气象因子对农田设计排涝模数的影响

设计排涝模数的计算对农田安全和有效降低涝灾损失意义重大.本文选取天津市宁河区封闭农田小区为研究对象,分析了主要气象因子对农田设计排涝模数的影响.为解决观测样本有限的问题,在现场观测试验的基础上,以总径流深为目标,使用互信息、偏秩相关方法分析了参数敏感性,结合土壤含水量、地下水位相对变化量得到了合理的模型参数,建立了三水源超渗-蓄满耦合产流模型,进行了产流量和设计排涝模数估算,并分析了降雨和蒸发等气象因子对设计排涝模数的影响.结果表明:1960—2015年,研究区夏季降水量显著减少,蒸发量变化不明显.排涝模数随降水量减少而减少,且随着设计重现期的增大,降水和设计排涝模数的减少量均有所增大,但总体来讲,气象因子对设计排涝模数的影响并不大,现行设计排涝模数可不进行修订.     

黄土高原人工刺槐林生长衰退的生态生理机制

刺槐是黄土高原广泛栽植的水土保持树种,然而人工刺槐林的树木个体生长衰退已经成为该区域开展植被恢复建设、实现森林可持续经营所面临的重大生态环境问题之一.目前人工刺槐林生长衰退的定义、界定标准、量化指标尚未形成统一标准.探讨刺槐生长衰退的机理不仅是植被恢复的理论基础,也是退耕还林还草工程持续开展的直接需求,具有实际价值和研究意义.通过汇集相关研究文献,综合国际和黄土高原关于森林生长衰退、死亡率增加的研究,从生态学(气候变化、土壤干化、群落结构失调、森林经营管理不当)和树木生理学(水力学故障、碳饥饿、遗传及分子调节)两个角度概述了黄土高原人工刺槐林生长衰退的机制以及取得的研究进展.最后提出黄土高原人工刺槐林生长衰退研究的不足,并对未来研究进行展望.     

柔毛淫羊藿及其近缘种叶片非腺毛形态及其分类学意义

柔毛淫羊藿(Epimedium pubescens Maxim.)是中国淫羊藿属植物中分布较为广泛、形态变异较为丰富的物种,柔毛淫羊藿及其近缘种在分类中存在诸多争议。为研究柔毛淫羊藿及其近缘种变异规律和进行种的界限划分,该研究对柔毛淫羊藿31个居群和近缘种星花羊藿3个居群、镇巴淫羊藿1个居群、万源淫羊藿1个居群共36个居群的叶背非腺毛进行了显微观察。结果显示：(1)所观察到的非腺毛分为直毛、曲毛、伏曲毛、长伏毛、拟短伏毛、短伏毛、单细胞毛7个大类19个小类,并发现每个居群或每个个体的叶背面非腺毛是由多种类型构成。(2)共观察到13个居群具有乳突,且69.2%非腺毛较少(非腺毛密度少于50个/mm²)的居群具有乳突;而且共有27个居群中具有单细胞毛,占该研究36个居群的75%。(3)以非腺毛密度、主要类型构成进行居群归类,其中柔毛淫羊藿21个居群为直毛群(A),柔毛淫羊藿7个居群为曲毛群(B),柔毛淫羊藿2个居群、星花淫羊藿3个居群、镇巴淫羊藿1个居群为长伏毛群(D),柔毛淫羊藿1个居群为拟短伏毛群(E),万源淫羊藿1个居群为短伏毛群(F),所有居群均共有直毛类非腺毛,说明直毛类非腺毛为柔毛淫羊藿及其近缘种的核心类型非腺毛。(4)从居群内非腺毛类型组成的角度梳理出了居群间的演化关系,直毛群：AⅠ→AⅡ→AⅢ→AⅣ→AⅤ;曲毛群：BⅠ→BⅡ→BⅢ→BⅣ;长伏毛群：DⅠ→DⅡ→DⅢ;直毛群→曲毛群;短直毛群→短伏毛特化群;短直毛群→拟短伏毛特化群,且居群间的演化关系与地理分布呈现良好的相关性。(5)单细胞毛为淫羊藿属中首次发现。研究认为,单细胞毛可能与主流非腺毛类型(直毛和曲毛)和地理分布有关,但乳突则与叶背面的非腺毛密度可能存在负相关关系;该研究结果支持将星花淫羊藿归为柔毛淫羊藿种下等级的分类处理。     

雷公藤鲨烯环氧酶基因克隆与表达分析

以雷公藤(Tripterygium wilfordii Hook.f.)发状根为试验材料,采用RT-PCR方法,克隆得到2个雷公藤鲨烯环氧酶编码基因,命名为TwSE1(GenBank登录号MG717395)和TwSE2(GenBank登录号MG717396)。序列分析表明,TwSE1和TwSE2的开放阅读框分别为1 578和1 584bp,分别编码525和527个氨基酸,2条序列相似性为76.18%,但N端序列不保守。实时荧光定量PCR检测雷公藤鲨烯环氧酶在不同组织部位的表达模式,以及雷公藤发状根受茉莉酸甲酯(MeJA)诱导后基因表达的结果表明,TwSE1、TwSE2基因在雷公藤根、茎、嫩叶、老叶、花中均有表达,TwSE1在花中表达丰度最高,在根中表达丰度最低;但TwSE2在花和嫩叶中表达量最高,在老叶中表达量最低,且TwSE2在各组织部位的表达量都低于TwSE1。雷公藤发状根经MeJA诱导后,TwSE1、TwSE2基因表达量均上升,都表现为表达量先上升后下降再上升的趋势,并于诱导后3h达到一个高水平表达,之后下降,在诱导12h后表达量又迅速上升;在相同诱导条件下,TwSE2基因表达水平的提高小于TwSE1基因。     

Rpfan37在刺槐共生结瘤过程中的功能探究

目的:研究刺槐中与磷脂酰肌醇转运蛋白有较高同源性的基因Rpfan37的功能,为探究相关基因参与豆科植物与根瘤菌共生结瘤过程提供新的思路。方法:通过前期研究,建立豆科植物刺槐与共生根瘤菌互作的抑制差减杂交反交文库,筛选疑似与共生结瘤相关的基因。利用PCR技术快速克隆经实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)分析基因在不同接菌时间及不同植物组织的表达。构建RNA干扰(RNAi)重组载体,转农杆菌介导转化植物根部,接种根瘤菌后验证该基因在刺槐共生结瘤过程的功能。结果:基因表达分析显示,在接菌与未接菌的刺槐根中,处理后第15天,Rpfan37表达均显著上调,但接菌与未接菌处理对该基因表达无显著影响;在成熟的根瘤中,该基因仅为低水平表达。RNAi转化植株的鲜重、株高、根长及结瘤数较对照组显著降低。在显微镜下观察到RNAi植株根毛发育异常;与对照相比,RNAi转化植株形成的根毛卷曲、根毛侵染线及根瘤原基数目均显著降低。根瘤石蜡切片结果显示RNAi植株根瘤中的侵染细胞与对照相比明显减少,分析豆血红蛋白表达发现,RNAi植株中根瘤发育成熟过程明显受阻。结论:在豆科植物刺槐中发现的相关基因Rpfan37能够参与刺槐共生结瘤过程,为研究磷脂酰肌醇转运蛋白在共生结瘤过程中的作用提供了新的理论基础。