高寒半干旱区沙地植被土壤水分变化特征及其影响因素

为揭示高寒半干旱区不同降雨强度对植被差异下沙化土地土壤含水量变化过程的影响。以青海共和盆地东缘黄沙头乔木、灌木和裸地为研究对象,基于2020、2021和2022年5月-9月植物生长季土壤含水量、降雨量和细根分布监测数据,分析2020年、2021年、2022年各生境0-200 cm深度土壤水分对小雨、中雨、大雨的响应。连续动态监测结果表明,大雨、中雨条件下,随土层深度的增加土壤水分对降雨的响应时间延长。乔木林和灌木林土壤水分对中雨、大雨最大响应深度为70 cm、100 cm,裸地对中雨、大雨最大响应深度为50 cm、100 cm。随土层深度的增加,小雨对乔木、灌木、裸地土壤水分的补充作用逐渐降低;中雨对灌木林土壤水分的补充作用逐渐降低,乔木林与之相反;大雨时乔木林、灌木林变异系数呈现S型变化,因此大雨对其土壤水分的补充存在明显的分层利用现象。不同植被类型土壤水分空间变化差异以及对降雨的响应受植被冠层截留对降水再分配的影响,土壤含水量与环境因子间的主成分分析表明,郁闭度、叶面积指数、150-200 cm土壤容重、细根生物量密度、根表面积密度、根长密度、比根长是反映研究区土壤水分的显著因子(P ＜ 0.05)。研究表明不同降雨强度植被土壤含水量存在明显差异,高寒半干旱区沙化土地乔、灌植被的建植可提升深层土壤储水能力;结果可为沙化土地恢复和水土流失防控提供科学依据。     

干旱胁迫及复水对4种鸭跖草科植物叶色生理生化的影响

以假紫万年青(Belosynapsis ciliata)、细竹篙草(Murdannia simplex)、牛轭草(Murdannia loriformis)、铺地锦竹草(Callisia repens) 4种植物为试验材料,探究干旱胁迫及复水对鸭跖草科植物叶色生理生化的影响,为植物栽培及育种提供依据。结果表明:假紫万年青、细竹篙草花色素苷含量在干旱胁迫下显著增加,复水后有一定程度的减少,牛轭草、铺地锦竹草均无显著性变化; 4种植物叶绿素含量均先上升后下降,复水后上升,但仍比CK组含量低;假紫万年青、细竹篙草类胡萝卜素含量先增加后减少,其他则先上升后下降再上升;假紫万年青、细竹篙草总抗氧化性随干旱胁迫的加重不断升高,牛轭草、铺地锦竹草先上升后下降; 4种植物查尔酮异构酶活性均先增加后降低,与花色素苷含量呈非线性关系,而假紫万年青、细竹篙草苯丙氨酸解氨酶活性不断升高,牛轭草、铺地锦竹草不断下降;假紫万年青、细竹篙草可溶性糖在干旱胁迫下先降低后升高,牛轭草、铺地锦竹草则不断升高,且其丙二醛含量上升幅度大于假紫万年青、细竹篙草。     

番茄中两个高度同源的NAC类转录因子通过不同的机制调控病原菌诱导的气孔关闭和重新开张

作物-昆虫-病原微生物三者之间存在着复杂的共生、寄生和互惠关系。以不同的互作模型为研究对象,诠释这些互作关系中的种间信息流识别、传递及应答的分子机制,对于提高农作物的抗病虫能力具有科学指导意义。已有研究表明,植物激素茉莉酸(JA)在植物-昆虫-病原微生物的复杂互作系统中起核心调控作用。中国科学院遗传与发育生物学研究所李传友研究组长期致力于研究茉莉酸调控植物先天免疫的分子机理。本研究组作为“国际茄科基因组计划”的重要成员,历经8年多的艰苦努力,和国际同行一道完成了对番茄基因组的精细序列分析(The Tomato Genome Consortium, 2012),为以番茄为模式系统解析植物先天免疫的分子机理奠定了坚实的基础。     

河北张家口康巴诺尔湖国家湿地公园遗鸥繁殖群新发现

2014年4月14日在张家口市康保县康巴诺尔湖国家湿地公园(东经114°35′06″~114°36′32″,北纬41°49′05″~41°50′33″)发现遗鸥(Larus relictus)3 000余只。同年7月在湖边发现新繁殖的遗鸥幼鸟觅食。2015年4月底发现遗鸥在湖心岛筑巢产卵,同年6月采用国产大疆精灵3四轴航拍飞行器航拍法及样方法统计湖心岛遗鸥种群数量,共记录遗鸥成鸟2 100余只,806巢,出壳雏鸟2 080只。此次发现属于我国遗鸥繁殖地的新发现。     

基于可见光植被指数的面向对象湿地水生植被提取方法

利用ESP分割工具确定最佳分割尺度,通过多尺度分割算法创建最优分割影像,基于微型无人机影像数据生成可见光植被指数,从一系列可见光植被指数中选取一组最优植被指数,建立决策树规则,利用隶属度函数对研究区自动分类,生成水生植被分布图.结果表明: 监督分类法的总体精度为53.7%,面向对象分类法总体精度为91.7%,与基于像元的监督分类法相比,面向对象分类法显著改善了影像分类结果,并大大提高了水生植被提取精度,监督分类法的Kappa系数为0.4,而面向对象分类法的Kappa系数为0.9.这表明利用微型无人机数据生成的可见光植被指数结合面向对象分类方法提取水生植被在该研究区是可行的,并能够应用到其他类似区域.     

黄龙山白桦桦木醇与桦木酸含量研究

为了阐明黄龙山白桦不同生境、不同径级、不同器官桦木醇与桦木酸含量,系统采集了陕北黄土高原黄龙山林场阳坡、阴坡、林缘、孤立木4种生境下的白桦不同径级植株的树皮、树枝和树叶样品,采用超声波辅助提取法提取样品,用高效液相色谱法测定了不同生境、不同径级白桦各器官桦木醇、桦木酸含量。结果表明：（1）不同生境下白桦各器官桦木醇、桦木酸含量均存在显著差异（P＜0.05）,白桦树皮中桦木醇与桦木酸含量、白桦树枝中桦木酸含量在4种生境下均表现为阴坡＞孤立木＞林缘＞阳坡,白桦树叶中桦木醇与桦木酸含量及树枝中桦木醇含量均表现为阴坡＞林缘＞孤立木＞阳坡,总体来看阴坡生境下白桦各器官桦木醇与桦木酸含量都是最高的。（2）在白桦各器官中,桦木醇、桦木酸含量均表现为树皮＞树枝＞树叶。（3）不同生境下白桦各器官桦木醇、桦木酸含量随着胸径的增大均先增大后减小,均在第Ⅱ径级即胸径10.1~20 cm达到最大。研究认为,阴坡生境有利于白桦各器官积累桦木醇、桦木酸;白桦各器官中桦木醇含量较高,桦木酸含量比较低,而以桦木酸为原料的生物制剂已进入临床应用阶段,因此,以桦木醇为原料制取桦木酸是解决桦木酸在天然植物中含量低、提取困难的有效途径;对白桦各器官的采收应注意把握时机,于白桦生长到胸径10.1~20 cm时为最佳采收期。     

不同经营措施对黄龙山辽东栎林的影响

以黄龙山林区蔡家川林场的辽东栎群落为研究对象,以未采伐为对照,采取皆伐、间伐30%、间伐15%三种经营措施,在进行自然恢复6年后,对辽东栎林建群种径级结构、群落物种多样性、土壤养分水分状况进行了对比分析,以探讨不同经营措施对黄土高原南部辽东栎(Quercus liaotungensis)林群落多样性的影响.结果表明:不同经营措施实施后建群种径级结构、群落物种多样性、土壤养分水分等指标均与未采伐林地有差异;经过间伐30%的林地,建群种径级结构、群落物种多样性、土壤养分水分等指标均有显著增加;间伐15%林地上述指标均有增加,但不显著;皆伐后的林地相对未采伐林地,建群种径级结构、群落物种多样性、土壤养分水分等指标降低.间伐与皆伐措施后比较,间伐措施的林地建群种个体生长发育良好,林下有大量幼苗,林地物种多样性丰富,土壤养分水分相对优越;皆伐措施的辽东栎建群种个体发育不良,缺乏足够数量的幼苗,林分物种多样性、土壤水分养分相对较差.未来该地区辽东栎林经营管理中,应以近自然经营措施为主,尽量减少对灌草层破坏,完善群落复层结构;间伐强度拟定为30%,尽量间伐劣质木、病虫木,促进群落向异龄方向发展.     

结核分枝杆菌PE＿PGRS15调控分枝杆菌细胞包膜结构与耐药性

【目的】研究结核分枝杆菌PE＿PGRS15的功能。【方法】构建过表达PE＿PGRS15蛋白的重组耻垢分枝菌酸杆形菌,通过细胞分级分离实验检测其细胞定位。通过涂布实验、扫描电镜和透射电镜观察细菌菌落形态、细菌表面形态及细胞包膜(cell envelope)结构。通过杀菌曲线法及微量肉汤稀释法检测重组菌对环境压力及抗生素的耐受性。通过染料摄取实验检测重组菌细胞壁通透性,并用气相色谱-质谱联用仪检测重组菌细胞壁脂肪酸谱。通过蛋白截短及融合实验分析PE＿PGRS15蛋白结构域的功能。【结果】PE＿PGRS15蛋白定位于重组菌细胞壁,其表达影响重组菌菌落形态和细胞包膜结构,增强重组菌对环境压力和抗生素的耐受。PE＿PGRS15的表达导致重组菌细胞包膜脂肪酸含量增加,也降低了重组菌的细胞壁通透性。PE＿PGRS15蛋白的PE结构域负责将该蛋白转运到细胞表面,而PGRS结构域介导重组菌对压力条件和抗生素的耐受。【结论】PE＿PGRS15蛋白可能通过调控耻垢分枝菌酸杆形菌细胞包膜的结构进而影响细菌菌落形态、细胞壁通透性及耐药性,为解析PE/PPE家族蛋白的功能奠定了一定的基础。     

黑果枸杞的黑色与白色浆果内含物含量比较分析

在2013~2015年青海省黑果枸杞资源调查中发现了白色浆果类型材料,该研究对白果和黑果在成熟后期——3个发育期(Ⅰ～Ⅲ)的果实表型以及使其浆果具有营养和药理价值的重要活性化合物进行了测定分析。结果表明：(1)黑果枸杞白色和黑色浆果的发育进程相近,果型一致,体积、质量差异不明显。(2)花青素在黑色浆果中于第Ⅱ时期含量最高(17.18 mg/g),而在白色浆果中的3个测定时期均极低,花青素的消失是果实颜色呈现白色的根本原因。(3)多酚、多糖和维生素E在黑、白色浆果中都存在,且均在成熟后期的Ⅱ、Ⅲ时期含量达到最高,但三者在各个时期白色浆果中的含量均显著低于黑色浆果。(4)在浆果中检测的17种矿质元素,其中在白色浆果中有10种元素(B、Ca、Li、Mg、Mn、Na、Si、K、Zn和Al)的含量较黑色浆果高。该研究为黑果枸杞品种选育、黑果枸杞白色果实营养价值的评判和其适应性研究奠定了基础。     

间伐对黄龙山油松中龄林细根空间分布和形态特征的影响

为探究油松细根生长与抚育间伐的关系,以黄龙山林区4种不同间伐强度(对照,轻度,中度,强度)下的油松人工中龄林为研究对象,采用根钻法,分3层(0—20,20—40,40—60cm)获取细根样品,研究了间伐强度对油松细根生物量和形态特征的影响。结果表明:油松细根生物量主要分布在0—20 cm土层,不同间伐强度下细根生物量差异显著(P0.05),随间伐强度的增大,细根生物量先升高后降低,强度间伐下0—20 cm土层细根生物量显著降低(P0.05),20—40 cm土层和40—60 cm土层细根生物量所占比例随间伐强度的增大而增大。细根根长密度和根表面积密度在不同间伐强度和不同土层间均差异显著(P0.05),且变化规律与生物量基本一致。细根比根长和比表面积随间伐强度的增加而增大,且强度间伐与其他强度呈显著性差异(P0.05)。轻度和中度间伐对小径级细根(0—1.0 mm)有显著影响,对较大径级细根(1.0—2.0 mm)的影响则不显著(P0.05),强度间伐对0—2.0mm的细根均有显著影响(P0.05)。中度间伐(保留郁闭度0.7)条件下,油松林地细根总生物量达到最大1022.43 g/m2,此条件下细根的根长密度和根表面积密度也达到最大,能充分利用林地的立地资源,最有利于保留木的生长。