美丽箬竹水分生理整合的分株比例效应——基于叶片抗氧化系统与光合色素

生理整合是克隆植物实现资源共享, 增强对异质生境适应能力的重要手段。其中, 水分生理整合是克隆植物最为重要的生理整合, 解析竹子水分生理整合特征对于竹林水分科学管理具有重要意义。该研究以分株地下茎相连的美丽箬竹(Indocalamus decorus)盆栽苗为试验材料, 设置2个盆栽基质相对含水率(高水势(90% ± 5%)和低水势(30% ± 5%))和5个分株比例(1:3、1:2、1:1、2:1、3:1, 高水势分株与低水势分株数量比值, 地下茎相连的分株总数12株)处理。处理后15、30、45、60天分别取不同处理的克隆分株成熟叶测定抗氧化酶活性、相对电导率和丙二醛含量、可溶性蛋白质含量、光合色素含量, 分析基于分株比例的美丽箬竹水分生理整合方向、强度和效率的变化规律。结果表明: 在异质水分条件下, 美丽箬竹分株间存在着从高水势供体分株向低水势受体分株进行水分转移的生理整合作用, 并随着分株比例的增大, 整合强度增强, 受体分株获益提高, 供体分株耗损增大。随着处理时间的延长, 处理前期分株间水分生理整合强度增强, 处理后期整合强度减弱, 反映出供体分株与受体分株间耗-益在时间序列上是有变化的, 处理前期耗-益更为明显。研究表明克隆系统分株比例对竹子水分生理整合有重要影响, 分株间水分梯度差是水分传导的潜在驱动力, 决定水分生理整合方向、强度和效率的是分株间水分供需关系。     

基于抗氧化系统的美丽箬竹水分生理整合作用分析

本文以分株相连的美丽箬竹(Indocalamus decorus)盆栽苗为试材,设置3个盆栽基质相对含水率(90%±5%高水势、60%±5%中水势、30%±5%低水势)和3个水势差处理(90%~60%、60%~30%、90%~30%),研究美丽箬竹克隆分株抗氧化系统对异质水分环境的响应规律,分析水分生理整合发生条件、方向和强度。结果表明:随处理时间的延长,美丽箬竹叶片MDA、可溶性蛋白质含量和CAT、POD活性总体上呈升高趋势;SOD活性呈降低趋势;随分株间水势差的增大,低水势处理分株叶片CAT、SOD活性和可溶性蛋白质含量升高,POD活性、MDA含量降低,高水势处理分株的变化规律相反,中水势处理分株叶片抗氧化生理指标总体上变化不明显;在异质水分环境下美丽箬竹克隆系统存在水分生理整合作用,分株首先保障自身的水分需求,当克隆分株同时存在水分丰盈、亏缺时,会发生强烈的从高水势向低水势分株的水分转移,分株间水势差越大,整合强度越高;克隆分株在水分生理整合上存在"利己"和"利他"行为。本研究为商品竹林水分人工供应提供了理论依据。     

间隔子长度对美丽箬竹克隆分株水分生理整合效应的影响

克隆植物分株间隔子长度(即相邻分株间距离)可能对生理整合产生显著的影响,其抗氧化系统与光合色素的变化可能影响植物对水分异质性的响应能力。该研究以克隆植物美丽箬竹(Indocalamus decorus)为材料,设高[H,(90±5)%]、中[M,(60±5)%]和低[L,(30±5)%]3个基质相对含水率和2个水势梯度(H-L和M-L),测定了3种间隔子长度(10、25和40cm)根状茎相连克隆分株叶片抗氧化酶活性、相对电导率以及丙二醛(MDA)、可溶性蛋白质和光合色素含量,分析美丽箬竹水分生理整合的水分梯度效应、间隔子长度效应与时间效应。结果显示:(1)随处理时间的延长,分株叶片CAT活性、相对电导率及MDA含量均先升高后降低,而叶片SOD活性则与之相反;叶片POD活性和光合色素含量总体上呈"N"型变化,而可溶性蛋白质含量的变化趋势与POD活性呈倒"N"型。(2)水分梯度和间隔子长度均会对美丽箬竹分株间水分生理整合产生影响,随分株间隔子长度增大和水势梯度差减小,低水势受体分株叶片抗氧化酶活性、可溶性蛋白质含量和光合色素含量明显降低,而其相对电导率和丙二醛(MDA)含量明显升高;供体分株水势越高,分株间间隔子越长,供体分株叶片抗氧化酶活性、可溶性蛋白质和光合色素含量越高,而其相对电导率和MDA含量明显降低。研究表明,在异质水分环境下美丽箬竹克隆系统发生了从高水势向低水势分株的水分转移,分株间水势梯度差越大、间隔子长度越短,水分传输的整合强度越高,低水势受体分株获益越明显;随着处理时间的延长,分株间水分生理整合强度在处理前期增强,而在处理后期减弱,反映出供体分株与受体分株间损耗-受益在时间序列上是有变化的,且处理前期损耗-受益表现更为明显。     

分株比例对异质光环境下美丽箬竹克隆系统光合生理的影响

分株数量或生物量比例差异会明显影响克隆系统对资源异质性环境的生态适应性, 地下茎木质化、连接稳固的竹类植物在生长过程中相连克隆分株通常会生活在异质光环境中, 但其叶片光合生理特性对异质光环境的响应及其分株比例效应则未见报道。该研究以地下茎相连的美丽箬竹(Indocalamus decorus)克隆系统为实验材料, 设置2个遮光率(分别为50% ± 5%和75% ± 5%)和3个分株比例(遮光与未遮光分株比例分别为1:3、2:2、3:1)处理, 分株数量为4株。分别测定了遮光处理后30、90、150天遮光和未遮光分株叶片光响应特征、气体交换参数、光合色素含量, 分析了异质光环境下美丽箬竹光合生理的变化规律。结果显示: 分株比例对美丽箬竹光合生理有显著影响, 且其与遮光、处理时间交互作用显著。美丽箬竹克隆系统遮光分株比例越大, 即遮光相对分株数量越多, 其表观量子效率(AQE)、光饱和点、最大净光合速率(P_{n max})、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、水分利用效率越大, 光补偿点、暗呼吸速率越小, 其光合效率越高, 光能利用能力越强, 而与之相连的未遮光分株则相反; 随遮光分株比例的增大, 遮光分株叶片叶绿素a、叶绿素b含量呈先升高而后下降的变化趋势, 类胡萝卜素(Car)含量则持续下降, 而与之相连的未遮光分株叶片光合色素含量则呈下降趋势; 遮光率提高, 相同分株比例美丽箬竹克隆系统遮光分株叶片AQE、P_{n max}、P_n、G_s、胞间CO₂浓度(C_i)和光合色素含量总体升高, 而与之相连的未遮光分株叶片P_{n max}、C_i以及Car含量则总体下降。研究结果表明异质光环境下, 遮光分株光合效率和弱光利用能力明显增强, 而未遮光分株则相反, 克隆系统内分株间发生了明显的克隆分工, 且2:2、3:1分株比例克隆系统较1:3分株比例对异质光环境具有更好的适应能力。美丽箬竹克隆系统可通过差异性调节分株光合生理特性和光合色素含量, 提高遮光分株光能利用和光合效率来适应异质光环境, 以提高克隆系统的适合度。     

美丽箬竹盆栽苗地下茎侧芽萌发特征研究

美丽箬竹是优良观赏经济竹种,对环境生态因子变化具有很高的敏感性。本研究通过设置竹苗密度、光照、养分、水分等生态因子进行实验,比较不同处理条件下其地下茎营养成分、矿质元素、内源激素含量及侧芽萌发等特征差异,并进一步分析各生态因子对美丽箬竹地下茎侧芽萌发的影响。结果显示:(1)美丽箬竹地下茎各营养成分、矿质元素、内源激素含量中,蛋白质、Mg、Fe、ABA、i PA、IAA、Zr对侧芽发笋的影响较大,可溶性糖、GA对侧芽发鞭的影响较大;(2)采用2鞭段上盆、不加遮阳网、基质肥料配比为8∶1、每隔6 d定量浇水1次等处理条件,美丽箬竹地下茎物质储量及侧芽萌发效果最好;(3)不同处理条件造成美丽箬竹地下茎营养成分、矿质元素、内源激素等发生复杂变化,最终造成其侧芽萌发的差异性。美丽箬竹对环境因子的这种生理响应差异,也可能与竹种对环境的长期选择和遗传进化有关。本研究结果可为竹子良种繁育和栽培提供科学依据。     

异质水分环境下野牛草相连分株间光合同化物的生理整合及其调控

异质环境下,克隆植物通过生理整合机制使资源在分株间实现共享,提高了其对异质性环境的适应能力,具有重要的生态进化意义,研究生理整合机制及其调控机理可为进一步发掘克隆植物应用潜力提供理论依据。以野牛草3个相连分株为材料,对其中一个分株用30%聚乙二醇6000(PEG-6000)模拟水分胁迫,通过Hoagland营养液培养试验,研究了异质水分环境下光合同化物在野牛草相连分株间的生理整合及分株叶片与根系内源激素ABA与IAA含量的变化规律。结果表明,14C-光合同化物在克隆片断内存在双向运输,但以向顶运输为主,异质水分环境下,受胁迫分株光合同化物的输出率明显降低,而与其相邻分株合成的光合同化物向受胁迫分株方向运输率明显增加;异质水分环境下,各分株ABA含量均明显增加,但以受胁迫的分株叶片及根系ABA的含量增加幅度最大,各分株IAA含量较对照均显著下降(P0.05),且以受胁迫分株IAA含量下降幅度最大;各分株叶片与根系ABA/IAA均显著提高(P0.05),相邻分株ABA/IAA增加幅度低于受胁迫分株。异质水分环境影响野牛草克隆分株间光合同化物的生理整合,且ABA与IAA在分株间光合同化物运输与分配过程中具有重要的调节作用。     

土壤养分斑块对比度改变活血丹克隆整合强度和方向

克隆植物相连片段(或分株)常常生长在不同的土壤养分斑块中。克隆整合使得生长在异质养分斑块中的克隆片段(或分株)产生局部和非局部反应,从而影响相连片段(或分株)的表型可塑性。为了揭示养分斑块对比度对活血丹(Glechoma longituba)克隆整合的影响,在一控制实验中,将活血丹克隆片断种植于4种不同对比度的环境中,即:无对比度(对照)、低对比度、中对比度和高对比度。活血丹在气体交换、水势、荧光、形态、生长与分配方面的克隆整合强度随养分斑块对比度的增强而表现出增强或减弱的变化趋势;养分斑块对比度越强,活血丹气体交换和荧光暗反应的整合强度越小,叶片水势整合强度越大。斑块对比度可改变部分性状的克隆整合方向;超过一定的对比阈值,整合强度随养分对比度的变化趋势会向着相反方向转变。克隆整合对生理特征的修饰幅度小于对生长特征的修饰幅度。这些结果指示:养分斑块对比度可通过修饰克隆整合格局(即强度和方向)而改变克隆植物的表型可塑性。     

UV-B辐射方向对白三叶克隆整合的影响

增强UV-B辐射会对植物生长和生理生化过程产生有害效应。克隆植物中,相连的克隆分株对经常共享资源和激素,然而鲜有关于异质性UV-B辐射下UV-B辐射方向对克隆整合的影响及克隆植物形态结构变化的报道。模拟同质(克隆分株片段均处于自然背景辐射)和异质(克隆分株一端处于自然背景辐射,另一端处于补加的UV-B辐射)UV-B辐射,以克隆植物白三叶为材料,进行连接和隔断处理,研究UV-B辐射方向对克隆整合强度变化、叶片形态结构特化及生理可塑性的影响。结果表明:异质性UV-B辐射下,15N同位素标记端保留的15N百分比高于同质UV-B辐射处理,转移到无标记相连端的15N含量则降低,紫外辐射处理和同位素标记是否处于同一分株端对结果无显著性影响,说明克隆植物白三叶生理整合存在但整合强度降低,辐射方向与克隆整合强度无关;隔断处理组气孔长度增加,栅栏组织增厚,但连接处理组却无此变化,表明生理整合在白三叶叶片形态结构特化中发挥作用。UV-B辐射下,最小荧光、电子传递速率及光化学淬灭系数降低但非光化学淬灭系数升高,而生理整合却使结果相反;叶绿素和紫外吸收物可在异质性UV-B辐射相连的两端运输分享。以上均表明异质UV-B辐射环境中,UV-B辐射胁迫端克隆分株通过生理整合从非胁迫端获益,并以此提高胁迫环境中克隆植物对资源的利用效率。     

Effects of clonal integration on allelopathy of invasive plant Wedelia trilobata under heterogeneous light conditions

异质光照条件下克隆整合对入侵植物南美蟛蜞菊化感作用的影响 植物入侵已成为全球生态系统最严重的威胁之一。当具有克隆生长能力的入侵植物入侵或定殖到新的生境时,它们相互连接的分株可能受到异质光照的影响。在异质光照条件下,克隆整合对入侵植物化感作用的影响尚不清楚。为研究异质光照条件下克隆整合对入侵植物南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata) 化感作用的影响,采用两个连续分株的克隆片段进行了盆栽试验。较老的分株暴露在全光下,而年轻的分株则受到20%的全光照。同时,每个克隆片段的年轻分株与目标植株(一个番茄苗)在盆栽中相邻生长。南美蟛蜞菊的两个连续分株之间的匍匐茎设置切断和不切断两种处理。另外,两株番茄幼苗 (一株作为目标植株)在盆栽中相邻生长作为对照。研究结果表明,当与目标植物相邻生长的南美蟛蜞菊分株之间的匍匐茎保持完整时,目标植株的生物量积累、叶片叶绿素和氮含量、叶绿素荧光参数和净光合速率及其根长和活性相较于匍匐茎切断处理显著降低。异质光照条件下连续两个分株之间碳水化合物的运输或共享可以增强20%全光处理下年轻分株的化感作用。克隆整合在异质光照条件下对具有克隆生长能力的入侵植物的入侵或定殖具有重要意义。     

不同土壤雷竹盆栽苗地下茎分枝数量特征及其分布格局

为了探究竹子分株系统构建过程及其与人工经营的关系,本文对雷竹(Phyllostachys praecox C. D. Chu et C. S. Chao ‘Prevernalis’)不同年龄母竹、不同覆盖年限竹林进行土壤盆栽实验,比较了各处理竹苗地下茎分枝生长差异。结果显示：在盆栽竹苗分株系统构建过程中,地下茎以竹鞭分枝为主;2年生母竹盆栽苗地下茎分枝数量普遍高于1年生盆栽苗,且地下茎分枝表现出随竹林土壤覆盖年限增加而减少的趋势;盆栽苗地下茎分枝主要分布于第Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ分枝的鞭中位置;1年生母竹盆栽苗地下茎分枝以第Ⅱ分枝级别的鞭中、鞭梢部位为多,而2年生母竹盆栽苗则以第Ⅲ分枝级别的鞭中、鞭梢部位为多;随土壤覆盖年限增加,地下茎分枝偏向分布于较为靠前的分枝级别。研究发现,母竹盆栽苗分株系统的构建主要采取了扩大地下分枝的策略,其2年生母竹与竹鞭中部着生侧芽的分枝生长对分株系统拓展贡献率较大;竹林土壤覆盖时间越久越不利于地下茎分枝。由于竹子分株系统具有时空拓展性,其地下茎分枝生长特征尚需持续观察。     

养分异质条件下结缕草克隆分株生长及光合作用的生理整合

通过对连接和断开的分株进行不同养分处理,研究养分异质条件下结缕草克隆分株生长及光合作用的变化.结果表明:在养分异质条件下,处于中、高养分水平的母株可以提高与其相连子株的叶长、叶宽、根质量、叶质量、光合速率、气孔导度、蒸腾速率和水分利用效率,高养分条件下分别提高16.0%、8.3%、24.4%、58.1%、30.3%、54.0%、9.2%和21.9%,降低根冠比和胞间CO2浓度,在高养分下分别降低21.6%和31.5%;处于中、高养分水平的子株对与其相连母株的生长及光合特性没有显著影响.在养分异质条件下,结缕草母株对子株存在生理整合,养分梯度越大,整合强度越强.结缕草克隆子株可以从母株获益,但母株不能从子株获益,子株是生理整合单向获益者.     

克隆水分整合有助胡杨无性系幼株在极端干旱生境下保持更高生存优势

以塔里木河下游的胡杨为对象,研究胡杨母株与其克隆幼株间的克隆水分整合特征及对克隆幼株生理机能的影响.结果表明: 胡杨母株与其克隆幼株间存在明显的以顶向传输为特征的水分整合,母株对克隆幼株的日平均水分整合流量为同区域长势相近的实生幼株通过自身根系日平均获取水量的3倍,克隆幼株因水分整合而能够获取与母株相似且较实生幼株水分来源相对较深层的土壤水,拥有更好的水分获取能力.这使胡杨克隆幼株较实生幼株保持显著更高的叶片水分含量,且黎明前和正午叶水势分别显著增加10.0%和29.7%.更好的水分生理状态使克隆幼株的光合电子传递速率与光适应下实际光化学效率显著高出实生幼株23.4%和11.5%,并能够保持显著更低的光系统Ⅱ过剩激能比例和光抑制风险.这可能让胡杨克隆幼株在极端干旱生境中较实生幼株保持更高的生存优势.     

美丽箬竹光合和荧光特性对异质环境的响应

美丽箬竹是优良观赏经济竹种, 对环境生态因子变化具有很高的敏感性。设置种群密度、光照、施肥、水分等几种关键生态因子的不同处理, 比较其在异质性环境条件下光合、荧光特征差异, 以主成分分析法评价竹子对各生态因子的响应情况, 为竹子良种选育及高效培育技术研究提供依据。结果发现: (1)在不同生态因子的各处理条件下, 美丽箬竹光合生产能力、光合作用效率、光保护能力各有差异和优劣势, 有的处理光合生产力很高, 但光合作用效率却相对较低, 有的处理光保护能力很强, 但光合生产力却相对较低; (2)采用2鞭段上盆、不加遮阳网、基质肥料配比为8:1、隔6天定量浇1次水等处理条件下, 美丽箬竹光合、荧光生理表现最好。结论认为: (1)环境异质性可能是造成同一竹种的光合生产能力、光合作用效率以及光保护等生理过程发生复杂变化的重要原因; (2)美丽箬竹是一种喜光、喜肥、耐旱, 同时需要在适宜种群密度下才能良好生长的竹种; (3)竹种对环境因子的光合生理响应差异, 还可能与竹种长期环境选择和遗传进化有关, 其详细机制仍需深入研究。     

克隆整合提高异质性UV-B辐射下活血丹抗氧化酶活力

增强UV-B辐射会对植物生长和生理生化过程产生有害效应。克隆植物中,相连的克隆分株对经常共享资源和激素,然而鲜有关于异质性UV-B辐射下抗氧化酶活力变化的报道。本研究模拟同质(克隆分株片段均处于自然背景辐射)和异质(克隆分株一端处于自然背景辐射,另一端处于补加的UV-B辐射)UV-B辐射,以克隆植物活血丹为材料,进行连接和隔断处理,研究异质性UV-B辐射下,克隆整合对活血丹抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD),过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT))活力的影响。结果表明:与处于同质UV-B辐射环境相比,异质UV-B辐射下连接处理中的活血丹UV-B辐射端抗氧化酶活力显著增加,说明克隆植物生理整合存在,且克隆整合提高了活血丹抗氧化酶活力。表明异质UV-B辐射环境中,UV-B辐射胁迫端克隆分株通过生理整合从非胁迫端获益,最大化地利用资源。     

光强对比度对大米草克隆整合作用的影响

通过温室控制试验,分析不同光强及光强对比度处理下克隆植物大米草生长性状的差异,研究同质异质光强条件下克隆整合对大米草响应遮阴能力的修饰作用.结果表明： 在同质条件下,大米草在无遮阴(高光强：温室内自然光照强度)条件下的生物量显著大于中度遮阴(中光强：光照强度为高光强的70%)和深度遮阴(低光强：光照强度为高光强的30%).在低对比度异质性光强条件下(分株对的一个分株不遮阴,另一个分株中度遮阴),大米草遮阴分株的叶片数、根长和生物量均显著高于同质中度遮阴处理,而无遮阴分株各生长指标与同质无遮阴处理相比均无显著差异.因此,在低对比度异质性光强下,大米草受体(遮阴)分株通过克隆整合显著受益;同时,对供体(非遮阴)分株没有显著的耗损.然而,在高对比度处理下(分株对的一个分株不遮阴,另一个分株深度遮阴),克隆整合对受体(遮阴)分株的效应不显著.大米草的克隆整合并不随着光强对比度的增加而增加.在自然生境中度遮阴情况下,克隆整合可以提高大米草的生长和克隆繁殖能力,但在深度遮阴情况下,克隆整合对大米草适应性的作用可能很小.     

水分胁迫条件下草莓克隆分株间水分调控及其对光合功能的影响

以盆栽草莓(Fragaria×ananassa)为材料研究了水分胁迫下克隆植物草莓母株和子株间的水分调控机制及其与碳同化、光系统Ⅱ激发能分配的关系.实验材料分为匍匐茎连接和剪断两个大组,进行两步实验.第1步实验,对连接组和剪断组的所有母株控水,子株充分供水;4d后进入第2步实验,把连接组分为两小组,对其中一组充分供水子株开始控水,另一组保持不变.结果表明,土壤干旱引起母株叶片失水,并使其净光合速率和气孔导度显著降低.但是连接组中供水良好的子株能有效缓解缺水母株的水分胁迫.当供水良好的子株也开始受到干旱处理的时候,则会加剧与之相连母株的水分胁迫.受胁迫母株可以通过加强渗透调节能力和降低水势从相连子株获取水分.虽然土壤干旱会造成受胁迫母株叶片脱落酸(abscisic acid, ABA)含量的大幅度增加,但是与之相连子株的叶片ABA含量并没有增加;并且气孔导度与ABA变化趋势一致.(1)草莓母株和子株间的水分运输是由二者的水势差驱动的;(2)ABA不会通过匍匐茎在母株和子株间传递并影响相邻子株气孔导度;(3)在水分异质性较大情况下,生理整合可明显提高克隆系统的碳同化能力和光系统Ⅱ激发能利用效率.     

养分异质条件下结缕草克隆分株生长、碳水化合物及可溶性蛋白的生理整合

通过对连接和断开的结缕草分株进行不同的养分处理,研究了养分异质条件下结缕草克隆分株生长、碳水化合物及可溶性蛋白含量的变化.结果表明: 在养分异质条件下,处于中、高养分水平的母株可以显著提高与其相连子株的地上、地下及总生物量,高养分下分别提高32.5%、22.1%和24.8%,降低根冠比、可溶性糖及非结构性碳水化合物(NSC)含量,高养分下分别降低7.7%、15.2%和13.1%,但是对淀粉、纤维素、可溶性蛋白含量无显著影响.处于中、高养分水平的子株对与其相连的母株生长、碳水化合物及可溶性蛋白含量没有显著影响.养分异质条件下结缕草母株对子株生物量、根冠比、可溶性糖及NSC含量有明显的生理整合,其整合强度与养分梯度呈正比,而对淀粉、纤维素及可溶性蛋白含量没有显现显著的生理整合效应.子株对母株各项指标都没有显著的生理整合,结缕草母株和子株间是一种单向的生理整合.     

异质光照环境下克隆整合对南美蟛蜞菊和蟛蜞菊种间关系的影响

很多入侵植物具有克隆性,克隆整合对入侵克隆植物生长和繁殖具有重要的贡献。自然界中,植物生长和繁殖所需的各种资源如光照、水分和矿质养分等在空间上分布通常是异质的,但关于异质环境下克隆整合对入侵植物和本土同属植物种间关系影响的研究相对缺乏。通过温室控制实验,将入侵植物南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata)和同属本土植物蟛蜞菊(W.chinensis)的分株对单独种植或者混合种植在异质性光照条件下,同时通过保持或者切断分株之间的连接来控制克隆整合效应的有无,研究异质光照环境下克隆整合对南美蟛蜞菊和蟛蜞菊种间关系的影响。克隆整合对南美蟛蜞菊和蟛蜞菊的生长和繁殖都有促进作用,且南美蟛蜞菊比蟛蜞菊从克隆整合中获益更多。与单独种植相比,两者混种对南美蟛蜞菊的叶生物量有显著影响,而对本地种蟛蜞菊的根生物量有显著影响。克隆整合和种间关系对南美蟛蜞菊的总生物量和叶生物量产生了显著的交互作用,而对蟛蜞菊各指标无显著影响。克隆整合状态显著影响了南美蟛蜞菊和蟛蜞菊的种间关系。这些结果表明,异质环境下克隆整合可以改变入侵植物南美蟛蜞菊和本土植物蟛蜞菊的生长性状及种间关系。     

疏叶骆驼刺母株与子株间的水分整合

在未灌溉的土地上, 疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)通常不能进行有性繁殖, 克隆繁殖是其种群维持和延续的唯一方式。因此, 克隆性及其相关克隆性状(如水分整合)在疏叶骆驼刺自然种群的维持过程中可能扮演了极其重要的角色。该文通过疏叶骆驼刺母株和子株之间的间隔子切断和给母株补充水分的方法, 研究了母株和子株在各处理下的水势、叶形态和植株生长变化情况。结果表明: (1)间隔子切断后, 疏叶骆驼刺母株和子株正午水势均明显增大(p < 0.01), 说明间隔子切断使得母株和子株水分亏缺值都增大。(2)给母株补水后, 间隔子切断组和间隔子相连组中的母株水势均有明显增加, 同时间隔子相连组的子株水势明显增加(p < 0.01), 而间隔子切断组子株水势没有明显变化(p > 0.05)。(3)间隔子切断组的子株叶片含水率明显低于间隔子相连组子株, 而其株高、冠幅、分枝数和基径的增长量都明显小于间隔子相连组的子株(p < 0.01)。疏叶骆驼刺母株和子株间存在水分整合, 母株会通过根系向子株传输水分。研究成果对塔克拉玛干沙漠南缘的植被恢复以及水资源的合理利用有着重要的意义。     

克隆整合对遮荫白夹竹分株根际土壤细菌生物特征的影响

克隆整合被认为是克隆植物维持生态优势的重要手段,其通过分株间生理整合缓解资源异质性带来的压力。文章以根状茎克隆植物白夹竹(Phyllostachys bissetii)为研究对象,探讨异质性光照下克隆整合对白夹竹分株根际土壤细菌生物特征的影响。白夹竹克隆片段包含一个近端分株(proximal ramet)和一个远端分株(distal ramet),近端分株或远端分株分别置于80%遮荫环境,另一分株置于全光照环境;同时,分株间根状茎保持连接或割断处理。研究结果表明,不论白夹竹克隆片段近端分株遮荫还是远端分株遮荫,克隆整合均显著促进了遮荫分株根际土壤溶解性有机碳(DOC)含量和微生物生物量碳、氮含量(MBC,MBN);根状茎连接条件下遮荫分株根际土壤胞外N-乙酰基-β-氨基葡萄糖苷酶(NAGase)、脲酶(Urease)活性显著高于根状茎割断处理的遮荫分株;对遮荫分株根际土壤基因组DNA的16S rDNA V3、V4可变区的测序结果表明,可操作分类单元(OTUs)归于13个门,415个属。与根际土壤氮素转化相关的菌群Nitrosomonadaceae(uncultured),Nitrospira,Nitrospinaceae(uncultured),Xanthobacteraceae(uncultured),Bradyrhizobium相对丰度较小(最高值为11.8%)。基于OTUs的主成分分析(PCA)表明,根状茎割断处理并没有对遮荫分株根际土壤细菌生物群落结构产生显著性影响。克隆整合显著促进了遮荫分株根际土壤C有效性,进而刺激了微生物调控的土壤有机质(SOM)周转过程。克隆整合对异质生境下克隆植物土壤细菌生物特征的影响可能部分解释了克隆植物的生态优势。