西伯利亚红松(Pinus sibirica Du Tour)在大兴安岭的存在

1981年以来赵光仪等以营养器官形态解剖特征,结合生态地理分析,连续报道了西伯利亚红松 Pinus sibirica在大兴安岭的存在,引起争议。1989年秋,我们于大兴安岭满归林业局采到了争议松树的球果,经同主产区的西伯利亚红松及红松P．koraiensis标本对照研究,再次认定大兴安岭争议松树确属西伯利亚红松。从而最终证实了吴中伦先生25年前关于西伯利亚红松存在于大兴安岭的预见,纠正了所谓“漠河红松”30余年的误称。根据10年来调查研究结果绘出了大兴安岭及其毗邻地区红松、西伯利亚红松分布略图,显示了两种松树生态地理学特征的深刻差异。     

竞争和气候对新疆阿尔泰山西伯利亚五针松树木径向生长的影响

阿尔泰山的北方森林是中亚以及全球的生态系统的重要组成部分, 其生长动态可以影响到全球范围的热辐射、碳平衡等。因此, 探究影响阿尔泰山树木径向生长的主要因素至关重要。该研究以新疆喀纳斯国家级自然保护区的西伯利亚五针松(Pinus sibirica)为研究对象, 建立西伯利亚五针松年表, 通过分析不同时间间隔累年生长量、竞争指数以及气候因子之间的关系, 运用线性混合效应模型、相关分析等方法, 探究竞争和气候对新疆阿尔泰山西伯利亚五针松树木径向生长的影响。结果表明: (1)线性混合效应模型结果显示竞争树胸径和与西伯利亚五针松过去30年的累年生长量之间的拟合效果最好; (2)标准年表与3月的平均气温、平均最高气温、平均最低气温之间有显著正相关关系; (3)累年生长量最高值出现在气温0-5 ℃, 竞争指数低于100的时候。累年生长量最低时, 气温达到-10 ℃, 竞争指数也超过了300。目标树的树木径向生长受到竞争树胸径和及生长季前期气温的影响, 两者共同作用。但相较于气候因子而言, 竞争对西伯利亚五针松的树木径向生长有更大的影响作用。     

低温胁迫下红松与西伯利亚红松光合与气孔特性

红松与西伯利亚红松均为寒温带著名的成林树种,具有较强的耐寒性,与红松相比,西伯利亚红松具有更强的耐寒性。为探究低温胁迫下两树种的生理响应机制及抗寒生理机理,本研究以5年生的红松与西伯利亚红松幼苗为材料,对其进行低温处理,3个胁迫温度(0℃、-20℃和-40℃)和3个胁迫时间(6、24和48 h),20℃为对照,研究低温胁迫下红松与西伯利亚红松的光合特性和气孔特性。T检验和方差分析结果表明,各光合指标和气孔密度在红松与西伯利亚红松中的差异显著(P<0.05),低温及低温胁迫时间对红松与西伯利亚红松各光合指标具有极显著影响(P<0.01),低温对红松与西伯利亚红松的气孔开度与气孔面积具有极显著影响(P<0.01)。胁迫前(20℃)和0℃低温胁迫下,红松中的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著高于西伯利亚红松,但在-20℃条件下胁迫6 h,西伯利亚红松各光合测定指标显著高于红松。随着温度的降低与胁迫时间的延长,两树种的各光合指标均呈下降趋势。红松中的气孔密度显著高于西伯利亚红松,胁迫前(20℃),红松与西伯利亚红松的气孔均为椭圆形,随着温度的降低,两树种的气孔开度和气孔面积显著减小。     

西伯利亚蝗抗菌肽基因的克隆及表达特性研究

[目的]扩增西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus抗菌肽(attacin)基因,并对其进行生物信息学分析,同时分析西伯利亚蝗不同组织中抗菌肽基因的差异表达.[方法]基于RACE技术从西伯利亚蝗中克隆得到抗菌肽,利用生物信息学软件对西伯利亚蝗抗菌肽的一级结构、二级结构、三级结构、系统进化和亚细胞定位进行分析.采用实时荧光定量PCR技术检测了西伯利亚蝗抗菌肽基因在马氏管、中肠、后肠、脂肪体和唾液腺中的相对表达量.[结果]克隆获得的抗菌肽基因的开放阅读框为282 bp,编码93个氨基酸,其编码蛋白预测理论分子量为9.98 ku,等电点为9.26.抗菌肽氨基酸序列中存在信号肽序列.基因定量分析显示,抗菌肽基因在西伯利亚蝗的中肠中表达量最高.[结论]attacin在西伯利亚蝗成虫不同组织中差异表达,提示其消化道在防御病原微生物的入侵中起着重要的作用.     

不同海拔温度和降水对新疆阿尔泰山西伯利亚落叶松径向生长的影响

为定量并分离关键气候因子对新疆阿尔泰山不同海拔树木径向生长的影响,通过对高、中和低海拔的西伯利亚落叶松(Larixsibirica)树轮宽度标准年表与气候因子分别进行相关、多元线性回归等统计分析,并进一步计算了线性模型中不同气候因素的绝对和相对贡献率。结果表明,高海拔地区,当年6月温度和上年7月降水分别与径向生长呈显著正相关和负相关,两者共同解释西伯利亚落叶松径向生长变异的33.1%,相对贡献率分别为66.2%和33.8%;中海拔地区,当年6月温度和上年6月降水分别与径向生长呈显著正相关和负相关,两者共同解释径向生长变异的26.8%,相对贡献率分别为40.1%和59.9%;低海拔地区,上年6月温度和7月降水分别与径向生长呈显著负相关和正相关,两者共同解释径向生长变异的29.4%,相对贡献率分别为31.9%和68.1%。这表明限制树木径向生长的主要影响因子随海拔的不同而异,在高海拔地区,温度是主要限制因子;而在低海拔地区,降雨是主要限制因子。     

NaHCO3处理对西伯利亚蓼叶细胞膜脂过氧化和活性氧清除酶活性的影响

对西伯利亚蓼扦插苗进行不同浓度和不同时间NaHCO3处理,研究了NaHCO3处理浓度和时间对西伯利亚蓼叶细胞膜脂过氧化和活性氧清除酶活性的影响。研究表明,NaHCO3处理浓度分别与过氧化氢酶活性、丙二醛含量和细胞膜透性之间存在极显著正相关性,与超氧化物歧化酶活性之间存在显著正相关性,与过氧化物酶活性之间无显著相关性;不同NaHCO3浓度处理间,超氧化物歧化酶活性、过氧化氢酶活性及丙二醛含量差异极显著,过氧化物酶活性和细胞膜相对透性差异显著;不同时间的NaHCO3处理,过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性、丙二醛含量及细胞膜透性差异显著,超氧化物歧化酶活性和过氧化氢酶活性差异极显著。     

盐碱胁迫下西伯利亚蓼体内无机离子的变化

研究了碳酸氢钠溶液处理后西伯利亚蓼营养器官内部无机离子含量的变化。实验结果表明碳酸氢钠溶液处理前西伯利亚蓼茎部认为是“K+库”;碳酸氢钠溶液处理过程中“K+库”转变成为“Na+库”,以维持叶部的正常生理功能,并且“Na+库”具有一定的限度;碳酸氢钠溶液处理后,西伯利亚蓼不同部位对外界盐碱胁迫的反应存在多样性。植株在“Na+库”达到限度之前进行旺盛的光合作用,在有限的时间内向地下组织输送更多的有机养分,用以繁殖后代。     

西伯利亚白刺的组织培养与快速繁殖

1植物名称西伯利亚白刺(Nitraria sibirica Pall.),别名小果白刺。2材料类别带腋芽的茎段。3培养条件基本培养基为MS。(1)MS 6-BA 2.0 mg·L~(-1)。(单位下同) NAA 0.5;(2)MS 6-BA 1.0 NAA 0.2;(3)1/2MS IBA 0.5。以上培养基均添加0.7%琼脂粉,蔗糖均为26 g·L~(-1),pH 5.8～6.0。培养温度为(25±2)℃,光照时间14h·d~(-1),光照强度为36～40μmol·m~(-2)·s~(-1)。     

西伯利亚蝗基因组DNA提取及RAPD分析条件的优化

以西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus(L.)为研究材料,利用改良的SDS法提取高质量的DNA,分别测试了dNTP浓度、镁离子浓度、TaqDNA聚合酶用量、模板DNA的量等因素对反应结果的影响。通过各因子的组合比较,建立了西伯利亚蝗RAPD优化体系:25μLPCR反应体系,10×buffer2·5μL;dNTP0·24mmol/L;MgCl22·0mmol/L;Taq DNA聚合酶1U;DNA模板45ng;引物30ng。扩增程序为:94℃预变性1min45s、94℃变性30s、35℃退火1min30s、72℃延伸2min,45个循环、72℃延伸10min。结果表明,利用优化的反应条件进行西伯利亚蝗基因组DNA分析,实验有着良好的重复性和稳定性。     

西伯利亚蝗卵发育过程的比较转录组分析及滞育关联基因筛选

【目的】通过筛选西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus卵滞育基因及代谢通路,初步明确西伯利亚蝗卵滞育分子机理。【方法】利用Illumina NovaSeq 6000测序平台对西伯利亚蝗早期发育(ES)、滞育(DS)和滞育后发育阶段(PS)的卵进行转录组测序;采用GO和KEGG富集分析并结合文献,预测滞育相关通路并聚类热图分析,筛选蝗卵滞育关联基因,并选取其中6个重要基因进行qRT-PCR验证。【结果】DSvs ES和PS vs DS两比较组分别富集到12 419和4 789个差异表达基因,且多上调表达;两比较组共表达差异基因为2 206个,主要与糖代谢、环境胁迫和生长发育相关。DS vs ES组富集最显著的GO条目为蛋白结合,PS vs DS组GO条目主要包含酶活性、细胞骨架构建及蛋白结合等过程。滞育关联基因主要集中在Wnt信号通路、胰岛素信号通路、细胞周期通路以及昆虫激素生物合成等通路。6个重要的滞育关联基因的表达量变化趋势与转录组数据结果基本一致。【结论】本研究初步明确了西伯利亚蝗卵滞育调控的重要代谢途径,并筛选出20个滞育关联基因,为后续深入研究该物种的适应机理奠定了基础。