Effects of soil nutrient heterogeneity on intraspecific competition in the invasive, clonal plant Alternanthera philoxeroides

Background and Aims

Fine-scale, spatial heterogeneity in soil nutrient availability can increase the growth of individual plants, the productivity of plant communities and interspecific competition. If this is due to the ability of plants to concentrate their roots where nutrient levels are high, then nutrient heterogeneity should have little effect on intraspecific competition, especially when there are no genotypic differences between individuals in root plasticity. We tested this hypothesis in a widespread, clonal species in which individual plants are known to respond to nutrient heterogeneity.

Methods

Plants derived from a single clone of Alternanthera philoxeroides were grown in the greenhouse at low or high density (four or 16 plants per 27·5 × 27·5-cm container) with homogeneous or heterogeneous availability of soil nutrients, keeping total nutrient availability per container constant. After 9 weeks, measurements of size, dry mass and morphology were taken.

Key Results

Plants grew more in the heterogeneous than in the homogeneous treatment, showing that heterogeneity promoted performance; they grew less in the high- than in the low-density treatment, showing that plants competed. There was no interactive effect of nutrient heterogeneity and plant density, supporting the hypothesis that heterogeneity does not affect intraspecific competition in the absence of genotypic differences in plasticity. Treatments did not affect morphological characteristics such as specific leaf area or root/shoot ratio.

Conclusions

Results indicate that fine-scale, spatial heterogeneity in the availability of soil nutrients does not increase competition when plants are genetically identical, consistent with the suggestion that effects of heterogeneity on competition depend upon differences in plasticity between individuals. Heterogeneity is only likely to increase the spread of monoclonal, invasive populations such as that of A. philoxeroides in China.     

胺鲜酯对高产夏玉米产量及叶片光合羧化酶和保护酶活性的影响

采用田间小区试验,以高产玉米新品种登海661为材料,研究了拔节期叶面喷施10、20和40 mg·L^-1的胺鲜酯（DA-6）对玉米叶片光合羧化酶、保护酶活性和产量的影响.结果表明：喷施胺鲜酯各处理玉米分别比对照（含有表面活性剂和水）增产10.0%(10 mg·L^-1)、8.9%(20 mg·L^-1)和9.4%(40 mg·L^-1),增产效果显著,但各浓度间差异不显著.胺鲜酯处理后,花后玉米的叶面积指数、光合速率、RuBP羧化酶和PEP羧化酶活性均显著上升(P＜0.05),且对光合速率、RuBP羧化酶和PEP羧化酶活性的影响随着处理浓度的增加而提高;与对照相比,胺鲜酯处理后吐丝期、灌浆期、乳熟期和蜡熟期叶片SOD、CAT、POD和GSTs活性及可溶性蛋白质含量显著提高(P＜0.05),MDA含量显著降低(P＜0.05),其中CAT活性随着处理浓度的增加呈上升趋势,其余生理指标各浓度间无显著性差异.     

不同坡位下巨桉人工林土壤动物群落特征

为了解坡位对巨桉人工林土壤动物群落结构的影响,2009年1-10月,调查了四川盆地低山丘陵区不同坡位巨桉人工林的土壤动物群落.从3个巨桉人工林共获取土壤动物34741只,鉴定出146个类群,隶属于7门16纲31目;巨桉人工林下土壤动物的群落组成、营养类群、多样性及其季节动态基本都存在坡位变化,大型和中小型干生土壤动物的个体数、大型土壤动物的腐食性类群和中小型干生土壤动物的杂食性类群数量表现出随坡位的下降而逐渐增多的趋势,说明土壤动物响应了坡位引起的土壤生态因子的变化.其中大型土壤动物的腐食性类群和中小型湿生土壤动物的多样性显示出显著的坡位差异,表明这两个指标能指示巨桉人工林不同坡位生境的异质性.总的看来,巨桉人工林坡位因子对土壤动物群落的分布及结构特征具有一定影响,但作用尚不显著.     

空心莲子草根中异常结构及不定芽的发育解剖学研究

运用光镜和扫描电镜的方法 ,观察了空心莲子草根的结构及不定芽的结构 ,结果表明 :根的初生木质部为二原型、三原型和四原型 ;初生结构和早期次生结构正常 ,异常的次生生长是由于次生韧皮部外侧发生的额外形成层所致 ,后一轮额外形成层起源于前一轮向外产生的薄壁细胞 ,结合组织为发达的薄壁细胞 ,二至四轮三生维管束排成整齐的同心环类型 ,不定芽主要起源于异常根的额外形成层 ,芽外有二至三轮鳞片 ,其内着生许多毛状物。     

水花生愈伤组织的诱导及根的分化

在 1/ 2MS培养基上培养出水花生的无菌苗 ,然后将水花生不同器官的外植体接种在不同培养基和添加不同种类激素及其浓度配比的培养基中 ,研究愈伤组织的诱导条件。结果表明 :茎、叶为适宜组培的器官 ,苄基腺嘌呤(BA)、萘乙酸 (NAA)、玉米素 (ZT)、吲哚乙酸 (IAA)的几种配比对水花生茎和叶的愈伤组织诱导均产生良好效应 ,NAA不变 ,随BA浓度上升 ,愈伤组织的诱导率上升。NAA/BA的比值越大越有利于根的分化。     

Tet调控CYP2E1基因表达细胞系的代谢能力分析

应用Tet-On基因表达系统,调控CYP2E1基因在NIH 3T3细胞中的表达水平,探讨CYP2E1在化学致癌物二甲基亚硝胺(N-nitrosodimethylamine, NDMA)代谢中的作用．先后将 Tet-on基因表达系统的调控质粒pRevTet-on和反应质粒pRevTRE-2E1转染NIH 3T3细胞,分别用G418和潮霉素筛选,并通过RT-PCR和Western印迹检测,成功获得了3个具有良好诱导性Tet调控的CYP2E1基因表达细胞系（Tet/3T3-2E1）．应用不同浓度强力霉素(doxycycline, Dox)处理Tet/3T3-2E1细胞诱导CYP2E1表达,HPLC分析细胞对CYP2E1特异性药物探针氯唑沙腙的原位代谢能力及MTT法分析CYP2E1介导的NDMA细胞毒性作用．结果显示,Tet/3T3-2E1细胞CYP2E1的表达及其代谢能力有明显的Dox浓度依赖性,而且NDMA对Dox诱导组细胞有明显浓度依赖性细胞毒性作用,其IC₅₀值为12.06 μmol/L,无Dox诱导组未见明显的NDMA细胞毒性作用．该细胞模型的成功建立对于开展与CYP2E1相关的毒物、致癌物代谢研究,筛选抗毒物、抗癌物等具有重要价值．     

Floral-dip转化法将PEPC基因ihpRNA干扰表达载体导入甘蓝型油菜

根据磷酸烯醇丙酮酸羧化酶(PEPC)基因控制油菜籽中蛋白质与脂肪酸合成的原理,构建了PEPC基因片段ihpRNA干扰表达载体,该载体包含了一个PEPC基因片段正反向序列的回文结构．表达RNA干扰的载体结构（ihpRNA）,在大肠杆菌体内进行克隆的过程中易被大肠杆菌自身携带的某种酶剪切,剪切位点不确定,可能是一种随机性的剪切．通过反复实验,最终获得了一个与我们设计一致的PEPC基因片段正反向序列结构, RNA干扰表达载体构建获得成功．利用花序浸渍法(floral-dip)转基因将构建的PEPC基因ihpRNA干扰表达载体转移到甘蓝型油菜中,并通过抗性筛选、PCR特异扩增、PCR-Southern杂交和克隆测序,对获得的转基因植株进行了鉴定,转化率达到了069%,说明floral-dip方法有效地实现了ihpRNA干扰表达载体的遗传转化     

游仆虫重组核糖体蛋白L11与肽链释放因子的体外相互作用分析

核糖体蛋白L11(ribosome protein L11)是一种高度保守的蛋白质．为研究真核生物的核糖体蛋白L11的功能,从八肋游仆虫（Euplotes octocarinatus）大核基因组中克隆到核糖体蛋白L11基因,构建了重组表达质粒pGEX-6p1-L11,通过谷胱甘肽-Sepharose 4B亲和层析,纯化了重组融合蛋白GST-L11．Pull down 分析显示,八肋游仆虫的核糖体蛋白L11与第一类肽链释放因子eRF1a可以在体外相互作用．这一结果提示,与原核生物一样,低等真核生物的核糖体蛋白L11在肽链终止过程中可能起一定的作用．