm^-2·a^-13个氮处理和0、40和80 kg P₂O₅·hm^-2·a^-1 3个磷处理,于生长旺盛期测定了各植物的叶长、叶宽、比叶面积、叶片干物质含量、叶片氮、磷含量和氮磷比等指标,分析不同优势种叶片功能性状对氮磷添加的响应差异.结果表明:与未施肥相比,50和100 kg N·hm^-2·a^-1处理下白羊草叶长和叶宽分别显著增加35.3%和64.4%,而长芒草仅有叶长显著增加58.8%,达乌里胡枝子仅有叶宽显著增加33.9%,但三者叶片干物质含量分别显著降低10.7%、15.3%和11.2%,白羊草和长芒草叶片氮含量分别显著增加23.0%和99.2%,氮磷比分别显著增加45.8%和96.9%;40和80 kg P₂O₅·hm^-2·a^-1处理下达乌里胡枝子叶长、叶宽和比叶面积分别显著增加56.9%、41.4%和19.6%,叶片干物质含量显著下降14.9%,三者叶片磷含量分别显著增加96.7%、110.9%和238.4%,氮磷比分别显著降低45.8%、42.8%和53.7%.50 kg N·hm^-2·a^-1处理下,与未施磷相比,40和80 kg P₂O₅·hm^-2·a^-1处理后仅达乌里胡枝子叶长和叶宽显著增大,3种植物叶片磷含量显著增加,白羊草和长芒草叶片氮含量显著降低;100 kg N·hm^-2·a^-1处理下,施磷后白羊草和长芒草叶长、达乌里胡枝子叶宽显著增大,三者叶片磷含量显著增加,白羊草叶片氮含量显著降低.综上表明,3个优势种植物叶片功能性状对短期氮磷添加的响应存在明显差异,这些差异与物种属性和施肥水平有关,不同优势种对氮磷添加响应的差异对维持草地群落多样性和稳定性具有重要作用.     

氮素添加和CO2浓度升高对白羊草根际和非根际土壤水溶性有机碳、氮的影响

采用盆栽控制试验对黄土丘陵区白羊草在不同CO₂浓度(400和800 μmol·mol^-1)和施氮水平(0、2.5、5.0 g N·m^-2·a^-1)条件下根际和非根际土壤水溶性有机碳(DOC)和水溶性有机氮(DON)的变化特征进行研究.结果表明: CO₂浓度升高对白羊草根际和非根际土壤DOC、水溶性总氮(DTN)、DON、水溶性铵态氮(NH₄⁺-N)、水溶性硝态氮(NO₃^--N)含量均无显著影响.施氮显著提高了根际和非根际土壤DTN、NO₃^--N含量和根际土壤DON含量,显著降低了根际土壤DOC/DON.在各处理条件下,根际土壤DTN、NO₃^--N和DON含量均显著低于非根际土壤,根际土壤DOC/DON显著高于非根际土壤.短期CO₂浓度升高对黄土丘陵区土壤水溶性有机碳、氮含量无显著影响,而氮沉降的增加在一定程度上改善了土壤中水溶性氮素缺乏的状况,但并不足以满足植被对水溶性氮素的需求.     

抗草丁膦和抗草甘膦转基因油菜的抗性基因向野芥菜的流动

通过人工去雄授粉和田间隔行种植试验,研究了抗草丁膦和抗草甘膦转基因油菜(Brassica napus)中的bar基因和EPSPS基因向野芥菜(B. juncea var. gracilis)流动的可能性。结果表明在人工授粉的情况下,以野芥菜为母本,分别以两种转基因油菜为父本,亲和性指数都很高,达13以上,与野芥菜自交或开放授粉条件下的亲和性指数没有明显差异,说明两种转基因油菜和野芥菜的亲和性较好。经两次除草剂筛选,人工杂交获得的所有F₁对相应的除草剂都表现出了明显的抗性,且经PCR检测扩增出了各自的特异性条带,说明人工杂交获得的所有F₁都携带了相应的抗性基因。F₁的适合度研究表明,两种F₁种子萌发率和母本都没有明显差异,营养生长明显好于母本。但花粉活力和结实率明显下降,携带抗草丁膦基因F₁的花粉活力和每角果粒数分别是32.4%和0.59粒,携带抗草甘膦基因F₁的花粉活力和每角果粒数分别是35.1%和0.58粒。经两次除草剂筛选和PCR检测,表明野芥菜和抗草丁膦油菜或与抗草甘膦油菜田间隔行种植分别能产生0.02%和0.014%的携带抗性基因的F₁杂种。以上结果表明抗除草剂转基因油菜的抗性基因具有向野芥菜流动的可能性,且bar和EPSPS基因向野芥菜流动的可能性类似,但对其可能引起的环境后果需要做进一步地深入研究。     

土壤养分对菊科一年生入侵种和本地种繁殖性状的影响

入侵植物繁殖性状的研究可为揭示植物入侵机制提供重要的科学依据。为研究土壤养分对入侵植物和本地植物繁殖性状的影响, 并进一步研究养分添加是否更能促进入侵植物的繁殖能力, 我们设置了低、高两个养分水平, 通过同质园实验比较了不同土壤养分对假臭草(Praxelis clematidea)、胜红蓟(Ageratum conyzoides)、三叶鬼针草(Bidens pilosa) 3种菊科一年生入侵种和夜香牛(Vernonia cinerea)、一点红(Emilia sonchifolia)、墨旱莲(Eclipta prostrata) 3种本地种繁殖性状的影响。研究结果显示, 养分添加提高了6种菊科植物的开花株高、株高、地上生物量、单粒种子重量、总花序数、每花序种子数、总种子数量、总种子重量, 并使开花时间提前、花期延长。养分添加对入侵种的开花株高和单粒种子重量的提高幅度要比本地种更显著。相对于部分本地植物(夜香牛、墨旱莲), 养分添加更能促进部分入侵植物(假臭草、胜红蓟)的繁殖能力。三叶鬼针草和一点红的总种子数量和总种子重量在两种土壤养分水平下均较小。本地种墨旱莲的总种子数量和总种子重量在低养分条件下高于3个入侵种。这些结果表明, 高土壤养分仅能促进部分入侵植物相对于部分本地植物的繁殖能力。     

氮素添加和CO2浓度升高对白羊草根际和非根际土壤水溶性有机碳、氮的影响

采用盆栽控制试验对黄土丘陵区白羊草在不同CO₂浓度(400和800 μmol·mol^-1)和施氮水平(0、2.5、5.0 g N·m^-2·a^-1)条件下根际和非根际土壤水溶性有机碳(DOC)和水溶性有机氮(DON)的变化特征进行研究.结果表明: CO₂浓度升高对白羊草根际和非根际土壤DOC、水溶性总氮(DTN)、DON、水溶性铵态氮(NH₄⁺-N)、水溶性硝态氮(NO₃^--N)含量均无显著影响.施氮显著提高了根际和非根际土壤DTN、NO₃^--N含量和根际土壤DON含量,显著降低了根际土壤DOC/DON.在各处理条件下,根际土壤DTN、NO₃^--N和DON含量均显著低于非根际土壤,根际土壤DOC/DON显著高于非根际土壤.短期CO₂浓度升高对黄土丘陵区土壤水溶性有机碳、氮含量无显著影响,而氮沉降的增加在一定程度上改善了土壤中水溶性氮素缺乏的状况,但并不足以满足植被对水溶性氮素的需求.     

武夷山自然保护区土壤可培养芽胞杆菌 的物种多样性及分布

为了解武夷山自然保护区土壤中可培养芽胞杆菌的分布状况, 2012年6月从该保护区的黄岗山顶部、中部、底部和桐木关、挂墩、大竹岚等6个地点采集土样75份。用80℃水浴加热、稀释平板法进行芽胞杆菌的分离, 并根据16S rRNA基因序列分析对菌株进行初步鉴定。从土样中分离出芽胞杆菌418株, 鉴定为8个属42个种, 其中Bacillus属的种数最多, 有20种, Paenibacillus属和Lysinibacillus属分别有8种和7种。不同地点分离到的芽胞杆菌在种类、数量上存在差异: 从大竹岚土壤中分离到的芽胞杆菌种类最多, 从黄岗山中部和底部分离到的种类数则较少; 挂墩、大竹岚土壤中芽胞杆菌的数量较大, 达3.6×10⁶ cfu/g以上, 而黄岗山顶部和中部土壤中的数量则少于4.9×10⁵ cfu/g。Bacillus cereus、B. mycoides、B. thuringiensis和Lysinibacillus xylanilyticus等4个种在6个地点的土样中均有分离到, 其中B. thuringiensis、L. xylanilyticus是该保护区土壤中的优势种。桐木关土壤中芽胞杆菌的种类多样性和均匀度指数都比其他5个地点的高, 而挂墩土壤中芽胞杆菌的Shannon-Wiener多样性、均匀度和优势度指数都最低。B. mycoides和B. thuringiensis的数量与海拔显著相关, 相关系数分别为0.852和-0.834, B. cereus、B. mycoides、B. thuringiensis的分离频度与海拔的相关性极显著, 相关系数分别为0.960、0.952和-0.931。研究结果表明, 武夷山自然保护区土壤中可培养芽胞杆菌的种类丰富、数量较大, 具有较高的多样性。     

珙桐—灯台树枝和叶的水提物对白菜种子萌发和幼苗生长的化感效应

为了证实珙桐（Davidia involucrata）及其伴生树种灯台树（Bothrocaryum controversum）是否会通过化感作用影响其他植物的种子萌发和幼苗生长,以维持二者长期稳定的伴生关系,本研究以平武县野生珙桐及灯台树的枝、叶水提液为材料来源,以白菜（Brassica pekinensi）的种子为受体,探究2种植物的枝、叶及其混合后的5种质量浓度（0、0.025、0.050、0.075、0.100 g·mL^-1）水提液对白菜的种子萌发和幼苗生长的影响,结果表明：①珙桐和灯台树的枝水提液对白菜种子萌发影响较小,对幼苗生长有显著促进作用且随质量浓度增加而增大（P＜0.05）。②珙桐和灯台树的叶水提液对白菜种子萌发均具有显著抑制作用（P＜0.05）,但对幼苗生长的影响各不相同。前者呈现随质量浓度增加的“低促高抑”现象,而后者呈现随质量浓度增加“抑制增加”的特点。③不同来源的枝—叶混合的水提液对白菜种子萌发均表现出显著的抑制作用（P＜0.05）,但对幼苗生长均随质量浓度增加表现出“低促高抑”特点。上述结果证实了珙桐和灯台树枝、叶水提液对同一受体植物的种子萌发和幼苗生长的化感作用确实存在差异,树种、部位和质量浓度不同均会导致化感作用的强度和方向不同。这种现象可能是植物在群落中为了维持稳定的种间关系而长期进化的结果。     

岩白菜属植物规模化繁殖及遗传稳定性

根据市场需求和野生资源现存状况, 筛选厚叶岩白菜(Bergenia crassifolia)、秦岭岩白菜(B. scopulosa)和岩白菜(B. purpurascens)进行规模化繁殖, 并利用ISSR分子标记对组培苗进行遗传稳定性分析。以顶芽为外植体, 筛选出MS+0.5 mg·L^-1 6-BA+0.01 mg·L^-1 NAA+2.0 mg·L^-1 V_C为最佳增殖培养基, 3种岩白菜属植物增殖系数分别为3.10、2.50和2.10; 在1/2MS+1.0 mg·L^-1 IBA+2.0 mg·L^-1 V_C培养基上, 3种岩白菜属植物生根率分别为85%、80%和75%; 在腐殖土:黄沙:珍珠岩=2:1:1 (v/v/v)的混合基质中, 移栽成活率分别为90%、85%和80%。规模化繁殖厚叶岩白菜20万株, 秦岭岩白菜2万株, 岩白菜1万株, 目前还在持续生产中。ISSR分子标记结果表明, 岩白菜后代遗传变异较大, 秦岭岩白菜后代遗传变异较小, 3个种在继代至第20代时出现了遗传变异; 岩白菜和秦岭岩白菜的平均遗传变异率随继代次数的增加而增加, 厚叶岩白菜的平均遗传变异率随继代次数的增加呈现不规律变化。