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当期目录

    2022年 第42卷 第4期    刊出日期:2022-07-20
    植物分类学
    合柱秋海棠——越南北部喀斯特地区秋海棠科盾叶一新种
    陈文红, 李景秀, NGUYEN Quang-Hieu, NGUYEN Sinh-Khang, PHAM Van-The, 范长丽, 向建英, 税玉民
    2022, 42(4):  521-527.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.001
    摘要 ( 337 )   HTML ( 46)   PDF (6156KB) ( 280 )  
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    描述了采自越南北部喀斯特地区秋海棠科(Begoniaceae)盾叶一新种,即合柱秋海棠(Begonia holostyla)。该新种在盾形叶和具黑色斑点的果实特征上相似于肿柄秋海棠(B. pulvinifera),但是在合生到一半的花柱和新月形的柱头方面则不同,后者花柱基部合生,柱头2次分裂成1个螺旋状的带。此外,讨论了与近缘种肿柄秋海棠的形态差异和地理联系。

    系统与进化
    穿龙薯蓣的花序特征研究
    张雨晴, 高润梅, 党裳霓, 冯宇梅, 杨柳, 白甜雨
    2022, 42(4):  528-535.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.002
    摘要 ( 263 )   HTML ( 27)   PDF (3025KB) ( 248 )  
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    花序是影响植物繁殖的关键性状,也在分类学和系统发育研究中起着重要作用。药用植物穿龙薯蓣(Discorea nipponica)的花序类型具有多样型,但目前相关研究资料较少,且常有争议。为明晰穿龙薯蓣的花序类型及特征,本研究以观察测量为主,结合石蜡制片技术,对穿龙薯蓣的花序形态、数量性状及发育过程进行研究。结果表明:穿龙薯蓣雌花形成腋生的穗状花序,具退化雄蕊,具花粉囊,但不产生花粉;雄花序特征与现有资料的描述不尽相同,雄花序生于叶腋或顶生于侧枝,花序主轴为无限花序,侧轴为蝎尾状单歧聚伞花序,整体为形似穗状的混合花序;由于雄株部分侧枝叶片退化,腋生花序向顶逐渐短缩,与顶生花序结合呈圆锥状;雄花序的长度、小花数量、小花密度及花期时间等均高于雌花序。本研究发现,穿龙薯蓣雌雄花序形态与有限花序向无限花序演化过程相符,具原始性,可保证传粉的成功率,增强对环境的适应性。

    虎耳草属异叶虎耳草复合群的数量分类学研究
    马小磊, 贾留坤, 曹倩, 陈世龙, 高庆波
    2022, 42(4):  536-543.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.003
    摘要 ( 329 )   HTML ( 22)   PDF (2748KB) ( 259 )  
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    山羊臭组(Saxifraga sect. Ciliatae Haworth)隶属于虎耳草属(Saxifraga Tourn. ex L.),具有极高的物种丰富度,但山羊臭组内部的系统发育关系一直都未能很好解决。唐古拉亚组(S. subsect. Hirculoideae Engl.)是山羊臭组中最大的亚组,主要分布于青藏高原及其周边地区。根据形态特征,可将唐古拉亚组划分为3个复合群,其中叶背边缘有突起叶脉的物种被归入异叶虎耳草复合群(S. diversifolia complex)。本研究通过标本查阅,选取异叶虎耳草复合群24个物种、2变种共657份标本,对其24个定性性状信息进行主成分分析和聚类分析;获取443条地理分布信息,构建复合群的分布式样。特征值大于1的前7个主成分的累计贡献率较低,仅为67.748%。“茎生叶是否具柄”“中下部茎生叶形态”“花序类型”“中下部茎生叶大小”“萼片脉纹于先端汇合”“叶基心形”等性状对前3个主成分的贡献值大,可作为异叶虎耳草复合群物种分类与鉴定的关键性状。基于形态聚类结果和地理分布式样,可将异叶虎耳草复合群划分为3个分支:喜马拉雅山南坡分支、环四川盆地山区分支以及横断山分支(包含一个广布种S. egregia)。主成分分析结果支持将异叶虎耳草复合群划分为3个分支。

    不同生境入侵植物北美车前繁殖器官性状变异与权衡特征
    龚莉, 翟伟, 吕丹, 张世航, 戈玉莹, 洪志, 陶冶
    2022, 42(4):  544-555.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.004
    摘要 ( 307 )   HTML ( 21)   PDF (1492KB) ( 291 )  
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    提高繁殖输出是入侵植物成功入侵的重要机制,但不同生境间繁殖器官性状变异特征尤其是性状权衡关系可能会存在差异。以入侵植物北美车前(Plantago virginica)为研究对象,采集草坪、荒地和林下3个生境的植物花序,探究花穗及花序柄的形态、生物量及其异速生长关系在不同生境间的差异性。结果表明:不同生境北美车前大部分花序形态与生物量指标存在显著差异,草坪和荒地生境花序属细长型,而林下生境则为矮壮型。北美车前繁殖器官不同性状间的异速生长关系既有保守型也有易变型,体现出不同的环境敏感性。不同生境间北美车前繁殖器官资源分配的个体大小依赖关系也存在不一致性。可见,北美车前花序性状及资源分配在不同生境间既存在一定的可塑性也具有相对保守性,这可能是其高入侵能力的重要原因。

    青藏高原岷县龙胆的遗传分化与种群动态历史分析
    付鹏程, 韦秋前, 史明艳
    2022, 42(4):  556-564.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.005
    摘要 ( 253 )   HTML ( 22)   PDF (3528KB) ( 234 )  
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    青藏高原是全球生物多样性中心之一,是研究物种形成和适应性进化的热点地区。岷县龙胆(Gentiana algida var. purdomii)是青藏高原地区特有植物,具有很高的药用价值。本研究以岷县龙胆种群为对象,基于不同遗传方式的分子标记,通过种群遗传结构、遗传分化、种群动态历史和物种分布模型等分析,探讨其在青藏高原的分化历史。结果表明:岷县龙胆具有高的遗传多样性,叶绿体数据表明种内遗传分化程度很高(FST=0.452),但核基因数据表明种内遗传分化程度很低(FST=0.022),揭示岷县龙胆种内存在强烈的基因流。种群动态历史分析表明岷县龙胆种群大小经历了近期扩张,物种分布模型的结果表明岷县龙胆在末次盛冰期以来分布范围略有扩张。分子钟模型的结果表明岷县龙胆种内的遗传分化主要发生在第四纪冰期以来。以上结果一致表明,第四纪气候波动是岷县龙胆分化的主要外部因素。本研究为龙胆属及青藏高原植物类群的物种分化、适应性研究以及资源开发与保护提供了参考。

    青藏高原东北部黄缨菊的谱系地理学
    张阳, 马子兰, 徐珊珊, 苏旭, 李梅英
    2022, 42(4):  565-573.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.006
    摘要 ( 308 )   HTML ( 19)   PDF (1576KB) ( 231 )  
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    黄缨菊(Xanthopappus subacaulis)是青藏高原地区一种特有的高山草甸药用植物。为探讨第四纪冰期气候波动对黄缨菊居群遗传结构和空间分布格局的影响,对黄缨菊20个居群、123个个体的叶绿体DNA片段(psbA-trnHrbcLpsbI-psbK)进行测序和数据分析。结果表明:黄缨菊居群共检测到6个单倍型,其中H1为古老单倍型,除居群P7外其余居群均具有单倍型H1,H3、H5和H6为特有单倍型,单倍型H3为居群P7的私有单倍型,单倍型H5和H6只存在于居群P18,单倍型H2和H4主要存在于青海湖流域的居群;总的遗传多样性(He)和核苷酸多样性(π)分别为3.101和0.008 903;居群间遗传变异(68.98%)大于居群内遗传变异(31.02%),居群间遗传分化较高(FST=0.689 85,P<0.01);居群遗传分化系数NST(0.727)大于GST(0.656)(P>0.05),表明黄缨菊在分布区域内不存在明显的谱系地理结构;错配分布和中性检验结果显示,黄缨菊居群可能经历过近期扩张。据此,推测第四纪冰期黄缨菊可能在青海湖流域和甘肃临潭地区存在微型避难所,认为第四纪气候变迁及青藏高原隆升塑造了黄缨菊的现代地理分布格局。

    药食同源植物薤白的谱系地理学研究
    石甜, 莫忠妹, 吴敏, 赵财
    2022, 42(4):  574-583.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.007
    摘要 ( 351 )   HTML ( 21)   PDF (3222KB) ( 234 )  
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    对我国14个地区的药食同源植物薤白(Allium macrostemon)的叶绿体基因片段(psbA-trnH、rps16和trnL-F)与核基因片段(ITS)进行测序分析,揭示薤白的遗传变异分布式样、单倍型地理分布格局,并推断其在第四纪冰期的避难所。结果表明:薤白叶绿体基因(cpDNA)遗传多样性低于核基因(nrDNA)遗传多样性(cpDNA:HT=0.868;nrDNA:HT=0.890)。cpDNA和nrDNA的分子变异分析(AMOVA)结果显示:薤白遗传变异主要发生在居群间(cpDNA:92.84%;nrDNA:98.40%),存在遗传分化(cpDNA:Nst=0.918,Gst=0.866,Fst=0.928;nrDNA:Nst=0.984,Gst=0.855,Fst=0.984),且Nst均大于Gst,表明该物种具有明显的谱系地理结构。在薤白居群中,共检测到11个叶绿体单倍型和14个nrDNA基因型;单倍型网络图及地理分布图表明,叶绿体单倍型H3、核DNA基因型H1频率最高,位于网络结构图的中心位置,可能为古老单倍型。此外,冰期避难所假说认为遗传多样性高、拥有古老单倍型和较多特有单倍型的区域可能是该物种的冰期避难所,因此推测薤白在第四纪冰期时可能在大盘山、天水和通化地区存在多个冰期避难所。这些分析可为类似草本植物的进化提供参考,丰富对东亚草本植物分子系统与生物地理学的认识。

    遗传与育种
    羽衣甘蓝BoMAPK4原核表达、抗体制备及蛋白表达分析
    栗赫铭, 秦洪涛, 魏德强, 李旭, 蓝兴国
    2022, 42(4):  584-591.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.008
    摘要 ( 252 )   HTML ( 19)   PDF (4214KB) ( 207 )  
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    以羽衣甘蓝(Brassica oleracea var. acephala)自交不亲和系(S13-bS13-b )为材料,提取柱头RNA,利用RT-PCR分离羽衣甘蓝柱头丝裂原活化蛋白激酶4(MAPK4)基因。结果表明:获得的BoMAPK4 cDNA含有一个 1 122 bp开放阅读框,编码373个氨基酸,具有丝氨酸/苏氨酸结构域,无信号肽和跨膜结构。羽衣甘蓝BoMAPK4与油菜(B. napus)BnMAPK4、芜菁(B. rapa)BrMAPK4、拟南芥(Arabidopsis thaliana)AtMAPK4的氨基酸序列一致性分别为99.7%、99.5%、95.4%。将BoMAPK4编码区的序列构建到原核表达载体pET-14b上,并转化到BL21(DE3)大肠杆菌(Escherichia coli)中进行原核表达。SDS-PAGE结果显示,在分子量大小约45 kDa处有BoMAPK4重组蛋白特异性表达。利用亲和层析的方法获得高纯度的重组BoMAPK4蛋白。利用获得的重组BoMAPK4蛋白免疫小鼠,制备BoMAPK4的多克隆抗体。提取羽衣甘蓝萼片、花瓣、花药、柱头、花柱和子房的总蛋白,利用免疫印迹的方法进行蛋白表达检测,结果发现BoMAPK4在花瓣、花药和子房中表达的较少,在萼片和花柱中表达的较多,在柱头中的表达量最高。这些研究为探讨BoMAPK4的生物学功能奠定了基础。

    白桦BpPIN3基因启动子序列及应答特性分析
    陈坤, 方功桂, 穆怀志, 姜静
    2022, 42(4):  592-601.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.009
    摘要 ( 2757 )   HTML ( 20)   PDF (1993KB) ( 201 )  
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    PIN蛋白家族作为植物中重要的生长素外排载体家族,在植物生长和发育过程中表现出广泛的生理效应。为了进一步了解BpPIN3的功能,探究其在白桦(Betula platyphylla)发育过程中及其对不同激素信号和非生物胁迫的响应,采用生物信息学方法分析白桦BpPIN3启动子序列。以1年生和2年生白桦无性系苗木的根、茎、叶和顶芽为材料进行组织部位表达模式分析。以白桦幼苗为材料,用100 μmol·L-1生长素(IAA)、100 μmol·L-1赤霉素(GA3)、200 μmol·L-1脱落酸(ABA)和长光照条件下分别进行激素诱导和光胁迫处理,并取激素处理后0、2、4、8、16、24、48 h以及光胁迫后0、1、3、6,12、24、48、72 h时的白桦叶片和根提取RNA,利用qRT-PCR技术分析BpPIN3基因的表达情况。结果显示:BpPIN3启动子序列包含赤霉素、脱落酸、茉莉酸甲酯等不同类型的生长素响应元件,以及多个与逆境相关的顺式调控元件。BpPIN3在不同生长年份白桦的多个组织部位都有表达,尤其在叶片中表达量较高,并且所有组织部位中BpPIN3第二年的表达量均高于第一年。BpPIN3基因在不同处理条件下,不同部位间的相对表达量的变化存在一定差异,IAA及GA能够诱导白桦叶片组织细胞中的BpPIN3上调表达;而在ABA处理下除16、48 h外,BpPIN3基因表现出与IAA处理下相反的表达模式。在根组织中,IAA、GA3及ABA均能诱导BpPIN3的表达。在叶片组织中,遮光胁迫诱导了BpPIN3基因的表达;在根组织中,随着处理时间的推移,12 h开始BpPIN3基因的相对表达量均显著高于对照(0 h)。根据试验结果,推测BpPIN3基因在白桦生长发育过程,以及IAA、GA3和ABA信号转导途径和植物光响应过程中发挥重要调控作用。

    喜马红景天叶绿体基因组特征及其系统发育分析
    张雨, 苏旭, 刘玉萍, 刘涛, 郑长远, 苏丹丹, 王亚男, 吕婷
    2022, 42(4):  602-612.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.010
    摘要 ( 2256 )   HTML ( 21)   PDF (3850KB) ( 296 )  
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    以青藏高原特有药用植物——喜马红景天(Rhodiola himalensis)为试验材料,利用高通量测序技术对喜马红景天进行叶绿体基因组测序、组装和注释,获得完整的叶绿体基因组。结果显示:喜马红景天叶绿体基因组全长为151 074 bp,GC含量为37.8%,具有1个长单拷贝区、1个短单拷贝区和1对反向重复区的典型四分体结构,其序列长度分别为82 309、17 017、25 874 bp;叶绿体基因组共编码130个基因,其中编码蛋白的基因86个、编码tRNA的基因37个、编码rRNA的基因7个;叶绿体基因组共检测出25 513个密码子,其中编码亮氨酸(Leu)的密码子占比最大;喜马红景天IRa和IRb区的rps19ycf1基因缺失,长单拷贝区的trnH基因收缩;喜马红景天与圣地红景天(R. sacra)亲缘关系最近;短单拷贝区域的单核苷酸多态性(SNP)变异频率最高。本研究报道了喜马红景天的叶绿体基因组,并对其进行了组装、注释和序列分析,为今后开展喜马红景天的遗传多样性研究和合理开发利用提供理论依据。

    毛果杨CNGC家族全基因组鉴定及胁迫响应分析
    王雪莹, 王瑞琪, 张洋, 刘聪, 夏德安, 魏志刚
    2022, 42(4):  613-625.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.011
    摘要 ( 382 )   HTML ( 23)   PDF (7555KB) ( 286 )  
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    植物环核苷酸门控离子通道(cyclic nucleotide-gated channels,CNGC)家族具有多种生物学功能,尤其是在植物的生长发育及逆境胁迫响应中发挥着重要的作用。本研究通过生物信息学方法及qRT-PCR对PtrCNGC家族成员蛋白的基本理化性质与结构特征、系统发育、基因结构和保守基序、启动子顺式作用元件,以及基因表达模式进行分析。结果表明:在毛果杨(Populus trichocarpa)全基因组中共鉴定出19个PtrCNGC基因,PtrCNGC家族成员可分为4个亚群(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ亚群),其中第Ⅳ亚群分为2个亚组(Ⅳa组和Ⅳb组)。PtrCNGC基因编码的蛋白均为碱性蛋白,此外,该家族仅有1个成员为疏水性蛋白,其余成员全部为亲水性蛋白。19个PtrCNGC不均匀地分布于毛果杨的11条染色体上,剩余8条染色体上没有成员分布。PtrCNGC家族包含7对同源基因且它们之间的Ka/Ks值均远小于1。PtrCNGC家族各亚群成员之间的基因结构、蛋白保守基序分布差异较小。启动子顺式作用元件预测分析发现,PtrCNGC基因序列启动子区域存在响应多种激素以及逆境胁迫相关的作用元件。qRT-PCR结果表明,PtrCNGC家族在不同组织中的表达具有特异性,在茎中的表达量较高,在根和叶中的表达量较低;在盐胁迫和干旱胁迫下,PtrCNGC家族同一分支上的多数成员表现出相似的表达模式。本研究结果为进一步研究毛果杨CNGC家族在非生物胁迫中的功能提供参考。

    分子生物学
    梅花草属叶绿体基因组进化分析
    夏铭泽, 张发起, 迟晓峰, 韩霜, 陈世龙
    2022, 42(4):  626-636.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.012
    摘要 ( 4178 )   HTML ( 27)   PDF (6827KB) ( 358 )  
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    叶绿体基因组序列变异和基因组成等特征可有效反映植物类群间的系统发育和进化关系。本研究利用Illumina高通量测序平台对梅花草属(Parnassia)及其近缘属5种植物的叶绿体基因组进行测序和组装,同时基于已发表的近缘种叶绿体基因组信息,对梅花草属叶绿体基因组结构特征、序列遗传变异和蛋白编码基因密码子偏好性比对分析。结果显示:梅花草属叶绿体基因组整体结构较为保守,均为四分体结构;梅花草多个基因出现假基因化,而本属其他物种叶绿体基因组成一致,均编码115个基因;与近缘属物种相比,本属所有物种均丢失rpl16基因的内含子;蛋白质编码基因的非同义/同义替代率比值较低,叶绿体基因可能经历纯化选择作用;密码子偏好性聚类结果与蛋白编码序列重建的系统发育关系结果一致。本研究表明选择压力可能在梅花草属叶绿体基因组蛋白编码基因进化过程中发挥作用,有助于进一步理解梅花草属植物的进化和适应机制。

    6个香雪兰品种的染色体核型及聚类分析
    过雪莹, 朱凯琳, 陈昕, 付雪晴, 唐东芹
    2022, 42(4):  637-646.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.013
    摘要 ( 444 )   HTML ( 25)   PDF (3153KB) ( 214 )  
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    以香雪兰(Freesia hybrida)6个品种的根尖为研究材料进行核型分析以揭示其核型特征,进一步通过聚类分析品种间的相似性并探讨可能的亲缘关系。结果表明:香雪兰6个品种均为四倍体,染色体数目都为44。6个品种的核型公式不同:‘Gold River’为2n=4x=44=33m+11sm,‘White River’为2n=4x=44=1M+34m+9sm,‘Castor’为2n=4x=44=35m+9sm,‘上农红台阁’为2n=4x=44=32m+12sm,‘Pink Passion’为2n=4x=44=38m+6sm,‘Red River’为2n=4x=44=37m+7sm。核型参数因品种而异,其中,‘Castor’在相对长度范围和臂比范围上均为最广,‘上农红台阁’核不对称系数最大。6个品种核型不对称系数为57.00%~60.07%,核型类型均为2B,进化程度中等,处于由对称至不对称的过渡阶段,其核型进化的趋势大致为:‘Pink Passion’→‘Red River’→‘Gold River’→‘White River’→‘Castor’→‘上农红台阁’。聚类结果显示,遗传距离为15时可将所有品种分为两类,第一类包含‘Gold River’‘上农红台阁’和‘Castor’; 第二类包含‘Pink Passion’‘Red River’和‘White River’,其核型参数的差异可作为香雪兰品种分类和鉴定的辅助依据,为其细胞学研究和育种实践提供理论参考。

    生理与生态
    镉胁迫对绢毛委陵菜-丛枝菌根真菌共生体根系结构和生理的影响
    高冰, 高鹏飞, 范卫芳, 冯郑红, 吴建慧
    2022, 42(4):  647-656.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.014
    摘要 ( 200 )   HTML ( 22)   PDF (3400KB) ( 230 )  
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    为从生理水平上揭示绢毛委陵菜(Potentilla sericea L.)-丛枝菌根真菌共生体对镉胁迫的应答机制,以绢毛委陵菜多年生植株为试验材料,分别接种根内根生囊霉(Rhizophagus intraradices)和摩西球囊霉(Funneliformis mosseae),80 d后以不同浓度的镉胁迫处理并测定菌根侵染率,研究侵染率较高菌种的共生体植株的生理指标变化和结构变化。结果表明:摩西球囊霉较根内根生囊霉对绢毛委陵菜菌根侵染率高,达100%,而根内根生囊霉侵染率为89.33%;接种摩西球囊霉真菌的植物,当镉质量浓度达10 mg?L-1时,细胞壁小范围破裂、液泡出现变小的趋势,高浓度镉(20 mg?L-1)处理时,根系细胞壁破裂,细胞无法维持原有形态;镉胁迫下,Cd(5 mg?L-1)~ Cd(10 mg?L-1)MDA含量显著上升(P<0.05),Cd(0 mg?L-1)~Cd(5 mg?L-1)SOD活性和脯氨酸含量变化显著(P<0.05),可溶性蛋白含量和叶绿素含量显著减少(P<0.05),Cd(10 mg?L-1)~Cd(15 mg?L-1)可溶性蛋白含量和叶绿素含量变化不显著(P>0.05),植物可以抵抗一定浓度范围的镉胁迫。综合来看,接种摩西球囊菌可以增强绢毛委陵菜耐镉胁迫能力,为利用绢毛委陵菜修复镉污染土壤提供了理论依据。

    东北林下早春植物开花的生理特征研究
    潘立本, 闫雪, 刘佳, 吴可心, 刘洋, 刘少冲
    2022, 42(4):  657-666.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.015
    摘要 ( 4726 )   HTML ( 21)   PDF (2793KB) ( 232 )  
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    为了探索早春开花植物在低温下的开花机制,本研究采集了5种典型早春开花植物和5种非早春开花植物。基于高效液相色谱-质谱代谢组学技术对比分析了早春时期两者之间在内源激素和次生代谢产物上的差异。结果显示:早春开花植物中的生长素(IAA)和玉米素(ZT)含量明显低于非早春开花植物,而赤霉素(GA3)和脱落酸(ABA)的含量则显著高于非早春开花植物,表明GA3和ABA可能在促进早春开花植物的开花过程具有调控作用;在次生代谢物方面,酚类代谢物的前体物质L-苯丙氨酸,C6C1结构的酚类化合物:香草酸、丁香酸和原儿茶酸,C6C3结构的化合物:阿魏酸、绿原酸和咖啡酸,以及黄酮类化合物芹菜素、染料木苷、橙皮素、白杨素和高良姜素在非早春开花植物中的含量普遍高于早春开花植物。这可能是由于早春开花植物的开花过程伴随着更多的能量消耗,从而降低了其次生代谢水平。研究结果表明了内源植物激素和次生代谢产物对早春开花植物开花的生理过程的调控,并为进一步理解低温条件下植物开花过程奠定了基础。

    不同水肥处理对尾叶桉苗木生长及生物量分配的影响
    杨会肖, 徐放, 杨晓慧, 廖焕琴, 张卫华, 潘文
    2022, 42(4):  667-676.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.016
    摘要 ( 200 )   HTML ( 20)   PDF (1860KB) ( 271 )  
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    为筛选适宜不同水肥条件的尾叶桉(Eucalyptus urophylla)优良无性系,以34个尾叶桉无性系为研究对象,采用2因素(水分、养分)3水平完全随机区组设计,对不同水肥处理下18个月的尾叶桉苗木生长和各器官生物量进行方差分析和遗传参数评估。结果表明:除少数性状外,尾叶桉生长(树高、地径)和生物量(主干、侧枝、根)在不同区组、水分、养分、水分×养分互作及无性系的差异间均达到显著或极显著水平,表明水分、养分和无性系会影响尾叶桉生长和各器官生物量大小。在水分和养分组合处理下,尾叶桉生长和各个器官生物量在组合33(高水高肥)和组合32(高水中肥)处理下表现较好。全株总鲜质量在组合32处理最大,与组合11处理相比增加了135.70%。主干、根、叶和总生物量的鲜质量与干质量相关系数最高,相关系数在0.90以上。无性系在树高、地径和生物量的方差分量为4.28~31 255.80,大部分性状的单株重复力在0.15以上,且都达到了显著水平。以15%无性系入选率,采用BLUP预测的尾叶桉无性系基因型值筛选出ZQUB39和ZQUC23尾叶桉在水分和养分梯度较低的土壤环境中生长较好,UD42、LDUC1和ZQUA3在水分和养分梯度较高的土壤环境中生长较好。这些优良无性系可能在多种立地进行推广种植。

    首云铁矿废弃土壤对2种景天属植物生长的影响
    白舒冰, 邢小艺, 关雯雨, 董丽
    2022, 42(4):  677-687.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.017
    摘要 ( 216 )   HTML ( 17)   PDF (1806KB) ( 205 )  
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    为评价景天属(Sedum)植物在矿山废弃地植被恢复中的应用潜力,以2种景天:德国景天(S. hybridum ‘Immergrunchen’)和胭脂红景天(S. spurium ‘Coccineum’)的扦插苗为试验材料,通过盆栽试验研究其在北京首云铁矿废弃土壤(包括采矿区土壤、排土场土壤、尾矿砂)2个生长季内的各项生长指标,以确定其在各废弃土壤上的适应性,并运用相关分析和典范对应分析,探讨影响2种景天生长的主要土壤理化性质。结果表明:①2种景天在采矿区土壤、排土场土壤和尾矿砂上的存活率分别为40%~66%、68%~90%、33%~46%;②不同废弃土壤对2种景天的地上部分和地下根系的各项生长指标均产生了显著的抑制作用,但德国景天在采矿区土壤的适应性较好,可作为采矿区修复的推荐品种,胭脂红景天在排土场土壤的生长表现较好,可作为排土场的修复品种;③影响景天属植物生长的土壤因子为通气孔隙度和土壤含水量,其中通气孔隙度的解释率为12.4%,土壤含水量的解释率为8.6%。

    苦槠传播体的萌发特性与种子休眠类型
    乐新贵, 王正伟, 宁馨, 孙锡青, 宋以刚
    2022, 42(4):  688-693.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.018
    摘要 ( 246 )   HTML ( 17)   PDF (791KB) ( 247 )  
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    种子的萌发特性是植物在长期进化过程中形成的一种适应环境变化的固有属性。对种子萌发特性的研究有助于我们理解物种的种群更新和种子育苗。本文旨在阐明我国重要资源植物苦槠(Castanopsis sclerophylla)的种子休眠类型和萌发特性。研究结果发现:①苦槠种子在其果实中占比非常高;②苦槠的果皮限制了种子对水分的吸收;③苦槠果皮阻碍了种子的萌发,除去果皮以后种子能够在较大温度范围内萌发;④除去果皮以后,苦槠种子在低温(15/5 ℃、20/10 ℃)下萌发困难,在25/15 ℃、30/20 ℃和35/25 ℃这3个温度梯度下均能迅速萌发。结果表明,苦槠的传播体(果实)具有物理休眠的特性。因此,壳斗科(Fagaceae)是具有物理休眠和脱水敏感性的一个新纪录科。结合壳斗科的系统发育位置,本研究支持物理休眠是一种较为进化的性状这一假说。

    施肥对柚木幼林生长及林下植被的影响
    张青青, 周再知, 黄桂华, 赵威威, 王西洋, 杨光, 刘高峰
    2022, 42(4):  694-703.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.019
    摘要 ( 250 )   HTML ( 24)   PDF (1033KB) ( 225 )  
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    为探究施肥对柚木(Tectona grandis L. f.)幼林生长及林下植被多样性的影响,以广西4年生的柚木人工林为研究对象,采用随机区组试验设计,开展不同肥种配比组合试验(F1,0.5 kg氮磷钾复合肥+1.0 kg钙肥+1.0 kg硫酸镁肥;F2,1.0 kg氮磷钾复合肥+0.5 kg钙肥+0.5 kg硫酸镁肥;F3,1.0 kg氮磷钾复合肥+0.5 kg硫酸镁肥;F4,1.0 kg氮磷钾复合肥+0.5 kg钙镁磷肥;CK,不施肥)。结果表明:施肥显著加快了柚木树高、胸径和单株材积的生长,各指标年均增量分别比不施肥(CK)提高了0.13~0.32 m、0.17~0.26 cm和4.35~9.63 dm3,其中F3配比组合处理生长增量最大,且胸径和材积生长率比CK显著增加了10.35%、10.55%。幼林林下植物相对丰富,植被种类涉及25科39属42种,其中菊科(Compositae)与禾本科(Gramineae)植物为主要优势种。不同处理间林下植被物种Shannon-Wiener指数(H′)、Simpson指数(D)和Pielou均匀度指数(Jsw)差异显著(P<0.05),F1、F3处理的3个物种指数显著高于CK,而各处理Gleason物种丰富度指数(Dg)差异不明显,不同处理间生长及林下植被多样性等12个指标综合评价得分由高到低依次为F3、F1、F4、F2、CK。4年生柚木幼林合理施肥,可以促进林木生长,还可提高林下物种丰富度和多样性;1.0 kg氮磷钾复合肥和0.5 kg硫酸镁肥的低投入配方施肥,更有利于促进柚木人工林生长和群落的稳定。

    红松胚性愈伤组织增殖的激素配比、糖源类型和增殖周期效应研究
    任毓辉, 聂帅, 彭春雪, 杨玲, 沈海龙
    2022, 42(4):  704-712.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.020
    摘要 ( 297 )   HTML ( 19)   PDF (1607KB) ( 232 )  
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    为了解决红松(Pinus koraiensis)胚性愈伤组织增殖过程中生长状态差、体胚产量不高等问题,本研究利用红松胚性愈伤组织1-100细胞系为材料,通过调节红松增殖培养基中激素、碳源和增殖培养周期,探索其对红松体胚发生能力的影响及其生理生化特性变化。结果如下:①红松胚性愈伤组织最佳增殖条件激素浓度为 1 mg·L-1 NAA+0.25 mg·L-1 6-BA,最佳碳源为蔗糖,最佳增殖培养周期为14 d,在此条件下获得的体胚产量最多(166个·g-1);②在优化增殖培养过程中,储藏物质为红松体胚发生提供了能量来源;激素种类及其浓度、碳源种类、增殖培养周期之间可溶性蛋白质量分数没有显著差异;③红松愈伤组织中CAT活性过高不利于愈伤组织的体胚发生,可能是H2O2等代谢产物积累过多,产生毒害作用。

    研究综述
    植物感受盐胁迫及相关钙信号的研究进展
    陈娇娆, 续旭, 胡章立, 杨爽
    2022, 42(4):  713-720.  doi:10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.021
    摘要 ( 849 )   HTML ( 48)   PDF (1470KB) ( 530 )  
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    盐胁迫对植物的生长和发育造成严重影响,其危害包括渗透胁迫、离子毒害等,严重损害了农业生产和粮食安全。在盐胁迫下,植物相关感受器接受刺激,使得Ca2+通过细胞膜以及细胞内钙库膜上打开的Ca2+通道进入细胞质基质,导致细胞质内Ca2+浓度升高,产生钙信号。钙离子作为重要的第二信使,在植物细胞内和细胞间传递信号,信号往下游传递,在不同生长和发育阶段引起植物一系列的生理响应来应对盐胁迫影响。钙信号主要通过钙调蛋白(CaM)、钙调素样蛋白(CML)、钙依赖性蛋白激酶(CDPK)、钙调磷酸酶B样蛋白(CBL)和CBL互作蛋白激酶(CIPK)感知并将特异的钙信号信息传递到下游;从而激活植物盐胁迫生理响应。本文主要综述植物如何感知盐胁迫刺激,以及钙信号产生与传导机制,并对该研究领域需解决的问题进行了展望。