结构稳定性: 概念、方法和应用

群落内物种间相互作用的结构是高度组织化的。群落结构对多物种共存的影响机制是群落生态学的核心科学问题之一。目前生态学界在这一问题上存在多种不同的观点。一个可能的原因是, 由于环境因子的复杂性, 大部分研究忽略了环境因子对群落结构和物种共存的重要影响。在这一背景下, 近期发展起来的结构稳定性理论系统地联系了群落结构、环境因子和物种共存, 并在此基础上建立了一个和经验数据紧密结合的理论框架。本文首先简要回顾了当前关于群落结构研究的争鸣, 然后介绍了结构稳定性的理论框架和计算方法, 最后详细介绍了结构稳定性理论在不同生态群落和不同生态学问题中的应用。在全球气候变化的背景下, 结构稳定性理论提供了一种新的视角来理解群落层面的生物多样性维持机制。     

AM真菌摩西管柄囊霉对干旱胁迫下枳抗氧化酶基因表达的影响

测定分析了接种丛枝菌根（AM）真菌摩西管柄囊霉Funneliformis mosseae对正常供水与干旱处理的盆栽枳Poncirus trifoliata实生苗生长、活性氧代谢及抗氧化酶基因表达量的影响。结果表明,7周干旱处理显著降低了根系菌根侵染率。接种摩西管柄囊霉显著促进了干旱处理的枳植株生长,增加了根系体积和叶片相对含水量,显著降低了叶片脯氨酸含量,同时也上调了干旱处理的枳叶片精氨酸脱羧酶基因（PtADC1和PtADC2）和超氧化物歧化酶基因（PtFe-SOD和PtMn-SOD）、过氧化物酶基因（PtPOD）和过氧化氢酶基因（PtCAT1）的表达,因而维持了一个相对更低的活性氧水平（如过氧化氢）,有利于增强植株的抗旱性。     

干旱胁迫对宁夏枸杞生长及果实糖分积累的影响

文章研究不同干旱胁迫下宁夏枸杞生长及果实糖分积累的变化规律,为宁夏枸杞在干旱地区高产栽培提供参考依据。采用盆栽控水试验,设置正常灌水、轻度干旱、中度干旱和重度干旱处理,研究了干旱胁迫对宁夏枸杞植株生长、生物量分配以及果实糖分积累的影响。结果表明：干旱抑制宁夏枸杞新稍、果实、株高和地径的生长：随着干旱程度加剧,根和茎中干物质分配率逐渐升高,而枝条、叶和果实中干物质分配率大幅降低;轻度干旱有利于果实发育过程中果糖的积累,中度和重度干旱胁迫则不利于成熟期果糖和蔗糖积累;干旱胁迫明显降低成熟期转化酶、蔗糖磷酸合成酶（SPS）和蔗糖合成酶（SS）的活性;果实发育过程中果糖的含量与SPS和转化酶活性存在极显著相关。可见,在果实发育期,土壤含水量为田间持水量55％以上,能促进宁夏枸杞果实中糖分积累,有效提高果实品质。     

根施甜菜碱对干旱胁迫下小麦幼苗类囊体膜组分和功能的影响

干旱胁迫造成两小麦品系类囊体膜上的单半乳糖脂甘油二酯(MGDG)、双半乳糖脂甘油二酯(DGDG)、磷脂酰胆碱(PG)以及叶绿素含量显著下降,甜菜碱预处理能缓解这些组分的下降.干旱胁迫下,抗旱型小麦品系HF9 70 3的硫代异鼠李糖甘油二酯(SQDG)、反式十六碳-烯酸[16:1(3t)]含量显著上升,MGDG中亚麻酸(18:3)相对含量显著下降;而干旱敏感型品系SN215953则表现为SQDG、16:1(3t)含量显著下降,MGDG中脂肪酸变化不明显,这可能是两个小麦品系抗旱性差异的重要原因之一;甜菜碱处理能显著减小干旱处理与对照之间的差异,且对SN215953的作用较HF9703大.另外,干旱胁迫引起类囊体膜上Ca2 -ATPase活性、Hill反应活性及叶片净光合速率下降,外源甜菜碱能缓解其下降趋势.     

青藏高原不同海拔藏药独一味转录组分析

为了研究独一味(Phlomoides rotata)在不同海拔生境下基因表达差异及响应机制,本研究基于NR、 GO和KEGG等数据库进行差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)的注释,以及功能富集分析,获得独一味的DEGs,以及关联的代谢通路,并对注释获得的药用基因进行系统发育分析。结果显示,不同海拔独一味的DEGs,主要富集到植物激素信号转导、氨基酸的生物合成、萜类等次生代谢生物合成途径。其中,有4个基因在低温胁迫响应中起关键作用;鉴定出3个P5βR基因,其中2个基因编码环烯醚萜合成途径中的关键酶。系统发育结果显示,P5βR基因亚家族聚为两个分支(P5βR clusterⅠ和P5βR clusterⅡ)。本研究在转录组水平上发现独一味主要通过多种代谢途径,以及关键基因的调控表达来适应青藏高原高海拔生境。本研究为独一味不同海拔适应机制及独一味耐寒育种提供了数据支撑,为P5βR基因亚家族和环烯醚萜类生物合成的研究奠定基础。     

CO2浓度倍增与干旱胁迫对油松（Pinus tabulaeformis）相对分枝级水力结构的影响

在密闭式生长箱内经过13个月高CO2浓度培养的5年生油松(Pinus tabulaeformis)为实验对象,采用改良冲洗法研究了CO2浓度倍增(720μmolmol-1)与干旱胁迫交互作用对油松相对分枝级水力结构参数的影响.通过测定油松不同分枝级的水力结构参数分别在720μmolmol-1 CO2和380μmolmol-1 CO2(大气现有CO2浓度)浓度下随着干旱胁迫的变化,得出不同分枝级的导水率(Kh)、比导率(Ks)和胡伯尔值(Hv)在2个CO2浓度下均随着干旱胁迫的增加而逐渐下降,叶比导率(Lsc)在720μmolmol-1CO2浓度下随着干旱胁迫的增加非线性变化(0级>2级>1级)不同于380μmolmol-1 CO2(0级>1级>2级).同期干旱胁迫条件下,720μmolmol-1CO2浓度下的Kh、Ks、Lsc 和Hv均大于380μmolmol-1 CO2且差异显著.根据整株苗木的水势将苗木的水分状况分为4个梯度,在正常水分(-0.45～-0.65MPa)、轻度干旱(-1.15～-0.75MPa)和中度干旱(-1.95～-1.35MPa)胁迫时,3个分枝级均在720μmolmol-1CO2条件下的Kh和Ks较380μmolmol-1 CO2增加,说明交互作用能提高导水能力,同时加快水分运输效率.在重度干旱(＜-2.80MPa)胁迫时Kh比380μmolmol-1 CO2增加,而Ks比380μmolmol-1 CO2减小,即交互作用提高了水分运输的安全性,却减少了有效性.     

烯效唑浸种对干旱胁迫下红小豆生长及其根系生理特性的影响

以‘京农8号’红小豆为试验材料,通过盆栽试验方法,采用不同浓度(0、10、20、40和80mg·L~(-1))烯效唑浸种,测定不同水分环境(重度干旱、中度干旱和正常水分)下烯效唑浸种对红小豆生长及根系生理指标,明确干旱环境下红小豆高产优质的最佳烯效唑浸种浓度。结果显示:(1)与正常水分条件相比,干旱胁迫降低了红小豆幼苗叶片叶绿素含量、PSⅡ最大光化学效率(F_v/F_m)、PSⅡ潜在活性(F_v/F_0)和根系抗氧化酶活性、渗透调节物质含量,增加了叶片初始荧光(F_0)、根系MDA含量、根冠比,抑制了红小豆的生长和产量。(2)在不同水分条件下,烯效唑浸种均可有效促进红小豆根系的生长,提高根系SOD活性、POD活性、可溶性糖含量和可溶性蛋白质含量,增强植株抗氧化能力,降低根系MDA的积累量,从而缓解干旱胁迫对质膜的过氧化伤害。(3)烯效唑浸种提高了干旱胁迫下红小豆植株叶片叶绿素含量、F_v/F_m和F_v/F_0,降低了叶片F_0,有效促进干物质的积累,从而有助于红小豆产量构成因素和籽粒产量的提高。研究表明,适宜浓度烯效唑浸种可显著增强红小豆幼苗在干旱胁迫和正常水分环境下光合作用、抗氧化能力和渗透调节能力,有效促进红小豆植株的生长,从而提高了植株的抗旱性和产量,且以20mg·L~(-1)烯效唑浸种处理的效果最好。     

水分胁迫期间及胁迫解除后桃树叶片中的碳水化合物代谢

水分胁迫期间、盆栽桃幼树叶片中淀粉和蔗糖含量降低,山梨醇、葡萄糖和果糖则升高;淀粉酶、6－磷酸醛糖还原酶（A6PR）、酸性转化酶（AI）和蔗糖合酶（SS）涤性升高,ADPG焦磷酸化酶（ADPGPPase）、中性转化酶（NI）、山梨醇脱氢酶（SDH）和磷酸蔗糖合酶（SPS）的活性降低。胁迫解除后,淀粉和葡萄糖含量恢复,山梨醇和果糖仍高于对照;A6PR、SDH和ADPGPase活性维持在原水平上;淀粉酶活性恢复;SPS活性增加而AI活性降低。     

植物miRNA介导磷信号转导的研究进展

MicroRNA（miRNA）是一类新型的调控靶基因表达的小分子RNA,参与调节植物的生长发育和抗逆反应等多种生理过程。近年来,随着miR399调节植物磷平衡分子机制的发现,人们开始广泛关注miRNA在低磷信号转导和磷平衡中的作用。本文基于近几年的研究进展,综述miR399、miR827等磷响应miRNA在低磷信号转导以及调节磷平衡过程中的作用和分子生理机制。     

南方4种草本植物对铝胁迫生理响应的研究

 不同的植物对铝胁迫的生理响应不同, 因而对铝毒的耐性也不相同。设置5种铝浓度,进行砂培法处理,研究了4种我国南方红壤广泛分布的草本植物——牵牛(Pharbitis nil)、望江南(Cassia occidentlis)、光头稗(Echinochloa colonum)和合萌(Aeschynomene indica)的种子萌发、光合色素、脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量、可溶性糖(SS)含量、质膜透性(MP)、过氧化氢酶 (CAT) 活性以及过氧化物酶 (POD)活性的变化。结果表明铝对4种植物的生理特性都有明显的影响。4种植物的种子在10 000 mg·L－1 Al3+处理条件下都不能萌发。2 000 mg·L－1 Al3+处理都不利于4种植物的生长,与对照相比,2 000 mg·L－1 Al3+处理时4种草本植物叶绿素和叶绿素总含量显著降低(p<0.05);MDA含量和MP显著增加(p<0.05);脯氨酸含量极显著增加(p<0.01);POD和CAT活性极显著降低(p<0.01)。中低铝(80和400 mg·L－1)处理时,牵牛和合萌与对照相比,MP和MDA含量降低,POD和CAT活性升高;望江南的反应与牵牛和合萌的反应相反;光头稗在80 mg·L－1 Al3+处理时,与牵牛和合萌的变化一致,在400 mg·L－1 Al3+处理时,则相反。植物在中低铝处理条件下,通过维持较高的POD和CAT活性和脯氨酸、叶绿素含量,较低的MP和MDA含量来增加其对铝的耐性。