2022, 42(2):181-189. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.02.0181
摘要:热激转录因子 (heat shock transcription factor, Hsf) 在真核生物中广泛存在,通过调控下游转录因子、功能酶以及分子伴侣的表达从而响应多种非生物胁迫。该研究以小麦(Triticum aestivum)品种‘沧6005’幼苗为材料,采用同源克隆技术从37 ℃热胁迫处理的二叶一芯幼叶中克隆目的基因TaHsfA25,并分析该基因的亚细胞定位,经农杆菌介导、利用蘸花法转化拟南芥野生型植株,筛选阳性苗进行基础耐热性和获得耐热性分析,并对热胁迫后转基因拟南芥 HSR 基因的表达进行分析,以探讨小麦热激转录因子 TaHsfA25基因的生物学功能。结果表明:(1)成功获得小麦热激转录因子基因TaHsfA25,该基因编码405个氨基酸,分子量为44.9 kDa;序列比对分析显示,小麦 TaHsfA25蛋白与大麦HvHsfA2b蛋白相似性最高,达到88.07%。(2)激光共聚焦显微镜观察表明,小麦 TaHsfA25蛋白定位于细胞核。(3)qRTPCR分析发现,TaHsfA25在小麦成熟的根、雄蕊、雌蕊、萼片、成熟种子以及幼胚中呈现出较高的表达水平;在热胁迫条件下,TaHsfA25在小麦叶片以及根中呈现出不同程度的上调表达趋势。(4)表型观察发现,与野生型拟南芥相比,转小麦TaHsfA25基因拟南芥能够提高热胁迫下植株的基础耐热性和获得耐热性,同时能够恢复拟南芥缺失突变体 AtHsfA2 的耐热表型,热胁迫下不同株系叶绿素含量与表型相一致。(5)HSR基因表达分析发现,过表达 TaHsfA25拟南芥均能够不同程度地上调所检测的 HSR 基因的表达量,表明小麦 TaHsfA25基因可能通过调控多个拟南芥热胁迫相关基因的表达,从而增强其热胁迫耐性。
2022, 42(2):190-200. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.02.0190
摘要:为探究龙眼WUSCHEL相关的同源异型盒(WUSCHELrelated homeobox, WOX)家族基因的生物学功能与表达模式,该研究基于龙眼全基因组数据库对DlWOX家族成员进行鉴定与生物信息学分析,并利用实时荧光定量 PCR(qRTPCR)技术检测验证其在龙眼体胚发生早期三个阶段以及在不同激素处理下的表达模式。结果表明:(1)共筛选出13个龙眼DlWOX家族成员,均为不稳定蛋白;亚细胞定位预测显示DlWOX定位于细胞核与细胞骨架上;进化树分析发现,DlWOX家族分为远古支、中间支和WUS(WUSCHEL基因是WOX家族中最先发现的基因)支。(2)基因结构分析发现,DlWOX内含子数在0~19个之间,其大部分的编码蛋白都含有基序motif1与motif2,部分成员含有特异的基序;DlWOX启动子顺式作用元件包含大量光与激素响应元件。(3)对DlWOX在龙眼不同组织部位及体胚发生早期的表达模式分析发现,该家族部分成员在龙眼叶片中高表达,DlWOX14.1、DlWOX14.2和DlWOX9A在胚性愈伤组织阶段(EC)高表达;qRTPCR分析显示,大部分龙眼DlWOX家族成员响应茉莉酸甲酯(MeJA)和赤霉素(GA)的调控,除DlWOX6外,其余成员在GA与MeJA处理下均上调表达,其中DlWOX9A在GA和MEJA处理下表达量显著上调。研究发现,龙眼DlWOX9A转录组测序结果与qRTPCR结果的表达量存在差异并且趋势也不完全相同,推测WOX家族在龙眼的整个体胚发生早期起着重要的作用,尤其是在GE阶段;龙眼DlWOX基因在进化过程中存在高度的保守性,部分DlWOX家族成员可能通过响应GA与MeJA激素在龙眼体胚发生过程中发挥作用。
2022, 42(2):201-209. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.02.0201
摘要:为了研究髓细胞组织增生蛋白 (Myelocytomatosis protein, MYC2) 基因与甘蓝型油菜抗虫性的关系,该研究从甘蓝型油菜恢复系R18中克隆获得BnMYC2基因的cDNA序列,并进行了基因表达及转化模式植物拟南芥的抗虫分析。生物信息学分析表明,BnMYC2基因gDNA不具有内含子结构,cDNA完整开放阅读框(ORF)为1 833 bp,编码610个氨基酸,推测BnMYC2基因位于甘蓝型油菜C6染色体上,具有bHLH型转录因子的保守结构域HLH。基因同源性分析结果表明,BnMYC2与拟南芥、甘蓝、萝卜的亲缘关系最近,氨基酸的相似度都在98%以上。组织特异性表达分析显示,BnMYC2在甘蓝型油菜的根、茎、叶、花、授粉后27 d的果荚和授粉后35 d的果荚中均有表达,且授粉后27 d的果荚中的表达水平最高。抗虫胁迫实验的结果显示,过表达BnMYC2拟南芥的抗虫基因VSP2的表达水平显著高于对照,推测甘蓝型油菜BnMYC2基因可能作为重要的调节因子参与虫害胁迫响应;MeJA诱导6 h后,VSP2基因在不同基因型拟南芥的表达量都明显增加,与诱导前相比差异显著,表明BnMYC2正向调控VSP2基因的表达,推测BnMYC2通过调控包括VSP2在内的多个标记基因的表达使植物响应虫害胁迫。
2022, 42(2):210-220. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.02.0210
摘要:基于茶树基因组数据,该研究以茶树‘蒙山9号’cDNA为模板,采用PCR扩增技术,成功克隆得到开放阅读框(ORF)长度为1 023 bp,编码340个氨基酸的茶树bHLH家族转录因子基因,命名为CsbHLH137(登录号为OL332046)。蛋白序列特征分析表明,CsbHLH137转录因子含有HLH结合功能域,且bHLH蛋白功能之一为通过生物钟组成结构域调控对光的反应和相互作用。该蛋白有4个无序化区域,包含有20个磷酸化位点,相对分子量为38.59 kD,理论等电点为5.59,属于亲水性蛋白。CsbHLH137转录因子蛋白二级结构以α螺旋和随机卷曲为主。对不同时间点的茶树叶片进行气孔开度分析和光合参数测定结果显示,与黑暗处理相比,光照处理在调节茶树叶片气孔宽度方面更为明显,光合参数Gs、Ci和Tr在白天波动较大,夜间维持较稳定状态。实时荧光定量PCR技术检测表明,茶树CsbHLH137转录因子基因在白天的表达量高且出现峰值,在夜间维持平稳的低表达水平。研究推测,茶树CsbHLH137转录因子基因为DELLA蛋白的应答基因,并参与茶树的光形态建成。
2022, 42(2):221-228. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.02.0221
摘要:基于霍山石斛转录组数据库,利用染色体步移技术,克隆霍山石斛GDP甘露糖 4,6脱水酶基因(DhGMDS)及其启动子,采用实时荧光定量PCR方法检测该基因的组织表达模式及低温处理下的表达,为进一步解析霍山石斛抗寒机制和遗传改良提供理论依据。结果表明:(1)成功克隆获得DhGMDS基因(GenBank登录号MW855573),其cDNA序列为1 134 bp,gDNA序列为1 523 bp,无内含子。(2)序列一致性分析显示,DhGMDS蛋白与黄花石斛(Dendrobium catenatum) 的GMDS蛋白序列相似性达到99.03%;系统进化树分析表明,霍山石斛DhGMDS基因与黄花石斛GMDS基因处于同一进化节点上,二者亲缘关系近。(3)启动子序列分析发现,在 DhGMDS 基因上游启动子区含有光、低温、干旱和ABA响应元件,且具有MYB等转录因子识别和结合位点。(4)实时荧光定量PCR分析显示, DhGMDS 基因在霍山石斛的花中表达量最高,其次为茎、叶,根中表达量最低;经4 ℃低温处理72 h后,DhGMDS基因受低温胁迫诱导上调表达,且在低温处理24 h的相对表达量最高,表明DhGMDS基因参与了植物逆境响应过程。研究推测,低温对DhGMDS基因的诱导表达可能依赖于上游MYB转录因子的调控。
2022, 42(2):229-241. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.02.0229
摘要:Pht1家族磷酸盐(Pi)转运体介导植物中磷(P)的吸收和再动员。为探讨甘草Pht1基因的结构及表达模式,该研究利用生物信息学方法对甘草Pht1(GuPht1)基因家族进行分析,结合转录组数据和实时荧光定量(qRTPCR)分析GuPht1在非生物胁迫下的表达,并采用RTPCR克隆4个GuPht1基因。结果显示:(1)甘草中有8个Pht1家族成员(GuPht1;1—GuPht1;8),都位于细胞膜上,且具有12个跨膜结构,属于MFS超家族,氨基酸长度介于521~570 aa之间,含有Pht1保守的特征序列GGDYPLSATIMSE。(2)系统进化分析显示,甘草GuPht1基因家族成员与豆科植物亲缘关系较近;启动子区含有与磷饥饿有关的Wbox、Gbox、PHOlike和P1BS元件;甘草GuPht1基因家族在Scaffold定位分布均匀,三级结构均为单体。(3)转录组数据分析显示,GuPht1响应干旱、盐、激素等胁迫,且表达有组织特异性。qRTPCR结果表明,低磷胁迫下GuPht1基因有明显的时空表达差异性,GuPht1;1/1;6/1;8在根中表达明显上调,GuPht1;5/1;6在叶中表达明显上调,低磷处理显著提高了GuPht1在根和叶中的表达量,根中被诱导上调表达的成员更多;在干旱、盐、激素处理下根和叶中GuPht1;5都被显著诱导表达。(4)成功克隆甘草GuPht1;1/1;2/1;4/1;5基因,长度分别为1 562、1 618、1 625 和1 616 bp,编码522、538、540和537个氨基酸。本研究结果为深入探讨Pht1家族的功能和甘草对营养胁迫的响应机理提供参考。
2022, 42(2):242-254. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.02.0242
摘要:以休眠期的台湾独蒜兰(Pleione formosana)假鳞茎为试材,利用石蜡切片及透射电子显微镜,分别对假鳞茎的5个部位(假鳞茎基部、假鳞茎中部、假鳞茎外侧、假鳞茎与叶芽相接处、假鳞茎与花芽相接处)进行了系统观察分析。结果发现:(1)台湾独蒜兰假鳞茎5个部位均观察到液泡及不同程度液泡化的细胞,表皮细胞覆着有厚厚的蜡质层。(2)台湾独蒜兰假鳞茎基部、中部、外侧细胞中均存在一定的叶绿体,少量线粒体分布在其周围。(3)假鳞茎薄壁细胞中存在淀粉粒及造粉体,且造粉体伴随有形成淀粉粒的现象。(4)假鳞茎基部、中部、外侧及其与花芽相接处的薄壁细胞壁之间有大量胞间连丝,筛管伴胞复合体与薄壁细胞间也存在胞间连丝,同时细胞间存在不同形状的细胞间隙。研究结果表明,台湾独蒜兰假鳞茎发挥了其作为储水器官、光合作用场所及储存碳水化合物的功能,同时休眠期间主要以共质体途径进行物质的交换与运输。
2022, 42(2):255-262. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.02.0255
摘要:以加工番茄KT7为材料,在水培条件下,研究外源水杨酸(SA,0.15 mmol/L)、硫化氢(H2S)供体硫氢化钠(NaHS,50 mmol/L)对150 mmol/L NaCl胁迫下加工番茄幼苗的渗透调节、活性氧代谢和快速叶绿素荧光的影响,以探讨H2S和SA这2种信号分子协同作用、以及实际生产中缓解加工番茄幼苗盐胁迫的生理机制。结果表明:(1)外源SA和H2S处理及其复合处理均能有效缓解加工番茄幼苗受到的NaCl胁迫伤害。(2)与盐胁迫处理相比,外源SA、H2S处理使加工番茄幼苗叶绿素含量、叶片相对含水量、脯氨酸含量均有不同程度的提高,而丙二醛(MDA)含量、电解质渗透率、过氧化氢(H2O2)含量均有不同程度的降低。(3)根施外源0.15 mmol/L SA和喷施50 mmol/L H2S复配处理下加工番茄幼苗的MDA含量、电解质渗透率及H2O2产生速率均降到最小,而复配处理幼苗的脯氨酸含量达到最大。研究发现,盐胁迫下外源SA、H2S单一或复配处理均能提高加工番茄幼苗的耐盐性,且H2S和SA复配处理具有一定程度的协同作用,能够降低加工番茄叶片的失水,诱导幼苗渗透调节能力增加,使幼苗仍保持较完整的光合结构和较强的活力,进一步提高加工番茄幼苗对盐胁迫的适应性,表明H2S和SA在减轻加工番茄盐胁迫伤害方面存在相互调控的机制。
2022, 42(2):263-271. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.02.0263
摘要:为探究酿酒葡萄果实中黄烷3醇积累规律与合成相关酶、关键基因表达的关系,该研究以贺兰山东麓主栽酿酒白葡萄品种‘霞多丽’为材料,采用比色法、高效液相色谱(HPLC)和荧光定量PCR技术,分析葡萄果实发育过程中黄烷3醇单体物质的积累规律及其生物合成过程中相关酶活性、相关基因表达模式的变化。结果表明:(1)在‘霞多丽’果实整个发育期,黄烷3醇主要单体物质没食子儿茶素(GC)、表儿茶素没食子酸酯(ECG)含量远高于儿茶素(CAT)、表儿茶素(EC)含量,且ECG、EC 含量均随果实发育期进程呈先升后降变化趋势,并于花后50 d(7月13日)达最大值,分别为47.69和42.73 mg/g,而GC、CAT的含量则呈先降低后升高,后随果实成熟逐渐降低的变化趋势。(2)葡萄果实中黄烷3醇生物合成相关酶PAL和ANS活性随果实发育期进程呈先升高后降低的变化趋势, F3H、F3′H、CHI活性均在花后20 d(6月13)出现峰值,而后活性迅速降低,而DFR活性呈先升高后降低,并于花后50 d(7月13)再次升高,后随果实成熟逐渐降低。(3)黄烷3醇生物合成相关结构基因PAL、ANS 的表达水平随果实发育期进程呈先上调后下调的趋势,与ECG、EC 含量变化趋势一致,F3′H、F3H、CHI 的表达水平却呈先下调后上调的趋势,DFR 的表达水平先上调而后下调,并随果实成熟再次上调。(4)相关性分析表明,F3H、F3′H和ANS酶活性与GC含量呈显著正相关关系;F3H、F3′H 基因表达与GC、CAT的含量呈正相关关系,ANS、PAL 基因表达与ECG、GC的含量呈正相关关系。研究发现,黄烷3醇生物合成相关酶和相关基因表达影响了葡萄果实中黄烷3醇类化合物含量的积累,从而进一步影响葡萄酒的感官品质。
2022, 42(2):272-279. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.02.0272
摘要:以黄瓜品种’新春4号’为试验材料,研究了在中度盐胁迫(50 mmol/L NaCl)条件下,外源喷施0.01 mg/L 2,4表油菜素内酯(EBL)和24 μmol/L 油菜素内酯抑制剂(BZR)处理对盐胁迫下黄瓜幼苗叶片快速叶绿素荧光诱导动力学曲线(OJIP)及相关荧光参数的影响,探讨EBL缓解黄瓜幼苗中度盐胁迫伤害的光合生理机制。结果表明:(1)盐胁迫导致黄瓜幼苗叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)下降,胞间CO2浓度(Ci)增加,初始荧光 (Fo)、最大荧光(Fm)下降,OJIP曲线中J点、I点显著增加,降低了黄瓜幼苗叶片光合性能,且对PSⅡ受体侧的伤害大于供体侧,表现为PSⅡ反应中心损伤,光合电子从QA向QB的传递效率降低,电子传递受阻。(2)在50 mmol/L NaCl处理下,外源喷施0.01 mg/L EBL可显著提升NaCl胁迫下黄瓜幼苗叶片Pn、Gs、Tr、光合性能(PIABS),降低Ci,显著增加单位面积内吸收(ABS/CSm)、捕获(TRo/CSm)、用于电子传递(ETo/CSm)的光能以及有活性反应中心的数目(RC/CSm)。(3)与NaCl+EBL处理相比,NaCl+EBL+BZR处理后黄瓜幼苗叶片光合性能进一步降低,证明EBL对黄瓜幼苗盐胁迫引起的PSⅡ伤害有缓解作用。研究发现,外源喷施适量2,4表油菜素内酯能有效缓解黄瓜幼苗叶片在盐胁迫条件下受到的光合电子传递链中(PSⅡ)受体侧的伤害,增加电子从QA向QB传递的效率,从而显著改善盐胁迫下黄瓜幼苗叶片的光合性能。
2022, 42(2):280-292. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.02.0280
摘要:近年来酸雨的酸性和频率越来越高,酸雨类型逐渐由硫酸型向硫酸硝酸混合型及硝酸型转变。该研究以两年生马尾松、杉木、青冈和毛竹幼苗为试验材料,通过4个月的盆栽实验对幼苗进行硫酸型(SAR)、硝酸型(NAR)和混合型(MAR)酸雨及其各自3个酸雨浓度(pH 2.5、pH 3.5、pH 4.5)的处理,并以pH 5.7的蒸馏水为对照组,对植物的净光合速率、叶绿素含量、树种株高变化量以及植物根际土壤pH值和交换性盐基离子含量进行测定,以探究植物幼苗对模拟酸雨的敏感性及抗性特征,为酸雨受灾区的植被建设和抗酸树种的培育提供参考数据。结果表明:(1)不同浓度及类型酸雨在一定程度上能够抑制植物的净光合速率、阻碍叶绿素的合成,即酸雨浓度越高,植物净光合速率越低,叶绿素含量越少。(2)低浓度酸雨能够促进植物株高的增长,但随着酸雨浓度的增大,植物株高增长量受到严重抑制,且马尾松和青冈的表现最为明显。(3)植物根际土壤在低浓度酸雨胁迫下能够有效释放出盐基离子中和酸根离子从而降低酸雨的毒害,但随着酸雨浓度的增大,盐基离子含量不断衰减,土壤pH值逐渐减小。(4)杉木、马尾松、毛竹、青冈的平均隶属度值在不同酸雨类型作用下的表现不尽相同,总体上杉木对硫酸型和混合型酸雨的抗性最强,而毛竹能耐受硝酸型及混合型酸雨,青冈相比其他3种树种对酸雨的抗性最弱。研究发现,马尾松对硝酸型酸雨最敏感,且受胁迫的pH阈值为2.5~3.5,但对硫酸型酸雨表现出明显的抗性;杉木对3种类型酸雨的抗性较其他3种树种要强,毛竹抵抗硝酸型酸雨能力强于其他2种酸雨,而青冈对硝酸型酸雨的抵抗力强于其他2种酸雨且是抗酸能力最弱的树种,毛竹、杉木及青冈受酸雨胁迫的pH阈值为3.5~4.5;4种植物对酸雨的综合抵抗能力表现为杉木>毛竹>马尾松>青冈。
2022, 42(2):293-300. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.02.0293
摘要:该研究采用盆栽法,于百日草幼苗期叶面喷施不同浓度(100、150、200、250和300 mg·kg-1)三唑酮(triadimefon,TD)预处理后进行自然干旱和复水处理,分析百日草植株农艺性状及生理特性的变化,并筛选出对百日草抗旱效果最佳的三唑酮浓度,以明确三唑酮对干旱胁迫下百日草幼苗生长的影响机理,为百日草的抗旱栽培应用及抗性品种选育提供理论依据。结果显示:(1)不同浓度的TD预处理能明显提高百日草幼苗的抗旱能力,表现为增加幼苗植株的根长、茎粗、根冠比,降低幼苗的株高,减少叶面积,达到缓解干旱带来的伤害;同时能促进叶绿素(Chl)、可溶性蛋白(SP)和脯氨酸(Pro)含量的增加,提高过氧化物酶(POD)及超氧化物歧化酶(SOD)活性,减缓相对电导率(REC)和丙二醛(MDA)含量的升高。(2)复水后,各处理株高、根长及茎粗均增加,同时,增加Chl、SP、Pro的含量,POD、SOD活性也有所提高,REC和MDA含量逐渐降低。(3)隶属函数分析显示, 250 mg·kg-1的三唑酮对百日草的抗旱性促进效果最好。
2022, 42(2):301-311. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.02.0301
摘要:土壤种子库作为地上植被更新的潜在种源,在植被自然恢复和演替过程以及生态系统建设中起着重要作用。该研究对贺兰山低山区不同海拔高度植物群落土壤理化性质变化与其土壤种子库特征之间的关系进行分析,以揭示贺兰山低山区植物群落的土壤种子库空间分布特征和自然恢复潜力。研究结果表明: (1)海拔1 200 m处种子主要来源于一年生草本,海拔1 600 m土壤种子库主要来源于多年生草本,海拔2 000 m土壤种子库主要来源于灌木和小灌木;随着海拔升高,隶属于禾本科的物种数呈下降趋势,菊科和藜科呈增加趋势,蒺藜科、大戟科、豆科和玄参科消失。(2)5个海拔高度土壤种子库物种数均显著低于地上植被;在物种生活型组成上,土壤种子库中物种数占比最大为一年生草本,地上植被为多年生草本。(3)土壤理化性质对种子库物种多样性影响中,土壤pH、电导率最为显著。贺兰山低山区5个海拔高度土壤种子库种子密度和物种多样性均较低,无法满足植被自然恢复需求,可通过飞播等生态恢复措施来弥补表层土壤种子的不足,从而满足地上植被恢复所需种源量。
2022, 42(2):312-325. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.02.0312
摘要:马尾松作为中国广泛栽植的乡土树种,其人工林群落结构简单和生物多样性低下是普遍存在的生态学问题。探究不同林窗尺度对马尾松人工林林下植被群落的影响,可为马尾松人工林近自然经营提供理论依据。该研究在45 a生马尾松人工林中分别设置A(50 m2)、B(100 m2)、C(200 m2)和D(667 m2)4种不同尺度的林窗,以不做任何处理的马尾松人工林作为对照(CK),探究采伐开窗后林窗内自然更新1 a后的灌草层植物组成、优势种生态位宽度和生态位重叠度分布特征。结果显示:(1)除100 m2林窗下灌木层物种数与对照无显著差异外,其余林窗灌草层物种数均显著高于对照(P<0.05),且200 m2林窗下灌草层物种数均最多,分别为35种和20种;4种林窗下灌草层物种丰富度指数较对照均显著增加(P<0.05),最大值均出现在200 m2林窗下,其值分别为对照的1.5倍和2.6倍。(2)林窗增加了灌草层喜光植物种类,且在200 m2林窗下种类最多,灌木层喜光植物有13种,草本层喜光植物有5种。(3)4种林窗下灌草层优势种中,喜光植物生态位宽度均较大,200 m2林窗下灌草层生态位宽度平均值最小,其对资源利用程度低,重要值与生态位宽度之间无显著相关性(P>0.05)。(4)4种林窗下灌草层优势种间生态位重叠度指数均较小。667 m2林窗下,灌草层优势种平均生态位重叠度指数最小,分别为0.029和0.024,200 m2林窗下灌草层优势种高生态位重叠度占总数比例最大,分别为20%和23.8%。研究表明,采伐开窗促进了马尾松人工林林下植被发育,丰富了林下植物多样性,有利于马尾松林稳定持续发展,对精准提升马尾松人工林质量具有重要意义。
2022, 42(2):326-338. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.02.0326
摘要:人工固沙植被群落的稳定是评价干旱半干旱风沙区植被恢复成功的重要标准。该研究运用模糊综合评判理论,对晋西北丘陵风沙区坡面尺度下(坡上、坡中、坡下)7种人工固沙优势植物的稳定性进行分析,选取优势植物生长状况、土壤质量、林下植物生物量和多样性以及Godron指数4项指标,通过计算其隶属度平均值来评价植物的稳定性。结果表明:(1)乔木油松枝叶生物量最大(1 457.1 g),灌木柠条枝叶生物量最大(1 429.1 g),各优势植物坡下枝叶生物量最大。(2)灌木表层(0~20 cm)土壤水分优于各乔木表层土壤水分,同时不同植物林均表现出坡下土壤水分最大;各植物表层土壤有机质、解碱氮、速效钾、速效磷基本都远高于撂荒地,其中乔木油松和灌木柠条各土壤养分指标显著高于其他植物,且不同植物林下养分也表现为坡下最优。(3)林下植物生物量乔木青杨最大(87.2 g),灌木柠条最大(50.4 g),坡下生物量最大;林下植物丰富度指数乔木青杨最高,林下植物多样性指数和均匀度指数乔木樟子松和油松最高,灌木中林下植物各多样性指数基本相近。(4)Godron指数:乔木中刺槐的交点坐标离群落稳定点最近,灌木中柠条交点坐标离群落稳定点最近。综合各指标的隶属度平均值得到乔木稳定性指数排序为:油松(0.69)>刺槐(0.67)>青杨(0.66)>樟子松(0.39)>旱柳(0.28),灌木稳定性排序为:柠条(0.82)>紫穗槐(0.64),乔灌木植物稳定性均远高于撂荒地(0.20)。研究认为乔木油松和灌木柠条稳定性最高,是西北丘陵风沙区适宜的造林树种,而坡下则是更优的种植坡位选择。该研究结果可为晋西北丘陵风沙区域以至于黄土高原人工固沙植被恢复和科学管理提供依据。
2022, 42(2):339-347. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.02.0339
摘要:为揭示寒旱区冰封期富营养化湖泊水体中浮游植物群落结构及其与水质指标的响应关系,该研究以乌梁素海为对象,于2019年1月在湖区设立12个采样点采集水样及浮游植物,通过对浮游植物定性定量检测和水体理化性质测定分析,以明确冰封期乌梁素海浮游植物群落结构空间变化特征及主要水质指标的分布规律;结合RDA分析和Pearson相关性分析揭示了浮游植物与水质指标的响应关系,为水体富营养化程度评估及防控提供理论依据。结果显示:(1)冰封期乌梁素海12个样点的水质指标特征差异明显,各水质指标从北到南具有不同的变化趋势。(2)冰封期乌梁素海共检出浮游植物61种,其中隐藻门的丰度最高(4.76×106个·L-1),甲藻门的生物量最高(18.09 mg·L-1),但湖区不同位置的优势浮游植物类群有所差异,北湖区蓝隐藻和伪鱼腥藻丰度明显高于南湖区。(3)不同种类的浮游植物在空间分布上存在明显的差异,且在P3样点的多样性最低,P8样点的多样性最高,并发现中、下湖区物种类型多且组成较为均匀。(4)浮游植物的丰度与TP呈显著正相关关系,生物量与TP呈极显著正相关关系,多样性指数与TP呈正相关关系。研究表明,冰封期乌梁素海水体处于中等营养水平,水体中总磷(TP)含量是影响浮游植物物种丰度和生物量的主要影响因子;寒旱区冰封期富营养化湖泊浮游植物分布特征为北湖区隐藻门、蓝藻门和甲藻门占优势;南湖区中绿藻门丰度最高。
2022, 42(2):348-360. DOI: 10.7606/j.issn.1000-4025.2022.02.0348
摘要:CRISPR/Cas9技术是一种能够快速对基因组靶位点进行特定DNA修饰的编辑工具。该文对近年来国内外有关CRISPR/Cas9技术在改善番茄农艺性状及提高生物、非生物胁迫抗性方面的研究进展进行综述,并集中讨论了CRISPR/Cas9面临的一些问题,为该基因编辑技术在番茄的种质创新及基因功能研究方面的应用提供参考。