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1. 海南吊罗山濒危植物山铜材种群结构与动态特征
桂慧颖, 方发之, 黎肇家, 麦有专, 张晓凤
植物研究    2024, 44 (1): 75-85.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.01.010
摘要31)   HTML1)    PDF (975KB)(61)    收藏

为探究海南吊罗山山铜材(Chunia bucklandioides)种群结构与动态特征,以当地山铜材野生种群为研究对象,将种群集中分布区域设为典型样地并开展样地调查,以空间代替时间构建种群年龄结构,采用动态量化分析、绘制存活曲线、计算生存函数等方法分析现有种群结构特点和动态特征,并通过时间序列预测模型推测种群未来发展趋势。结果表明:(1)吊罗山山铜材种群年龄结构接近不规则金字塔型,动态量化分析显示该种群为增长型种群,但第Ⅰ~Ⅲ龄级间存在衰退现象,种群增长性弱,稳定性差,受外界干扰敏感度高,有向稳定型种群转变的趋势。(2)随龄级增加,山铜材标准化存活个体数量减少,生命期望降低,死亡率和消失率总体呈上升趋势,存活曲线趋近于Deevey-Ⅱ型。(3)生存分析显示吊罗山山铜材种群具有前期增长、中期稳定、后期衰退的特点。(4)经过未来2、4、6龄级时间后,Ⅰ~Ⅲ龄级个体数量将逐渐减少,Ⅳ~Ⅶ龄级个体数量少量增加,幼龄苗木自我更新能力不足,种群存在规模收缩和衰退的风险。研究表明,生境碎片化、分布范围小、植株结实量少和幼龄个体不足是导致吊罗山山铜材濒危的主要因素,建议通过设立自然保护小区、辅助种子入土萌发、加快人工培育技术研究、人工扩大种群规模与数量和加强基础研究等方式,促进山铜材种群复壮与更新。

2. 外源水杨酸对盐胁迫下珙桐幼苗抗氧化系统和基因表达的影响
徐磊, 胥晓, 刘沁松
植物研究    2023, 43 (4): 572-581.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.04.010
摘要39)   HTML3)    PDF (1200KB)(58)    收藏

通过对珙桐(Davidia involucrata)幼苗进行水杨酸(SA)处理,探讨在盐胁迫下SA对珙桐叶片膜脂过 氧化程度、活性氧(ROS)积累、抗氧化酶活性、抗氧化剂含量等生理指标及基因表达的影响。结果表明:施用 2 mmol·L-1的SA可以显著降低盐胁迫下珙桐幼苗的相对电导率,抑制丙二醛(MDA)和ROS的积累,提高相对含水量、抗氧化酶(SOD、POD和APX)活性以及谷胱甘肽(GSH)含量。施用SA导致盐胁迫下2 581个珙桐基因表达发生变化,其中1 516个上调表达,1 065个下调表达。KEGG分析发现,差异表达基因富集在包括苯丙烷类生物合成在内的9条通路。此外,转录组与实时荧光定量PCR结果均显示,在盐胁迫条件下,转录因子基因DiWRKY40DiNAC25DiMYB4DiMYB86的表达受到SA的显著诱导。研究表明,外源SA可在盐胁迫下刺激珙桐幼苗产生逆境应答,引起基因表达发生变化,进而缓解盐胁迫对珙桐幼苗的伤害。

3. RNA-Seq技术在珍稀濒危植物研究中的应用进展
倪馨宇, 贺俊英, 燕孟娇, 杜超
植物研究    2023, 43 (4): 481-492.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.04.001
摘要46)   HTML6)    PDF (3104KB)(42)    收藏

珍稀濒危植物是自然界当中的重要植物资源,对研究植物系统进化、生态环境恢复、植物抗逆生理、挖掘优异抗逆基因等方面具有重要意义,但大部分珍稀濒危植物的遗传信息缺乏,严重制约了其保护和利用工作的开展。珍稀濒危植物的基因组较大、基因信息复杂、遗传背景不清晰,因此对其进行基因组测序相对困难,而RNA-Seq技术拥有可以对无参基因组物种直接进行测序的优势,近年来在珍稀濒危植物的研究中得到青睐。文章简介了RNA-Seq技术,综合近年研究总结了RNA-Seq技术在珍稀濒危植物抗逆机制、次生代谢、生长发育调控及分子标记开发4个主要应用方向的研究进展。此外,还对RNA-Seq技术在珍稀濒危植物研究中的应用前景进行了展望,同时在此基础上提出珍稀濒危植物转录组新研究思路的可能性。

4. 楸树DELLA基因家族生信分析及CbuGRAS9的功能分析
王珊珊, 王瑞, 樊二勤, 付鹏跃, 曲冠证, 王楠
植物研究    2024, 44 (1): 139-151.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.01.016
摘要42)   HTML10)    PDF (6650KB)(41)    收藏

通过鉴定楸树(Catalpa bungei)DELLA家族基因并分析CbuGRAS9的基因功能,为楸树生殖调控性状的遗传改良提供理论依据。基于楸树基因组数据,鉴定并克隆了5个与拟南芥(Arabidopsis thaliana)同源的CbuDELLAs基因;利用ExPASy、SWISS-MODEL、Plant-mPloc、PlantCare等在线工具对CbuDELLAs蛋白进行等电点、蛋白结构、亚细胞定位及启动子顺式作用元件预测;以9-1(Catalpa bungei ‘Luoqiu No.1’)和‘百日花’楸树(Catalpa ‘Bairihua’)为材料,分析了CbuDELLAs基因的表达量差异,并通过异源转化拟南芥证实了CbuGRAS9的分子功能,利用酵母双杂交文库筛选了与CbuGRAS9互作的蛋白。结果表明:5个CbuDELLAs蛋白的氨基酸数目为455~588,蛋白相对分子质量为5.04~6.43 kDa,等电点为4.81~5.14;CbuDELLAs蛋白均含有DELLA和GRAS保守结构域,全部为亲水性蛋白。亚细胞定位预测结果显示CbuDELLAs蛋白均定位于细胞核中。启动子顺式作用元件分析发现,这5个DELLAs基因启动子区均含有参与赤霉素反应的顺式作用元件。qRT-PCR结果显示,‘百日花’楸中CbuDELLAs基因表达量显著高于对照9-1楸,其中CbuGRAS9为差异最显著的基因,CbuGRAS9转基因株系的开花时间被明显推迟。鉴定到与CbuGRAS9互作的蛋白质主要富集在核糖体、氨基酸合成、次级代谢、光合作用、TCA循环等代谢通路。

5. 桉树引种对林下植物功能群的物种组成及其多样性的影响
唐媛媛, 邓福英, 赵筱青, 黄佩, 陶俊逸, 周世杰, 储博程
植物研究    2023, 43 (6): 943-952.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.06.016
摘要20)   HTML23)    PDF (806KB)(39)    收藏

为回答桉树(Eucalyptus)引种对植物多样性有无影响的争议问题,以云南省桉树大规模集中引种区澜沧县桉树林为研究对象,将次生常绿阔叶林、人工思茅松(Pinus kesiya)林作为参照林,各设置6组对比样地,划分植物为不同功能群,比较分析桉树林与参照林林下各功能群的物种组成特征和物种多样性指数的差异,研究桉树引种对林下植物功能群的物种组成及其多样性的影响。结果表明:(1)桉树林替代次生常绿阔叶林后,会增加暖性-阳生-中生功能群的物种数量,减少温性-阴生-喜湿功能群的物种数量;而桉树林替代人工思茅松林后,会增加温性-阴生-喜湿功能群的物种数量,减少暖性-阳生-中生功能群的物种数量。(2)桉树林替代两种参照林后,林下植物种类组成及重要值改变,紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)占据暖性-阳生-中生功能群的绝对优势地位,荩草(Arthraxon hispidus)占据温性-阴生-喜湿功能群的绝对优势地位。(3)桉树林替代两种参照林后,林下暖性-阳生-中生功能群的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数显著降低(P<0.05),而对温性-阴生-喜湿功能群的各物种多样性指数均无显著影响(P>0.05)。总之,桉树引种改变了林下植物功能群的物种组成,对不同植物功能群的物种多样性影响不同。

6. 紫穗槐WRKY42基因耐盐碱性的功能研究
孙宇, 张艺腾, 成慧慧
植物研究    2023, 43 (4): 612-621.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.04.014
摘要57)   HTML1)    PDF (3957KB)(37)    收藏

为了研究植物WRKY转录因子感知盐碱胁迫信号并通过生理和生化调节途径来维持其耐性功能作用。克隆紫穗槐(Amorpha fruticosa)的AfWRKY42基因,分析盐(NaCl)和碱(NaHCO3)胁迫和组织器官的响应表达模式;通过超表达烟草(Nicotiana tabacum)研究其耐盐碱性功能。依据紫穗槐逆境胁迫下的转录组测序数据克隆AfWRKY42基因,生物信息分析其含有1个WRKY结构域,2个低复杂区域和1个螺旋区域。系统进化树分析氨基酸发现,AfWRKY42与木豆(Cajanus cajan)WRKY47、藜豆(Mucuna pruriens)的WRKY42亲缘关系最近。通过拟南芥(Arabidopsis thaliana)叶肉原生质体的瞬时基因表达系统验证AfWRKY42蛋白定位在细胞核; AfWRKY42基因定量分析表明其在紫穗槐的嫩茎表皮中表达最高;检测经NaCl和NaHCO3处理的根和叶中的表达模式,结果表明总体受胁迫诱导AfWRKY42基因表达量增加,推测AfWRKY42基因与植物耐盐碱性调节相关。分析35S启动的过表达T3代转AfWRKY42基因烟草耐盐碱性表明,盐碱胁迫处理后,转基因烟草株系抗性提高,它的叶绿素和电导率比野生型的高,丙二醛含量显著降低,说明AfWRKY42在响应盐碱胁迫中扮演重要的调节角色。将为抗盐碱性育种提供一个WRKY转录因子候选基因,为改善紫穗槐和其他植物的抗逆性奠定基础。

7. 植物根部热形态建成的研究进展
刘玮, 朱自强
植物研究    2024, 44 (1): 1-7.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.01.001
摘要58)   HTML6)    PDF (1194KB)(37)    收藏

植物发育具有高度可塑性。当环境温度升高时,植物的茎和叶柄会伸长,从而促进植物叶片表面降温,这一过程被称为热形态建成。高温也会引起植物根的伸长,有学者称之为根部热形态建成。目前关于植物地上部分的热形态建成调控已有较多研究,植物根部热形态建成的调控机制研究和相关综述论文尚不多。本文综述了近年来在植物根部热形态建成领域的相关研究进展,并对今后的研究方向进行了展望。

8. 6种红树幼苗对不同盐度的生理适应性
方发之, 桂慧颖, 黎肇家, 张晓凤
植物研究    2023, 43 (6): 881-889.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.06.010
摘要42)   HTML5)    PDF (3244KB)(36)    收藏

为研究不同盐度下红树植物的生理适应性,测定了木榄(Bruguiera gymnorhiza)、角果木(Ceriops tagal)、红海榄(Rhizophora stylosa)、海莲(Bruguiera sexangula)、桐花树(Aegiceras corniculatum)、秋茄(Kandelia obovata)6种红树幼苗在8种盐度(0、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%)下的生长量、株高增量、基径增量、净光合速率、叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总量、超氧化物岐化酶(SOD)活性、脯氨酸(Pro)含量以及丙二醛(MDA)含量。结果显示:6种红树幼苗适宜生长的盐度为5%~20%,其中桐花树具有较高的耐盐性。在盐胁迫下,6种红树植物幼苗的SOD酶活性、Pro含量和MDA含量均升高,叶绿素含量升高,净光合速率下降,生长速度减慢。研究表明,红树物种受到盐胁迫时,净光合速率降低,幼苗通过增加叶绿素含量提升光合作用,并通过增加叶片中SOD酶活性、Pro含量和MDA含量,提高植物抗逆性。

9. 气候变化背景下糙果紫堇在中国适宜分布区的预测
杨倩, 袁园, 苏旭, 刘玉萍, 王东, 李小莉, 孙成林, 杨萍
植物研究    2024, 44 (1): 17-26.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.01.004
摘要33)   HTML2)    PDF (4858KB)(36)    收藏

为探究糙果紫堇(Corydalis trachycarpa)的潜在适宜分布区,明确其适宜的生存环境,旨在为糙果紫堇的资源利用和保护提供一定的理论依据。基于糙果紫堇现有的分布位点、气候变量和环境变量数据,利用MaxEnt模型和ArcGIS软件模拟糙果紫堇当前气候条件下(1970—2000年)和未来SSP 245情境模式下4个时期(2021—2040年、2041—2060年、2061—2080年、2081—2100年)在我国的潜在分布区,分析限制其分布的环境因子。结果表明:(1)影响糙果紫堇分布的最主要环境变量分别是海拔(Alt,贡献率60.9%)、温度季节性变化标准差(bio4,贡献率11.1%)、最暖季度降水量(bio18,贡献率9.4%)、降水量变异系数(bio15,贡献率7.0%),这4个变量的累计贡献率高达88.4%;(2)当前气候条件下,MaxEnt模型预测糙果紫堇的潜在分布区总面积约 174.94万km2,主要分布在青藏高原东部的四川西北部、甘肃南部、西藏东部、云南西北部和青海等地;(3)与当前气候条件下相比,SSP 245情境下未来4个时期糙果紫堇高、中、低适生区面积均有所增加,呈现向云南、西藏东部等低纬度地区扩张的趋势。

10. 白桦半同胞家系纸浆材优良家系选择及选择方法评价
陈柄华, 张杰, 刘桂丰, 李思婷, 高元科, 李慧玉, 李天芳
植物研究    2023, 43 (5): 690-699.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.006
摘要34)   HTML0)    PDF (907KB)(34)    收藏

通过对白桦(Betula platyphylla)半同胞家系生长和纸浆材性状的遗传变异规律研究,筛选出优良的纸浆材家系,为白桦材性遗传改良提供理论基础。以7年生32个白桦半同胞家系为试材,对各个家系生长和木材性状进行方差分析、计算遗传参数,并估算配合力,采用多种选择方法进行优良家系选择并且评价优良亲本。结果表明:家系间的生长和木材性状均达到了极显著差异水平(P<0.01),且家系遗传力处于0.71~1.00,单株遗传力在2.0~3.0,表型变异系数处于5.88%~49.84%。胸径、树高、材积3个性状之间达到了极显著强正相关关系(r值:0.70~0.97),纤维长宽比与纤维长度之间存在极显著强正相关关系(r值:0.69),与纤维宽度存在极显著强负相关关系(r值:-0.76)。利用一般配合力进行优良亲本评价,材积、基本密度、纤维长度的一般配合力分别是-0.001 1~0.001 0、-0.04~0.07、-112.09~77.36,选择出A13、A12、A21、A24四个家系的母本属于优良亲本。通过布雷金多性状综合分析法、主成分分析法和育种值评价法进行优良家系评价,比较3个方法的优劣,最终选择出5个优良纸浆材家系,入选家系的材积和综纤维素平均遗传增益分别达到12.97%和3.40%。选择出A12、A17、A23、A19、A1为优良纸浆材家系,为进一步选育白桦速生纸浆材良种提供材料。

11. 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34)   HTML3)    PDF (2699KB)(34)    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。

12. 来自四川贡嘎山的中国藓类植物新记录
王庆华, 何强, 罗莲, 娜仁高娃, 易照勤, 郑笑傲, 蒋勇, 贾渝
植物研究    2023, 43 (4): 498-504.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.04.003
摘要34)   HTML3)    PDF (2719KB)(33)    收藏

报道了采自四川贡嘎山地区的3个藓类植物新记录种,包含尖叶梳藓(Ctenidium malacodes)、小卷叶藓(Ulota crispula)和居间卷叶藓(U. intermedia)。所有凭证标本均存放于中国科学院植物研究所标本馆(PE)。提供了详细的形态描述和图片,并讨论了它们与邻近种的主要区别。本次调查发现贡嘎山地区的苔藓植物多样性很高,非常值得继续深入地调查与研究。

13. 白城小黑杨遗传转化体系建立及其应用
何旭, 高源, 张群野, 周晨光, 李伟, 李爽
植物研究    2023, 43 (5): 667-678.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.004
摘要84)   HTML17)    PDF (4918KB)(33)    收藏

以白城小黑杨(Populus simonii×P. nigra ‘Baicheng’)组培苗茎段为外植体,MS为基本培养基,通过调节不同植物生长激素6-BA、NAA、TDZ和IBA浓度诱导其离体再生。基于组织培养系统,经过卡那霉素浓度筛选、侵染时间确定,最终建立适用于白城小黑杨的农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导的遗传转化体系。利用该系统成功创制了杨树应拉木形成关键调控基因LBD39Lateral Organ Boundaries Domain)的过量表达转基因植株。结果表明:白城小黑杨组织培养体系包括不定芽分化诱导、抽茎诱导、生根诱导3个阶段,不定芽分化诱导最适培养基为MS+0.5 mg·L-1 6-BA+0.1 mg·L-1 NAA+0.001 mg·L-1 TDZ,分化率92.6%;抽茎诱导最适培养基为MS+0.2 mg·L-1 6-BA+0.05 mg·L-1 NAA,抽茎增值系数6.5;生根诱导最适培养基为1/2 MS+0.4 mg·L-1 IBA,生根率100%。遗传转化最适卡那霉素质量浓度为30 mg·L-1、最佳侵染时间为20 min,经30 d不定芽诱导、15~30 d抽茎诱导、25 d生根诱导即可成功获得转基因植株,GUS基因的转化效率为2%。应用此遗传转化体系,对杨树应拉木关键调控基因LBD39进行了过表达植株创制,最终获得5株过表达植株,转化效率为3.3%。

14. 横断山脉亚高山带高山栎叶片生态化学计量及内稳性特征
李鸿博, 陈诗, 黄耀华, 康定旭, 伍建榕, 马焕成
植物研究    2023, 43 (6): 923-931.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.06.014
摘要37)   HTML10)    PDF (1400KB)(32)    收藏

为揭示横断山脉亚高山带高山栎(Quercus semicarpifolia)的生态适应性机制,选取该地区8个样地的高山栎叶片和生长基质土壤为研究对象,分别测定C、N、P含量及其比例特征,并对生长限制性元素进行判断,利用生态化学计量内稳性模型拟合判断高山栎叶片所处状态。结果表明8个样地土壤C、N、P质量分数分别为38.86~70.19、3.54~9.46、0.61~2.05 g∙kg-1,土壤ω(C)∶ω(N)为5.65~16.07,ω(C):ω(P)为36.98~74.42,ω(N)∶ ω(P)为4.41~12.90,均值分别为9.48、51.79和6.54。叶片C、N、P质量分数分别为428.31~473.86、21.22~31.68、2.21~3.68 g∙kg-1,叶片ω(C)∶ω(N)、ω(C)∶ω(P)和ω(N)∶ω(P)分别为14.16~22.46,121.41~215.86和6.99~12.84,均值分别为17.36、164.39和9.68。叶片N、P含量均高于全球平均水平。各样地中叶N与土壤P、叶N与土壤 ω(C)∶ω(N)、叶ω(C)∶ω(P)与土壤ω(N)∶ω(P)、叶ω(C)∶ω(N)与土壤ω(N)∶ω(P),以及叶ω(C)∶ω(P)与叶 ω(N)∶ω(P)极显著正相关(P<0.01)。此外,高山栎叶片化学计量内稳性指数以1/H进行探讨,1/Hω(N)为-0.181~0.141、1/Hω(P)为-1.255~1.206、1/Hω(N)∶ω(P)]为0.391~0.960,表明各高山栎1/Hω(N)处于稳态1/Hω(P)和1/Hω(N)∶ω(P)]多处于弱稳态、弱敏感和敏感态。高山栎叶片ω(N)∶ω(P)小于或接近16,说明该地区对高山栎N、P两种元素供应充足。高山栎能够过量贮存N、P元素以适应变化的外界生境,但对于外界P元素的利用策略更为保守。该地区高山栎林在长期演替进程中与土壤形成了良好的养分供给与归还关系,已形成相对完整稳定的亚高山带森林生态系统。

15. 干旱条件对鬼针草和醉鱼草种间相互作用及生长的影响
陈家兴, 王姝, 陈林丽, 侯夏丽, 杨庆祝, 尹任娅
植物研究    2023, 43 (5): 720-728.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.009
摘要37)   HTML2)    PDF (1263KB)(31)    收藏

为研究干旱对入侵植物鬼针草(Bidens pilosa)和本地种醉鱼草(Buddleja lindleyana)种间关系及生长的影响,试验设置2种栽植方式:种间组(2种植物各1株栽植于1个花盆)和挡板组(在种间组中添加挡板分离2株植物),分别进行水分处理,包括对照组(90%~100%饱和含水量)和干旱组(30%~35%的饱和含水量),测量植物形态、生物量,计算植物各特征的相对生长率和相对邻株效应指数。结果表明:(1)干旱条件下鬼针草根、茎、叶和总生物量的种间关系均为促进;而水分条件改变醉鱼草的种间关系,干旱处理为竞争,对照处理下为促进。(2)干旱下种间作用增加了鬼针草根、茎、叶生物量的相对生长率和根冠比,降低了醉鱼草比叶面积和根冠比 (P<0.05)。(3)种间作用显著增加2个物种根长、根表面积和根尖数的生长(P<0.05)。研究表明,种间相互作用能提高干旱下鬼针草的生长表现,使其在干旱生境中具有优势,可能是鬼针草的入侵策略。

16. 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43)   HTML1)    PDF (1582KB)(31)    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。

17. 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74)   HTML2)    PDF (3933KB)(30)    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。

18. 木槿开花过程中花色素的变化规律及其影响因素
李浙浙, 张一丹, 王波, 王郑昊, 王璐, 程蓓蓓
植物研究    2023, 43 (4): 550-561.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.04.008
摘要53)   HTML6)    PDF (2030KB)(29)    收藏

为探究木槿(Hibiscus syriacus)在开花过程中的花色变化规律和pH、金属离子、水分含量等理化因素对木槿花色的影响,以‘千丝绊’和‘白色雪纺’木槿不同开放时期的花瓣为研究对象,通过色彩色差仪、离子发射光谱仪、高效液相色谱-质谱法等对木槿花瓣花色素的组成及其理化因子进行探究。结果表明:(1)在花色素的组成方面,两个品种的花瓣中共检测鉴定出槲皮素-3-葡萄糖苷、木犀草素-7-O-葡萄糖苷、圣草酚-7-O-葡萄糖苷等10种类黄酮物质,在‘千丝绊’木槿中检测鉴定出锦葵素-3-O-葡萄糖苷等5种花色苷,‘白色雪纺’中未检出花色苷。(2)在开放过程中花色亮度增加,色彩度降低,颜色分别从紫红色变为淡紫色,淡黄色变为白色。‘千丝绊’木槿在开花过程中,花色素的组成不变,各花色苷含量和总花色苷含量逐渐下降。(3)‘千丝绊’和‘白色雪纺’木槿中的花瓣pH均表现酸性,过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性在不同时期间均表现显著性差异 (P<0.05),其中POD活性在‘千丝绊’木槿中均高于‘白色雪纺’木槿,而PPO活性则相反;钙离子和镁离子是木槿花瓣中含量最高的金属离子,铜、铁、锰、锌等金属离子在木槿花瓣中含量较低。(4)在相关性分析方面,在‘千丝绊’木槿开花过程中,色彩度C*与色相a*呈极显著正相关(P<0.05),与钙离子、铁离子和锰离子都呈显著正相关(P<0.05);在‘白色雪纺’木槿开花过程中,色彩度C*与色相b*和PPO活性呈极显著正相关(P<0.01),与色相a*呈极显著负相关(P<0.01)。研究表明,花色苷是木槿花瓣花色变化的物质基础,花色变化过程除与花色苷含量相关外还与钙、铁、锰等金属离子含量等因素密切相关,PPO活性是促进白花品种黄酮类物质降解的潜在生化因素。

19. 西藏色季拉山区风毛菊属植物花粉形态特征及其分类学意义
张淑钧, 杨欣欣, 罗建
植物研究    2023, 43 (5): 741-755.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.011
摘要31)   HTML5)    PDF (4134KB)(28)    收藏

采用扫描电镜对色季拉山区22种风毛菊属(Saussurea)植物花粉和1种须弥菊属(Himalaiella)植物花粉进行形态观察比较,了解花粉形态水平上的分化程度,同时进行聚类分析,以期为该属植物分类提供孢粉学依据,并进一步为该区风毛菊属植物的种质资源利用提供参考。结果表明:(1)23种植物花粉形状近球形有 20种,扁球形有3种;大部分花粉体积属于中型花粉,总体为较进化类型。(2)除薄苞风毛菊(S. leptolepis)为四孔沟花粉外,其余22种植物花粉具三孔沟。(3)23种植物花粉外壁纹饰具体可分为7种类型:网状最多为7种、网状—颗粒状6种、穴状6种,而光滑状、刺基穴状及刺间具皱波状、颗粒状和褶皱状各有1种。(4)基于23种植物花粉微形态的聚类分析,与植物分类系统表现出一定的一致性,甚至在部分亚属间也相对清晰。结果表明花粉微形态特征可以为该属物种鉴定提供依据。

20. 巨桉EgrWAT1基因克隆和功能初步分析
张昊楠, 陈珊珊, 徐建民, 罗萍, 王晓萍, 许志茹, 范春节
植物研究    2023, 43 (4): 601-611.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.04.013
摘要52)   HTML5)    PDF (2728KB)(27)    收藏

为探究WALLS ARE THIN (WAT1)在木本植物中木材形成以及响应胁迫中的作用,利用生物信息学工具进行分析,并以巨桉(Eucalyptus grandis)为材料克隆EgrWAT1S及其另一转录本EgrWAT1L,通过实时荧光定量PCR(qRT-PCR)探究其在不同组织、节间以及响应胁迫时的表达模式。结果表明:EgrWAT1S在韧皮部表达量较高,而EgrWAT1L主要表达在根部。在茉莉酸甲酯(MeJA)、水杨酸(SA)处理和盐胁迫以及缺磷、缺硼处理时,其表达存在着明显不同的模式,在MeJA、SA处理时甚至存在着相反的表达模式。这些结果表明EgrWAT1L基因可能通过转录调控来影响EgrWAT1S表达和进一步的蛋白翻译来响应激素和胁迫处理。为进一步研究WAT1基因在巨桉生长发育过程中的作用和调控方式提供基础,也为将来桉树的分子育种 提供可能。

21. 马蔺花器官表型特征及色素分析
李楠, 田小霞, 毛培春, 郑明利, 孟林, 云岚
植物研究    2024, 44 (1): 51-61.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.01.008
摘要25)   HTML0)    PDF (3557KB)(27)    收藏

为分析马蔺(Iris lactea var. chinensis)种质花器官表型性状,明确马蔺花瓣的色素成分,以中国6个省市不同生境条件下22份马蔺种质资源为试验材料,对花冠这一重要观赏部位的表型特征及花色素进行系统研究。采用RHSCC比色和色差仪测色方法描述了马蔺种质花器官表型性状,并通过亚硝酸钠-硝酸铝显色法和pH示差法等方法测定了马蔺花色素质量分数,分析不同色系马蔺花色素表达差异。结果表明:22份马蔺种质花瓣花色可分为浅蓝色、浅蓝紫色、深蓝紫色和紫罗兰色4大色系,垂瓣和旗瓣明度(L*)与a*呈负相关,与b*呈正相关,与彩度(c*)呈负相关。不同色系马蔺花器官表型特征不同,4大色系中紫罗兰色花瓣最大、花葶最高、垂瓣花斑最小,浅蓝色花瓣最小、花葶最低、垂瓣花斑最大,说明花瓣颜色越深,花瓣越大,垂瓣花斑则越小;不同色系马蔺花瓣中色素质量分数差异显著,浅蓝色花瓣中类胡萝卜素质量分数显著高于紫罗兰色,而紫罗兰色花瓣中的类黄酮质量分数和花色苷质量分数显著高于浅蓝色。随花瓣颜色加深,类胡萝卜素质量分数降低,类黄酮和花色苷质量分数相应增加。相关性分析表明,类胡萝卜素质量分数与垂旗瓣L*均呈显著正相关(P<0.05),与垂旗瓣a*、c*均呈显著负相关(P<0.05)。类黄酮质量分数与垂旗瓣L*、b*均呈极显著负相关(P<0.01),与垂旗瓣a*呈极显著正相关(P<0.01),与垂旗瓣c*呈显著正相关(P<0.05)。花色苷质量分数与测色参数相关性的结果与类黄酮相似,表明类黄酮和花色苷质量分数对马蔺花呈色具有重要作用。

22. 荒漠植物“肥岛”效应对土壤养分空间分布的影响
那尔格孜·阿力甫, 肖钰鑫, 宋泊沂, 庄伟伟
植物研究    2023, 43 (6): 868-880.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.06.009
摘要29)   HTML0)    PDF (1897KB)(26)    收藏

为探究古尔班通古特沙漠2种灌木不同空间位置“肥岛”效应,以该沙漠优势灌木——准噶尔无叶豆(Eremosparton songoricum)和沙拐枣(Calligonum mongolicum)为研究对象,以灌木根部为中心按20(A)、60(B)、100(C)、140 cm(D)向外延伸设置样点,每个样点按3个土层深度(0<h≤5 cm、5 cm<h≤10 cm、10 cm<h≤20 cm)进行土壤取样,分析在不同空间位置处土壤养分含量及富集情况。结果表明:(1)准噶尔无叶豆与沙拐枣均存在“肥岛”效应,且不同物种、空间位置的土壤养分含量差异显著(P<0.05)。2种植物的土壤养分在不同空间分布中的变化趋势相同,即在水平方向上,随着距灌丛中心距离的增加而逐渐减少。其中准噶尔无叶豆在D处的土壤有机质(SOM)、速效氮(AK)和全氮(TN)质量分数较A处分别平均下降了58.16%、52.94%和68.18%。沙拐枣在D处的土壤SOM、AK、TN质量分数和电导率较A处分别平均下降了61.38%、13.33%、69.23%和21.81%。在垂直方向上,2种植物的土壤SOM、AK和TN均表现为表层土壤养分含量最高,且随着土层深度的增加呈现递减趋势。沙拐枣的土壤AK、pH和硝态氮(N-NO3-)质量分数显著高于准噶尔无叶豆(P<0.05)。(2)2种灌木的土壤SOM、AK、TN和全磷(TP)的富集率均呈现一致的变化趋势,即随着灌丛中心向外土壤养分富集率逐渐降低,且随着土层深度的增加土壤养分富集率呈递减趋势。(3)不同空间位置土壤养分的富集率与植株株高、冠幅有较显著的相关性(P<0.05),准噶尔无叶豆和沙拐枣的株高、冠幅与土壤SOM、TN、N-NO3-富集率均呈显著性正相关关系。总体来说,2种植物均呈现出了“肥岛”效应,土壤养分在不同空间分布中有明显的空间异质性,不同植物对土壤养分的富集能力不同,形成的“肥岛”效应也不同,具有明显的物种效应。

23. 外源蔗糖影响AtKEA1和AtKEA2调节拟南芥幼苗根的生长
郑晟, 高海霞, 苏敏, 卢尚欢, 张腾国, 武国凡
植物研究    2023, 43 (4): 562-571.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.04.009
摘要40)   HTML1)    PDF (5300KB)(25)    收藏

为探究拟南芥(Arabidopsis thaliana)K+/H+反向转运体KEA1和KEA2在植物生长发育过程中的功能作用,以拟南芥野生型和kea1kea2功能缺失突变体为研究材料,通过表型分析,碘化丙啶染色观察根的结构,高效液相色谱法测定内源糖含量,转录组测序及实时荧光定量PCR比较分析相关基因表达量的变化,组织化学染色检测叶片超氧阴离子的分布等研究发现:在没有蔗糖的培养基中,kea1kea2双突变体的根长显著短于野生型Col-0;进一步观察发现,与野生型相比,kea1kea2双突变体的根尖分生组织区较短,内源蔗糖含量下降,并且kea1kea2双突变体的叶片分布较多的O2·-。当外源添加30 g·L-1蔗糖后,野生型与kea1kea2双突变体的根长无显著差异。转录组测序分析显示,许多参与蔗糖信号和根生长发育的关键基因在kea1kea2双突变体中的表达受到抑制。综上所述,外源蔗糖影响AtKEA1和AtKEA2参与调节的拟南芥幼苗根的生长。

24. 黑龙江省博物馆百年植物标本信息整理与挖掘
王浩基, 白宏超, 高维婧, 赵熙明, 刘宇宁, 杜玉啸, 杨秀娟, 郑宝江
植物研究    2024, 44 (3): 321-329.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.03.001
摘要16)   HTML1)    PDF (886KB)(24)    收藏

为了解20世纪中东铁路一带植物标本采集史,对黑龙江省博物馆百年植物标本进行数字信息化,再系统整理馆藏植物标本采集史并查阅参考大量相关文献,并进行统计和分析。共整理出3 659号沿着中东铁路采集的植物标本,其中含有137科578属1 500种植物,共有20种国家重点保护野生植物。主要采集者有苏联的高尔捷也夫(T. P. Gordeev)、热尔纳科夫(V. N. Jernakov)、包阔洛夫斯基(V. S. Pokrvsky)、科兹洛夫(I. V. Kozlov),以及中国的刘德等。采集地涵盖了5个省份,大多数标本采自黑龙江省及内蒙古自治区东部地区,少部分采自辽宁省、吉林省、河北省,77.23%的标本采集于1949年前。采集较多的科为菊科(Asteraceae)、禾本科(Poaceae)、蔷薇科(Rosaceae),共占总植物标本号数的28.50%;采集较多的属为蒿属(Artemisia)、柳属(Salix)、薹草属(Carex),共占总植物标本号数的7.29%。基于这些信息,目前整理的信息有助于填补东北地区植物采集史的空白,为东北及内蒙古地区今后的植物分类、植物区系及植物地理研究提供可靠的参考数据。

25. 氮添加对稀土尾砂地猴樟幼苗根系生长、生物量分配及非结构性碳水化合物的影响
陈志琪, 张海娜, 刘佳丽, 鲁向晖, 杨宝城
植物研究    2024, 44 (1): 86-95.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.01.011
摘要39)   HTML8)    PDF (1321KB)(22)    收藏

为探究氮添加对稀土矿尾砂地猴樟(Cinnamomun bodinieri)幼苗生长及非结构性碳水化合物(NSC)含量的影响,以1年生猴樟扦插苗为研究对象,选用硝酸铵钙作为氮肥(含N 15%),设置3种氮肥水平(CK(0)、 N1(1.8 g·株-1)、N2(3.6 g·株-1)),分析不同氮添加水平下猴樟幼苗根系生长、生物量分配和NSC等指标的差异,探讨稀土尾砂地猴樟对氮添加的响应。结果发现:稀土尾砂地氮添加均增加了猴樟幼苗不同组织的生物量积累,其中N1处理下叶生物量、冠层生物量分别较N2处理下显著提升了44.75%、57.43%(P<0.05);N2处理下叶比重分别较CK、N1处理显著提升了123.53%、15.85%(P<0.05)。不论是粗根(直径>2 mm),还是细根(直径 ≤2 mm),氮添加均显著增加了植物的根长和根表面积(P<0.05),其中N1处理的促进效果最显著(P<0.05); N2处理下的比根长、比表面积均高于CK与N1,且与CK显著差异(P<0.05)。对NSC来说,N1处理提升了叶、茎中的可溶性糖质量分数,而N2处理下细根NSC质量分数分别比CK、N1显著降低了46.49%、28.61%。综上,在稀土矿尾砂地植被恢复过程中,宜选用1.8 g·株-1硝酸铵钙氮肥对猴樟幼苗进行施肥管理。

26. 拟南芥叶绿体分裂蛋白PARC6影响子叶与真叶的生长
江转转, 龚莉, 宋亚玲
植物研究    2023, 43 (5): 700-710.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.007
摘要37)   HTML0)    PDF (5572KB)(21)    收藏

在DNA、RNA及细胞水平上鉴定了叶绿体异常分裂纯合突变株parc6,子叶白化纯合突变株sco2,同时以真叶异常分裂及子叶白化双重突变株sl2作为参照,通过向培养基中施加不同浓度的蔗糖含量来探究叶绿体异常分裂对子叶和真叶生长的影响。结果显示,sco2突变株子叶白化,而真叶生长正常;parc6突变株子叶生长势及生活力显著低于野生型对照,相当于sco2突变株,而子叶白化与真叶异常分裂双重突变株sl2生长严重受阻。parc6突变株真叶的生长势与生活力也显著低于野生型,但相较于子叶则有所恢复。parc6突变株子叶生长受阻表型可以通过在培养基上补充碳源而得到恢复,sco2突变株子叶生长受阻表型可以通过补充碳源得到恢复,但叶绿体荧光参数相较于野生型仍有差异。蓝色温和凝胶电泳结合二向聚丙烯酰胺凝胶电泳结果表明parc6突变株的子叶及真叶光系统高级结构组装正常,说明parc6异常分裂的叶绿体无法生成足够的能量进而影响子叶及真叶的生长。进化分析表明,PARC6与SCO2存在共同进化的趋势,说明子叶发育与叶绿体分裂存在一定的联系。结果指示,叶绿体大小与植物生长尤其是子叶的发育存在密切的联系,这为深入揭示叶绿体的功能提供一个新的视角。

27. 离子色谱HPAEC-PAD法测定杨树细胞壁非纤维素单糖组分
金小玲, 吴慧敏, 杨潮锋, 张进, 卢孟柱, 曾为
植物研究    2023, 43 (5): 787-793.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.015
摘要30)   HTML0)    PDF (835KB)(21)    收藏

为建立杨树(Populus spp.)细胞壁中非纤维素单糖的离子交换色谱-脉冲安培检测方法(HPAEC-PAD),通过对分离条件的优化,细胞壁中主要9种单糖可以通过一次进样,达到基线分离的效果。试验采用Dionex CarboPacTM PA100(4 mm×250 mm)分析柱,以氢氧化钠为淋洗液进行梯度洗脱,流速为1.0 mL·min-1,柱温为30 ℃的色谱条件,测定不同杨树种类细胞壁中单糖组分。结果表明,9种主要细胞壁单糖在0.5~150.0 mg·L-1线性范围内线性关系良好,相关系数R2为0.999 0~0.999 3,方法的重现性(RSD)为1.09%~3.96%,加标回收率为91.32%~109.25%,最低检出限为1.57×10-3~1.41×10-2 mg·L-1。试验结果表明杨树组培苗茎段细胞壁中半乳糖醛酸占比最高,其次为木糖,葡萄糖醛酸占比最低。本研究建立的方法适用范围广,操作简单,可用于杨树及其他物种细胞壁中单糖的检测。

28. 不同测定方法下叶片穿透力与叶片功能性状之间的关系
欧美景, 李红燕, 赵秋菊, 李佳蔚
植物研究    2023, 43 (6): 910-922.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.06.013
摘要36)   HTML2)    PDF (2333KB)(21)    收藏

为探究不同校准方法和不同穿刺针直径作用下叶片穿透力测定结果是否存在差异,以及该结果与叶片功能性状之间的关系,选取了30种双子叶植物,分别测定其2.0、1.0、0.5 mm穿刺针直径下的穿透力、撕裂力和叶片的功能性状等指标。结果表明:(1)叶片穿透力在3种不同穿刺针直径作用下差异显著(P<0.05),其在以周长校准方法下,同一物种在穿刺针直径0.5与1.0 mm的差异显著性占所有物种之比为76%、0.5 mm与2.0 mm为76%、1.0 mm与2.0 mm为33%(P<0.05);而同样在以横截面积校准下则为66%、56%、30%(P<0.05)。(2)不同校准方法下3种穿刺针直径之间的叶片穿透力在同一生活型中差异不显著,而在草本分别与灌木和乔木等不同生活型中差异显著(P<0.05),同时0.5 mm直径针的穿透力均大于1.0 mm和2.0 mm。(3)叶片穿透力与叶片角质层厚度、叶片厚度、撕裂力呈显著正相关(P<0.05),与比叶面积呈显著负相关(P<0.05),且以针周长校准的穿透力与叶片功能性状的相关性强于以横截面积校准的穿透力,而不同直径穿刺针作用下的叶片穿透力与叶片性状间的关系无显著差异。因此,穿刺针直径和校准方法的不同对叶片穿透力测定结果均产生差异,不同穿刺针直径测定的差异不会影响穿透机械力与叶片功能性状的相关关系,而不同校准方法测定的差异会影响穿透机械力与叶片功能性状相关关系的强弱。综上所述,在叶片穿透力测试中,选取合适的校准方法和穿刺针直径有利于提高数据的规范化和准确性,在此建议在两种校准方法下首先选用以针周长校准的方法,在3种穿刺针直径中选用0.5 mm测量叶面积小、叶脉密度大且较薄的叶片,对于叶面积大、叶脉密度大且较硬的叶片则选用2.0 mm。

29. 五个杨树品种生长、光合生理及根尖离子流速特性比较分析
张婧, 张伟溪, 丁昌俊, 苑正赛, 代丽蕊, 苏晓华, 沈应柏, 曲冠证
植物研究    2024, 44 (1): 96-106.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2024.01.012
摘要27)   HTML2)    PDF (1125KB)(21)    收藏

通过比较不同品种杨树(Populus)的生长、光合生理及根尖离子流速特性差异,为速生适应性强品种的早期选育提供参考。以渤丰3号杨(P. × euramericana ‘Bofeng 3’)、渤丰1号杨(P. × euramericana ‘Bofeng 1’)、西雄1号杨(P. × euramericana ‘Xixiong 1’)、中雄7号杨(P. × euramericana ‘Zhongxiong 7’)和中雄4号杨(P. deltoides × P. suaveolens cl. ‘Zhongxiong 4’)5个杨树品种1年生苗为研究对象,于正常培养条件下的试验开始和试验结束(30 d)时分别测定株高、地径等生长指标,并于10、20、30 d时分别测定幼苗的叶片数量、单叶面积、叶长、叶宽、瞬时净光合速率(Pn)、胞间CO2摩尔浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素相对含量以及根尖K+、Ca2+、H+流速等指标,经过30 d的正常管理,5个品种的株高生长量之间的差异达到显著水平,由高到低依次为中雄4号杨、西雄1号杨、渤丰3号杨、中雄7号杨、渤丰1号杨;其中光合特性指标和蒸腾速率渤丰1号杨均表现为最大,中雄4号杨均表现为最小,但是中雄4号杨的单叶面积((57.49±2.37) cm2)、总叶面积((1 721.10± 28.59) cm2)、单株净光合速率((17 863.10±910.21) μmol·m-2·s-1)和水分利用率((3.15±0.06) μmol·mmol-1)均表现为最大,且K+外排流速最慢,为(62.68±0.45) pmol·cm-2·g-1,Ca2+内流流速最快,为(-74.24±1.29) pmol·cm-2·g-1,而渤丰1号的单株净光合速率((8 539.70±164.64) μmol·m-2·s-1)和水分利用率((2.64±0.07) μmol·mmol-1)最小,且K+外排流速((130.81±1.71) pmol·cm-2·g-1)最快,Ca2+内流流速((-34.43±0.84) pmol·cm-2·g-1)最慢。综上所述,5个杨树品种中,中雄4号杨总叶面积、单株净光合速率、水分利用率最高,蒸腾速率最小,根尖K+外排流速最慢,Ca2+内流流速最快,植物体内K+、Ca2+离子含量最多,H+最活跃,株高生长表现最好,可能具有潜在的较强环境适应能力,适宜种植的范围更广。

30. 香蒲叶功能性状对模拟增温和CO2浓度倍增的响应
杨航美, 李丽萍, 孙梅, 陈弘毅, 李玲艳, 冯春慧
植物研究    2023, 43 (5): 729-740.   DOI: 10.7525/j.issn.1673-5102.2023.05.010
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为探讨高原湿地植物对增温和CO2浓度升高的响应策略,以高原地区常见的挺水植物香蒲(Typha orientalis)为研究对象,通过构建封顶式人工生长室模拟增温2 ℃和CO2浓度倍增的气候变化,检测其叶片功能性状,结果表明:(1)与对照组相比,CO2浓度倍增处理下,香蒲的净光合速率、气孔导度、胞间CO2摩尔分数和蒸腾速率都显著降低(P<0.05);增温处理下,香蒲的净光合速率和气孔导度也显著降低(P<0.05),表明增温和CO2浓度倍增显著降低了香蒲的光合碳同化能力。(2)与对照组相比,CO2浓度倍增处理下,香蒲叶脉密度显著增加;增温处理下叶脉密度和气孔密度显著增加,而维管束面积和导管面积显著降低(P<0.05),反映了香蒲在增温和CO2浓度升高条件下香蒲水分输送和蒸腾散失能力增强,其水分利用效率显著降低。(3)与对照组相比,增温和CO2浓度倍增处理下香蒲叶光合参数间的相关性减弱,净光合速率与叶结构性状间的紧密关系显著增强。研究结果证明了增温和CO2浓度升高显著增强香蒲叶功能性状间的功能协同和权衡关系。