环境因子对奇异虉草和小子虉草种子萌发的影响

在室内条件下考察了环境因子温度、pH、盐分、土壤含水量以及种子埋深对外来入侵植物奇异虉草和小子虉草种子萌发和幼苗生长的影响,并与小麦进行对比研究.结果显示;(1)当温度为5℃、NaCl浓度为0.25 mol/L以及种子埋藏深度达到30 mm时,奇异虉草和小子虉草的种子完全不能萌发,而同等条件下小麦种子的发芽率分别依次为89.33%、53.33%和95.00%.(2)在pH 4.0～10.0和土壤含水量10.0%～25.0%条件下,奇异虉草和小子虉草的种子均能萌发;但pH在4.0和10.0以及土壤含水量低于15%时,其发芽率受到显著抑制;当土壤含水量为10%时奇异虉草和小子虉草的种子发芽率分别为19.33%和16.67%,而小麦种子的萌发完全受到抑制.(3)奇异虉草和小子虉草的幼苗最适生长环境为,温度25℃～30℃、pH为6.0～9.0、NaCl浓度0～0.05 mol/L以及种子埋藏深度为0～5 mm.研究表明温度、盐分和种子埋藏深度是影响奇异虉草和小子虉草种子萌发的关键因素,而偏碱性环境更有利于其种子萌发,其种子萌发对干旱胁迫的耐受性强于小麦.     

葎草水浸提物对外来入侵植物喜旱莲子草营养生长的影响

利用葎草地上和地下部分的水浸提物,对喜旱莲子草根茎的营养生长进行了室内生物测定,分析其形态和相应化感强度,以明确葎草对入侵植物喜旱莲子草营养生长的影响作用。结果表明:(1)与葎草地上部分相比,葎草地下部分浸提物对喜旱莲子草的化感抑制强度更明显。(2)葎草地下部分能够明显抑制喜旱莲子草的叶片大小,0.1mg/L浓度下能比对照组显著减少40.21%。(3)葎草地上部分和地下部分浸提物对喜旱莲子草无性系小株枝条的节数无明显影响,但是浸提物对其根茎的分蘖力均具有明显抑制作用。(4)与葎草地上部分相比,其地下部分浸提物能较强抑制喜旱莲子草无性系小株高度。研究发现,葎草水提物能有效抑制喜旱莲子草的营养生长,有可能作为生物替代材料对喜旱莲子草进行替代控制。     

外来杂草入侵的化学机制

由外来杂草入侵引发的严重生态和经济问题已倍受关注,外来杂草在新生境成功入侵,除了具备一些基本的生物生态学特征外,还应具备一些特有的入侵机制,阐明外来杂草的各种入侵机制可以为入侵杂草的预测和控制提供科学依据。外来杂草只有在新生境中与原产地生物种间的相互作用中取得优势,才能定植并扩增种群而成功入侵．在这些外来杂草和原产地生物种间的相互作用关系中,化学关系是不可忽视的方面．目前研究已经证实：植物的化感作用在外来杂草成功入侵中发挥着重要的作用．事实上,植物也可以通过合成和释放特定的化学物质防御或抑制新生境的动物、植物和微生物．外来杂草入侵的化学机制涉及到植物化学生态学的各个方面。因此,外来杂草的化学生态学特征应作为入侵种预测的重要指标之一,外来杂草入侵的化学机制应是今后重要的研究方向。     

芦苇浸提液对虉草种子萌发及幼苗生长生理特性的影响

通过研究不同浓度芦苇浸提液(对照:0;处理1:150g/L;处理2:300g/L)对虉草萌发及幼苗生长影响,揭示了芦苇对虉草化感效应。结果表明:随着芦苇浸提液浓度升高,虉草发芽率、发芽指数、株高、根长以及叶绿素含量显著或极显著下降,各指标相应化感效应指数则显著或极显著上升;超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性和丙二醛(MDA)含量则随芦苇浸提液浓度升高呈不同的升降趋势。所有这些结果显示,随着浸提液浓度升高,芦苇对虉草的化感胁迫效应越来越明显。     

外来杂草加拿大一枝黄花对入侵地植物的化感效应

采用人工气候箱培养试验,初步研究了入侵杂草加拿大一枝黄花对本地植物的化感作用.测定了根系和根状茎的不同浓度浸提液对白三叶发芽率和幼苗生长的影响;不同播种密度下根系1:60提取浓度对白三叶种子萌发和幼苗生长的影响;根状茎1:60提取浓度对白三叶、红三叶、天蓝苜蓿、黑麦草、北美车前、鸡眼草、苇状羊茅、胜红蓟、马齿苋、碱蓬和刺苋的种子萌发和幼苗生长的影响.结果表明,加拿大一枝黄花根系和根状茎的化感抑制作用均随浓度的升高而增强,且根状茎提取物的抑制效应高于根系提取物的效应;在1:60低浓度根系浸提液作用下,不同密度的白三叶幼苗萌发率和幼根、幼芽长度差异不显著;1:60低浓度根状茎提取物对11个物种的种子萌发均有显著抑制作用,但对不同物种的抑制程度有差异,对禾本科植物的抑制作用大于非禾本科和豆科;1:60低浓度根状茎提取物对10个物种的幼根影响与对萌发率的影响相似,但在对幼芽的影响上,仅对鸡眼草、刺苋和苇状羊茅起抑制作用,而对其他植物无显著抑制(黑麦草、北美车前、胜红蓟、马齿苋和刺苋)或起促进作用(白三叶、红三叶、天蓝苜蓿).     

淹水胁迫对虉草幼苗生长和生理的影响

水深梯度是影响河湖水陆交错带植物生长发育和分布的关键生态因子。该研究以虉草幼苗为材料,利用双套盆法,设淹水梯度0、10、20、30、40、50 cm和全淹水以及对照(常规浇水)8个处理组,通过测定虉草的株高、叶片数、SPAD值、MDA含量、SOD、POD及CAT活性、可溶性蛋白含量指标,研究不同淹水深度下虉草的形态与生理特征变化。结果表明:经过36 d淹水胁迫后,(1)随淹水深度增加,虉草的生长速度变慢,叶片数减少,叶绿素相对含量降低。(2)随淹水时间的延长,各淹水组MDA含量不断上升;淹水0~30 cm深度,虉草SOD、POD不断上升,但CAT先升后降;淹水40~60 cm深度,虉草SOD、CAT不断上升,但POD先降后升。(3)可溶性蛋白含量虽随试验时间的延长不断上升,但淹水逆境不是控制虉草可溶性蛋白含量的关键因素。淹水胁迫会对虉草生长造成伤害,主要表现为生长速度减缓、膜脂过氧化程度加剧、抗氧化酶保护系统受到破坏、植株逐渐死亡。该研究结果为虉草资源的合理利用与开发提供了科学参考。     

鸡眼草水浸提液对4种草坪草的化感作用

为探讨鸡眼草(Kummerowia striata)不同部位、不同浓度水浸提液对高羊茅(Festuca arundinacea)、黑麦草(Lolium perenne)、狗牙根(Cynodon dactylon)、白三叶(Trifolium repens)等4种草坪草的化感效应和作用规律,采用培养皿纸床法,以蒸馏水为对照,研究鸡眼草剪碎的植株、未剪碎的植株、叶、茎、根、地上部分0.012 5、0.025、0.05 g/mL 3个不同浓度的水浸提液对高羊茅、黑麦草、狗牙根、白三叶的种子发芽率、发芽速率、幼根长、幼苗高的化感作用。结果表明,鸡眼草水浸提液对高羊茅、黑麦草、狗牙根、白三叶4种受体植物种子的萌发及幼苗生长均有较强的化感抑制作用,且对种子发芽率作用强弱顺序为:狗牙根白三叶黑麦草高羊茅,对种子发芽速率作用强弱顺序为:黑麦草高羊茅狗牙根白三叶,对幼苗苗高作用强弱顺序为:黑麦草白三叶狗牙根高羊茅,对幼苗根长作用强弱顺序为:白三叶黑麦草狗牙根高羊茅。对4种受体植物的综合化感效应以高羊茅最弱,黑麦草、狗牙根、白三叶较为相近。4种受体植物所受到的抑制作用均随着水浸提液浓度的增加而增强,在同一浓度不同部位水浸提液处理下,叶、整株(剪碎)水浸提液对4种受体植物抑制作用比根、茎、整株(未剪碎)及地上部分水浸提液强。高羊茅、黑麦草、狗牙根3种草坪草受0.05 g/mL鸡眼草叶水浸提液的化感抑制作用最强,白三叶则受0.05 g/mL鸡眼草整株(剪碎)水浸提液的化感抑制作用最强。     

红薯水提物对外来入侵植物喜旱莲子草生长的化感影响

从植物化感作用的角度,探索利用具有较高经济价值的本地植物或伴生的本地物种对入侵植物进行抑制和清除,是一种控制外来入侵植物行之有效的方法。本研究以本地作物红薯和入侵植物喜旱莲子草为试验对象,探究红薯不同部位(根、茎、叶)3个浓度(0.025、0.05、0.1 g·mL^-1)的水提物对喜旱莲子草的化感作用。以形态学指标(无性系小株个数、节数、叶片数、叶面积、株高、总干重和根数)、化感响应指数、性状比值(肉质化程度、根冠比、比叶面积、叶生物量比、茎生物量比、根生物量比)、新生叶片中过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)等作为衡量红薯对喜旱莲子草根状茎生长影响程度的参数。结果表明: 1)不同浓度不同部位红薯水提物对喜旱莲子草生长有不同影响。0.1 g·mL^-1根水提物显著抑制所有形态学指标,除总干重和根数外,其他形态学指标均随不同部位水提物浓度的升高而显著降低。2)所有处理的综合化感响应指数均为负值,说明红薯水提物对喜旱莲子草各指标具有负效应,抑制其正常生长。在所有处理中,0.1 g·mL^-1根水提物的化感抑制作用最强,化感响应指数为-0.73,其次为0.1 g·mL^-1茎水提物和0.05 g·mL^-1根水提物,化感响应指数均为-0.44。3)从性状比值可以看出,红薯水提物对肉质化程度、根冠比、比叶面积和叶生物量比有显著抑制作用,而对茎生物量比和根生物量比无显著性影响。4)红薯水提物显著增加新生叶片中丙二醛含量,显著降低超氧化物歧化酶含量,但对过氧化氢酶和过氧化物酶无显著影响。表明红薯水提物对喜旱莲子草根状茎生长有显著抑制作用。     

外来入侵杂草假高梁的化感潜力

利用种子萌发和幼苗生长的生测方法研究了假高粱(Sorghum halepense(L.)Pers.)对3种农作物小麦、玉米和棉花的化感潜力,并进行化感作用的评价.结果表明:假高粱能够抑制作物种子萌发和幼苗生长,其化感作用强度随浓度升高而增强,随时间而降低;其中对小麦种子萌发率在第3天时0.1 g·ml-1浓度下抑制强度达40.4%,第20天时相同浓度下已经丧失化感活性;第3天和第10天时对作物幼苗生长有抑制作用,第20天时对3种作物幼苗生长均无影响;假高梁的化感潜力可能是其成功入侵的原因之一.     

入侵植物野胡萝卜浸提液对4种草坪草的化感效应

【目的】明确入侵植物野胡萝卜水浸提液对4种草坪草的化感效应。【方法】采用培养皿滤纸法,观察记录不同浓度(0、10、20、30、40 g·L^-1)的野胡萝卜根、茎、叶水浸提液对4种草坪草种子萌发的影响,根据化感综合效应指数分析野胡萝卜水浸提液的化感作用。【结果】野胡萝卜不同部位浸提液对受体种子的发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、根长和芽长均有一定的影响。化感综合效应指数表明,随着野胡萝卜浸提液浓度的增加,对白三叶、黑麦草、翦股颖的化感抑制作用均增强,对高羊茅的化感作用表现为“低促高抑”的双重效应。4种草坪草的耐受强弱顺序为:高羊茅＞黑麦草＞翦股颖＞白三叶;野胡萝卜叶浸提液对4种草坪草的化感作用强于根和茎。【结论】入侵植物野胡萝卜浸提液对4种草坪草的化感效应较为显著,在入侵严重地区,可选用耐受力强的草坪草建坪。     

水淹条件下灰化薹草和虉草活体、枯落物分解过程的比较

为了揭示鄱阳湖湿地活体植物和自然枯落物在水淹条件下分解过程的差异,以鄱阳湖湿地优势植被物种灰化薹草(Carex cinerascens)和虉草(Phalaris arundinacea)为研究对象,采用分解袋法开展室内模拟实验。植物样品设置新鲜和风干两种处理,分别模拟活体植物和自然枯落物在水下的分解过程。研究结果表明:(1)在180 d的淹水实验过程中,两种处理下的灰化薹草和虉草的分解过程都具有阶段性,前期分解速率较快,后期较慢。(2)两种植物枯落物的分解速率与植物C/N比有显著相关性,而活体植物的分解速率与植物C/N比相关性不强。(3)活体植物和自然枯落物的水下分解速率与物种有关,虉草活体比虉草枯落物分解速率快,而薹草活体比薹草枯落物分解速率慢。(4)模拟实验结束时活体植物仍有34%—43%未分解,推测鄱阳湖丰水期退水后大量洲滩植被消失的原因并非是植被在水淹下完全分解,而是一部分植被被水生动物啃噬或被水流冲走。     

Growth of Phragmites australis and Phalaris arundinacea in constructed wetlands for wastewater treatment in the Czech Republic

Common reed (Phragmites australis) and reed canarygrass (Phalaris arundinacea) are two most commonly used plant species in constructed wetlands for wastewater treatment in the Czech Republic. Growth characteristics of both plants (biomass, stem count, and length) have been measured in 13 horizontal sub-surface flow constructed wetlands since 1992. The results revealed that while Phalaris usually reaches its maximum biomass as early as during the second growing season, Phragmites usually reaches its maximum only after three to four growing seasons. The maximum biomass of both species varies widely among systems and the highest measured values (5070 g m⁻² for Phragmites and 1900 g m⁻² for Phalaris) are similar to those found in eutrophic natural stands. The shoot count of Phragmites decreases after the second growing season while length and weight of individual shoots increases over time due to self-thinning process. Number of Phalaris shoots is the highest during the second season and then the shoot count remains about the same. Also the shoot length remains steady over years of constructed wetland operation.     

Discrimination among cultivars of rapeseed (Brassica napus L.) using DNA polymorphisms amplified from arbitrary primers

RAPDs (Randomly Amplified Polymorphic DNAs) were used to discriminate among 23 cultivars of oilseed rape (Brassica napus) selected from several breeding programs. A set of 100 random sequence 10-mer primers were tested, of which 70 produced bands and 22 showed evidence of polymorphism. A selection of six primers produced 23 polymorphic bands of between 300 to 2200 base pairs in size, sufficient to distinguish between the cultivars. An analysis of seed of five cultivars obtained from four different sites showed stability of banding pattern over source of seed. The analysis was repeated using four different thermocyclers, each of which produced the same band pattern. UPGMA cluster analysis indicates that the relationships among some of the cultivars is closer for those from the same breeding program than for those from different programs. The results of this study show that RAPDs can be used as a method of identification for oilseed rape cultivars.Contribution number 941     

春性甘蓝型油菜BnFY34基因的克隆及序列分析

春性甘蓝型油菜杂交种由于发育期较长,极大地限制了该油菜在高寒地区的推广。为了从春性特早熟甘蓝型油菜中筛选出苗期和蕾期差异表达的基因,该研究以春性特早熟甘蓝型油菜为材料,利用cDNA-AFLP技术筛选出1个春性特早熟甘蓝型油菜苗期特异表达的基因片段,并采用RACE技术成功分离克隆了该基因,命名为BnFY34。通过对该基因的测序和生物信息学分析,发现该基因序列大小为455 bp,包含完整的开放阅读框(ORF),编码一个由71个氨基酸残基组成的蛋白,推测的蛋白质分子量为8.04 kD,理论等电点为10.25,其三级结构中含有3个α螺旋,不含β折叠。同时,将BnFY34基因与甘蓝型油菜基因组序列进行比对,结果显示BnFY34基因位于C4染色体上,由3个外显子和2个内含子组成。另外,通过对该基因与其他植物同源基因的亲缘关系进行了分析,结果表明BnFY34基因与芸薹属植物属于同一亚族,并且与甘蓝型油菜中已报到的未诠释基因XM_013837282.1的相似度达100%,其功能有待进一步研究。该研究结果对春油菜产量和品质的早熟转基因育种具有重要意义。     

Antioxidative response of Lemna minor plants exposed to thallium(I)-acetate

The physiological effects of thallium(I)-acetate on the duckweed Lemna minor after 1-, 4-, 7- and 14-d exposure were analyzed. High bioaccumulation of Tl (221 mg kg⁻¹ dry wt at 2.0 μM Tl-acetate) caused an inhibition of plant growth. After 14-d exposure, 0.2, 0.5, 1.0 and 2.0 μM Tl-acetate reduced the frond-number growth rate by 21.1%, 39.4%, 66% and 83.1%, respectively. Tl-acetate also induced a modulation of the antioxidative response by depleting the ascorbate content and affecting the antioxidative enzymes activities. Superoxide dismutase showed a continuous increase of activity (31–67%) after Tl-acetate exposure. Other antioxidative enzymes displayed a biphasic response to both the concentration and the exposure period. Exposure up to 7 d decreased the catalase activity (up to 40%) in plants treated with higher Tl-acetate concentrations. In contrast, 14-d exposure increased the activity of the enzyme (≥90%). Short-term exposure increased ascorbate peroxidase activity (13–41%), except in plants exposed to the highest Tl-acetate concentration. However, 14-d exposure decreased the enzyme activity at all concentrations tested (38–60%). Although pyrogallol peroxidase activity increased (up to 26%) during 4-d exposure, longer exposures to the highest two concentrations decreased the activity of the enzyme (25–48%). In general, short-term exposure to Tl-acetate activated the antioxidant capacity, which resulted in recovery of the frond-number growth rates in Tl-treated plants. In spite of the activation of the antioxidative response during short-term exposure, higher Tl-acetate concentrations increased the hydrogen peroxide level (up to 45%) and induced marked oxidative damage to lipids, proteins and DNA. Longer exposure induced a decline of the antioxidative response, and plants showed the symptoms of oxidative damage even at lower Tl-acetate concentrations. The genotoxic effect was evaluated by an alkaline version of the cellular and acellular Comet assay, which revealed an indirect genotoxic effect of Tl-acetate, suggesting oxidatively induced damage to DNA.     

Genetic control of linolenic acid concentration in seed oil of rapeseed (Brassica napus L.)

Summary Results from a diallel mating of two rapeseed lines with distinctly different linolenic acid concentration show that this trait is mainly under control of nuclear genes of the embryo. However, significant differences in reciprocal F₁, BC₁ and BC₂ indicate maternal control, which is realized by interaction between maternal genotype and nuclear genes of the embryo. Additionally, temperature exerts considerable influence on the degree of maternal control. Since no reciprocal differences are detectable in F₂, cytoplasmic factors seem not to be involved in the inheritance of linolenic acid concentration. Hypotheses on the physiological nature of maternal control of this trait are discussed.     

芥菜WOX基因家族的全基因组鉴定与分析

WUSCHEL相关-同源盒(WUSCHEL related-homeobox, WOX)基因家族是一类植物特有的转录因子基因家族,在植物的生长发育过程中发挥重要作用。本研究利用芥菜(Brassica juncea)基因组数据,通过HUMMER、Smart等软件进行检索筛选,共鉴定出51个WOX基因家族成员。利用Expasy在线软件对这些家族成员的蛋白质分子量、氨基酸序列长度、等电点等进行分析,并利用生物信息学软件对芥菜WOX基因家族进化关系、保守区域、基因结构等进行系统性分析,将芥菜WOX基因家族分为古老支、中间支和WUS支/现代支3个亚家族。结构分析表明,同一亚家族内的WOX转录因子家族成员的保守结构域的种类、组织形式以及基因结构具有高度的一致性,而不同亚家族之间呈现一定的多样性。51个WOX基因不均匀分布于芥菜18条染色体上,这些基因的启动子大多含有响应光、激素和非生物逆境胁迫相关的顺式作用元件。利用转录组数据和实时荧光定量PCR (real-time fluorescence quantitative PCR, qRT-PCR)分析发现,芥菜WOX基因的表达具有时空特异性,其中B...     

滨海防护林木麻黄和花吊丝竹混交林群落的种间关联和生态位分析

为了解东山岛滨海防护林木麻黄(Casuarina equisetifolia)和花吊丝竹(Dendrocalamus minor var.amoenus)混交林群落的稳定性,采用样方法调查分析群落的种间关联和生态位.结果表明,群落总体的种间联结呈现不显著的正关联(VR=1.72,W=20.625),表明群落处于不稳定的...     

油菜花粉发育相关基因RALFbn的克隆与表达分析

根据美国NCBI数据库中快速碱化因子(RALF)类基因序列的已知信息,克隆了油菜的快速碱化因子基因RALFbn,对其核酸序列及预测蛋白进行了生物信息学分析,并在油菜多种组织内观测其表达情况.结果表明:(1)经克隆获得油菜RALFbn基因的cDNA序列全长为510 bp,无内含子,编码79个氨基酸.(2)生物信息学分析发现,油菜RALFbn蛋白具有RALF类蛋白保守的“YIXY”区和4个保守的半胱氨酸残基,并且含有N豆蔻酰化位点、酪氨酸激酶Ⅱ磷酸化位点、蛋白激酶C磷酸化位点、和酪氨酸激酶磷酸化位点等多个生物活性位点,说明该蛋白在油菜中潜在的生理调节能力较为活跃.(3) RT-PCR检测RALFbn基因在油菜生殖器官中的表达结果发现,RALFbn主要在油菜雄蕊中表达,而在雌蕊、花瓣和萼片中没有表达.提示RALFbn基因极可能与油菜雄蕊中花粉的发育相关.