微生境对耐旱石生毛尖紫萼藓水分保持与散失特性的影响

毛尖紫萼藓(Grimmia pilifera)是典型石生耐旱藓类,水分是其生存繁衍的关键影响因素。为探究微生境对毛尖紫萼藓水分生理的影响,在安徽省大龙山国家森林公园低山丘陵区选择3种典型微生境(竹林遮蔽S-1,向阳裸岩E,薜荔灌丛遮蔽S-2),对比研究毛尖紫萼藓个体大小、饱和含水量及脱水过程中的含水量指标在不同微生境间的差异性,综合判断微生境对苔藓水分胁迫耐受性的影响及其权衡特征。结果表明:3种微生境毛尖紫萼藓个体大小及饱和含水量差异显著,其中竹林遮蔽生境毛尖紫萼藓具有较小的个体但拥有较高的内、外含水量。向阳裸岩和薜荔灌丛遮蔽生境植株大小及外吸水量接近,但前者内含水量更高。两荫蔽生境苔藓外吸水量是内吸水量的7倍,显著高于向阳裸岩生境的5.8倍。脱水过程中相同时间点向阳裸岩生境苔藓各含水量指标均高于两遮蔽生境,且达到相同含水量的时间差也随脱水进程持续而逐渐增大,这为向阳裸岩生境苔藓的有效光合作用(即相对含水量不低于35%时)及脱水后期的生理和结构调整赢得更多时间。综合而言,向阳裸岩生境毛尖紫萼藓比荫蔽生境具有更强的脱水耐受性,但后者可以通过增加外部吸水量来弥补失水过快的缺陷,这可能是不同微生境毛尖紫萼藓对水分吸收和保持的权衡策略。     

不同海拔短肋羽藓叶绿素含量与光合效率研究

以云南高黎贡山百花岭不同海拔梯度(1500～3100 m)的短肋羽藓(Thuidium kanedae)为材料,通过测定其叶绿素含量和实际光合量子产量,研究其光合特性随海拔梯度变化的规律。结果表明,短肋羽藓的实际光合量子产量Y(Ⅱ)与叶绿素总量、叶绿素a、叶绿素b含量及叶绿素a/b比值之间都呈负相关关系。随着海拔升高,其叶绿素总含量、叶绿素a及叶绿素b含量都呈先升高而后下降的“单峰”分布模式,但随着海拔进一步升高,叶绿素总含量及叶绿素a含量变化不明显,而叶绿素b含量呈现明显上升趋势。叶绿素a/b比值随着海拔升高先呈现“单峰”分布模式,然后随着海拔继续升高呈现缓慢下降的趋势。实际光合量子产量Y(Ⅱ)整体表现出随海拔升高而增加的趋势,并在高海拔处出现急剧上升的趋势。本研究为揭示苔藓植物在不同海拔梯度下适应生态环境的生理机制提供参考。     

中国藓类植物一新记录种——多齿悬藓

报道了产自西藏墨脱的中国悬藓属新记录种——多齿悬藓（Barbella horridula Broth.）。多齿悬藓曾报道产于印度尼西亚（苏门答腊岛）和菲律宾（吕宋岛）,经与模式标本比较,该标本仅在叶中部细胞和角细胞的分化程度上与模式标本略有不同。该种的茎叶为狭卵状披针形,叶中部细胞较长及边缘具明显的齿,可与同属国内其它种相区别。该文对多齿悬藓的形态特征进行了详细描述并提供了显微形态照片,编制了中国悬藓属植物分种检索表。     

钝齿棒杆菌argR基因缺失株构建及其缺失对精氨酸生物合成途径相关基因转录水平的影响

[目的]钝齿棒杆菌AS 1.542中argR基因编码的蛋白ArgR在精氨酸生物合成途径中扮演负调控的角色,但其对相关基因在转录水平的影响还未见报道.因此,本课题组构建了钝齿棒杆菌argR基因缺失株,并在转录水平上比较野生株与缺失株精氨酸生物合成途径相关基因的变化.[方法]采用无痕敲除的方法构建了钝齿棒杆菌argR基因缺失株,并采用荧光定量PCR方法分析缺失株和野生株精氨酸生物合成途径相关基因在转录水平的变化.[结果]利用pK18mobsacB质粒中蔗糖致死基因sacB反向筛选标记及PCR方法成功筛选到钝齿棒杆菌argR基因缺失株;荧光定量PCR结果表明,argR基因缺失株精氨酸生物合成途径中相关基因在转录水平获得大量提高,平均约上调162.13倍.[结论]钝齿棒杆菌精氨酸生物合成途径的相关基因受负调控蛋白ArgR的显著调控,但其基因的敲除并没有引起精氨酸产量发生明显的变化.     

青藓科中国新记录种——短尖拟青藓

该文报道了短尖拟青藓［Sciuro-hypnum ornellanum (Molendo) Ignatov & Huttunen］在新疆阿尔泰山的分布,这是该种在中国的首次记录。详细介绍了拟青藓属［Sciuro-hypnum （Hampe） Hampe］的由来,讨论了短尖拟青藓的形态特征及其地理分布,对其与形态相近种进行了比较分析,并提供了中国拟青藓属分种检索表。该种的发现不仅为中国青藓科植物研究提供了新资料,同时也进一步佐证了中国新疆植物区系与俄罗斯、中亚及欧洲的密切联系。     

盐穗木过氧化氢酶基因的克隆与功能分析

利用同源基因克隆法,从新疆荒漠盐碱地多年生灌木盐穗木(Halostachys caspica)中克隆获得盐穗木过氧化氢酶基因(HcCAT1)。序列分析表明,HcCAT1基因开放阅读框为1 479 bp,编码492个氨基酸,推测编码蛋白质的分子量为56.7 kD,等电点为6.84。基因序列比对发现,HcCAT1与多种植物过氧化氢酶基因具有较高的同源性。半定量RT-PCR结果表明,HcCAT1基因受盐胁迫而上调表达。将构建的重组质粒pET32a-HcCAT1转化大肠杆菌BL21(DE3),以IPTG诱导重组蛋白His-HcCAT1的表达;SDS-PAGE和Western印迹检测显示,重组蛋白的分子量大小为77.7 kD,其大小与推测的大小一致;在低温诱导下以可溶性形式表达,且表现出一定的过氧化氢酶活性。盐胁迫实验结果显示,在添加400 mmol/L NaCl、400 mmol/L KCl以及300 mmol/L甘露醇的LB培养基中,重组质粒转化菌的生长情况和生长速率明显优于对照,表明HcCAT1可明显提高大肠杆菌的耐盐性。该研究结果将有助于从抗氧化角度认识盐生植物盐穗木的耐盐分子机理。     

盐胁迫对二穗短柄草幼苗生长及不同器官中盐离子稳态的影响

采用4种浓度的NaCl溶液(50、100、150、200 mmol/L)处理二穗短柄草和拟南芥(对照)幼苗,测定不同浓度盐胁迫下2种植物幼苗的生长指标和离子分布,以探讨二穗短柄草在盐胁迫下主要阳离子平衡机制.结果表明:(1)盐胁迫显著抑制二穗短柄草根叶的生物量积累.(2)根冠比数据显示,在盐胁迫条件下二穗短柄草能够更好地维系地下部分的生物量积累.(3)在4种浓度盐胁迫下,二穗短柄草叶中Na+含量低于根系,而且K+、Cl-含量和K+/Na+比值始终高于根系,说明在二穗短柄草中Na+从地下到地上的转运受到抑制,但对Cl-的转运缺乏有效的调控.(4)回归分析发现,盐胁迫下二穗短柄草和拟南芥根部Na+与K+含量变化呈正相关关系,而在叶部则不相关,说明二穗短柄草和拟南芥Na+与K+在根部具有相同的离子通道,而在叶部却具有各自独立的转运途径.     

新疆赤藓属植物的地理分布及3个新记录种

采用经典分类方法,对1989～2012年采自新疆各地的赤藓属植物360余号标本进行鉴定。结果表明:(1)共鉴定出新疆赤藓属(Syntrichia Brid.)植物11种(含1变种),其中3种为新疆新记录种。(2)新疆首次发现的3个新记录种为:北方赤藓(Syntrichia norvegica)、双齿赤藓(S.bidentata)和齿肋赤藓异叶变种(S.caninervis var.spuria),其中双齿赤藓为中国濒危物种。(3)对新疆赤藓属植物11种的形态特征及其在新疆的分布进行了描述,并编制了新疆赤藓属植物的分种检索表。     

秦岭南坡油松-锐齿槲栎混交林群落不同层次多样性特征及环境解释

在秦岭山脉南坡陕西省境内设置11个样地进行实地调查,从植物物种组成、多样性指数差异以及多样性指数沿环境梯度排序等方面对该区域油松-锐齿槲栎天然混交林的群落总体以及乔木层、灌木层、草本层的各自4个α多样性指数（Patrick丰富度指数、Simpson优势度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数）特征进行分析,以揭示该群落多样性特征及其与环境因素的关系。结果显示：（1）11个样地共记录维管束植物112种,隶属于45科77属,分布较广的物种有蔷薇科、菊科、百合科、松科、禾本科和忍冬科。（2）研究区群落中建群种锐齿槲栎和油松的优势地位突出,乔木层伴生种稀少,平均仅为4.8种,多样性水平较低;灌木层物种组成丰富,平均11.4种;草本层次之,平均9种。（3）单因素方差分析表明,该群落不同层次的多样性指数之间均存在极显著差异（P<0.01）;LSD多重比较及多样性指数变化趋势分析表明,群落多样性水平表现为总体>灌木层>草本层>乔木层。（4）CCA法将群落不同层次多样性指数沿地形因子和土壤养分等12项环境指标梯度的分布划分为界线明显的3个区域,即Ⅰ区（中等浓度土壤磷素和有机质制约区）、Ⅱ区（非环境因子制约区）和Ⅲ区（高浓度土壤磷素制约区）;群落总体多样性主要受灌木层影响,同时也受乔木层均匀度影响,但环境因子对乔木层多样性基本无限制性作用。（5）土壤速效磷、全磷和有机质是造成研究区群落不同层次多样性差异的主要因素,海拔、坡向等地形因子对群落多样性影响不大,可能是由于土壤养分的直接影响削弱了地形因子的间接性生态作用。研究表明：保持中等水平的土壤速效磷（3.775±1.529 mg·kg^-1）和有机质含量［（4.079±1.001）%］,并通过合理补植松栎幼树和伐除枯死木等抚育手段提高乔木层均匀度是维持秦岭南坡油松-锐齿槲栎混交林群落生物多样性的有效措施。     

干旱胁迫与复水过程中遮光对细叶小羽藓的生理生化影响

以细叶小羽藓为试材,分别设置全光照、遮光30％、遮光50％和遮光70％条件,采用人工控水方法研究了干旱胁迫与复水过程中细叶小羽藓的质膜透性、渗透调节能力及抗氧化酶系统的变化.结果表明:于旱胁迫过程中,细叶小羽藓的相对含水量呈下降趋势,而相对电导率在干旱21 d时达到最大值,且全光照下的相对电导率最高(58.0％);可溶性糖和游离脯氨酸含量均先上升后下降;超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性先持续上升而后下降.在复水过程中,细叶小羽藓的相对含水量与干旱胁迫时相反;相对电导率、可溶性糖含量、游离脯氨酸含量、SOD和POD活性先小幅回升后逐渐下降,但SOD和POD活性仍较高;复水后大部分指标都恢复到干旱胁迫前水平.细叶小羽藓具备复苏植物的典型特征,在变水过程中有较强的抗旱能力.