铝胁迫对青杨雌雄幼苗生理生态特征的影响

以青杨雌雄幼苗为对象,研究铝胁迫(Al³⁺浓度为216 mg·kg^-1)下其生理生态特征及光合作用的差异.结果表明：铝胁迫下,青杨幼苗的丙二醛和可溶性蛋白含量显著增加(P<0.001),且雄株的丙二醛显著低于雌株,而可溶性蛋白显著高于雌株;雄株过氧化物酶活性显著增加、超氧化物歧化酶活性显著降低,而雌株无显著变化;雌雄幼苗的光合速率显著降低(P=0.001),雌株的蒸腾速率显著下降(P=0.007)、瞬时水分利用效率显著增加,而雄株均无显著变化;雌株幼苗的叶绿素a含量、总叶绿素含量和叶绿素a/b值显著降低,而雄株的叶绿素a/b值显著高于雌株;雌株的比叶面积显著降低、雄株的比叶面积显著增加,而叶和茎的干物质量无显著变化.与雌株相比,青杨雄株的可溶性蛋白含量、抗氧化酶活性、叶绿素含量和光合速率较高,其抗逆性更强.     

铅污染对青杨雌雄幼苗铅富集和营养特征的影响

该研究以青杨雌雄幼苗为实验材料,采用盆栽控制实验的方式,设置20.5(CK)、50(T1)和100mg·kg-1(T2)3个铅浓度水平,分析面源水平铅污染条件下青杨性别间铅的积累和营养状况的差异。结果表明:(1)与CK相比,面源水平铅污染条件下,青杨雄株幼苗的总生物量未受到显著影响,雌株总生物量显著降低,但相同处理条件下雌株生物量均显著高于雄株。(2)2个梯度的铅污染均未显著影响两种性别青杨各器官中N的浓度,且雌雄间的性别差异不显著,但T2处理一定程度降低了两种性别各器官中P的浓度;与CK相比,雄株在受铅胁迫处理时N/P逐渐增加,说明此时雄株的生长可能会逐渐受到P素营养缺乏的影响。(3)随着铅处理浓度的增加,青杨雌株幼苗对铅的积累总量逐步增加,但雄株的积累总量的增加却不显著。可见,青杨雄株在面源水平铅污染条件下的抗性和耐受性优于雌株;雌雄青杨对土壤铅污染有不同的适应策略,雌株对铅的积累策略是其生物量下降以及营养平衡受到影响的主要原因,雄株对铅低吸收的策略使其更适应在铅污染区域生长。     

青杨雌雄叶片气孔分布及气体交换的异质性差异

利用网格和二维成图的方法对青杨雌雄叶片各区域的气孔分布及气体交换特性进行了测定.结果表明:1)除气孔密度(SD)外,雌雄植株在气孔长度(SL)、宽度(SW)和比值(SR)方面具有显著差异(P=0.000,P=0.000和P=0.002).雌株的SL和SW分别比雄株的高51.86%和67.06%,而SR则比雄株的低11.46%.从雌株和雄株的叶面分布来看,SD均为叶中>叶尖>叶基,SL均为叶尖>叶中>叶基,SW的最小值同在叶基部,但最大值分别在叶中和叶尖部.雌株的SR表现为叶基>叶尖>叶中,雄株却正好相反.2)在净光合速率(Pn)上雌株明显低于雄株.雌株的Pn叶基最低(Pn值介于2.00～3.00?μmol m-2 s-1),叶尖最高(Pn值介于8.00～9.00?μmol m-2 s-1),总体上表现出沿叶基到叶尖逐渐增大的趋势.雄株的Pn在叶面的分布也有差异,但总体规律不明显.3)从叶面各区间的气体交换来看,雌株的蒸腾速率(Tr)和气孔导度(Gs)变化不大,雄株的Tr和Gs呈现叶尖和叶中部高于叶基部的明显趋势.雌株的胞间CO2浓度(Ci)为叶基>叶中>叶尖,气孔限制值(Ls)与此相反.而雄株的Ci在叶面的变化较大,Ls呈现沿叶尖至叶基方向逐步上升的趋势.上述结果表明,青杨雌雄叶片在气孔分布及气体交换特性上不仅存在显著的性别差异,而且具有明显的叶面区域异质性.     

淹水胁迫对青杨雌雄幼苗生理特性和生长的影响

为揭示青杨(Populus cathayana)雌雄幼苗对淹水胁迫的适应性, 在实验地内通过土培盆栽淹水方式从植株生理生态和生长发育方面探讨淹水胁迫对青杨扦插苗的影响。试验分为对照和淹水2个处理, 处理时间为40天。结果显示: (1)淹水胁迫导致青杨幼苗叶片中的丙二醛(MDA)含量和茎部淹水区的不定根数显著升高, 植株的净光合速率(P_n)、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)活性、株高、基径、总叶面积、比叶面积(SLA)、根生物量、叶生物量、茎生物量、总生物量干重和根冠比(R/S)显著降低。(2)与雄株相比, 淹水胁迫显著增加了雌株幼苗的MDA含量, 降低了SOD活性、P_n、类胡萝卜素(Caro)含量、叶绿素a/b、SLA、根生物量和R/S, 并导致雄株在淹水胁迫下具有比雌株更高的气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)、不定根数和株高。可见, 淹水胁迫对青杨雌雄幼苗的形态生长和生理过程均有严重的抑制作用, 但表现出显著的性别间差异。雄株可以通过维持更高的光合作用能力和增加不定根数量来维持植株的生长, 从而表现出比雌株更强的抗逆性。     

青杨雌雄株叶际微生物群落多样性和结构的差异

【目的】本论文探究了青杨雌雄株的叶际微生物的群落结构差异及其主要环境影响因素。【方法】以河北小五台山的天然青杨林为研究对象,采用基于16S rRNA/ITS1基因的MiSeq高通量测序技术,分析了青杨雌雄株叶际细菌和真菌的群落结构,并耦合分析其与叶片理化性质的相关性。【结果】测序结果表明细菌和真菌的多样性指数ACE、Chao1、Shannon、Simpson在雌雄株间都无显著性差异(P>0.05)。Metastats组间群落显著性差异分析表明,在门水平,青杨雌雄株叶际细菌和真菌都无显著差异。而在属水平,青杨雌雄株的叶际细菌Amnibacterium和Spingomonas及真菌Aureobasidium、Elmerina、Exobasidium、Endoconidioma、Monilinia和Rhodotorula的相对丰度在雌雄株叶际有显著差异(P<0.05)。基于OTUs的菌群分析表明,青杨雌株和雄株的叶际环境上都有其各自的特有菌群,如雌株的特有真菌Pringsheimia(0.15%)和细菌Chitinophaga(0.04%)。RDA冗余分析表明,叶片含水量与青杨叶际真菌的群落结构有显著相关性(P<0.05),而未发现青杨细菌群落结构与测定的叶片理化性质有显著相关。【结论】青杨雌雄株叶际微生物在属水平有显著分异的菌属,且可能受叶片理化性质影响,该结果为揭示雌雄异株植物的叶际微生物差异有重要借鉴意义。     

小五台山天然青杨林雌雄群体的生长差异

通过对小五台山天然青杨种群的野外调查,并使用胸径与株高的异速生长模型来分析其雌雄群体间的生长差异,以探究雌雄异株植物青杨在性成熟条件和形态特征中是否存在性间差异。结果表明:(1)在青杨生长过程中,胸径随年龄呈指数型增长,而株高随年龄呈对数型增长;(2)雌雄植株的性成熟条件不同。雌株进入性成熟阶段的最低年龄和胸径都小于雄株;(3)青杨高径生长过程存在性别差异。雌株的异速生长指数显著大于雄株(P=0.024)。表明天然青杨种群中雌株一般性成熟较早,成熟后营养生长偏重于胸径增粗;而雄株性成熟较晚,营养生长偏重于植株增高。相对于雄株,雌株具有较高的树干机械强度。     

盐胁迫下外施脯氨酸和磷肥对青杨雌雄幼苗生长及生理特性的影响

为探讨盐胁迫下外源脯氨酸和磷肥的作用,对不同处理的青杨雌、雄幼苗的生长和生理生化指标进行了研究。结果表明:盐胁迫会影响青杨雌、雄植株的生长和生化物质含量,但喷施脯氨酸和根施磷肥均能在一定程度上提高雄株幼苗的耐盐性,而对雌株耐盐性的影响并不明显。因此,在盐碱地改良时宜选用抗逆性较强的雄株进行种植,同时可考虑选用经济适用、操作方便的磷肥来提高植株耐盐性。     

2种内生细菌对文冠果幼苗矿质元素吸收的影响

为探究前期筛选的具有溶磷、产铁载体、产IAA能力的内生细菌对文冠果(Xanthoceras sorbifolia Bunge)幼苗矿质元素的影响,选取一株假单胞菌属菌株XSB5和一株约克氏菌属菌株GG10作为试验菌株。用菌液浸泡经过层积催芽的文冠果种子,待植株长出第一片真叶后,用等量的菌液和清水处理文冠果幼苗,4个月后分析文冠果植株的生长状况。结果表明:用XSB5菌液处理后,文冠果植株地上和地下生物量均显著增加(P<0.05); GG10菌液处理后,文冠果地上和地下生物量均有所增加,地下生物量增加达显著水平(P<0.05);两种菌液处理后文冠果植株N、P、Mg积累量较对照显著增加(P<0.05),Fe积累量因处理时间不同而有差异; 4种矿质元素的转运系数因不同菌液、不同处理时间而有差异;栽培基质中有效态N、P含量较对照显著增加(XSB5-30处理除外),有效态Mg、Fe含量与对照无显著差异。说明接种这2种内生细菌能影响栽培基质中矿质元素含量的变化,提高文冠果植株对矿质元素的吸收,改变矿质元素向上的运输能力,从而促进文冠果植株的生长。该研究可为文冠果促生菌肥的筛选提供一...     

保水剂结合矿质元素对水稻幼苗生长发育的影响

水稻种子萌发过程中,保水剂促进淀粉转化为可溶性糖,不同浓度的保水剂对淀粉转化的促进作用没有显著差异;保水剂能提高种子呼吸强度,且存在浓度差异。矿质元素对水稻幼苗生长发育具有促进作用,Ｓｉ和Ｍｏ明显促进幼苗生长和根系发育,Ｃｕ有利于叶片生长和根系分化。保水剂结合矿质元素能进一步提高各种矿质元素的相应作用。     

红花对土壤矿质元素的吸收和积累

采用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)检测红花不同部位和时期以及栽培土壤中K、Ca、Na、Mg、Fe、Cu、Zn、Mn、Cr、Cd、Pb、Ba、Ni和Al元素的含量。结果表明:红花各部位矿质元素含量差异明显。在红花各不同部位中K、Fe、Zn元素在幼苗中含量最高,Ca、Mg元素在成熟叶中含量最高,Cu元素在种子中含量最高;而K和Ca元素在种子中含量最低,Mg、Fe、Cu和Zn元素分别在花、茎、成熟叶和茎中含量最低。红花的幼苗和花对K元素吸收积累明显,幼苗和种子对Cu元素吸收积累明显,Ca元素在成熟叶中积累较多,相应元素含量远比土壤中相应的元素含量高。红花对土壤不同矿质元素的吸收利用差异较大,在长期栽培红花的土壤中应注意对吸收利用多的元素结合施肥进行补充。     

青杨雌雄扦插苗光合作用日变化与叶绿素荧光参数特征

以青杨雌雄扦插苗为对象,探究其叶绿素荧光参数和光合作用日变化特征。结果表明:青杨扦插苗的Pn、Tr和Gs日变化均呈"双峰"型曲线,有明显的"午休"现象,但是不同性别Pn、Tr和Gs的高峰和低谷出现的时间和大小不同。青杨雌雄植株的WUEi从8:00开始降低到一个最小值后升高,且雌株在16:00出现1个峰值;雄株叶片的Pn、Gs、Tr、WUEi、Fm、Fo、Fm'、Fo'、Fv'/Fm'、ETR显著大于雌株(P0.05),而NPQ则是雌株显著大于(P0.05)雄株,Ci、Ls、Fv/Fm、Fv/Fo、ФPSⅡ、qP性别间差异则不显著(P0.05);相关性分析结果表明,对Pn影响最大的因子是Gs,其次是Ca、PAR、RH、Ta和VPD。对Tr影响最大的因子是Gs,其次是Ca、RH、PAR、Ta和VPD。可见,与雌株相比,青杨雄株的捕获光能效率、电子传递速率、光合效率以及水分利用效率较高,雄株对逆境适应能力更强。     

Sex-specific responses of tree-ring growth to climate in the dioecious tree Populus cathayana

Aims Radial growth in response to climate has been reported in many trees, but the sex-specific responses of tree-ring growth associated with altitude in dioecious trees are still poorly known. This study aims to examine whether (i) there are sex-related responses of tree-ring growth to climate in dioecious trees; (ii) these responses could be changed with altitude elevation.     

Populus cathayana males are less affected than females by excess manganese: Comparative proteomic and physiological analyses

The comprehension of sexually different responses in dioecious plants to excess manganese (Mn) stress requires molecular explanation. Physiological and proteomic changes in leaves of Populus cathayana males and females were analyzed after 4 wk of exposure to Mn stress. Under excess Mn conditions, shoot height and photosynthesis decreased more in females than in males. Females also showed severe browning and subcellular damage, higher Mn²⁺ absorption, and different antioxidant enzyme activities compared with males. There were ten differently regulated protein spots induced by excess Mn stress. They were mainly related to photosynthesis, ROS cleaning, and cell signaling associated to ROS, plant cell death, heat shock, cell defense and rescue, and gene expression and regulation. Variation in protein expression between the sexes clearly showed that males have evolved more efficient photosynthesis capacity, more stable gene expression and regulation, and better cell defense and rescue to prevent further injury under excess Mn stress.     

不同性别邻体和土壤灭菌对青杨幼苗生物量的影响

尽管植物邻体关系受到广泛关注,但关于雌雄异株植物性别间邻体关系的研究还较少.本研究比较了雌、雄青杨幼苗生物量的积累对其邻株性别和土壤灭菌的响应差异,并分析了性别间的邻体效应关系及不同性别混栽下生物量的差异.结果表明:同性邻株模式降低了青杨雌株或雄株生物量的积累,而异性邻株模式在未灭菌条件下促进了雌株的生物量积累;土壤灭...     

丛枝菌根真菌对不同性别组合模式下青杨雌雄植株根系生长的影响

丛枝菌根真菌(AMF)对雌雄异株植物根系生长, 尤其是对邻近生长的不同雌雄个体的影响还鲜有研究。该研究以泥土:河沙:蛭石体积比为1:1:1的混合物为培养基质, 分别在雄-雄、雌-雌和雄-雌3种组合栽培模式下对青杨(Populus cathayana)雌雄幼苗进行接种和不接种摩西球囊霉(Funneliformis mosseae)处理, 通过比较接种AMF与否雌雄植株根系在侵染率、生物量、形态、碳、氮含量等方面的差异来分析AMF对青杨雌雄幼苗根系生长发育的影响。结果发现: 与对照组相比, 接种AMF对3种栽培模式下青杨雌雄植株的侵染率、根干质量、根系形态(除分枝强度、比表面积)和碳、氮含量影响显著。此外, 不同性别组合模式对青杨雌雄植株的根干质量、根系形态和碳、氮含量影响显著。接种AMF后, 与雌-雌合栽模式下的雌株相比, 雄-雌合栽模式下雌株的根干质量、氮含量都有不同程度的提高, 根系形态发生改变; 而与雄-雄合栽模式下的雄株相比, 雄-雌合栽模式下雄株的相应指标出现降低或轻微增加。该研究表明AMF对不同性别组合模式下青杨植株根系生长具有显著促进作用, 尤其是雄-雌合栽模式下AMF接种最有利于雌株根系的生长发育。     

非结构性碳水化合物与氮分配对美洲黑杨和青杨耐盐能力的影响

土壤盐渍化是阻碍林业发展的重要原因, 杨树(Populus spp.)是中国主要的人工林树种, 探究盐胁迫下植物的碳氮代谢特征与抗盐胁迫能力, 将有助于杨树人工林的可持续发展。该研究利用美洲黑杨(P. deltoides)和青杨(P. cathayana)两个物种, 采用去叶与不去叶处理, 在盐胁迫下研究两种杨树的抗逆性差异。研究发现, 盐胁迫下美洲黑杨的总生物量和光合能力均显著高于青杨。盐胁迫与去叶处理导致美洲黑杨叶绿素浓度和光系统II最大光量子效率显著高于青杨, 表明去叶对美洲黑杨影响较小, 但是加重了盐对青杨的毒害作用。美洲黑杨茎叶Na⁺浓度显著低于青杨, 表明美洲黑杨能够有效地限制Na⁺向地上部分运输。在盐胁迫条件下, 美洲黑杨茎和根比青杨能够维持更高浓度的淀粉、可溶性糖以及蔗糖, 前者较高的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性促进了光合产物向淀粉转换, 保证植物有充足的非结构性碳水化合物来参与渗透调节和维持其他生命活动, 而去叶使得青杨非结构性碳水化合物严重不足, 受盐胁迫影响更严重。盐胁迫下, 青杨分布在脂溶性蛋白(膜系统相关蛋白质)的氮浓度显著下降, 而NH₄⁺、谷氨酸脱氢酶活性与脯氨酸浓度显著升高。研究结果证明, 非结构性碳水化合物的积累、转化和分配是植物抗逆性的重要特征。     

小五台山森林落叶层对天然青杨种群更新方式的影响

通过野外样方调查和室内种子萌发实验两种方法, 对河北小五台山天然青杨(Populus cathayana)种群的更新方式进行了研究, 以揭示落叶层的化感作用和机械阻挡作用对青杨种子萌发的干扰机理。结果显示: 1)种群样方中的幼苗都为无性繁殖的克隆分株, 种子繁殖的幼苗年自然存活率为0%; 2)落叶层对种子幼苗的存活率有显著影响。50 mg·mL^-1浓度的落叶水浸液可使青杨种子发芽率降低41%, 使主根长度减少95%, 100 mg·mL^-1浓度的落叶水浸液则完全抑制种子萌发; 单层和多层落叶对种子萌发产生的影响差异不显著, 都能完全阻碍种子的根系正常生长, 导致幼苗脱水干枯死亡。结果表明, 在高海拔山区的青杨天然林中, 由于不断积累的落叶层通过化感作用和机械阻挡作用严重影响种子的萌发、定根以及正常生长, 从而导致种子更新的途径受阻, 而只能通过无性繁殖来完成正常的种群更新。