昆虫取食和药剂熏蒸对马尾松针叶脱落酸和茉莉酸含量的影响

脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)在诱导植物产生抗逆性过程中具有重要作用.以马尾松为试验材料,用GC/MS检测了马尾松毛虫咬食、外源茉莉酸甲酯(MeJA)熏蒸和萜烯混合物熏蒸处理4 h后,马尾松损伤针叶、相邻姊妹针叶(处理同一轮未受损伤枝条)、系统上枝针叶(处理枝上一轮枝条)和系统下枝针叶(处理枝下一轮枝条)中ABA和JA含量的变化.结果表明,虫害4 h后,马尾松损伤针叶、相邻姊妹针叶、系统上枝针叶和系统下枝针叶的ABA和JA含量均明显升高.用10 μmol·L^-1 MeJA熏蒸和10 μmol·L^-1萜烯混合物熏蒸健康植株后,各部位枝条针叶中ABA和JA含量明显升高.说明ABA和JA是马尾松苗木伤反应信号传导途径中的重要信号分子,参与了马尾松苗木系统抗性的形成过程.     

松突圆蚧为害对马尾松针叶主要次生物质的影响

对受松突圆蚧不同程度为害的马尾松针叶主要次生物质的测定表明,不同受害程度的马尾松与其针叶内的次生物质含量呈显著的相关性。黄酮、单宁和总酚含量随着为害程度的加重而发生变化,先增加,后降低,这说明了受害程度的强弱对马尾松诱导化学物质变化有影响,次生代谢物质的合成需要消耗能量和物质,影响主要代谢。这是被害松树针叶枯黄、枝干枯死直至植株枯死的原因之一。     

应用RNA原位杂交技术研究马尾松针叶中银松素合酶的基因表达

以马尾松（Pinus massoniana Lamb．）银松素合酶（PS）基因为模板,体外转录合成带地高辛标记的反义RNA全长及特异探针,并用这2个探针与马尾松针叶组织石蜡切片进行原位杂交,研究该基因在马尾松针叶中的表达特性以及外界诱导因素对该基因表达的调节特性。结果表明,该基因的转录表达主要集中在针叶的韧皮部;紫外线照射和酵母提取液处理均可使该基因的转录水平明显增加。     

干旱和遮荫对马尾松幼苗生长和光合特性的影响

为探究马尾松对干旱和遮荫胁迫的生理响应规律和适应机制,以2年生马尾松幼苗为对象,设置对照(CK)、模拟干旱(DR)、遮荫(LL)以及干旱与遮荫的交互处理(DRLL)4种环境,研究干旱和遮荫对马尾松幼苗的生长和光合生理特性的影响。结果表明:(1)在干旱、遮荫和二者的交互处理下,马尾松幼苗的基径和株高增长量均显著减小,且二者的交互处理加重了干旱和遮荫单一处理下的减小趋势,二者交互作用的影响符合"相互作用理论"。(2)在干旱处理下,针叶长度和比叶面积减小,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和细胞间隙CO_2浓度显著降低,水分利用效率显著增加,光合色素含量基本不变。(3)在遮荫处理下,针叶长度和比叶面积增大,净光合速率、蒸腾速率、气孔导度显著降低,光合色素含量显著增加,水分利用效率和细胞间隙CO_2浓度基本未发生改变。(4)二者的交互处理下,针叶长度、比叶面积减小,净光合速率、蒸腾速率和气孔导度显著降低,且降低程度大于干旱单一处理,光合色素含量显著增加,但其增加程度小于遮荫单一处理。说明干旱和遮荫均能抑制马尾松植株的生长,但其光合生理特性在干旱和遮荫胁迫下分别表现出不同的响应特征。在干旱处理下,通过牺牲针叶长度和比叶面积、调节气孔导度达到保水目的来适应干旱环境;在遮荫处理下,通过增大针叶长度、比叶面积和光合色素含量来响应遮荫环境。在二者的交互处理下,干旱胁迫导致马尾松针叶长度、比叶面积和气孔导度的减小趋势不仅未因遮荫环境而得到缓解,而且还削弱了对光合色素的合成能力,因此,二者的交互作用会进一步加重对马尾松生长的抑制。     

丹参中尿黑酸茄尼酯转移酶基因的克隆及其生物信息学分析

尿黑酸茄尼酯转移酶(homogentisate solanesyltransferase, HST)是一种尿黑酸异戊烯基转移酶(HPT),催化尿黑酸和茄尼醇焦磷酸的聚合反应,为植物中质体醌9 (PQ_9)合成的关键酶。本实验利用RACE技术克隆了丹参中HST基因cDNA,将其命名为SmHST。SmHST的开放阅读框(ORF)为1 137 bp,编码378个氨基酸残基,蛋白大小为41.75 kD,等电点(PI)为9.68。SmHST为膜结合蛋白,具有复杂的高级结构。亚细胞定位预测该蛋白定位于叶绿体中,这和PQ_9合成部位是一致的。Real-time PCR分析SmHST基因在丹参嫩叶中表达量最高。SmHST响应PEG6000和Me JA处理,说明SmHST可能参与了丹参的抗逆过程。     

不同抗性马尾松针叶中营养物质含量与对松突圆蚧抗性关系的判别分析

为了探讨马尾松Pinus massoniana针叶营养物质含量与其对松突圆蚧Hemiberlesia pitysophila Takagi抗性的关系, 选择了不同抗性的10个马尾松家系, 分别测定未受松突圆蚧危害植株与受害植株针叶中可溶性糖、 总糖、 可溶性蛋白、 全N、 游离氨基酸、 粗脂肪等营养物质的含量和总糖/全N等7个指标, 并采用判别分析法分析这7个指标与马尾松家系对松突圆蚧抗性的关系。结果表明：马尾松家系不论是否受松突圆蚧的危害,能明显区别抗性组别的指标都是可溶性蛋白（X₃）、全N（X₄）和游离氨基酸总量（X₇）,随抗性的降低, 它们的含量呈上升趋势, 受害植株中上述3个指标的含量低于未受害植株; 受害后, 各指标变化量中能明显区别抗性组别的是全N（X₄）, 随着植株抗性的降低, 针叶中的可溶性蛋白（X₃）、全N（X₄）和游离氨基酸总量（X₇）的含量变化量减小。据此得出：（1）可溶性蛋白（X₃）、全N（X₄）和游离氨基酸总量（X₇）是与抗性关系最密切的指标, 含量与抗性呈负相关关系,变化量与抗性呈正相关关系;（2）受到危害后, 无论含量或变化量, 7个指标都发生了重要变化, 都表现出与抗性的相关性, 构成了有效判别函数的组成变量;（3）因判别分析方法可以分析各指标的综合作用, 应用该方法分析各营养成分与马尾松对松突圆蚧抗性的关系, 比用方差分析和多重比较方法更有优越性。上述研究结果为抗松突圆蚧马尾松家系的选育及其抗性机理的深入研究, 提供了重要的科学参考价值。     

叶际微生物对马尾松凋落针叶分解的影响

叶际微生物作为最先定殖在凋落叶上的微生物类群,可能直接参与凋落叶的分解。为验证此猜想,该研究通过扩增子高通量测序技术和室内分解实验,探究了马尾松(Pinusmassoniana)叶际微生物多样性及叶际微生物对马尾松凋落物的分解影响。结果表明:(1)马尾松的叶际存在着丰富而多样的微生物群体,针叶在凋亡后,叶际微生物群落发生变化。成熟针叶、凋落针叶、分解层针叶共有大量可操作分类单元(OTUs)。(2)马尾松针叶分解过程可分为两个阶段:快速分解期(前8个月)和缓慢分解期(8个月以后)。衰亡针叶(刚凋落但未接触土壤)叶际微生物可直接参与马尾松凋落针叶分解,且分解速率表现为叶际微生物+土壤微生物处理>叶际微生物处理>土壤微生物处理。在马尾松针叶分解过程中叶际微生物与土壤微生物存在协同作用。(3)凋落针叶分解速率与木质素和纤维素分解速率呈极显著正相关关系,但与木质素和纤维素分解酶活性无显著相关关系。木质素分解酶——多酚氧化酶与过氧化物酶活性极显著负相关,纤维素分解酶——β葡萄糖苷酶活性与纤维二糖苷酶活性则呈极显著正相关关系。综上,该研究结果表明叶际微生物可直接参与凋落针叶的分解,且其对...     

外源茉莉酸甲酯诱导抗性与敏感稗草对二氯喹啉酸抗性的差异及机理

以遗传背景一致的抗二氯喹啉酸型和敏感型稗草为供试材料,分析了经外源茉莉酸甲酯(MeJA)预处理后,稗草种群间应对二氯喹啉酸胁迫的抗性水平及4种内源激素含量的变化。结果表明: 外源MeJA处理可显著提高抗性稗草对二氯喹啉酸的抗性,而对敏感稗草的抗性影响不显著。供试稗草间植株体内生长素(IAA)、脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)的含量及其变化幅度存在显著差异。二氯喹啉酸处理显著增加了稗草ABA、SA和JA的含量,且敏感稗草ABA和JA含量升高幅度明显高于抗性稗草;外源MeJA预处理能显著增强二氯喹啉酸对稗草ABA和JA含量的诱导,且敏感稗草变化幅度较大。表明敏感稗草较快的激素变化不利于其应对除草剂胁迫,抗性稗草相对平缓的激素变化赋予了其对除草剂的适应性,且MeJA处理增强了其对二氯喹啉酸的抗性。稗草植株体内ABA和JA激素信号在其抵抗二氯喹啉酸胁迫过程中可能发挥重要的生物学功能。     

离体条件下外源茉莉酸甲酯对人参锈腐病菌的影响（英文）

人参(Panax ginseng)是我国传统的名贵药材,由毁灭柱孢(Cylindrocarpon destructans)引起的人参锈腐病是严重影响人参产量和品质的重要根部病害之一,在人参生产中会造成严重的经济损失。茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,Me JA)是一类新型的生长调节物质,既可以参与植物对病原菌及其他逆境胁迫做出的应答并进行信号传递,又可用来诱导植物的抗病反应。为了明确Me JA对人参锈腐病菌的影响并解析Me JA与病原菌致病因子之间的相互关系,该文研究了外源Me JA在不同浓度下对C.destructans的直接影响,包括对菌落生长、孢子萌发、菌丝生长量、病菌分泌水解酶的影响。结果表明:Me JA能够强烈抑制病原菌的生长和孢子萌发,而对病原菌致病酶的活性则表现出促进作用;人参锈腐病菌在PDA平板上的菌落直径从(8.23±0.15)cm(对照)减少到(0.71±0.00)cm(800μg·m L~(-1)Me JA),在Me JA浓度达到最高时,菌落生长几乎完全被抑制;Me JA的浓度大于400μg·m L~(-1)时,病原菌的生物量减少了65.3%~100%,孢子萌发率和芽管长度减少了100%;Me JA在浓度大于200μg·m L~(-1)时,果胶酶、纤维素酶和淀粉酶活性升高而蛋白酶的活性却没有变化。综上表明,Me JA对病原菌产生抑制作用的临界浓度为200μg·m L~(-1)。该研究结果为后续使用Me JA处理人参植株进行诱导抗病性的研究奠定了基础,同时也有助于进一步了解人参锈腐病的致病机理,并为病害防控提供了理论参考。     

绿色杜氏藻DHDDS基因生物信息学分析及表达研究

绿色杜氏藻是一种能产生重要次生代谢产物类胡萝卜素的单细胞绿藻,脱氢多萜醇焦磷酸合成酶(dehydrodolichyl diphosphate synthase,DHDDS)是其在类胡萝卜素合成途径中的相关酶。旨在研究DHDDS基因表达与类胡萝卜素含量之间的关系。提取绿色杜氏藻总RNA,通过转录组测序获得DHDDS基因全长,对该基因进行生物信息学分析;并用不同浓度甲基茉莉酸(Me JA)处理绿色杜氏藻,采用实时定量PCR研究该基因转录差异。结果显示,绿色杜氏藻DHDDS基因全长2 211 bp,含有一个1 740 bp长的开放阅读框(ORF),编码579个氨基酸序列。DHDDS蛋白质理论等电点为7.63,相对分子质量为62 472.7 Da。预测结果表明,DHDDS蛋白不含信号肽,也不存在跨膜区域,该蛋白定位于细胞质基质。氨基酸序列比对结果显示,绿色杜氏藻DHDDS蛋白与小球藻的同源性最高(59%)。实时定量PCR结果表明,经100μmol/L Me JA处理的绿色杜氏藻DHDDS表达水平最高,具有极显著差异;在该浓度下,类胡萝卜素含量均高于其他浓度组。且DHDDS基因的表达与类胡萝卜素含量呈一定的相关性。绿色杜氏藻DHDDS是一种定位于细胞质基质中的酶,其与绿色杜氏藻类胡萝卜素合成途径有关。在一定浓度范围的Me JA诱导下,低浓度的Me JA对其表达起促进作用,高浓度Me JA对其表达有抑制作用,且其表达与类胡萝卜素含量呈一定的相关性。     

Mycorrhizal associations in Pinus massoniana Lamb. and Pinus elliottii Engel. inoculated with Pisolithus tinctorius

Dichotomous mycorrhizas were induced in Pinus massoniana and Pinus elliottii seedlings inoculated with Pisolithus tinctorius growing under non-axenic conditions. Six months after inoculation, Pinus massoniana seedlings exhibited a higher degree of infection, bore more mycorrhizas and had developed more abundant extramatrical mycelium than seedlings of Pinus elliottii. Nevertheless, seedlings of Pinus massoniana were stunted and exhibited chorosis of the needles, indicating a possible nutrient deficiency. Histological examination of these pine mycorrhizas showed an ectomycorrhizal association typical of gymnosperms with an intercellular Harting net penetrating between several layers of cortical cells close to the endodermis. However, strong polyphenolic reactions, intracellular hyphae and wall modifications were occasionally observed, indicating that both host-tissue incompatibility and ectendomycorrhizal association can occur in pine species under stressed conditions.     

野外模拟酸雨胁迫下接种外生菌根真菌对马尾松幼苗的缓解作用

外生菌根真菌能够提高宿主植物对外界环境胁迫的抵抗力。主要探讨野外条件下外生菌根真菌对酸雨胁迫下马尾松(Pinus massoniana)幼苗生长、养分元素以及表层土壤的影响,以期为酸雨严重区马尾松林恢复提供科学依据。以2年生马尾松幼苗为材料,采用原位试验,共设置6个处理:p H5.6(对照)处理未接种、对照处理接种、p H4.5酸雨处理未接种、p H4.5酸雨处理接种、p H3.5酸雨处理未接种、p H3.5酸雨处理接种。研究表明:(1)酸雨处理与对照处理相比显著降低了非菌根苗总生物量及各部位生物量(根、茎、叶),对株高无显著影响,接种外生菌根真菌可以缓解酸雨对马尾松幼苗生长的不利影响;(2)与对照处理相比,酸雨处理的非菌根苗的针叶中N、P、Ca含量升高,Mg含量降低,根系中N、P、Ca含量降低,Mg含量随p H的降低先升高后降低。接种外生菌根真菌显著提高了p H3.5酸雨处理的马尾松幼苗根系中N、P、Ca、Mg含量,而对针叶中N、P、Ca、Mg含量无显著影响。(3)在非菌根土壤中,p H3.5酸雨处理与对照处理相比显著降低了土壤中有机质、速效磷、速效钾、可溶性碳、可溶性氮、铵态氮、硝态氮含量,而接种外生菌根真菌显著提高了上述指标。酸雨对土壤阳离子交换量无显著影响。总而言之,接种外生菌根真菌促进了酸雨处理的马尾松幼苗生长、缓解了酸雨对马尾松幼苗养分元素和表层土壤的不利影响,由此可见接种外生菌根真菌是减轻酸雨对马尾松危害的一个重要途径。     

马尾松HDR基因克隆及其对旱与盐胁迫的响应

干旱和土地盐渍化是制约林业可持续发展的重要因素,植物在遭受生物或非生物胁迫时,会在叶片释放萜类等挥发性物质。1-羟基-2-甲基-2-(E)-丁烯基-4-焦磷酸还原酶(HDR)是MEP途径的末端活性酶,具有提供前体萜类物质和主要限速作用。为探究马尾松HDR基因是否参与干旱和盐胁迫条件下的胁迫响应,该研究克隆了马尾松HDR基因开放阅读框,并初步分析了其生物信息、组织特异性表达水平和初步功能。结果表明:(1)PmHDR基因编码区长度为1 458 bp,编码485个氨基酸,其编码蛋白包含LytB/IspH基因超家族的核心序列和PLN02821多功能结构域,属于HDR家族。(2)PmHDR密码子使用偏好性较弱,偏好使用A/U结尾的密码子,烟草、拟南芥与酿酒酵母更适合作为其异源表达受体。(3)qRT-PCR结果显示,PmHDR基因在马尾松老叶中表达量最高,其次为幼叶、幼茎和老茎,在根中表达量最低。(4)构建基因表达载体pBI121-PmHDR并转化拟南芥,转基因拟南芥对干旱和盐胁迫表现出更强的抗逆性。以上研究结果表明PmHDR参与了植物干旱和盐胁迫的响应和调节,并为马尾松抗逆育种提供了一定的理论支持。     

隔离降雨对马尾松针叶非结构性碳水化合物和碳、氮、磷的影响

植物叶片中的非结构性碳水化合物(NSC)和碳(C)、氮(N)、磷(P)含量可反映植物和生态系统对水分亏缺环境的响应及适应程度。以福建省长汀县25a马尾松(Pinus massoniana)为对象,原位观测分析了3年持续100%隔离降雨对成年马尾松针叶NSC与C、N、P的影响。结果表明：(1)持续隔离降雨导致马尾松针叶NSC含量先显著增加后减少,最终导致针叶NSC含量季节变化消失;且针叶可溶性糖含量、可溶性糖/淀粉比值在后期显著增加;(2)持续隔离降雨使马尾松针叶N含量、P含量、N∶P均表现为前期与对照组差异不显著,后期显著高于对照组;(3)马尾松针叶NSC含量、可溶性糖含量、P含量、N∶P与土壤水分含量呈显著或极显著相关,且均与P含量显著或极显著相关,与N素无相关性。以上研究结果表明,随着土壤水分含量的持续减少马尾松可通过调整针叶中NSC含量的积累及分配和提高针叶N、P含量来适应缺水环境,P含量的增加对NSC含量波动及可溶性糖和淀粉的相互转化起促进作用。     

不同配比施肥对马尾松幼苗生长特征的影响

为获得马尾松幼苗最佳施肥配方,该文以1年生马尾松幼苗为试验材料,采用L₁₆（4³）正交设计,并通过测定幼苗苗高、地径、生物量、叶绿素含量、叶片N、P、K含量,探讨不同N、P、K配比施肥对马尾松幼苗生长特征影响。结果表明：（1）不同配比施肥处理间马尾松幼苗苗高、地径、生物量、质量指数、叶绿素和养分含量存在显著差异,其中,处理12生物量、质量指数、叶绿素a和总叶绿素含量、隶属值最高。（2）施N对幼苗生长及生理指标均有极显著影响;施K对苗高、地径、地上生物量、总生物量有显著影响,对叶绿素和针叶养分有极显著影响;施P对叶绿素a、叶绿素b、针叶N和P含量有极显著影响,对苗高、地下生物量、总叶绿素含量有显著影响。（3）施N对苗高、地径、地上生物量、总生物量、质量指数、叶绿素a含量、总叶绿素含量和针叶N含量的影响最大,K次之,P最小。各因素对地下生物量和针叶P含量的影响均表现为N>P>K。（4）N3水平利于幼苗苗高地径的生长及生物量的积累,N4水平利于叶绿素a和总叶绿素含量及针叶N、P含量的积累,P4水平利于生物量、叶绿素含量和养分P含量的积累...     

Terpenoid emissions from heated needles of Pinus sylvestris and their potential influences on forest fires

It is assumed that terpenoids in biomass-derived fuels have important influences on forest fires due to their enormous flammability. The fires consuming terpenoid-rich fuels always burn violently and spread fast. But the mechanism how terpenoids influence occurrence and propagation of fires are little known. Some terpenoids are volatile organic compounds (VOC) as they are released from vegetation and litter in natural environment. Hence, they contribute to the characteristic composition of the ambient air. Many studies have reported terpenoid emissions in natural environment from different perspective. Nevertheless there are only a few studies concerning terpenoid emissions from heated fuels. The present study explored the differences in terpenoid emissions from needles of Pinus sylvestris var. mongolica under natural and heated conditions. Terpenoids were sampled on Tenax-TA and analyzed using Thermal Desorption– Gas Chromatography–Mass Spectrometry (TD–GC–MS). The results showed that the emission rate of terpenoid from P. sylvestris in natural environment was low (0.167 lg g^-1 h^-1 DW). However, terpenoid emissions dramatically increased at the temperature of 200 °C, with a major component, a-pinene. Within 15 min, the emission of terpenoids emitted by heated needles was up to 16.314 lg g^-1 DW for total and 10.321 lg g^-1 DW for a-pinene. These considerable emissions of terpenoids from heated needles will have great influences on occurrence and propagation of forest fires.     

Effects of drought and waterlogging on ultrastructure of Scots pine and Norway spruce needles

Effects of water stress on needle ultrastructure of 2-year-old Scots pine (Pinus sylvestris L.) and 5-year-old Norway spruce [Picea abies (L.) Karst.] seedlings were studied in greenhouse experiments. Drought stress was induced by leaving seedlings without watering, and waterlogging stress was produced by submerging the seedling containers in water. Needle samples for ultrastructural analyses were collected several times during the experiments, and samples for nutrient analyses at the end of the experiments. In drought stress, plasmolysis of mesophyll and transfusion parenchyma tissues, aggregation of chloroplast stroma and its separation from thylakoids and decreased size and abundance of starch grains in needles of both species were observed. The concentration of lipid bodies around the chloroplasts were detected in pine needles. Calcium and water concentrations in spruce needles were lower by the end of the experiments compared to controls. In waterlogging treatment, swelling of phloem cells in pine needles and large starch grains, slight swelling of thylakoids and increased translucency of plastoglobuli in chloroplasts of both species studied were observed. The phosphorus concentration in pine needles was higher while phosphorus, calcium and magnesium concentrations in spruce needles were lower in the waterlogging treatments compared to controls. Typical symptoms induced by drought stress, e. g. aggregation of chloroplast stroma and its separation from thylakoids, were detected, but, in waterlogging stress, ultrastructural symptoms appeared to be related to the developing nutrient imbalance of needles.