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生理与生态 栏目所有文章列表

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    1. 死皮对橡胶树树皮线粒体超微结构及活性氧代谢的影响
    杨洪, 王立丰, 代龙军, 郭冰冰
    植物研究    2023, 43 (1): 69-75.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.01.008
    摘要9799)   HTML36)    PDF(pc) (1146KB)(907)    收藏

    为了解析橡胶树(Hevea brasiliensis)死皮的发生机制,有效进行死皮防治,以健康、轻度死皮、重度死皮橡胶树树皮为材料,研究死皮发生过程中树皮线粒体超微结构变化规律及活性氧(ROS)相关基因的表达模式变化。结果表明:死皮树线粒体超微结构发生不规则形变,膜内基质溶解,嵴消失,内腔空泡化等,且严重程度与死皮严重程度成正比。荧光定量PCR结果表明,过氧化物酶基因HbPOD2HbPOD3在死皮树中的表达量高于健康树,可作为监测割胶强度、刺激强度和死皮发生的“标志”基因。植物细胞重要ROS清除酶过氧化氢酶基因HbCAT在死皮树中也下调表达,预示ROS产生与清除之间的平衡是影响橡胶树死皮发生的关键因素。橡胶树中重要抗氧化代谢物基因表达结果表明,HbGST1HbGST2HbPPO在死皮树中的表达量均高于健康树,可能与死皮发生过程胶乳原位凝固相关。本研究通过揭示死皮发生过程树皮超微结构和ROS相关基因表达模式变化,为阐明橡胶树死皮发生机制提供新观点,同时为进一步开发监测割胶强度、刺激强度和死皮发生的基因“标志”提供理论基础。

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    2. 外源硫化氢对盐碱胁迫下裸燕麦叶片有机酸和激素含量的影响
    刘建新, 刘瑞瑞, 刘秀丽, 欧晓彬, 贾海燕, 卜婷, 李娜
    植物研究    2023, 43 (1): 76-89.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.01.009
    摘要7528)   HTML28)    PDF(pc) (3966KB)(932)    收藏

    为探讨外源硫化氢(H2S)对盐碱胁迫下植物有机酸和激素水平的调控效应,以裸燕麦(Avena nuda)为材料,研究喷施50 μmol·L-1 H2S供体硫氢化钠(NaHS)溶液对3.00 g·kg-1盐碱胁迫下叶片有机酸、激素含量和产量性状的影响。结果表明:盐碱胁迫显著提高了琥珀酸、丁烯二酸、苹果酸、葡萄糖醛酸和总有机酸含量,显著降低了焦谷氨酸、茉莉酸-异亮氨酸(JA-Ile)、反式-玉米素(tZ)和N6-(Δ2-异戊烯)腺嘌呤(iP)含量。喷施NaHS溶液显著提高盐碱胁迫下裸燕麦叶片中3-羟基-3-甲基谷氨酸、吲哚乙酸(IAA)、赤霉素A7(GA7)、茉莉酸甲酯(MJA)、iP含量和IAA/ABA比值,显著降低葡萄糖醛酸、赤霉素A3(GA3)、赤霉素A4(GA4)、总赤霉素(GAS)、1-氨基环丙烷羧酸(ACC)含量和ACC/ABA比值,而对琥珀酸、丁烯二酸、苹果酸、柠檬酸、丙二酸、泛酸、烟酸、焦谷氨酸、辛二酸、苯丙酮酸、总有机酸、赤霉素A1(GA1)、茉莉酸(JA)、JA-Ile、脱落酸(ABA)、tZ、反式-玉米素核苷(tZR)、N6-(Δ2-异戊烯基)腺苷(iPA)、总茉莉酸类(JAs)、细胞分裂素(CTK)含量、GAs/ABA、JAs/ABA、CTK/ABA比值无显著影响。主成分分析表明,喷施NaHS溶液使盐碱胁迫下裸燕麦叶片中有机酸3-羟基-3-甲基谷氨酸和激素MJA、GA7、tZ、IAA含量分别显著上调14.31%和41.83%、50.00%、22.97%、13.02%;而有机酸烟酸、葡萄糖醛酸和激素GA4、ACC、tZR、GA3含量分别显著下调16.00%、23.87%和73.53%、32.72%、50.00%、33.91%。另外,喷施NaHS溶液使盐碱胁迫下裸燕麦千粒质量下降了5.91%,而穗数量、穗铃数量、穗粒数量和籽粒产量分别提高了2.19%、9.70%、61.60%和52.83%。表明外源H2S参与盐碱胁迫下裸燕麦有机酸和激素水平的调控,能够增强裸燕麦适应盐碱胁迫的能力。

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    3. 基因转录介导同质园条件下拟南芥不同地理种群的光合能力分化
    李梦烁, 刘莹泽, 鲁焕, 强胜
    植物研究    2023, 43 (1): 90-99.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.01.010
    摘要6858)   HTML27)    PDF(pc) (1584KB)(1085)    收藏

    不同环境条件决定着植物光合能力的多态性,但在相同环境条件下同种植物不同种群间表现出光合能力分化的内在机制仍不清楚,本文旨在揭示同质园条件下欧洲拟南芥(Arabidopsis thaliana)不同地理种群光合能力的分化以及其基因转录调控机制。在同质园条件下,测定来自欧洲不同气候区的23个拟南芥的地理种群的气体交换参数、叶绿素荧光参数及SPAD值综合比较其光合能力差异。另外,根据测定结果选取光合能力差异的典型种群,利用实时定量PCR技术对光合相关基因表达水平进行验证。比较研究发现欧洲不同气候区拟南芥的地理种群间的气体交换参数差异较大,其中净光合速率的变化范围为2~11 μmol·m-2·s-1;而叶绿素荧光参数变异幅度较小,变异幅度几乎不超过10%。聚类分析表明23个拟南芥种群被分为强光合能力和弱光合能力2组,强光合种群主要分布在中欧和西欧地区,净光合速率平均为7.37 μmol·m-2·s-1;而弱光合种群则主要分布在东欧和南欧,净光合速率平均为4.46 μmol·m-2·s-1。相关性分析发现净光合速率和水分利用效率及SPAD存在显著相关性。冗余分析(RDA)结果表明拟南芥光合能力的分化可能与其所在地区生长季温度与降雨量等环境因素有关。实时定量PCR试验表明,强光合能力的典型种群En-D和Stw-0的PSⅡ和Rubisco相关基因表达水平显著高于弱光合能力的典型种群Wa-1和Per-1,暗示着PSⅡ和Rubisco相关基因的转录差异可能参与了拟南芥种群光合能力分化的调控。本研究明确了同质园中不同拟南芥地理种群的光合能力存在差异,这种差异可能与原产地环境有关,并在长期进化中遗传给了后代。而PSⅡ和Rubisco相关基因转录调控可能参与了拟南芥光合能力的分化。

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    4. 珍稀濒危植物峨眉含笑种实表型性状的空间变异特征
    陈俐洁, 党万园, 陈巍巍, 邱涛, 陈小红
    植物研究    2023, 43 (1): 100-108.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.01.011
    摘要6855)   HTML32)    PDF(pc) (1257KB)(1636)    收藏

    通过分析珍稀濒危植物峨眉含笑(Michelia wilsonii)种子与果实的表型性状特征,研究其变异规律和空间自相关性,为峨眉含笑天然种群的保护利用工作提供依据。以雅安周公山的峨眉含笑为研究对象,测定12项种实表型性状指标,采用变异系数和半方差函数,探究峨眉含笑种实的空间变异特征。结果显示:(1)峨眉含笑种实表型性状的平均变异系数为27.59%,种实的形态变异程度最小,种子性状的变异程度比果实性状更为丰富。(2)聚合果下部的种子败育率与蓇葖败育率最高,分别为18.32%和38.22%;中部的败育率最低,分别为15.05%和23.45%。(3)半方差函数模型以指数和球状模型为主,呈聚集分布。除果实长、种子纵径和种子败育率外,其余9项指标具有中高等强度的空间自相关性。(4)9项指标的各向异性比接近于1,空间异质性表现为各向同性。因此,峨眉含笑种实表型性状在中等尺度的空间范围内具有丰富的变异性。

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    5. 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
    植物研究    2022, 42 (4): 657-666.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2022.04.015
    摘要4779)   HTML21)    PDF(pc) (2793KB)(286)    收藏

    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。

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    6. 外源激素浸种与渗透处理对水曲柳种子热休眠的作用
    矫春晶, 李明月, 张鹏
    植物研究    2023, 43 (3): 370-378.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.03.006
    摘要3178)   HTML10)    PDF(pc) (1563KB)(193)    收藏

    为了探究外源激素浸种与渗透处理联用对水曲柳(Fraxinus mandshurica)种子热休眠及相关生理变化的影响,以解除初生休眠的水曲柳种子为材料,分别用1 mmol·L-1赤霉素(GA4+7)、乙烯利(ETH)、细胞分裂素 (6-BA)和水浸种24 h,比较在诱导热休眠温度(25 ℃)下不同质量分数(0、5%、25%、50%)聚乙二醇(PEG)溶液中培养7 d后的种子在适温(10 ℃)下的萌发情况。在此基础上选择结果显著的处理测定种子内源激素含量和细胞壁降解酶活力的变化。结果表明:与单独激素处理相比,GA4+7与不同质量分数PEG联用对种子发芽能力影响不显著,6-BA与PEG联用处理的种子发芽能力随PEG质量分数的升高逐渐提高后趋于稳定,与25% PEG联用的种子发芽率和发芽指数分别提高69.31%和 1.04,发芽时间缩短7.8 d,ETH与PEG联用处理的种子发芽能力随PEG质量分数升高逐渐提高,与50% PEG联用的种子发芽率和发芽指数分别提高43.43%和0.76;联用后的种子胚乳纤维素酶活力显著提高,种胚和胚乳GA、ABA含量变化无显著规律。由此可知,外源激素与渗透处理联用减弱水曲柳种子热休眠的作用因激素种类而异。

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    7. 基于层次分析法的九寨沟震后裸岩边坡覆绿适用苔藓筛选
    夏红霞, 刘李岚, 周徐平, 陈珂, 李英, 旷培刚, 孙庚, 类延宝
    植物研究    2023, 43 (4): 540-549.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.04.007
    摘要2736)   HTML6)    PDF(pc) (1411KB)(1506)    收藏

    为促进九寨沟国家级自然保护区震后高陡裸岩边坡快速覆绿,加速景观的生态恢复过程,在参考文献和实地调查的基础上,选取该区域较为常见的30种乡土苔藓植物,运用层次分析法,基于抗逆能力、易获得性、生态功能、繁殖能力、生物量积累和美观感6个方面构建出18项筛选评价指标体系。结果表明:根据综合评价分值将覆绿苔藓植物分为4个等级,最终筛选出适用于九寨沟震后覆绿5种苔藓植物:东亚砂藓(Racomitrium japonicum)、大灰藓(Hypnum plumaeforme)、美灰藓(Eurohypnum leptothollum)、阔边匐灯藓(Plagiomnium ellipticum)和长叶青藓(Brachythecium rutabulum)。研究结果可为九寨沟及其周边高寒脆弱生态系统无土壤基质的生态环境修复提供备选物种的参考。

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    8. 不同激素处理对白桦幼树萌条及三萜合成的影响
    张玉琦, 苏欣, 尤志强, 富金博, 詹亚光, 尹静
    植物研究    2022, 42 (2): 289-298.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2022.02.014
    摘要2371)   HTML4)    PDF(pc) (1061KB)(382)    收藏

    探索一种可持续、稳定的获得白桦(Betula platyphylla Suk.)枝条的方法,拟通过促萌处理建立多枝条类型白桦材料。以一年生白桦幼苗为试材,采用3个截干高度:10、20、30 cm处理后,每个截干高度使用4种激素或化学药剂处理(20 mg·L-1 2,4-D、20 mg·L-1 KT、20 mg·L-1 6-BA和20 mg·L-1 KMnO4)进行促发萌条试验。结果表明,白桦幼苗初次截干(30 d后)采条,截干高度10 cm进行激素KT、6-BA处理的白桦苗萌芽率最高,达65.0%以上;锯末保湿处理下3种截干高度萌条率、萌条产量均较高,萌条率达75.0%以上。枝条中总三萜含量以截干高度20 cm处理下最高,达76.43 mg·g-1,其次为截干高度10 cm处理下,其他处理均不利于总三萜积累。叶中总三萜含量以截干高度30 cm下激素6-BA处理最高,达91.16 mg·g-1,是锯末处理(30 cm)的2.68倍。在锯末处理、KT和KMnO4处理下的枝条和叶片中总三萜含量显著低于其他处理。6-BA对枝条、叶片中齐墩果酸的积累有利,其他处理均不利于齐墩果酸积累。锯末处理有利于二次萌条及产量的提高,截干高度为10 cm处理下萌条产量达126.96 g。枝条总三萜含量以截干高度20 cm进行激素6-BA处理效果较好,达97.99 mg·g-1。叶中总三萜含量以截干高度30 cm进行激素KT处理最佳,达99.22 mg·g-1,其次为锯末处理组和6-BA处理组。该研究结果为可持续、高效的利用白桦资源及获得三萜产物提供了技术支持。

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    9. 不同时期喷施NaHS对盐碱胁迫下裸燕麦H 2S产生和活性氧代谢的影响
    刘建新, 刘瑞瑞, 刘秀丽, 贾海燕, 卜婷, 李娜
    植物研究    2022, 42 (3): 455-465.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2022.03.015
    摘要2215)   HTML27)    PDF(pc) (991KB)(252)    收藏

    为了解气体信号硫化氢(H2S)对盐碱胁迫下裸燕麦(Avena nuda)活性氧(ROS)代谢的调节效应,筛选和确定H2S最佳的施用时期和适宜浓度。采用盆栽土培试验,研究了在裸燕麦不同时期(幼苗期、拔节期、抽穗期、开花期和灌浆期)喷施0、25、50、100、200、400 μmol·L-1 H2S供体硫氢化钠(NaHS)对3.0 g·kg-1盐碱混合 (NaCl∶Na2SO4∶NaHCO3∶Na2CO3摩尔比为12∶8∶9∶1)胁迫下裸燕麦叶片H2S含量、H2S生成关键酶L-半胱氨酸脱巯基酶(LCD)活性和ROS代谢相关物质含量和酶活性的影响。结果表明:喷施时期和NaHS浓度及其交互作用对盐碱胁迫下裸燕麦叶片中H2S、超氧阴离子()、过氧化氢(H2O2)、丙二醛(MDA)、抗坏血酸(AsA)和谷胱甘肽(GSH)含量及LCD、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性存在显著影响。与喷施0 μmol?L-1 NaHS相比,喷施一定浓度NaHS能够提高H2S、AsA、GSH含量和LCD、SOD、CAT、POD、APX和GR活性,减少、H2O2和MDA积累,但以上各指标最佳的喷施时期和NaHS浓度存在差异。隶属函数综合分析显示,在幼苗期和拔节期喷施25~200 μmol?L-1 NaHS的综合评价值(D)最高,表明在幼苗—拔节期喷施25~200 μmol?L-1 NaHS能更好提高ROS清除能力,从而缓解盐碱胁迫诱导ROS对裸燕麦的氧化伤害。

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    10. 水杨酸在白桦苗期抵御盐碱胁迫中的调控作用
    王景哲, 牛朝奎, 梁馨元, 申晨静, 尹静
    植物研究    2023, 43 (3): 379-387.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.03.007
    摘要2114)   HTML14)    PDF(pc) (1371KB)(150)    收藏

    为探究盐碱胁迫下外施水杨酸(SA)对白桦(Betula platyphylla)苗生长及次生产物合成的影响,以白桦幼苗为材料,分别施加3种处理:清水处理(对照),200 mmol·L-1 NaHCO3,200 mmol·L-1 NaHCO3+360 μmol·L-1 SA,检测不同处理条件下的白桦苗中部叶片相对电导率、叶绿素荧光参数、渗透物质含量、抗氧化酶活性和三萜合成途径关键基因的相对表达量,同时检测白桦苗总三萜、黄酮和多酚含量变化。结果表明:①在200 mmol·L-1 NaHCO3胁迫下,再进行360 μmol·L-1 SA处理能够显著降低白桦苗叶片的相对电导率,提高叶绿素荧光参数 Fv/Fm,增加脯氨酸、可溶性蛋白含量,一定程度上增强白桦苗抗氧化酶(SOD、POD、CAT、APX)活性。②200 mmol·L-1 NaHCO3盐碱胁迫促进了白桦苗三萜合成途径关键基因FPSSSSEBPXBPW的表达上调,并在胁迫前期显著促进了白桦苗多酚的合成(P<0.05),在胁迫后期显著促进了总三萜、黄酮物质的积累(P<0.05)。盐碱胁迫下外施SA信号促使白桦苗HMGRFPSSEBPX基因表达上调较为显著,并在胁迫前期促进了黄酮的合成;在胁迫后期SA显著促进了总三萜的积累,第7天比盐碱胁迫组含量提高34%,比清水处理组提高47%。综合来看,盐碱胁迫下,适宜浓度的SA能够通过调节白桦幼苗渗透平衡、缓解光抑制、增强抗氧化防御系统、调控物质代谢等方式提高白桦幼苗的耐盐碱特性。

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    11. 金塔柏扦插不定根形成与内源激素的调控研究
    刘国彬, 廖婷, 王烨, 郭丽琴, 赵今哲, 姚砚武, 曹均
    植物研究    2022, 42 (2): 278-288.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2022.02.013
    摘要2059)   HTML42)    PDF(pc) (5977KB)(408)    收藏

    金塔柏(Platycladus orientalis ‘Beverleyensis’)是重要的观赏树种。生长素(IAA)、玉米素(ZT)、脱落酸(ABA)和茉莉酸(JA)在金塔柏扦插不定根再生过程中起着重要的调控作用,但不同发育阶段内源激素的动态变化及其对不定根发生的影响仍不清楚。以金塔柏半木质化枝条为材料,采用连续组织切片技术观察了不定根发生过程,利用高效液相色谱串联质谱法检测了4种内源激素含量的动态变化。结果表明,金塔柏不定根原基起源于愈伤组织、髓射线、木质部、维管形成层、次生韧皮部、皮层、髓射线与形成层交界处等部位,属于多位点发生模式和多类型生根方式。在不定根形成过程中,随着愈伤组织的形成,IAA和ZT含量下降,ABA和JA含量升高;随着根原基的分化,IAA和ZT含量缓慢升高,ABA和JA含量下降;随着不定根形成与伸长,IAA、ZT、JA逐渐升高,ABA维持在低水平。激素平衡分析发现,IAA/ABA比值和IAA/JA比值下降、IAA/ZT比值上升利于愈伤组织的形成,反之利于根原基的诱导分化,而IAA/ABA比值升高,IAA/ZT和IAA/JA维持在较低水平利于不定根形成与伸长。研究结果为揭示不同内源激素对金塔柏扦插不定根再生的调节作用提供了依据。

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    12. 镜泊湖世界地质公园火山口地下森林苔藓植物多样性
    丛明旸, 李永坤, 阳文静, 陈朴青
    植物研究    2023, 43 (3): 361-369.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.03.005
    摘要1879)   HTML14)    PDF(pc) (1195KB)(226)    收藏

    为探究镜泊湖世界地质公园火山口地下森林苔藓植物多样性,采用典型调查法开展野外调查,共采集苔藓植物标本3 622份,采用形态解剖学方法鉴定物种,结果表明:共记录苔藓植物53科126属292种,其中苔类植物14科17属31种,藓类植物39科109属261种。4个火山口苔藓植物种数由多至少为Ⅳ(192种)、Ⅰ(126种)、Ⅲ(113种)和Ⅱ(61种)。优势科有青藓科(Brachytheciaceae)、提灯藓科(Mniaceae)、丛藓科(Pottiaceae)等,占总种数的42.12%;优势属有青藓属(Brachythecium)、绢藓属(Entodon)、匐灯藓属(Plagiomnium)等,占总种数的18.49%;优势种有金灰藓(Pylaisia polyantha)、短叶毛锦藓(Pylaisiadelpha yokohamae)、广叶绢藓(Entodon flavescens)等。4个火山口苔藓植物共有种为20种,Ⅳ号独有种最多(88种),多样性支持“中度干扰假说”。镜泊湖火山与五大连池火山苔藓植物相似性高(20.42%),说明地形对多样性的贡献较大。垂直海拔最高的Ⅰ号火山口苔藓植物α多样性呈中峰格局,支持“中间高度膨胀”理论,建议对苔藓植物最丰富的中部海拔段给予优先保护。本研究表明镜泊湖火山口地下森林现存较丰富的苔藓植物种类,在我国火山生态系统中占重要地位,建议对此处苔藓植物给予重点保护,以保存基因资源。本研究结果提供了第一手基础本底资料,具有重要的科学意义。

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    13. 水杨酸、纳米氧化锌和促生真菌YZ13-1在水曲柳抵御干旱胁迫中的调控作用
    申晨静, 武文博, 耿露冉, 王福龙, 赵鹏舟, 宋金辉, 詹亚光, 尹静
    植物研究    2023, 43 (3): 388-395.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.03.008
    摘要1775)   HTML9)    PDF(pc) (1463KB)(156)    收藏

    为探究水杨酸(SA)、纳米氧化锌(ZnO NPs)和促生内生真菌YZ13-1(Fusarium graminearum)对水曲柳(Fraxinus mandshurica)幼苗耐旱性的影响,以2年生盆栽水曲柳为材料,设置5组处理:T1,干旱胁迫处理(土壤含水量为20%~25%);T2、T3和T4组在T1组处理的基础上分别施加50 mg·L-1 SA,100 mg·L-1 ZnO NPs,促生真菌YZ13-1悬液;CK,对照组(土壤含水量为50%~55%)。结果表明:与T1组相比,T2组的过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化氢酶(CAT)活性均提高了2倍,可溶性糖(SS)、脯氨酸(PRO)和酚类物质含量分别增加了44%、60%、16%,同时叶片相对电导率(RWC)降低了14%。与内生真菌和ZnO NPs相比,SA更能显著提高干旱胁迫下的水曲柳的抗逆酶活性,增加渗透物质和酚类物质含量,进而提高抗旱能力。研究明确了3种诱导处理均可提高水曲柳抗旱性,且以SA处理效果最佳,为水曲柳抗旱剂的筛选提供了理论依据。

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    14. 超低温保存处理对水曲柳胚胎生理生化特征的影响
    任悦, 魏骋, 徐添添, 沈海龙, 杨玲
    植物研究    2023, 43 (3): 396-403.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.03.009
    摘要1725)   HTML7)    PDF(pc) (1479KB)(176)    收藏

    以合子胚作为保存材料,进一步分析超低温保存处理前后的水曲柳合子胚细胞各生理生化指标的变化情况,明确冷冻方式和脱水时间对生理生化指标的影响,为建立水曲柳优良遗传材料长期保存方法提供生理数据支撑。在脱水120 min条件下,合子胚经快冻法保存后,细胞内脱氢酶活性最高,同时过氧化氢酶活性、过氧化物酶活性、脯氨酸质量分数均达到最大值,分别为1 168.85 U·g-1·min-1、338.33 U·g-1·min-1、394.99 μg·g-1;经玻璃化法保存后,合子胚细胞内脱氢酶活性、脯氨酸含量、过氧化物酶活性、过氧化氢酶活性均为最小值;经慢冻法保存后,合子胚细胞内可溶性蛋白质量分数和超氧化物歧化酶活性均达到最大值,分别为18.82 mg·g-1和361.97 U·g-1,显著高于其他冷冻方法。干燥脱水120 min结合快冻法处理条件下,合子胚的活力达到最高值。研究结果表明,不同冷冻方式、不同脱水时间及二者的交互作用均会影响水曲柳合子胚的存活率和各项生理指标。除丙二醛质量分数降低外,水曲柳合子胚细胞内脱氢酶活性、抗氧化酶活性、脯氨酸质量分数、可溶性蛋白质量分数在经不同冷冻方式保存后,均随脱水时间增加而增加。超低温保存处理后的合子胚及体胚的存活率可达62.26%和51.68%。因此认为,干燥脱水120 min结合快冻法适合水曲柳胚胎的超低温保存。

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    15. 基于熵权TOPSIS模型的桃儿七种子超低温保存条件筛选
    久西加, 王玉辉, 陈红刚, 王惠珍, 曾翠云, 杜弢
    植物研究    2023, 43 (3): 404-411.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.03.010
    摘要1707)   HTML9)    PDF(pc) (1559KB)(130)    收藏

    探索适宜桃儿七(Sinopodophyllum hexandrum)种子超低温保存的条件,为桃儿七种子的长期保存提供技术支撑。以桃儿七种子为试验材料,利用硅胶干燥法、自然阴干法及浸泡法获取1.6%、9.6%、20.9%、30.5%的4种不同含水量种子,并通过直接冷冻、缓慢冷冻及玻璃化冷冻3种方式对其进行超低温保存,同时测定超低温保存前后桃儿七种子生活力及其种子内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、丙二醛(MDA)、总蛋白(TP)、可溶性淀粉、可溶性糖的含量变化。研究结果发现:①不同含水量的桃儿七种子经3种超低温冷冻方式保存后,种子生活力均呈现不同程度的下降,但含水量为1.6%、9.6%和20.9%的桃儿七种子经缓慢冷冻后较对照组无显著差异(P>0.05);②4种含水量的桃儿七种子经超低温保存后,其种子内可溶性糖和总蛋白含量总体呈上升趋势,且可溶性糖含量增幅最大,而种子内淀粉含量、超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性总体呈下降趋势,但超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性在含水量为1.6%和9.6%时降幅较小,丙二醛含量在含水量为1.6%和30.5%时呈上升趋势,而在含水量为9.6%和20.9%时表现为下降趋势,说明不同含水量的桃儿七种子经液氮冷冻后均受到不同程度损伤,引起抗氧化酶活性下降,同时蛋白含量的增加和淀粉降解导致的可溶性糖含量积累又提高了种子的低温耐性,导致冷害产物丙二醛含量呈现不同的变化趋势;③熵权TOPSIS综合排序在前3位的分别是含水量为1.6%的玻璃化冷冻组种子、含水量为9.6%的直接冷冻组和缓慢冷冻组的种子。结果表明,桃儿七种子液氮超低温保存技术是可行的,含水量为9.6%的种子经直接冷冻或缓慢冷冻为最佳的超低温保存条件。

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    16. 砒砂岩区不同生态修复植被根际土壤微生态环境特征
    许吉康, 何炎红, 刘婷岩, 郝龙飞, 张盛晰, 李赵毅
    植物研究    2023, 43 (4): 531-539.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.04.006
    摘要1590)   HTML5)    PDF(pc) (1941KB)(106)    收藏

    通过研究准格尔旗生态修复植被油松(Pinus tabulaeformis)人工林、柠条(Caragana korshinskii)人工林、自然恢复草地和撂荒地中土壤微生态环境特征,为砒砂岩区生态修复技术提供有效补充。本研究分析了4种植被类型土壤微生态环境中微生物群落结构及微生物生物量碳、氮和磷含量、土壤养分转化相关酶活性和土壤化学性质的变化规律,探讨了土壤微生物群落结构与土壤微生态环境间的关联性,并探明不同生态修复植被类型中土壤微生境的主要影响因素。结果表明:(1)4种植被类型中油松人工林土壤溶解性有机碳最高,为4.26 mg·kg-1; 柠条人工林土壤有效氮最高,为11.69 mg·kg-1;而油松人工林、柠条人工林、自然恢复草地中的土壤有效磷含量无显著差异。(2)油松人工林根际土壤养分转化相关酶活性和土壤微生物生物量碳、氮和磷均显著高于其他植被类型。(3)油松人工林的土壤真菌相对丰度最大,为31.36%;柠条人工林和撂荒地土壤革兰氏阳性菌相对丰度最大,分别为35.73%和37.27%;土壤革兰氏阴性菌的相对丰度随可利用有机碳的减少呈增加趋势,油松人工林最小(36.82%),自然恢复草地最大(42.13%)。(4)土壤真菌相对丰度与土壤养分转化相关酶均呈正相关关系;偏好易分解碳源的革兰氏阴性菌与土壤微生态环境因子的相关性较小,而革兰氏阳性菌与土壤碳转化相关指标均显著负相关。(5)冗余分析发现,碱性磷酸酶作为解释度最大的环境因子,与真菌呈极显著正相关关系,与格兰氏阳性菌呈极显著负相关关系。综上,砒砂岩区生态修复植被类型中油松人工林微生态环境的稳定性相对较高,可以作为砒砂岩区最优生态修复树种,在根际土壤微生态环境变化中碱性磷酸酶和真菌协同作用有效调控砒砂岩区的环境修复。

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    17. 金叶复叶槭叶片色素与解剖结构
    康莹, 潘晶晶, 陈建华, 刘权钢, 董胜君
    植物研究    2023, 43 (4): 591-600.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.04.012
    摘要1582)   HTML6)    PDF(pc) (2699KB)(89)    收藏

    以金叶复叶槭(Acer negundo ‘Aurea’)的金黄叶、复绿叶为试验材料,以复叶槭的绿叶为对照(CK),测定并比较3种叶片类型的叶色参数、色素含量和解剖结构,探究金叶复叶槭叶片的呈色机理,为金叶植物叶色机理的研究及栽培提供理论依据。结果表明:金黄叶叶色参数L*、a*、b*值极显著高于复绿叶和CK(P<0.01),复绿过程中叶色参数均呈下降趋势。金黄叶叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素、类胡萝卜素含量极显著低于复绿叶和CK,ω(类胡萝卜素)/ω(总叶绿素)为0.64,极显著高于复绿叶和CK(P<0.01),复绿过程中色素含量均呈上升趋势。3种类型叶片横切面各组织厚度、比值及排列存在差异,金黄叶叶片厚度124.51 μm,显著低于CK(P<0.05),栅栏组织厚度31.26 μm、栅/海为0.45,均极显著低于复绿叶和CK(P<0.01),栅栏组织和海绵组织排列混乱,而另外2种类型叶栅、海组织排列较为规则有序。金黄叶叶绿体长、宽分别为3.42 μm、1.27 μm,均极显著小于复绿叶和CK(P<0.01),叶绿体体积小且发育不完整、缺少类囊体垛叠。初步判断类ω(类胡萝卜素)/ω(总叶绿素)值高、叶片栅栏组织较薄、栅/海值低和叶绿体内类囊体缺少垛叠是导致金叶复叶槭叶片呈现金黄色的原因。

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    18. 极危植物百山祖冷杉的种子雨
    吴友贵, 朱志成, 吴倩倩, 蔡焕满, 陈定云
    植物研究    2023, 43 (5): 711-719.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.008
    摘要1450)   HTML11)    PDF(pc) (1803KB)(153)    收藏

    百山祖冷杉(Abies beshanzuensis)为浙江百山祖特有的极度濒危植物,野生母树仅存3株,其中1株 散生,另外2株呈南北相邻生长。为了解百山祖冷杉种子雨的时空格局特征,布设33个1.0 m×1.0 m的种子收 集框,对2017年、2019年产的种子进行收集,每半个月收集一次种子,结果表明:(1)2017年12月16日至2018年2月28日,共收集到6次种子,其中散生株1 093粒、相邻两株1 020粒。2019年11月31日至2020年1月16日,共收集到4次种子,其中散生株341粒、相邻的北株165粒。(2)母树种子千粒鲜质量变化较大,最小的为2017年相邻两株种子(25.87 g),最大的为2019年相邻的北株种子(39.21 g)。种子长度、宽度、厚度的最大值分别为14.5、6.8、4.1 mm,种翅长度和宽度的最大值分别16.4、13.7 mm。种子饱满率和千粒质量都表现出“先下降后提高”的趋势。北向的种翅、种子饱满率、千粒质量较大,而南向的则较小。种子性状与收集框距离之间没有明显的规律。(3)2017年种子,有前2次的高峰,前2次收集到的种子为总数的80%左右,而2019年种子仅有第1次是高峰,收集到的种子为总数的80%左右。在高峰之后,收集到的种子显著减少。存在种子“二次掉落”现象,延长了种子掉落时间。(4)随着收集框与母树距离的增大,收集到的种子减少。约98%的种子掉落在距离母树 10 m的范围内。30 m框合计仅收集到4粒种子。(5)西向收集的种子总数最多,可能与西向地形较低有关。

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    19. 盐碱胁迫对彩叶矾根‘银扇’幼苗生长和生理特性的影响
    庄舒尧, 许恒博, 胡骁彧, 戴上, 张彦妮
    植物研究    2023, 43 (4): 520-530.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.04.005
    摘要1081)   HTML11)    PDF(pc) (3933KB)(251)    收藏

    以观叶植物矾根‘银扇’(Heuchera micrantha ‘Silver Fan’)幼苗为研究对象,选用30、60、90、120、 150 mmol·L-1 NaCl、NaHCO3与20、30、40、50、60 mmol·L-1 Na2CO3,分别模拟盐胁迫、盐碱胁迫和碱胁迫。试验以1/4霍格兰营养液为对照,采用水培法,对幼苗处理0、7、14 d,从盐害率、生理指标等方面观察植株的响应,通过对7个指标进行主成分分析,探讨盐碱胁迫对‘银扇’幼苗生长的影响。结果表明:在不同盐碱胁迫处理下,幼苗的相对电导率和丙二醛含量(MDA)随时间延长和浓度升高均呈上升趋势。在30 mmol·L-1 NaCl与NaHCO3分别处理下的‘银扇’幼苗无明显盐害症状,随着处理时间的延长各生理指标都呈上升趋势;随着浓度增加和胁迫时间的延长,幼苗盐害指数上升,观赏价值降低,超氧化物歧化酶(SOD)活性整体呈先升后降的趋势,分别在 90 mmol·L-1 NaCl和60 mmol·L-1 NaHCO3时达到最大值;在胁迫相同时间条件下,叶绿素(Chl)、叶绿素a(Chla)和叶绿素b(Chlb)含量不断下降,ρ(Chla)/ρ(Chlb)随胁迫浓度的升高而升高。在不同浓度Na2CO3胁迫下SOD活性总体呈上升趋势,50 mmol·L-1时达到最大值,Chl、Chla与Chlb含量总体呈下降趋势,但在胁迫相同时间条件下,ρ(Chla)/ρ(Chlb)随浓度升高先减后增,在40 mmol·L-1处理下比值最小。总体来说,‘银扇’幼苗具有一定耐盐能力,在NaCl浓度<90 mmol·L-1,NaHCO3浓度<60 mmol·L-1,Na2CO3浓度<40 mmol·L-1可以生长,且具有一定观赏价值。主成分分析结果表明,相对电导率、Chla和Chlb含量可作为‘银扇’耐盐碱能力强弱的评价指标。

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    20. 不同树龄侧柏古树扦插生根过程中的生理响应
    常二梅, 董遥, 刘建锋, 贾子瑞, 李香, 赵秀莲, 郭伟
    植物研究    2023, 43 (4): 582-590.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.04.011
    摘要1050)   HTML10)    PDF(pc) (1582KB)(261)    收藏

    为探讨树龄对侧柏(Platycladus orientalis)古树扦插生根的影响及扦插过程中的生理机制,从树龄分别为5、100、300、700天的侧柏母树上取插穗进行扦插繁殖,以4个不同生根阶段(0 d(S1,扦插前)、35 d(S2,愈伤组织形成期)、65 d(S3,不定根形成期)、95 d(S4,不定根伸长期))插穗基部的韧皮部为材料,测定生理指标含量的动态变化,并统计生根率和生根数量。结果表明:取自侧柏古树插穗与幼树插穗相比,生根率显著降低、生根数量显著减少(P<0.05)。取自5年侧柏的插穗的营养物质(总糖、总蛋白)含量、抗氧化酶(酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD))活性、激素[内源吲哚乙酸(IAA)、玉米素核苷(ZR)]含量在4个扦插生根阶段显著高于侧柏古树(P<0.05),说明这些物质含量高有利于插穗生根。丙二醛(MDA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA)含量随侧柏树龄的增长呈现显著增长的趋势(P<0.05),说明侧柏古树插穗的有害物质和抑制生根的激素含量较多。营养物质(总糖、总蛋白)、激素(IAA、GA)含量在4个生根阶段中呈现先增高后降低的趋势,在S3时最高(P<0.05)。相反,ABA含量在S3时显著低于其他3个阶段(P<0.05),说明不定根形成阶段(S3)是扦插过程中的关键阶段,ω(IAA)/ω(ABA)、ω(ZR)/ω(ABA)比值越大,越有利于不定根形成。树龄显著影响侧柏扦插生根率,但是,不同年龄的侧柏古树的扦插生根率差异不显著。而有利于扦插生根的营养物质(总糖、总蛋白)、抗氧化酶(PPO、POD、SOD)活性、激素(IAA、ZR)含量少是侧柏古树生根难的原因。

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