厚壁毛竹蒸腾动态研究

采用Li-6400便携式光合测定仪测定厚壁毛竹(Phyllostachys edulis 'Pachyloen')蒸腾作用在不同时间尺度上的动态变化,结果表明:厚壁毛竹夏季的蒸腾日变化为双峰曲线,秋、冬、春季的蒸腾日变化为单峰曲线;厚壁毛竹蒸腾年动态变化为单峰曲线,1月份最低,仅为0.33 mmol·m-2·s-1;6月份最高,达3.78 mmol·m-2·s-1;年均值为1.30 mmol·m-2·s-1.与毛竹的蒸腾作用动态相比,两竹种不但在蒸腾速率上相近,而且总体趋势也较为一致:夏季、冬季和春季两竹种的蒸腾日变化类型相同,唯有秋季的蒸腾日变化类型不一致,厚壁毛竹的为单峰曲线,而毛竹的为双峰曲线,这反映了两竹种蒸腾作用对气候响应的差异;厚壁毛竹和毛竹的蒸腾作用年动态变化均为单峰曲线.     

毛竹基因组大小测定

毛竹(Phyllostachys edulis)属禾本科(Poaceae)竹亚科(Bambusoideae)刚竹属(Phyllostachys), 是我国分布和栽培面积最大的经济竹种, 有着广泛的开发前景。本实验以水稻(Oryza sativa)为内标, 用流式细胞仪对水稻和竹子样品的PI发射荧光强度进行测定, 通过比较水稻与毛竹样品峰值的倍数关系, 计算出毛竹的基因组大小。对24组样品进行重复测试, 测得毛竹基因组大小为 2 075.025±13.08 Mb, 即2 C DNA含量为4.24 pg(以1 pg DNA = 0.978×109 bp计算)。毛竹基因组大小测定为毛竹基因组文库的建立及其基因组学研究奠定了重要基础。     

毛竹基因组大小测定

毛竹（Phyllostachys edulis）属禾本科（Poaceae）竹亚科（Bambusoideae）刚竹属（Phyllostachys）,是我国分布和栽培面积最大的经济竹种,有着广泛的开发前景。本实验以水稻（Oryza sativa）为内标,用流式细胞仪对水稻和竹子样品的PI发射荧光强度进行测定,通过比较水稻与毛竹样品峰值的倍数关系,计算出毛竹的基因组大小。对24组样品进行重复测试,测得毛竹基因组大小为2075.025±13.08Mb,即2C DNA含量为4.24pg（以1pg DNA=0.978×10^9bp计算）。毛竹基因组大小测定为毛竹基因组文库的建立及其基因组学研究奠定了重要基础。     

厚壁毛竹蒸腾动态研究

采用Li-6400便携式光合测定仪测定厚壁毛竹(Phyllostachys edulis ‘Pachyloen’)蒸腾作用在不同时间尺度上的动态变化,结果表明:厚壁毛竹夏季的蒸腾日变化为双峰曲线,秋、冬、春季的蒸腾日变化为单峰曲线;厚壁毛竹蒸腾年动态变化为单峰曲线,1月份最低,仅为0.33mmol•m^-2•s^-1;6月份最高,达3.78mmol•m^-2•s^-1;年均值为1.30mmol•m^-2•s^-1。与毛竹的蒸腾作用动态相比,两竹种不但在蒸腾速率上相近,而且总体趋势也较为一致:夏季、冬季和春季两竹种的蒸腾日变化类型相同,唯有秋季的蒸腾日变化类型不一致,厚壁毛竹的为单峰曲线,而毛竹的为双峰曲线,这反映了两竹种蒸腾作用对气候响应的差异;厚壁毛竹和毛竹的蒸腾作用年动态变化均为单峰曲线。     

毛竹细根分布特征研究

为了解毛竹(Phyllostachys edulis)细根的分布规律,对不同水平距离和土层深度0~1 mm和1~2 mm细根的生物量、比根长、组织密度和根长密度进行了分析。结果表明,随着毛竹年龄的增加,细根生物量和根长密度先上升后降低,根组织密度先降低后升高,比根长呈降低的趋势。细根生物量和根长密度以距竹秆60 cm处最大,根组织密度以20 cm处最大,比根长在40 cm处最大,但他们在距竹秆不同距离间的差异不显著。细根生物量以10~20 cm土层最大,根组织密度以20~30 cm土层最大,细根生物量、比根长、组织密度和根长密度在不同土层间的差异不显著。与1~2 mm细根相比,0~1 mm细根生物量和根组织密度更小,比根长和根长密度更大。因此,毛竹年龄对细根生长具有显著的影响,1年生毛竹有最大的比根长和较大的根组织密度,具有更强的资源利用率。毛竹细根在一定的土层范围内呈均匀分布状态,可更有效地利用特定区域的水肥资源。     

毛竹的花序发育研究

通过野外观察和石蜡切片技术研究了毛竹(Phyllostachys edulis)的花序发育进程。研究结果表明:毛竹的花序为续次发生的假花序,以小穗为单元,4~13个不等,偏向一侧排列(似扫帚状)的小穗组成长约8.01 cm的复穗状花序;当花序伸长至4~5 cm时,形成侧芽结构,小穗原基开始发育,形成各级小穗,直至顶生小穗、侧生小穗出现;当花序伸长至8~10 cm时,颖花原基形成并开始发育,最终形成3个雄蕊和1个雌蕊构成的小花。花序形成初期(5月中旬至6月),苞片紧裹主轴,顶端具缩小叶;随着分蘖小穗的生长和小花开放,植株叶片变黄,整个花序变为褐色,进入种实发育成熟阶段。本文首次报道了毛竹花序的发育进程,进一步丰富了竹类生殖生物学的研究内容,为竹亚科及禾本科的生殖生物学研究积累了丰富的材料。     

毛竹种群向针阔林扩张的根系形态可塑性

为了弄清毛竹(Phyllostachys edulis)向针阔林扩张过程中根系的形态可塑性反应,在浙江天目山自然保护区毛竹向针阔林扩张的典型过渡地带,连续区域上设置毛竹纯林、针阔-毛竹混交林(以下简称过渡林)、针阔林3种样地。用根钻法采集样地毛竹根系、针阔树根系并比对其生物量密度、细根比根长、相邻同级侧根节点距等形态特征参数变化。结果表明:随着毛竹的扩张程度增加,林内根系生物量密度增加;且与针阔树竞争过程中毛竹将更多的根系放置于表层;同时在水平方向上随离样株距离的增加未出现明显变化,而针阔树根系则随离样木距离的增加而逐渐减少;毛竹根系比根长明显增加,平均增幅15%;一、二级侧根节点距则均有所下降,毛竹侧根数量增多。这些结果表明毛竹种群可通过根系生物量密度、细根比根长、相邻同级侧根节点距等形态可塑性方式实现向周边森林扩张。     

毛竹微型颠倒重复序列的鉴定及分子标记开发

MITEs(miniature inverted-repeat transposable elements)又称颠倒重复序列,是缺少转座酶序列的非自主型转座子,在真核生物基因组含量丰富,是基因组多态性形成的重要驱动力之一.该研究利用MITE Tracker软件,在毛竹(Phyllostachys edulis)新版基因...     

毛竹和四季竹对臭氧胁迫的耐受力差异

为了解竹子对大气O3浓度升高的生理响应规律及耐受O3胁迫能力的种间差异性,为气候变化背景下的竹林培育应对策略提供理论依据,运用开顶式同化箱(OTCs)开展了5个O3浓度梯度(过滤大气CF、环境大气NF、50、100和150 nl·L-1)对毛竹(Phyllostachys edulis)和四季竹(Oligostachyum lubricum)叶片光合色素、可溶性蛋白、脂质过氧化和抗氧化系统的影响研究.结果表明:处理90d后,随着O3浓度的升高,毛竹和四季竹叶片叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)含量均呈下降趋势,但毛竹的降幅大于四季竹.MDA含量、POD活性呈升高趋势,毛竹的升幅大于四季竹.SOD活性毛竹呈下降趋势,而四季竹表现出先升高后降低的规律.可溶性蛋白含量毛竹和四季竹分别呈升高、降低趋势;与CF相比,低O3浓度处理(≤50 nl·L-l)并未对毛竹和四季竹造成明显伤害,而高O3浓度处理(≥100 nl·L-1)下毛竹和四季竹叶片光合色素含量和SOD活性极显著降低,MDA含量和POD活性极显著提高,导致毛竹和四季竹叶片光合色素合成受阻,叶片老化加快,膜脂过氧化程度加剧,膜结构和抗氧化系统功能遭到破坏;主成分分析表明,四季竹对O3胁迫的耐受能力明显强于毛竹.     

沙生植物沙鞭叶表皮微形态特征及其生态适应性研究

利用光镜对沙生植物沙鞭50个代表种群的叶表皮微形态特征进行了观测、统计和分析,总结了代表种群叶表皮结构的异同,系统探讨了叶表皮微形态特征的分类学及生态适应性意义。结果表明,沙鞭叶表皮由长细胞、短细胞、气孔器细胞和刺毛组成,无微毛、大毛和乳突,表现为典型的狐茅型;脉间长细胞形态和壁波曲程度、短细胞形态和分布式样、气孔器体积大小与分布及副卫细胞形状、以及刺毛形态等在种群间具有明显差异,可将其鉴分为两大类。同时,沙鞭种群叶表皮气孔密度随环境干旱程度的增加而增加,第一类气孔密度大、第二类气孔密度小,这种结构有利于减少其体内水分的散失,进而更好地适应干旱环境,是对荒漠环境的一种微观形态解剖特征性适应。     

毛竹miR398和miR408的克隆及其表达分析

为了解毛竹(Phyllostachys edulis)中miR398和miR408的表达情况,从毛竹叶片中分离了二者的前体序列,并用实时定量PCR技术对其表达模式进行了研究。结果表明,毛竹中miR398和miR408前体序列ped-MIR398和ped-MIR408长度分别为83 bp和92 bp,二者均能形成稳定的茎环结构,其中成熟miRNA序列(ped-miR398和ped-miR408)均位于5′端臂上。ped-miR398和ped-miR408均为组成型表达,在毛竹叶中表达量最高。强光、蔗糖和GA3处理后,叶片中ped-miR398与pedmiR408的表达量均上调;CuSO_4和ABA处理后,叶片中二者的表达量均下调;黑暗、NaCl和4℃处理后,前者表达量上调,后者表达量下调。因此,ped-miR398与ped-miR408在毛竹适应逆境胁迫过程中可能发挥着不同的调控作用。     

亚洲粗叶木属及相关属植物叶表皮微形态特征

利用光学显微镜和电子扫描显微镜研究了亚洲茜草科粗叶木属植物26种（包括1个亚种和2个变种）和相关4属即巴戟天属、九节属、染木属和尖叶木属6种植物的叶表皮微形态特征。粗叶木属植物上表皮细胞形状一般呈不规则波状、近椭圆形或者不规则多边形,下表皮细胞一般呈不规则皱波状或者多裂深波状,细胞壁曲折无章,细胞间界限不明显,上、下表皮细胞壁均有加厚现象。叶表皮角质层明显,在电镜下有以下几种类型：颗粒状,网状,鳞片状,乳突状。气孔器几乎全部生在下表皮,有些种气孔下陷,气孔器一般是一对保卫细胞和一对副卫细胞平列。一些粗叶木属植物种叶上着生表皮毛。表皮毛分为单细胞毛和单列多细胞毛两种结构类型以及扭曲毛,线形毛和直壁毛3种形态类型。相关属的叶表皮微形态特征与粗叶木属植物较为相似。粗叶木属植物叶表皮微形态特征具有一定的分类学价值,其性状虽有遗传稳定性,但随生态环境不同而有一定变异。粗叶木属植物叶气孔长轴径/径轴变化幅度比较大以及叶表皮上的毛被多样化均能反映其对生态环境的适应变化。     

毛竹花粉的形态及双受精过程研究

由于实验的材料、条件和技术的限制,关于竹类花粉形态、花粉管生长过程的研究十分少见。毛竹( Phyllostachys edulis)属于禾本科( Poaceae/Gramineae)竹亚科( Bambusoideae)植物,在我国广泛分布,具有重要的经济、生态和文化价值。由于其独特的生殖生物学特性,即开花周期长、结籽率低,所以对其开花材料的获取十分困难。该研究在其独特的开花特性基础上,结合野外实地观察,利用显微镜、环境扫描电镜、荧光显微镜等,对毛竹的花粉形态、结构以及花粉管的萌发与生长动态进行了首次报道。结果表明：(1)毛竹花粉近球形,平均直径为61.00μm,属于大型孢子。(2)毛竹成熟花粉落到雌蕊柱头上后,经过花粉与柱头的成功识别,开始萌发,并形成花粉管;随着花粉管的逐渐伸长生长,依次经过柱头和花柱,到达子房;约120 min后到达珠孔处,进入胚珠和胚囊,完成双受精作用。通过对毛竹花粉形态结构和花粉管生长至受精过程的动态观察,为毛竹花粉可授性、花粉生理、生化研究提供了实验技术准备。该研究结果完善和丰富了毛竹乃至整个禾本科植物在生殖生物学方面的研究内容。     

母岩与竹龄对毛竹竹叶中硅和植硅体碳含量的影响

在浙江省毛竹主产区,采集不同母岩类型(花岗岩、砂页岩、凝灰岩)和不同竹龄(1、3年生)的毛竹竹叶样品,研究了不同母岩和竹龄对毛竹叶片中硅与植硅体碳含量的影响,以及竹叶样品中硅和植硅体含量之间的相关关系.结果表明: 母岩、竹龄对毛竹竹叶中硅和植硅体含量均有显著影响,不同母岩土壤毛竹竹叶中硅含量表现为花岗岩(33.19 g·kg^-1)>砂页岩(32.64 g·kg^-1)>凝灰岩(24.51 g·kg^-1),植硅体含量表现为花岗岩(105.81 g·kg^-1)>砂页岩(93.50 g·kg^-1)>凝灰岩(59.40 g·kg^-1);3年生毛竹竹叶中硅与植硅体含量均显著高于1年生.母岩与竹龄对竹叶植硅体碳含量均无显著影响,而对竹叶干物质植硅体碳含量存在显著影响.3种母岩发育土壤上毛竹叶中硅与植硅体含量间呈显著正相关;但1年生竹叶中两者之间无显著相关性.要准确估算全国不同地域、不同土壤类型毛竹竹叶的植硅体含量时,需要考虑母岩、植物株龄的影响.     

毛竹7个新近发表种下类型的AFLP分析

为了解毛竹(Phyllostachys edulis)种下类型的遗传关系,对花龟竹(P.edulis‘Mira’)、斑毛竹(‘Porphyrosticta’)、安吉锦毛竹(‘Anjiensis’)、麻衣竹(‘Exaurita’)、黄皮毛竹(‘Holochrysa’)、绿槽龟甲竹(‘Lücaoguijiazhu’)、孝丰紫筋毛竹(‘Purpureosulcata’)等7个新近发表的种下类型进行了AFLP分子标记分析。结果表明,采用筛选的8对引物组合共扩增了1728条条带,多态性条带百分率达98.77%,检测到多态性位点881个。Nei’s遗传多样性指数(H)为0.2736,Shannon信息指数(I)为0.4291。这丰富了毛竹所有23个种下类型的分子亲缘关系研究数据。     

毛竹扩张对濒危植物桫椤根系形态可塑性的影响

为探讨毛竹(Phyllostachys heterocycla)向桫椤(Alsophila spinulosa)林扩张的根系形态可塑性变化,在赤水桫椤国家级自然保护区毛竹-桫椤混交林上分别设置受毛竹轻度、中度以及重度干扰的样地,用根钻法收集桫椤、毛竹根系并对其生物量密度、细根比根长、相邻同级侧根节点距等参数进行比对。结果表明:各干扰程度下桫椤根系生物量密度均远低于毛竹,且二者呈负相关;随着与毛竹的接近,桫椤根系生物量持续下降;各样地中毛竹细根比根长均高于桫椤;重度干扰下毛竹侧根节点距最小,侧根数目最多;且毛竹根系多分布于表层土壤。由此可见,桫椤根系逐渐趋向于分布在深层土壤,毛竹在向桫椤林扩张过程中可通过改变根系生物量密度、细根比根长、相邻同级侧根节点距等形态可塑性特征来占据优势。     

毛竹萜类合成酶基因家族序列鉴定与表达分析

通过生物信息学方法,对毛竹(Phyllostachys edulis(Carrière)J.Houzeau)TPS基因家族的成员进行鉴定,并对其编码蛋白的理化性质、基因结构、进化关系、蛋白结构、启动子元件及表达模式进行了分析。结果表明,毛竹全基因组含有14个TPS候选基因,大小为693~2439 bp。编码蛋白等电点为5.08~8.17。系统发育分析结果显示,毛竹含有TPS-a、TPS-b、TPS-e/f、和TPS-g 4个亚家族,成员数目分别为6、5、2、1个。TPS蛋白质二级结构中,α-螺旋和无规则卷曲所占比重较大;毛竹TPS基因家族各成员蛋白三维结构比较相似。基因启动子分析共获得50个调控元件,可分为6大类,其中光响应相关元件数量最多,共包含17个顺式调控元件。基于转录组测序数据构建的基因表达谱热图分析结果表明,Pe TPS在叶、花和笋等7个组织中的表达差异明显,表现出组织特异性,其中Pe TPS9仅在早花期花序中表达,Pe TPS8仅在叶中表达。     

四川长宁毛竹林碳储量与碳汇能力估测

利用生物量法研究了四川长宁毛竹林(Phyllostachys edulis)碳密度、碳储量及其空间分配格局,并对毛竹林碳汇能力进行了估算。结果表明:(1)毛竹立竹各器官的平均含碳率波动范围为462.37—480.68 g/kg,不同龄级毛竹各器官含碳率差异不显著。土壤有机碳含量为15.77 g/kg,不同土层差异极显著;(2)毛竹立竹碳储量为40.92 t/hm2,其中竹竿碳储量所占比例为51.49%,竹杆、竹枝、竹叶地上部分碳储量为26.76 t/hm2,占立竹碳储量的65.39%,地上碳储量为地下碳储量的1.89倍;(3)毛竹林总碳储量为156.57 t/hm2,其中土壤是其最大的碳库,为113.54 t/hm2,占总碳储量的72.52%,立竹碳储量所占比例为26.14%,林下植被碳库最小,为0.52 t/hm2,只占总碳储量的0.33%,可忽略不计;(4)毛竹林年生产量为20.28 t/hm2,年固碳量为9.43 t/hm2,相当于每年固定CO2量34.57 t/hm2,固碳能力较强。     

毛竹对大气臭氧浓度倍增的生理响应

为了给气候变化背景下的竹林培育应对策略提供理论依据,以毛竹 （Phyllostachys edulis） 为材料,运用开顶式气室 （OTCs） 模拟当前环境背景大气O3浓度（NF,40~45nL·L-1）的倍增1倍（TR1,92~106nL·L-1）和倍增2倍（TR2, 142~160nL·L-1）情景,分析叶片光合色素、脂质过氧化及抗氧化酶等生理指标的变化规律。结果表明：大气O3浓度倍增处理90d时,毛竹叶片Chl、Car含量和SOD活性显著降低,叶片相对电导率和可溶性蛋白、MDA、O2-含量及POD活性显著升高。叶片O2-含量与SOD活性、光合色素含量呈极显著负相关,而与叶片相对电导率、POD活性和MDA、可溶性蛋白含量呈显著正相关。研究表明大气O3浓度倍增会导致毛竹叶片老化加快,光合色素降解或合成受阻,膜脂过氧化,膜结构和氧化系统破坏,影响毛竹的正常生长。本文从抗性生理方面揭示了毛竹对大气臭氧胁迫的耐受性,为竹子应对气候变化研究提供了参考。     

毛竹茎秆纤维发育过程的超微结构观察

利用透射和扫描电镜观察了毛竹（Phyllostachys edulis (Carr.) H. De Lehaie）茎秆纤维发育过程中的超微结构变化。在纤维细胞初生壁形成期,细胞质中线粒体、内质网、高尔基体等细胞器数量有明显的增加,出现大量的由内质网与高尔基体分泌形成的运输小泡,周质微管平行分布于质膜内侧,出现环状片层结构,并在细胞壁与质膜之间出现壁旁体结构。随着次生壁的逐渐形成,细胞质中细胞器逐渐地解体并出现多泡小体;纤维细胞核出现染色质凝聚并边缘化,但在8 年生的纤维中可以持续存在;在纤维次生壁形成的整个阶段都存在与周围细胞相联系的胞间连丝和运输小泡;次生壁 在前4 年加厚明显,以后加厚程度减缓,但可以持续很长一段时间,并随着加厚出现宽窄交替的多层结构。结果表明,线粒体、内质网、高尔基体和壁旁体等细胞器与周质微管一起参与了初生壁和次生壁早期的形成;纤维细胞次生壁的形成过程就是一个漫长的程序性细胞死亡（PCD）,而PCD 的产物与胞间连丝一起参与了次生壁的形成与加厚;染色质凝聚并边缘化的细胞核与胞间连丝的持续存在,证明毛竹茎秆纤维细胞是一种典型的长寿细胞。