植物与病原菌互作的蛋白质组学研究进展

深入认识植物与病原菌的识别方式、亲和性或非亲和性的互作模式,对于揭示植物-病原菌互作机制研究具有重要意义.利用蛋白质组学方法研究病原菌侵染植物过程,分析相关的基因和蛋白,有助于从分子水平上探究植物-病原菌相互作用机制.本文概述了植物-病原菌的互作机制,系统介绍了差异蛋白质组学分析方法在植物-病原真菌、植物-病原细菌两类互作系统中的应用,分析了植物与病原菌互作过程中可能涉及的差异表达功能蛋白,并对当前蛋白质组学技术在植物与病原菌互作研究中存在的诸多问题进行了探讨.     

湿地中的植物入侵及湿地植物的入侵性

湿地享有“自然之肾”之称,但湿地生态系统正在受到严重的破坏,植物入侵已经成为干扰湿地生态系统的重要因素。同时湿地植物具有高度的入侵性,湿地和植物入侵都是现代生态学的研究热点。本文总结分析了湿地容易受到入侵的6种主要原因,包括湿地生境类型多样,分布广泛;湿地位置与植物扩散路线相关性;干扰;富营养化;湿地的脆弱性;外来种缺少天敌等。归纳了21种全球性主要湿地入侵植物种及其生态习性,并对湿地植物具有高度入侵性的共同特点以及解释湿地入侵现象的5种假说:天敌逃避说、宽耐受性假说、有效利用说、杂种优势说和异株克生说等作了综述分析。     

湿地植物生长模型的改进及其动态的计算机模拟分析

湿地植被的恢复与人工调控是恢复生态学研究的热点问题之一,建立湿地大型植物生长的控制模型。能为此提供一种理论模式。在湿地植物群落中,植物种间的相互作用关系较为复杂,在植物生长的不同阶段显现为互利、竞争或相互独立。基于此我们对Shukla提出的湿地植物生长模型进行了改进．建立了一种能够反映种间复杂作用机制(包括互利与竞争)的新模型。以植物的生物量为描述变量,用统计方法确定了模型参数,对实例进行了计算机模拟与数值分析．并研究了植物生长系统的稳定性。结果表明：①新模型能有效地描述湿地植物种间互利或竞争作用．优于只考虑种间竞争作用的Shukla模型;②对植物生长过程的计算机模拟结果和图像显示,在较低生物量水平上．种间显现互利关系;在较高生物量水平上．种间发生竞争作用,竞争的结局为一种植物占优势,而另一种植物趋于灭亡．这些与实际观测结果是一致的;③对系统进行了稳定性分析;④根据数值模拟结果,提出了湿地恢复的人工调控对策与建议。     

关于湿地植物

技术图对生物圈的冲击明显表现于森林砍伐和草原开垦。湿地（weiland）则成为人类经济开发“沙海”中“漏网”的绿洲。然而,人口与人之物欲的恶性膨胀遂使这块多样物种的最后“伊甸园”受到威胁。基于上述,1971年子里海南岸的伊朗北部一个城市拉姆萨尔（Ramsar）缔结了《国际重要湿地,特别是水禽栖息地公约》。至1990年其缔约国已达61个。中国于1992年加入公约,并有6块湿地被载入帼际重要湿地名录》,其中便有江西的邵阳湖湿地。中国关于湿地的研究起步较晚,但步伐很快。在‘冲国湿地研究中心”的组织下人中国湿地》和有关各地湿地的…     

生物间非传递性竞争研究进展

生物间的竞争关系是决定群落中物种共存和生物多样性的关键因素。传统研究主要关注物种两两之间的竞争作用, 而对多物种相互竞争形成的网络研究相对较少。近年来, 类似于“石头-剪刀-布”游戏的非传递性竞争被认为是一种重要的物种共存和生物多样性的维持机制, 越来越受到生态学家们的关注。本文首先回顾了非传递性竞争定义的发展过程, 并介绍了非传递环的不同结构。其次介绍了基于竞争结局矩阵以及入侵增长率的非传递性竞争度量指标, 并对比不同指标的特点与适用情形。随后通过多个研究实例介绍了非传递性竞争在自然群落中的普遍性, 并指明物种之间的权衡是非传递性竞争产生的生物学机制。最后介绍了非传递性竞争对生物多样性与生态系统功能的影响。非传递性竞争本质上是物种两两之间相互作用的组合, 是只包含单一作用类型的特殊网络结构。因此, 非传递性竞争如何影响生物多样性-生态系统功能关系和群落稳定性, 如何受到环境与高阶相互作用的影响, 以及如何将竞争网络拓展到包含不同相互作用类型的生态网络, 将是未来非传递性竞争研究的重要方向。对非传递性竞争的研究有助于整合生物间的各种相互作用, 构建更加现实合理的生态网络, 并加深对物种共存和生物多样性维持机制的认识, 进而有助于指导生物多样性的保护和恢复工作。     

植物与病原菌互作的蛋白质组学研究进展

蛋白质组学作为功能基因组学研究的主要内容之一,在阐述基因功能、了解生命现象和本质的分子机制等方面发挥着重要作用。植物蛋白质组学作为蛋白质组学的一个分支,研究应用也越来越广泛,尤其是探索植物与病原菌互作机制是其中的一个研究热点。本文就多年来植物与真菌、病毒、细菌互作的蛋白质组学研究做一综述,并对当前该领域今后的研究方向进行展望,以期为相关研究提供一些参考和理论基础。     

蛋白质可逆磷酸化在植物—病原菌互作中的作用

概述了植物－病原菌互作过程中,蛋白质可逆磷酸化对植物抗病防卫反应,系统获得抗性（SAR）及病原真菌孢子萌发和附着胞形成的影响,蛋白激酶的靶标分子及其功能,受体蛋白激酶在植物抗病性中的意义,并分析了存在的问题及今后研究展望。     

消落带湿地优势植物竞争关系

竞争是植物间贯穿于整个生活史的行为,对植物生长、繁殖产生重要影响.本文以三峡库区消落带植物调查为基础,对广泛分布于消落带的优势植物苍耳(Xanthium sibirium)群落种内、种间竞争关系进行了研究.结果表明:苍耳群落平均高度1.4m,盖度90％,多度40;单株苍耳最高为2.6m,最大生物量为1622.3 g;植物竞争强度随距离的增大而减小(P＜0.01),0～10cm竞争最为激烈,0～30 cm范围是受竞争影响的主要区域,种间竞争强度大干种内竞争;优势种个体数量和高度随距离的增大而增加,生物量、结实量、分枝数量先减小后增加;高繁殖力和高生长率的物种在竞争中具有优势,确保其能在消落带生存.     

湿地植物根表铁膜研究进展

湿地植物具有一系列生理和结构上适应浸水环境的特征,如根系的通气组织和渗氧能力,这使得植物根际微环境处于氧化状态,这样土壤中的铁和锰会在植物根表被氧化而形成红棕色的铁锰氧化物胶膜.土壤中的铁锰元素和局部的氧化环境是铁膜形成的2个重要条件.铁膜的主要组分为铁锰的氧化物及其水合物,它是一种两性胶体,可以通过离子之间的吸附-解吸、氧化-还原、有机-无机的络合等作用改变根际环境中重金属阳离子和养分的存在形态,从而影响这些离子的生物有效性,进而能影响土壤-湿地植被体系中污染物和养分的迁移.本文主要综述了湿地植物根系铁锰氧化物胶膜的形成、组成以及对植物吸收外部介质中的重金属和养分的影响,并提出了在今后的研究中仍值得进一步探讨和解决的问题.

Abstract：

Wetland plants have a series of physiological and anatomical characteristics to adapt flooding habitat, e.g. , their root aerenchyma and oxygen-penetrating capability can make the rhizospheric micro-environment be under oxidation condition, resulting in the formation of Fe/Mn plaques on root surface. Soil Fe and Mn and thee micro-environment oxidation condition are the two important prerequisites for the formation of the Fe/Mn plaques. The plaques are mainly com-posed of Fe-and Mn-0xides and their hydrates, which can alter the forms of heavy metals and nu-trients in rhizospberic micro-environment via the actions ahserption-desorption, oxidation-reduc-tion, and organic-inorganic chelation, etc. , and thereby, affect the bioavailability and the migra-tion of pollutants and nutrients in wetland soil-plant system. This paper reviewed the researches about the formation and composition of Fe/Mn plaques on wetland plant root surface, and the effects of the plaques on the heavy metals and nutrients uptake by wetland plants. Some problems worthy to be further approached were discussed.     

植物与病原真菌互作机制研究进展

植物与病原真菌之间的互作是当今植物病理学研究的热点问题之一,相关的研究有望为植物抗病机制的解析和抗病品种的选育奠定理论基础。我们从形态、细胞、生理生化和分子等水平综述了植物与病原真菌互作机制的研究进展。     

Anatomical patterns of aerenchyma in aquatic and wetland plants

A well-developed aerenchyma is a major characteristic of aquatic plants. However, because such tissues are also found in wetland and terrestrial plants, it is not always possible to use their presence or absence to distinguish aquatic species. Whereas patterns of aerenchyma in roots have been studied in detail, those of the shoots have not. We collected and tested 110 species of various aquatic and wetland plants, including ferns (5), basal angiosperms (5), monocots (65), and eudicots (35). Three common and two rare types of aerenchyma were observed in their roots (three schizogeny and two lysigeny), plus five types of schizogeny in their shoots. We re-confirmed that, although a well-developed aerenchyma is more common in most organs of aquatic plants than in wetland plants, this presence cannot be used as strict evidence for the aquatic quality of vascular plants. Here, aerenchyma patterns were stable at the genus level, and the consistency of pattern was stronger in the roots than in the shoots. Furthermore, significant trends were verified in several higher taxa, and those consistencies of patterns partially coincided with their phylogeny.     

根系间的相互作用——竞争与互利

植物根系间的相互作用分为竞争和互利两种形式 ,它是决定植物群落动态变化和群落结构的重要因素。根系间的竞争包括植株个体自身根系的竞争以及个体与个体根系间 (同种或异种 )的竞争两方面 ,前者的发生在农林系统中是不可避免的并且很难调控 ,后者可以分为种间植物根系的竞争和种内植物根系的竞争。还阐述了根系的竞争能力和与其密切相关的根系生长率、根组织的新陈代谢、植物的生长形式和根系的空间结构等植物特性 ,同时介绍了根系对水和养分的竞争机理、形式、影响以及竞争强度计算方法。接着具体分析包括根系错位在内的各种根系互利现象和相关机理。影响根系间相互作用的限制性因子有土壤营养的异质性、大气 CO2 浓度、地下草食生物、根系生产力和生物量、根系结构、形态和生理调节、土壤养分的扩散性以及植物间距等。随着科技的进步和各门学科的发展 ,未来根系的研究方向主要体现在结合实践优化农林系统中不同物种间的作用关系、预测根系竞争在全球气候变化下的发展规律、更新实验研究方法及手段研究作用机理等 3个方面。     

Competition and facilitation between Australian and Spanish legumes in seven Australian soils

This paper evaluates the relative performance and competitive ability of seven legumes from the Iberian Peninsula, Spain (one already invasive in Australia), grown singly or pairwise with seven legumes from south‐western Australia in their own soils. Indices of growth used were root, shoot and total mass and shoot dimensions. Water content, xylem water potential during drying and nodule production were also measured. The index of competition used was the intensity of competition coefficient (ICC), which is suitable for additive designs. The Australian species usually grew larger than the Spanish species, in their presence or absence, although the results were sensitive to the index of growth or resource capture used. The Australian legumes usually possessed greater total water content than the co‐occurring Spanish legumes. At least five Australian species were less reduced or not affected at all by inter‐regional competition compared with growth in isolation. Two Australian legumes performed relatively poorly in the presence of at least four Spanish legumes. The ICC identified many instances of growth promotion (facilitation) of the Australian species, which we attribute to extra nitrogen obtained through enhanced nodulation of both cohabiting species. Five of the seven Spanish species were outcompeted by the Australian species, whereas the growth of two was sometimes facilitated. Although the Spanish legumes had greater competitive ability in the more fertile Australian soils, they remained competitively inferior to the Australian legumes in their first season of growth and none is likely to displace the native legumes at this stage of growth. Longer‐term field studies are needed to fully evaluate the potential invasiveness of perennial legumes.     

小麦/大豆间作中作物种间的竞争作用和促进作用

春小麦／春大豆间作是西北一熟制灌区广泛采用的高产种植形式．本文采用田间小区和微区根系分隔试验研究了这种种植形式作物种间的竞争作用和促进作用．结果表明,小麦／大豆间作具有明显的间作优势．土地当量比为１．２３～１．２６．小麦为优势种,竞争力强于大豆,具有明显的间作边行优势．小麦边行优势的１／３贡献来自于地下部．小麦收获后,大豆生长具有恢复作用,认为这种恢复作用是间作优势的机制之一．间作相对于单作两种作物的收获指数均有显著提高．收获指数的种间促进作用是间作优势的另一机制．     

东北地区湿地野生种子植物区系

据统计,东北地区湿地野生种子植物已知有693种、42变种、12变型,隶属于72科、257属,以草本植物为主。含物种比较丰富的科有莎草科、菊科、禾本科、蓼科、毛茛科及玄参科,含种数比较多的属包括薹草属(Carex)、蓼属(Polygonum)、柳属(Salix)、毛茛属(Ranunculus)、藨草属(Scirpus)、眼子菜属(Potamogeton)等。该区湿地种子植物种的地理成分包含24个分布区类型和25个亚型,以温带性质成分为主体,并包含了少量的热带性质成分。与其他地区相比,东北湿地种子植物含有寒带性质成分128种,占18.47%。地理联系广泛,尤其与西伯利亚和北极植物区系联系最密切。     

Metal accumulation and tolerance in wetland plants

This paper briefly reviews the progress in studies of wetland plants in terms of heavy metal pollution. The current research mainly includes the following areas: (1) metal uptake, translocation, and distributions in wetland plants and toxicological effects on wetland plants, (2) radial oxygen loss (ROL) of wetland plants and its effects on metal mobility in rhizosphere soils, (3) constitutional metal tolerance in wetland plants, and (4) mechanisms of metal tolerance by wetland plants. Although a number of accomplishments have been achieved, many issues still remain unanswered. The future research effort is likely to focus on the ROL of wetland plants affecting metal speciation and bioavailability in rhizosphere soils, and the development of rhizosphere management technologies to facilitate and improve practical applications of phytoremediation of metal-polluted soils.     

Metal accumulation and tolerance in wetland plants

This paper briefly reviews the progress in studies of wetland plants in terms of heavy metal pollution. The current research mainly includes the following areas: (1) metal uptake, translocation, and distributions in wetland plants and toxicological effects on wetland plants, (2) radial oxygen loss (ROL) of wetland plants and its effects on metal mobility in rhizosphere soils, (3) constitutional metal tolerance in wetland plants, and (4) mechanisms of metal tolerance by wetland plants. Although a number of accomplishments have been achieved, many issues still remain unanswered. The future research effort is likely to focus on the ROL of wetland plants affecting metal speciation and bioavailability in rhizosphere soils, and the development of rhizosphere management technologies to facilitate and improve practical applications of phytoremediation of metalpolluted soils.     

湿地沉积物对磷的吸附-解吸动力学模型概述

介绍了常用的吸附-解吸动力学模型(Freundlich方程、Langmuir方程及Temkin模型),分析比较了不同模型之间的相互关系,对目前国内外关于磷吸附-解吸动力学模型研究进行了简要概述,介绍了不同模型的统一表达形式,并提出应加强对不同类型湿地中沉积物对磷的吸附-解吸过程及其动力学模型、对吸附-解吸过程的长期监测和不同环境因子间的交叉效应研究等建议,以深化对动力学模型的认识,从净化机理层面充分理解湿地生态系统的运行机制.     

湿地植物对泥沙淤积的适应

泥沙淤积是湿地常见自然现象,常造成土壤容重、水含量和金属元素含量增加,而使土壤有机质、通气性及温度降低等,深刻影响着湿地植物生存、生长及植被演化.在长期适应进化过程中,适应者演化出一套有效的适应策略,克服了泥沙淤积的负面影响甚至依赖泥沙淤积完成生命周期,而不适应者则被驱离出湿地环境.主要适应策略包括:1)生活史对策,如...