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1. 云南文山薄竹山山顶苔藓矮林物种组成与群落特征
黄红, 税玉民, 张志明, 罗家旺, 何德明, 杨冲, 王伟, 陈文红
植物研究    2024, 44 (5): 738-752.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.05.011
摘要123)   HTML7)    PDF (3777KB)(16)    收藏

为了补充和完善我国西南地区山顶苔藓矮林的群落种类组成和结构特征,基于1 hm2动态监测样地的群落调查数据,采用CTFS标准调查样地内胸径(DBH)≥1 cm的所有木本植物;从1 hm2森林动态监测样地中选取10个(总计0.6 hm2,每个样方为20 m×30 m)标准植被样方,采用植物群落清查方法对样方内所有维管植物进行调查和统计;从物种组成特征、数量特征、主要优势树种的径级结构等角度入手,分析样地内的物种组成和群落结构特征。主要结果:(1)在1 hm2动态样地中,DBH≥1 cm的木本植物共计20科32属42种3 614株个体;在0.6 hm2群落样地中,维管植物共计42科67属103种,其中树高≥3 m的乔木共计24种1 536株个体。(2)厚叶杜鹃(Rhododendron sinofalconeri)在群落中占绝对优势,重要值比次优势物种的重要值大3~4倍。(3)整个群落年龄结构呈“L”型,但厚叶杜鹃以成年个体为优势而不同于其他优势种。(4)该群落由乔木层、灌木层、草本层和层间植物组成,命名为厚叶杜鹃-大花云南桤叶树-文山八角山顶苔藓矮林(Rhododendron sinofalconeriClethra delavayi var. yuianaIllicium tsaii summit mossy dwarf forests)。云南文山薄竹山山顶苔藓矮林群落物种丰富、组成稳定、优势显著,更新状况良好。群落林冠外貌平整,处于成熟林状态。

2. 不同水曲柳无性系种子休眠差异
刘婷, 李明月, 朱美如, 辛昊, 董博文, 张鹏
植物研究    2024, 44 (5): 711-720.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.05.008
摘要90)   HTML5)    PDF (676KB)(4)    收藏

以18个水曲柳无性系种子为研究材料,经过不同层积处理后,在适宜温度下比较无性系种子萌发表现,同时分析其萌发表现与种子胚生长变化之间的关系。结果表明:经不同层积处理后,不同水曲柳无性系种子休眠程度存在差异。1、2和6号无性系种子休眠程度较浅,经较短时间(共18周)变温层积处理可解除休眠,其中2、6号种子发芽率达75%以上;13、14、15、16号无性系种子通过延长2周低温层积时间(共20周)可解除休眠;4、8、11和12号无性系种子通过延长2周暖温层积时间(共20周)可解除休眠;5和18号无性系种子休眠程度较深,需同时延长暖温和低温层积时间(共22周)才能解除休眠;3、7、9、10、17号无性系种子延长2周层积时间(共20周)可解除种子休眠,其中延长暖温或低温层积时间对种子休眠的影响差异不显著。在层积处理过程,不同无性系种子胚长、胚率、胚质量比的变化规律不同,6、7、11号等无性系种子相对延长2周低温层积时间有利于胚生长,2、5、17号等无性系种子相对延长2周暖温层积时间有利于胚生长,但通过层积过程中种子胚生长变化情况并不能准确判断不同无性系种子休眠程度上的差异,应通过种子的萌发表现来判断不同无性系种子休眠差异。研究结果可为生产实践中选择种子休眠较浅的无性系母树采种育苗提供参考依据。

3. 循环复幼对水曲柳生长繁殖及生理的影响
彭广州, 刘建飞, 王巧欣, 付可琢, 张烨, 张晨曦, 詹亚光
植物研究    2024, 44 (5): 721-729.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.05.009
摘要102)   HTML7)    PDF (2933KB)(12)    收藏

为解决水曲柳(Fraxinus mandshurica)因年龄效应而导致的插穗生根能力在3年生后显著下降的问题,以4年生水曲柳实生苗为研究对象,探究循环扦插复幼对克服年龄效应的作用,尤其是循环次数和截干处理2个关键因素对水曲柳萌蘖、生长和扦插生根的影响,以及循环复幼过程中水曲柳的生理变化。结果表明:循环复幼次数的增加和截干处理都能提高水曲柳的复幼程度,呈现萌生枝数量增加、枝条细化、茎节缩短的特征,同时显著提高扦插再生能力。在循环复幼次数达到3次且叠加截干处理时,与未循环复幼相比萌枝数量提高了6.56倍,生根率提高了7.44倍。循环复幼1~3次,植株生长素吲哚乙酸(IAA)、细胞分裂素(CTK)水平提高,赤霉素(GA3)水平在第3次时才显著提升,而脱落酸(ABA)水平呈逐渐下降趋势;循环复幼后植株中过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性降低,丙二醛(MDA)和可溶性糖含量减少。这些生理指标变化都与植株幼化状态相符。可见,循环复幼可有效恢复幼化状态,诱导水曲柳形成较高IAA、GA3和较低ABA水平的萌枝,同时降低了抗氧化酶活性、MDA与可溶性糖含量,有利于实现水曲柳复幼,从而提高扦插生根率,实现水曲柳良种的快速高效无性繁殖。

4. 大兴安岭绰纳河保护区植物多样性特征
张喜亭, 张建宇, 仲召亮, 王文杰
植物研究    2024, 44 (5): 730-737.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.05.010
摘要89)   HTML6)    PDF (1290KB)(14)    收藏

探究林分结构、立地条件、保护强度与植物多样性之间存在的耦合关系,有助于提升保护区植物多样性保护效果。基于此,该研究选择大兴安岭绰纳河国家级自然保护区森林群落作为研究对象,调查乔木层、灌木层、草本层植物多样性和林分结构特征,并采集土壤样品测定土壤理化性质。利用频率分布、冗余排序与方差分解分析等方法,揭示该区域植物多样性特征及其与影响因素间的耦合关系。结果表明:(1)绰纳河保护区乔木层主要树种为落叶松(Larix gmelinii),相对多度为64.35%,其次为白桦(Betula platyphylla);灌木以越橘(Vaccinium vitis-idaea)占比最高,达到72.70%;草本共记录77种,其中羊须草(Carex callitrichos)占比最大(23.72%)。(2)乔、灌、草丰富度与多样性指数由大到小排序依次为草本层、乔木层、灌木层,均匀度指数以灌木层最高。(3)方差分解分析和冗余分析结果表明,林分结构的独立效应对植物多样性变化解释量最大;草本层盖度、灌木密度、乔木树高和土壤容重与植物多样性变化关系最为紧密。通过调整林分结构来提升植物多样性是简单而又可靠的途径,上述结果为大兴安岭地区林分管理提供了数据支撑。

5. 云冷杉红松林优势树种生态位、种间联结及群落稳定性
栾宜通, 李念森, 乔璐靖, 琚存勇, 蔡体久, 孙佩丽
植物研究    2024, 44 (5): 753-762.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.05.012
摘要150)   HTML8)    PDF (1401KB)(13)    收藏

以细鳞河国家级自然保护区云冷杉红松(Picea koraiensis-Abies nephrolepis-Pinus koraiensis)林固定监测样地为对象,采用α多样性指数、生态位测定、方差比率法(VR)、χ2 检验、Spearman秩相关检验和M. Godron稳定性分析云冷杉红松林树种多样性、优势树种生态位、种间联结及群落稳定性。结果表明:(1)样地共有乔木树种14科14属20种,林木分布均匀,α多样性指数较高;(2)样地生态位重叠指数较高,但生态位重叠指数较大 (>0.7)或较小(<0.4)的情况较少,生态位分化程度一般;(3)样地总体关联性呈不显著正关联,主要树种种间以正相关和不显著相关为主,种间独立性较强;(4)样地M. Godron稳定性计算结果落于点(32.79,67.21),远离稳定点(20,80),群落稳定性较差;(5)红松重要值与生态位宽度最大,与其他树种的生态位重叠指数均值高于样地均值,以大径级个体为主,树种相对频度较低。因此,在云冷杉红松林生态系统恢复过程中,应进行适当的人工干预,促进红松种群数量恢复,调节种间关系,提高种间联结强度,在群落稳定性下降时加强珍稀植物种群监测及保护。

6. 硒对膜荚黄芪镉胁迫的缓解机制解析
王洪政, 余绍莲, 马月花, 任玲芸, 倪红伟
植物研究    2024, 44 (4): 565-575.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.04.009
摘要111)   HTML2)    PDF (2483KB)(7)    收藏

为了揭示硒(Se)对膜荚黄芪(Astragalus membranaceus)镉(Cd)胁迫的缓解机制,以传统药用植物膜荚黄芪为材料,利用水培技术综合研究了离子拮抗作用、抗氧化酶系统、重金属螯合物以及异黄酮在Se缓解Cd胁迫中的作用。结果表明:10 μmol·L-1 Se显著改善了50 μmol·L-1 Cd胁迫下膜荚黄芪幼苗生长状况并减轻了植株的活性氧积累水平以及膜脂过氧化水平。Cd处理下Se添加显著降低了膜荚黄芪各部位Cd含量,同时Cd添加也显著降低了各部位Se含量,说明膜荚黄芪在Se与Cd的吸收上具有明显的拮抗作用。抗氧化酶活性测定结果显示,Se添加降低了Cd胁迫下膜荚黄芪各部位过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,通过相关性分析发现多种抗氧化酶活性与O2-含量具有显著正相关关系,暗示抗氧化酶活性的变化更多的是与植物体内活性氧水平相适应的结果。此外,Se添加也降低了Cd处理下膜荚黄芪各部位非蛋白巯基和金属硫蛋白含量,且两者在各部位的含量与对应Cd含量呈现出良好的正相关,表明重金属螯合物含量是由各部位Cd含量所调节的。与抗氧化酶和金属硫蛋白不同,Se添加显著提高了Cd胁迫下膜荚黄芪幼苗根系中3种异黄酮成分的含量。进一步对异黄酮合成途径关键酶基因CHS、IFS、I3H、IOMTUCGT表达水平进行研究,发现Se明显上调了Cd处理下所有酶基因的表达水平。综上,Se通过吸收过程中与Cd的拮抗作用降低了Cd处理下膜荚黄芪幼苗中的Cd含量,降低了植物受胁迫程度,同时通过上调异黄酮等次生代谢物质合成,提高了植物对Cd胁迫的耐性。

7. 变温层积不同阶段刺五加种子萌发生理及代谢特点
任艳君, 郭晓瑞, 于子煊, 吴可心, 孙宇, 陈宁, 油乔木, 邢凯鑫
植物研究    2024, 44 (4): 576-589.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.04.010
摘要146)   HTML2)    PDF (5311KB)(10)    收藏

为了探究刺五加(Acanthopanax senticosus)种子的休眠类型以及种子萌发过程中生理和代谢特征,以东北地区刺五加种子为研究对象,分别在不同温度条件(20 ℃,4 ℃,20 ℃/4 ℃)下对种子进行140 d沙藏层积处理。通过观察胚的表型变化,筛选出5个典型时期。研究5个典型时期种子中的内源激素、主要营养物质及其水解酶、抗氧化系统和代谢组学的动态变化规律。结果表明:(1)刺五加种子吸水性能良好,20 ℃恒温条件只能促进胚的伸长,不能萌发。4 ℃恒温条件下胚率无增长。只有0~110 d保持20 ℃恒温,110~140 d保持4 ℃恒温,胚率增长且种子能够萌发。(2)随着胚率增长,赤霉素含量上升,脱落酸含量下降,吲哚乙酸、吲哚丁酸和萘乙酸含量均下降;脂肪含量下降,可溶性糖含量上升。脂肪含量与脂肪水解酶活性呈显著负相关,与可溶性糖含量呈极显著负相关。(3)共筛选出92个差异代谢物,碳代谢、能量代谢和抗氧化代谢是主要的差异代谢通路。此外,倍半萜和三萜生物合成、脂肪酸生物合成、甘油脂类代谢等也存在差异。总之,刺五加种子属于形态生理性休眠,变温层积是打破种子休眠的必要条件,内源激素能够调控种子的休眠与萌发。脂肪等大分子营养物质被水解酶分解,为种子萌发提供物质和能量,这也是种子萌发的必要条件之一。该研究可为鉴定刺五加种子休眠类型以及人工繁殖提供理论依据。

8. 土壤灭菌、AM真菌接种与氮添加对柠条根际土壤的影响
李艺雪, 叶冬梅, 郝龙飞, 刘婷岩, 段嘉靖, 聂正英
植物研究    2024, 44 (4): 590-601.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.04.011
摘要108)   HTML4)    PDF (1159KB)(6)    收藏

基于土壤微生物可增强植物对全球变化的适应性,研究氮沉降背景下土壤微生物对根际土壤微生境生态化学计量特征的影响,进而探明生态化学计量特征变化对根际土壤微生物养分限制的调控规律。在土壤灭菌处理(灭菌土(+S)和非灭菌土(-S))基础上,对1年生柠条(Caragana korshinskii)盆栽苗木进行2种苗木接种AM真菌处理((接菌(+M)和未接菌(-M)),并设置氮添加处理(不施氮(CK)、低氮(LN,3 g·m-2·a-1)、高氮(HN, 6 g·m-2·a-1))。以非灭菌土未接菌条件下土壤原有微生物群落组成为基础,探究不同处理下微生境生态化学计量特征与微生物养分限制的关联性。结果如下:(1)灭菌土处理中,柠条菌根苗根际土壤中真菌相对丰度较非菌根苗在CK、LN和HN处理下分别显著提高了82.20%、25.00%和59.84%。(2)非灭菌土处理中,LN处理的柠条非菌根苗根际土壤微生物生物量碳磷比较CK处理降低了46.28%(P<0.05),而柠条菌根苗微生物生物量碳磷比较CK增加了56.76%(P<0.05)。(3)各氮添加处理下,灭菌土处理的柠条非菌根苗根际土壤与碳、氮相关土壤酶活性计量比,与碳、磷相关土壤酶活性计量比和向量长度均显著低于菌根苗(P<0.05)。(4)PLS-PM路径分析发现,微生物调控对微生物养分限制的总效应系数大于氮添加处理。综上,土壤原生菌和菌根真菌协同调节根际土壤酶化学计量比,进而增强土壤微生物养分限制对氮添加的适应。

9. 不同采收期辽东楤木叶的功能成分及其抗氧化活性
唐美欣, 段泽佳, 郭云, 张野, 李焦桐, 赵恒田, 唐中华
植物研究    2024, 44 (4): 602-611.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.04.012
摘要118)   HTML1)    PDF (2562KB)(8)    收藏

为给辽东楤木(Aralia elata)适时采收提供理论依据,以栽培型辽东楤木为试验材料,分析了辽东楤木叶在不同采收时期(S1时期,2023年4月10日;S2时期,2023年4月30日;S3时期,2023年5月20日;S4时期,2023年6月9日)的生物量、光合色素含量、总酚和总黄酮含量、抗氧化能力。同时,建立了高效液相色谱(HPLC)的检测方法,测定辽东楤木皂苷A、辽东楤木皂苷V、辽东楤木皂苷X的含量,并且基于高效液相色谱-质谱代谢组学技术,对比分析了不同采收期辽东楤木在次生代谢产物上的差异。结果表明:(1)辽东楤木叶鲜质量、干质量、光合色素含量均随着生长而增加,在S4时期达到最大值;(2)总酚和总黄酮含量在S1时期达到最大值(1.36 mg·g-1、29.38 mg·g-1);(3)S1时期DPPH自由基清除能力最强(IC50为0.262 g·L-1),S2时期ABTS自由基清除能力最强(IC50为0.511 g·L-1);(4)辽东楤木皂苷A的含量在S4时期达到最大值,为12.90 mg·g-1,辽东楤木皂苷V和辽东楤木皂苷X在S2时期的含量显著高于其他时期,分别为1.53、3.30 mg·g-1;(5)共鉴定了24种酚类代谢物,4个时期的酚类化合物总量分别为64.84、119.31、101.95、89.32 mg·g-1,其中C6C1骨架化合物(原儿茶酸、龙胆酸),C6C3C6骨架化合物(芦丁),C6C3骨架化合物(咖啡酸)在S2时期显著积累。综上所述,综合考虑功能成分含量、抗氧化活性和食用性认为,S2时期为最适宜的采收时间。

10. 河套平原沙漠区3种乡土树种人工栽培后的生态适应性
孙耀文, 马迎梅, 任晓敏, 韩峰, 陈鑫, 左朗
植物研究    2024, 44 (4): 612-624.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.04.013
摘要82)   HTML2)    PDF (3510KB)(16)    收藏

乌兰布和沙漠东北段的防护林是保护东部河套平原农业生产的重要生态屏障,由于对人工造林研究缺乏重视,许多防护林体系中的林分有一定的衰退趋势。研究乡土树种人工栽培后的生态适应性,是指导人工防护林建设和可持续经营的重要举措。为了深入探究乌兰布和沙漠乡土树种人工栽培后的生态适应性,本文以3种乡土树种沙冬青(Ammopiptathus mongolicus)、霸王(Zygophyllum xanthoxylon)和蒙古扁桃(Prunus mongolica)为研究对象,通过测定功能性叶片表皮形态、解剖结构、生理指标,结合当地气象数据,阐释3种植物对沙漠环境的适应机制。结果表明:3种植物分别以不同方式适应沙漠环境。沙冬青通过增大叶面积来增加受光面积、提高光合效率,利用密集的表皮毛和发达的角质层强化叶片机械防御能力,降低强光灼伤及水分蒸腾,维持细胞水分平衡,从而降低细胞膜脂过氧化。蒙古扁桃叶片簇生,通过增加叶片数量增加受光面积、提高光合效率,通过卷曲叶片躲避强光灼伤,通过特化气孔位置(将气孔全部分布于叶片下表面),利用发达的维管束、丰富的黏液细胞和晶体结构来降低水分蒸腾,维持细胞水分平衡,从而降低细胞膜脂过氧化。霸王叶片呈圆柱状条形结构,通过降低风阻,降低叶片遭受风沙流危害的概率,通过生理代谢调节提高叶片抗氧化物酶活性和渗透调节物质含量,维持细胞水分和活性氧代谢平衡。这些发现揭示了3种植物在应对荒漠环境时所采取的不同的适应策略,为乌兰布和沙漠东北部乡土树种的引种驯化提供了新思路。

11. 中国特有种大理白前对高寒环境的形态适应特征
唐双龙, 陈时鑫, 王煜, 马丹炜, 杨世辉, 聂申明, 扎西泽里, 田正友
植物研究    2024, 44 (3): 389-399.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.03.008
摘要104)   HTML12)    PDF (8525KB)(9)    收藏

高寒草甸具有辐射强、低气压、风大、昼夜温度骤变等不利于植物生长的环境特征,为了探讨中国特有种大理白前(Cynanchum forrestii)对高寒环境的生态适应,以川西南九龙县高寒草甸(海拔3 100~3 500 m)的大理白前为对象,采用光学显微镜技术和扫描电镜技术研究了大理白前的形态解剖特征,并采用TCC法分析了花粉和种子的生活力。结果表明:大理白前的叶、茎、花均被有丰富的单列细胞组成的表皮毛;叶片和茎的表皮角质层较厚;叶的气孔较大而下生,栅栏组织和海绵组织发达;茎表皮细胞小、细胞壁厚,皮层由7层细胞组成,排列紧密,细胞内储藏有丰富的物质,维管柱所占比例较大,木射线数量较多,髓部发达且储藏物质丰富;根维管组织发达,皮层细胞储藏有丰富的物质;种子和花粉活力较高、合生花冠、合蕊柱、种子具有种毛,以及种皮厚而坚硬等特征为提高繁殖效率提供了保障。上述结果表明,大理白前具有一整套适应高寒环境的外部形态和内部结构特征,使其保持较高的抗辐射、抗旱和抗寒能力,为大理白前在高寒环境中成功生存和繁衍奠定了结构基础。

12. 喜旱莲子草叶片、细根功能性状对异质生境的响应
江燕东, 彭正东, 徐琪, 甘婉怡, 黄柳菁
植物研究    2024, 44 (3): 410-419.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.03.010
摘要83)   HTML14)    PDF (1795KB)(14)    收藏

叶片、细根功能性状对植物的入侵过程具有重要影响,探究植物叶片、细根功能性状间的差异和联系,阐明植物地上地下部分对异质生境的响应,对于理解生物入侵机制具有重要意义。以3种生境(旱生、湿生、水生)的喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)为研究对象,应用野外调查的方法,测定其叶片、细根共20个功能性状指标,分析其在不同生境中的差异性及其相关性。结果表明:(1)3种生境下植物功能性状具有显著差异 (P<0.05),其中旱生生境的叶鲜质量((1.12±0.14) g)、叶面积((4.80±0.57) cm2)、叶体积((1.12±0.16) cm3)最大;水生的叶长宽比(2.95±0.22)、根组织密度((4.14±0.52) g·cm-3)最大。(2)湿生叶片相对含水量变异系数最大(0.603),叶长宽比变异系数最小(0.057);旱生根分支数变异系数最大(0.453),水生根平均直径变异系数最小(0.065)。(3)叶片性状之间、细根性状之间联系密切,根-叶性状间的联系较少。(4)旱生偏向于获取型策略(高投入-低收益),湿生、水生偏向于资源保守型策略(低投入-高收益)。

13. 巴尔鲁克山野扁桃种子萌发特性
管岳, 申文靖, 宋晓萌, 王妍欣, 阿克居力得孜·努尔改里得, 陈鹏飞, 周龙
植物研究    2024, 44 (3): 400-409.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.03.009
摘要70)   HTML13)    PDF (4079KB)(13)    收藏

为探求新疆野扁桃(Amygdalus ledebouriana)实生更新受限的障碍因子,更好的保护该种质资源和种群,以新疆巴尔鲁克山野扁桃当年种子为试验材料,研究种子吸水特性、不同层积时间、不同质量浓度赤霉素(GA3)和不同基质处理对种子休眠与萌发的影响,并对萌发抑制物进行探究。结果表明:(1)完整种子在层积80 d后解除自然休眠,而去种皮种子不需要层积就可萌发,添加300 mg·L-1 GA3培养可以提前打破去种皮种子休眠并提高发芽率。(2)萌发抑制物主要存在于外果皮和中果皮。(3)在原生境土壤中的萌发率比在营养土中高。

14. 不同种源和家系红皮云杉细根形态与生物量垂直分布特征
高艳如, 王军辉, 麻文俊, 王福德, 安三平, 谷加存
植物研究    2024, 44 (3): 380-388.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.03.007
摘要82)   HTML11)    PDF (1283KB)(9)    收藏

为揭示不同种源和家系红皮云杉(Picea koraiensis)细根(直径≤2 mm)形态和生物量垂直分布特征,以黑龙江省林口县青山林场4个种源(纬度从低到高分别为穆棱、林口、金山屯、乌伊岭)30个家系的24年生红皮云杉试验林为研究对象,采用根钻法研究了不同土壤深度(h)(表层:0<h≤10 cm,亚表层:10 cm<h≤20 cm,底层:20 cm<h≤30 cm)细根形态和生物量垂直分布规律。结果表明:不同种源红皮云杉细根形态特征存在显著差异,而同一种源不同家系间比根长和根组织密度存在显著差异。在种源水平,所有土层根平均直径均以穆棱种源最粗,比根长和根组织密度则均是林口种源最大。在家系水平,0<h≤10 cm土层根直径W035最粗、CK-2最细,比根长CK-2最大、W043最小,根组织密度J082最高、M515最低。不同种源和家系红皮云杉根组织密度和比根长均随土层加深而减小,而根直径随土层的加深有增大的趋势。4个种源的细根总生物量平均值为33.56 g·m-2,其中林口种源细根生物量最大(39.04 g·m-2),金山屯种源细根生物量最小(32.52 g·m-2),呈现出非连续的地理变异。细根生物量均随土层的加深而减小,土壤表层根系生物量占总生物量的比例平均为77%。相比较,低纬度的穆棱种源各家系细根生物量在土壤亚表层和底层分布比例较高,高纬度的乌伊岭和金山屯种源各家系细根生物量在土壤表层分布比例较高,表明温度较低地区的红皮云杉倾向于将细根分布在资源丰富的土壤表层。

15. 黄微孢属真菌改善盐碱胁迫下绿豆生长作用分析
马晨曦, 张瑜, 孔德馨, 高颖, 徐利剑, 孟威
植物研究    2024, 44 (2): 239-247.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.02.009
摘要110)   HTML17)    PDF (4445KB)(11)    收藏

为探究来自中国东北森林凋落物的新发现黄微孢属(Parametarhizium)真菌改善盐碱胁迫下植物生长的作用,利用该属兴安黄微孢菌(P. hingganense)和长白黄微孢菌(P. changbaiense)处理绿豆(Vigna radiata)种子,并对处理后植株分别进行盐、碱胁迫,检测生长表型、光合作用、叶绿素荧光参数、渗透物质含量、活性氧水平、脂质过氧化程度及抗氧化酶活性变化。结果表明:与未处理植株相比,2种真菌处理后绿豆植株在无胁迫和盐、碱胁迫条件下均具有较高生物量。盐、碱胁迫下2种真菌处理植株能够维持较高光合活性,脯氨酸含量增加,丙二醛含量降低,抗氧化酶(POD、SOD、CAT)活性不同程度地升高。综上,黄微孢属的2种真菌通过维护光合系统功能、增加渗透调节物质和增强抗氧化能力来不同程度地改善盐碱胁迫下绿豆植株的生长,其中,兴安黄微孢菌处理能够较显著地减缓盐胁迫损伤,而长白黄微孢菌处理较显著地改善碱胁迫下绿豆生长。

16. 东北地区不同间伐强度青山杨人工林生长及木材性状变异
徐晶, 崔莹, 王福森, 李开隆, 曲冠证, 赵曦阳
植物研究    2024, 44 (2): 248-258.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.02.010
摘要82)   HTML0)    PDF (656KB)(7)    收藏

探究不同间伐强度对青山杨人工林生长及木材性状的影响,为东北地区培育杨树优质工业资源材提供理论基础。以18年生青山杨为试验材料,以初植株行距2 m×3 m为对照,设置3种强度的间伐处理(4 m×3 m、 6 m×3 m、4 m×6 m)。间伐后第5年对试验林的生长性状(树高、胸径、2米径、冠幅)及木材性状(基本密度、纤维长、纤维宽、半纤维素含量、纤维素含量、综纤维素含量、木质素含量)进行了测定,并利用树高、胸径计算出单株材积及单位面积蓄积。方差分析结果表明,除基本密度外,各指标差异均达到极显著水平(P<0.01)。均值分析结果表明,林木各生长指标与木质素含量的均值在株行距为6 m×3 m时达到最大,其余各木材指标均在株行距为4 m×3 m或6 m×4 m时达到最大;各测定指标表型变异系数变化范围为3.35%~29.87%;除基本密度外,各指标重复力均超过0.590。相关性分析结果表明,各生长指标间均达显著正相关水平(0.690<r<0.993),而木材性状间及生长性状与木材性状间的相关性较弱。分别以生长性状、木材性状及联合生长与木材性状为评价指标对各处理进行综合评价后发现,Qi 分别在株行距为6 m×3 m、4 m×6 m及4 m×6 m时达到最大。间伐能够促进林分生长,改良林木材性,且保留株行距为4 m×6 m时,林木材性及生长与木材综合改良效果较为优良;保留株行距为6 m×3 m时,林木生长效果最好。因此,今后可根据培育目标的不同选择适宜的间伐强度进行东北地区杨树优质工业资源材的培育。

17. 岷江上游干旱河谷地区油松和岷江柏细根生物量和根长密度
夏娟, 孙旭东, 王娜, 李锐, 陈娟, 高国强
植物研究    2024, 44 (2): 259-266.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.02.011
摘要84)   HTML0)    PDF (1032KB)(9)    收藏

了解岷江上游干旱河谷地区12年生油松(Pinus tabulaeformis)和岷江柏(Cupressus chengiana)人工林细根(直径≤2 mm)生物量和根长密度在土层中的垂直分布状况,分析不同土层中细根系统的碳分配策略,为岷江上游干旱河谷地区植被恢复提供理论依据。以岷江上游干旱河谷地区的油松和岷江柏人工林为研究对象,采用土钻法进行取样,测定2种林分不同土层深度(h)(0 cm<h≤15 cm和15 cm<h≤30 cm)中吸收根(1~3级)和运输根(≥4级的细根)生物量和根长密度,以及吸收根占总细根生物量和根长密度比例。结果显示:油松和岷江柏吸收根生物量和根长密度在0 cm<h≤15 cm土层均显著高于15 cm<h≤30 cm土层,而运输根生物量和根长密度在土层间差异均不显著;油松和岷江柏吸收根占总细根生物量和根长密度比例在0 cm<h≤15 cm土层均显著高于15 cm<h≤30 cm土层(P<0.05);岷江柏吸收根占总细根生物量和根长密度比例在2个土层中均显著高于油松 (P<0.05)。研究结果表明,在养分有效性最高的土壤表层,油松和岷江柏细根系统内将更多的碳分配到吸收根。

18. 植被控制对人工更新紫椴幼树根系性状的影响
杨立学, 刘士林, 付瀚萱, 周思雨, 刘会锋, 申方圆
植物研究    2024, 44 (2): 267-278.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.02.012
摘要104)   HTML0)    PDF (1690KB)(9)    收藏

全光条件下紫椴(Tilia amurensis)更新困难,植被控制通过改变光照条件和土壤质量能够促进目的树种生长,研究植被控制强度对紫椴幼树根系性状和土壤因子的影响,为紫椴人工林培育提供支撑。以株行距为1.5 m×1.5 m的紫椴人工林(5年生)为对象,设置不同植被控制强度:幼树半径75 cm内所有灌草去除(T75)、半径50 cm范围灌草去除(T50)、半径30 cm范围灌草去除(T30)和不去除灌草(CK),测定不同植被控制强度下紫椴幼树吸收根和运输根的形态学性状、全量养分和非结构性碳水化合物等指标及土壤理化性质,揭示植被控制对根系性状和土壤因子的影响。植被控制显著改变了紫椴幼树所处环境中光照强度,其中,T75处理下光照强度最大,光照强度随着植被控制强度减弱而显著降低(P<0.05)。植被控制均显著降低了土壤全碳、全氮、速效氮和有效磷含量。随着植被控制强度的减弱,细根的直径、碳磷比、可溶性糖和淀粉含量均减小,比表面积、比根长、全碳、全氮和全磷含量均增加。土壤因子对紫椴幼树吸收根和运输根根系性状的变异的解释度分别为43.2%和37.9%。植被控制强度越大,紫椴幼树获得的光照强度越大,紫椴幼树根系形态、化学计量和生理特征随植被控制强度的变化均发生适应性改变,通过提高紫椴根系比表面积、比根长、全碳、全氮和全磷含量以增强幼树对低光条件的适应。植被控制强度变化下光照条件和土壤因子的改变可能是解释紫椴幼树根系性状变化的两个主要因素。

19. 温度和降水对宁夏六盘山自然保护区蒙古栎年内木质部生长的影响
李乾林, 郭明钢, 李佳音, 郭霞丽, 黄建国, 陈林, 李学斌
植物研究    2024, 44 (2): 289-297.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.02.014
摘要69)   HTML0)    PDF (1942KB)(5)    收藏

了解我国干旱半干旱地区树木木质部生长动态及其与气候因子之间的关系,对于评估和预测气候变化背景下的森林生产力和固碳潜力十分重要。通过微树芯采样技术,在2个生长季(2019年和2020年)监测了宁夏六盘山自然保护区内4棵蒙古栎(Quercus mongolica)年内木质部生长动态,并采用混合线性模型分别探索温度和降水对其生长速率的影响。研究发现蒙古栎的年内木质部生长动态在2 个生长季内无显著差异(P>0.05),均于4月初开始生长,9月中下旬停止生长,生长季长度为(177±17) d(2019年)和(165±24) d(2020年)。混合线性模型结果显示,蒙古栎年内木质部的生长速率与采样前7、10、15天的最高、最低、平均温及总降水量均呈现显著正相关关系(P<0.01)。全球气候变化背景下,宁夏六盘山自然保护区蒙古栎年内木质部生长可能受益于未来增温湿润的气候条件。

20. 果胶酶对灵武长枣果实发育中阿拉伯半乳糖蛋白分布的影响
王静, 章英才, 陶珊珊, 杨雪
植物研究    2024, 44 (1): 62-74.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.01.009
摘要117)   HTML1)    PDF (16234KB)(12)    收藏

以3种不同浓度的果胶酶处理灵武长枣(Ziziphus jujuba ‘Lingwu Changzao’)4个不同发育时期的果实,采用免疫细胞化学技术,在细胞水平上对果实阿拉伯半乳糖蛋白(AGPs)表位进行原位分析,探讨果胶酶对其不同发育时期的果实中AGPs分布的影响,为明确果胶酶对果实成熟软化的影响提供解剖学依据。结果表明:JIM13、JIM8和MAC204抗体所标记的抗原荧光强弱在各时期果实的不同组织存在一定的差异。当果肉组织用较低浓度的果胶酶0.028 U·mL-1(E1)处理,果皮组织结构没有明显的变化,果皮及内部薄壁细胞细胞壁表面和细胞间隙中的AGPs抗原表位减少;0.056 U·mL-1(E2)和0.084 U·mL-1(E3)浓度果胶酶处理的果实,果实组织细胞壁解体程度增加,果皮及内部薄壁细胞细胞壁中AGPs抗原表位检测量逐渐降低,果胶酶浓度的增加导致AGPs在果实所有表位排列的更大影响和较低的荧光信号。经果胶酶最高浓度0.084 U·mL-1(E3)处理后,Calcofluor White染色显示细胞壁区域荧光也不同程度减弱或降低,AGPs分布的紊乱和抗原表位的缺失与细胞中纤维素组装的变化有关。比较分析表明,不同发育时期的果实AGPs碳水化合物的分布不同,这与组织结构的变化有关;果胶酶作用下AGPs聚糖链的缺失导致细胞壁组分之间的相关性建立和细胞壁结构的重塑受阻,诱导了整个细胞壁结构的改变,影响了果实的成熟。