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毛红椿生长、心材和材性性状遗传分析及家系选择
韦一, 范艳如, 邱勇斌, 沈汉, 郑成忠, 林杰, 傅爱平, 姜景民, 刘军
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230376
摘要:
目的 通过研究15年生毛红椿家系试验林的生长、心材和材性性状的遗传变异规律,选择速生且优质的毛红椿优良家系。 方法 以浙江开化县林场的15年生毛红椿家系试验林为材料,测定其树高、胸径、材积、心材率、心材材积和木材基本密度,进行方差、相关和主成分等分析。 结果 毛红椿家系间树高、胸径、材积、心材率、心材材积和木材基本密度等6个生长、心材和材性性状的差异均达极显著水平,并有较高的遗传稳定性,但冠幅和枝下高在家系间差异不显著。表型相关和遗传相关分析表明,毛红椿胸径与心材体积和材积之间呈显著正相关,通过对胸径的选择能间接实现对材积和心材体积的选择。主成分分析结果显示,材积、心材体积、胸径、树高和心材率等5个性状代表了毛红椿的品质和经济性状,对前两个主成分PC1和PC2的贡献率较高。通过构建材积、心材率、心材体积和木材基本密度等4个性状的综合指数选择方程,对毛红椿所有家系进行综合评价,选出了2个符合改良条件的优良家系,其材积、心材率、心材体积和木材基本密度获得的平均遗传增益分别为:52.84%、0.49%、66.23%和2.13%。 结论 毛红椿育种目标应重点围绕生长和心材性状,而冠幅和枝下高遗传力较小且家系间差异不显著,不适宜作为遗传改良的目标。
巨桉转录因子ZF-HD基因家族及其功能初步分析
张双, 王学君, 曾炳山, 许志茹, 范春节
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230399
摘要:
目的 解析转录因子ZF-HD在桉树生长发育中的作用,进而深入了解其在桉树中如何发挥功能。 方法 在本研究中利用生物信息学鉴定巨桉ZF-HD基因家族成员,并对其染色体定位、理化性质、基因结构、蛋白保守结构域和表达模式进行分析。 结果 桉树中共发现10个基因家族成员,编码78~343个氨基酸,几乎所有成员都属于碱性蛋白质,主要定位于细胞核,且motif1在ZF-HD家族中非常保守,其启动子顺式作用元件主要为激素应答、生长发育和逆境应答等响应元件。ZF-HD基因家族成员在不同组织、不定根诱导和不定芽诱导过程中的表达分析表明,大多数家族成员在不同组织中存在着差异表达,且家族成员主要在顶端等初生生长阶段表达。且巨桉ZF-HD家族部分成员在不定根和不定芽诱导阶段表达量显著上升,亚细胞定位分析与预测结果相同。同时EgrZHD2定位于细胞核,且在茎尖的的表达量较高,随着茎顶端向下其表达量显著下降。 结论 巨桉ZF-HD基因家族成员在桉树不定根和不定芽诱导等生发育中起着重要的调控作用。EgrZHD2作为重要的转录因子作用于桉树的初生生长以及不定根诱导等生物学过程。
‘海黄’牡丹香叶醇合酶基因PsGES的克隆及功能验证
王佩云, 李子昂, 白杨, 杨萍, 尹承芃, 宋秀华
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230404
摘要:
目的 探究植物释放的萜类化合物合成代谢的机理,为进一步解析牡丹萜类合酶基因家族的生物学功能提供理论依据。 方法 以芳香型牡丹品种‘海黄’(Paeonia × lemoinei ‘High Noon’)为材料,根据转录组测序所得片段,克隆得到PsGES基因。同时利用瞬时表达方法将PsGES基因过表达载体注射进烟草叶片和‘凤丹’花瓣中验证基因功能。 结果 该结构基因的完整CDS序列长897 bp,编码298个氨基酸,氨基酸序列分析发现该蛋白具有较高的保守性,有1个保守结构域Terpene_cyclase_plant_C1。PsGES基因在盛开期花瓣中表达量最高且明显高于其他器官。亚细胞定位分析表明PsGES主要定位于叶绿体中。通过GC-MS方法可检测到烟草叶片和‘凤丹’花瓣中香叶醇的释放,同时烟草叶片和‘凤丹’花瓣中PsGES基因呈现高表达。 结论 本研究表明PsGES基因在植物体内调控香叶醇的合成。
基质pH对欧洲报春开花品质的影响
陈华乐, 温静怡, 唐天琪, 杨佳维, 高星, 赵婷婷, 苏齐珍, 史倩倩
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230301
摘要:
目的 探究不同梯度基质pH(4.5、5.5、6.5、7.5)对欧洲报春开花品质的影响,为欧洲报春精细化栽培提供一定的理论基础。 方法 选取了四个不同花色的欧洲报春品种(‘靓丽风景’、‘火热情人’、‘蓝色安吉星’、‘黄丽’),采用硫酸亚铁和氢氧化钠溶液将盆栽基质酸碱度调节为不同梯度,观察株高、花叶生长量等形态指标,并测定细胞保护酶活性、花色素含量、质膜透性等数据,研究基质pH对欧洲报春开花品质的影响。 结果 欧洲报春在基质pH5.5和pH6.5条件下花朵形态较好,在其他pH条件下生长均受到抑制。花瓣的L*值随酸碱胁迫下降,花青苷和类黄酮含量随基质pH值的增加呈下降趋势,而‘火热情人’花瓣细胞液pH值有小幅度上升。与CK相比,四个品种的CAT活性均在pH4.5处理下极显著或显著上升。形态指标与生理指标相关性分析表明POD与类胡萝卜素含量相关性最高,而与花青苷含量相关性最低。主成分分析和隶属函数综合评价结果表明花瓣细胞液pH、叶片相对含水量、开花数、CAT活性、可溶性糖含量、株高可作为评价欧洲报春在不同基质pH下开花品质的主要指标,其中无论在任何基质pH条件下‘蓝色安吉星’开花品质均最好。 结论 欧洲报春开花品质最佳的栽培基质pH为5.5~6.5,在不同基质pH胁迫下四个品种开花品质由高到低依次为:‘蓝色安吉星’、‘靓丽风景’、‘火热情人’、‘黄丽’。
不同地理种源杉木细根呼吸及其与形态、化学性状的关系研究
寿烨, 王兵, 牛香, 宋希强, 许庭毓, 王以惠
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20240068
摘要:
目的 :分析不同种源杉木细根呼吸及其形态、化学性状的差异,增进对根系呼吸与其他根系特征之间联系的理解。 方法 :以江西大岗山杉木[Cunninghamia lanceolata (Lamb.) Hook.]种源同质园的10个种源为对象,对杉木细根呼吸及其形态、化学性状的种源间差异以及各指标间的关联性开展了研究。 结果 :杉木细根呼吸、细根形态性状和化学性状的种源间变异系数分别为40.42%、18.82%~22.88%、7.84%~19.73%。不同种源杉木细根呼吸存在显著差异(P<0.05),浙江开化种源细根呼吸速率最大(7.97 ± 1.08 nmol·g−1·s−1),重庆永川种源最小(1.63 ± 0.40 nmol·g−1·s−1);不同种源杉木细根形态性状、化学性状也呈显著差异(P<0.05),福建建瓯种源具有最大的比根长(579.17 ± 17.11 cm·g−1)、根比表面积(139.97 ± 10.18 cm2·g−1);浙江开化种源具有最大的根C含量(458.12 ± 5.40 g·kg−1)、N含量(10.58 ± 0.02 g·kg−1)、N : P(17.85 ± 0.29);江西分宜本地种源具有最大的根组织密度(0.62 ± 0.12 g·cm−3)、以及最小的根N含量(6.38 ± 0.11 g·kg−1)、C : P(481.39 ± 8.94)、N : P(10.64 ± 0.41)。对杉木细根呼吸及其形态、化学性状间的权衡关系分析表明,细根呼吸与根系氮含量之间呈显著正相关(P<0.05),与比根长、根组织密度的相关性较小。 结论 :不同地理种源杉木细根对环境变化的适应策略存在差异,细根呼吸与根形态性状的关联较小,主要与根N含量关系密切。
舞毒蛾Methuselah-like分子模拟及靶向小分子抑制剂研究
吴元旺, 谢佳铭, 丛培娟, 曹传旺, 孙丽丽
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230413
摘要:
目的 旨在通过虚拟筛选技术筛选Methuselah-like(Ldmthl1)蛋白潜在的小分子抑制剂,并通过分子动力学模拟、MM-PBSA及生物测定,探究潜在化合物对Ldmthl1蛋白的抑制能力,为针对舞毒蛾Ldmthl1研发新型靶向杀虫剂奠定理论基础。 方法 以舞毒蛾为研究对象,构建Ldmthl1同源模型,虚拟筛选Ldmthl1受体小分子抑制剂,并采用分子动力学和MM-PBSA计算结合自由能分析6种潜在小分子抑制剂与Ldmthl1受体的结合强度;通过生物测定分析6种潜在小分子抑制剂的毒力,同时将6种潜在小分子抑制剂与溴氰菊酯进行联合使用,探究6种潜在化合物的增效作用。 结果 Ldmthl1含7个跨膜结构,符合G蛋白偶联受体结构特点,评估后符合蛋白模型评估标准;分子对接获得20个候选化合物,根据结合方式及结合能确定6种小分子化合物为潜在的抑制剂;分子动力学模拟显示,6种潜在小分子抑制剂通过氢键和疏水作用力与Ldmthl1受体稳定结合;MM-PBSA计算结合自由能发现6种潜在小分子抑制剂与Ldmthl1受体结合紧密;致死浓度LC30溴氰菊酯与6种抑制剂按照1:1、1:2和2:1的比例联合使用饲喂舞毒蛾3龄幼虫,6种抑制剂与溴氰菊酯具有协同增效作用,且当混合比例为1:2时,增效作用最显著,但溴氰菊酯浓度过高时,导致抑制剂无增效作用。 结论 虚拟筛选得到6种可与Ldmthl1受体稳定结合且具有杀虫活性潜在小分子抑制剂,与溴氰菊酯联用后呈现增效作用,本研究可为研发Ldmthl1靶向新型杀虫剂奠定理论基础。
粤北喀斯特地区不同年龄油茶林土壤细菌群落动态变化特征
郑全胜, 吴斌, 白拉曲珍, 叶飞, 王雨, 冯汉华
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230320
摘要:
目的 油茶规模化种植是粤北地区石漠化治理的一种特有模式,具有较好的经济效益。然而油茶种植年限对喀斯特地区土壤微生物群落的影响还有待明确。 方法 以乐昌市富树山油茶种植基地分别种植了2、3和7年的油茶林土壤为研究对象,利用高通量测序技术和分子生态网络的分析方法对土壤细菌群落进行研究。 结果 油茶种植年限的增加会导致土壤中铵态氮和总氮的积累,虽然不会显著改变土壤中细菌群落的生物多样性,但会导致土壤细菌群落结构的改变。同时发现土壤水分是影响2、3年龄油茶林土壤细菌群落的关键环境因子,而种植7年油茶林的土壤细菌群落主要受pH的影响。此外,相比种植2~3年的油茶林,种植7年的油茶林土壤细菌类群之间的联系更为紧密,但同时出现了细菌网络模块化的缺失和关键物种的演变的现象。 结论 本研究揭示了粤北石漠化地区不同种植年限油茶纯林的土壤细菌群落动态变化特征,为维持油茶林土壤生态系统功能的实践管理提供了理论依据。
基于Biomod2组合模型对入侵害虫杏鬃球蚧的潜在适生区预测
郭发城, 马贵龙, 高桂珍
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230368
摘要:
目的 杏鬃球蚧(Sphaerolecanium prunastri Boyer de Fonscolombe)作为新入侵新疆野果林的多食性害虫,具备繁殖速度快、繁殖量大和扩散迅猛等特征,凸显其在生态系统中具备显著的生态适应性和竞争优势。其不仅对野杏(Prunus armeniaca L.)危害严重,还对野果林及当地果园的生态环境和生物多样性造成重大威胁。通过建立并比较不同类型影响因素下的物种分布模型来获得杏鬃球蚧更准确的适生区分布。 方法 通过R语言Biomod2包集成建立物种分布模型(SDM),分别对仅基于气候因素和基于寄主和气候因素两种模式下的杏鬃球蚧分布格局进行预测,以期为入侵害虫制定综合防控策略提供理论依据。 结果 添加生物变量后的生态位结果与实际分布结果相符,剔除了仅基于气候因素下杏鬃球蚧在沙漠地区的扩张范围,避免了预测结果基础生态位比实际生态位大的问题,预测结果准确率更高,因此选用添加寄主因素的预测结果用于分析。在添加寄主因素后当前总适生区面积15.06 × 105 km2,主要分布在与哈萨克斯坦交界处、天山北脉博罗科努山北麓和伊犁河谷等地;在2090年SSP5-85情景下总适生面积达到最大45.31 × 105km2。在未来不同的气候情景下,杏鬃球蚧的总适生区均呈不同幅度的扩张趋势,在伊犁哈萨克自治州、博尔塔拉蒙古自治州、昌吉回族自治州、阿勒泰地区等地适生性显著提高。 结论 本研究构建的7种单一模型的组合模型,其AUC平均值达到0.97,TSS平均值达到0.88,预测准确度高;在添加寄主因素后适生区与实际更吻合,结果较仅添加气候因子更为可靠;预测结果为杏鬃球蚧在新疆的预警、监控和防治提供科学参考。
生防菌株森吉木霉M75挥发性气体的抑菌活性分析
张铭, 朱帆, 张辉, 程元, 谢宪, 张星耀, 梁军
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230481
摘要:
目的 解析生防菌株森吉木霉M75产生的挥发性有机化合物的成分。 方法 利用顶空固相微萃取气相色谱-质谱联用技术(headspace solid phase microextraction-gas chromatography-massspectrometry, HSSPME-GC-MS)对森吉木霉(Trichoderma songyi)M75产生的挥发性气体中的有机化合物进行成分解析,并对其中的成分进行抑菌活性的检测。 结果 从森吉木霉M75菌株产生的挥发性气体中鉴定出18种化合物,包括醛类、萜类、酮类、烷烃类、芳烃类、酯类等。其中6-戊基-2H-吡喃-酮(6pp)含量最高,相对含量为18.56%,对松球壳孢菌(Sphaeropsis sapinea)抑制效果最好的化合物是芳樟醇,相对含量为5.86%,并且芳樟醇的抑菌谱较广,对多种植物病原菌如金黄壳囊菌(Cytospora chrysosperma)、栗疫菌(Cryphonectria parastica)和链格孢(Alternria sp)也具有较好的抑制效果,抑菌率均达到70.00%以上。 结论 木霉属真菌普遍具有产挥发性有机化合物的能力,本研究成功解析了森吉木霉M75菌株产生的挥发性有机化合物,为木霉的抑菌机制及抑菌物质的代谢等研究提供科学依据,为利用木霉属真菌开发生物防治剂奠定了基础。
基于MaxEnt模型的核桃炭疽病适生性分析
薄淑文, 喻红稠, 韩长志
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230317
摘要:
目的 根据核桃炭疽病的已知分布情况,对其在中国和云南省范围内的适生区范围分别进行预测分析,明确核桃炭疽病在我国潜在的分布区范围,有助于生产上采取科学高效的监测和预防措施,降低潜在的生态和经济损失。 方法 利用MaxEnt物种分布模型,通过筛选生物气候变量和优化模型参数构建表现最佳的模型,进而应用于核桃炭疽病在中国和云南省范围内的适生区的预测。利用ArcGIS软件对预测结果进行可视化处理和面积统计,并利用模型的结果对影响核桃炭疽病的主要环境因素进行分析。 结果 MaxEnt模型预测结果显示:影响核桃炭疽病适生性的主导环境因子主要有年降雨量、最干月份降雨量、温度季节性、最冷季度平均温度、年平均温、等温性、平均日较差和最暖季度平均降雨量等。核桃炭疽病在中国生态适宜区总面积约为317.12万平方公里,占国土总面积的33.03%,主要分布在我国华中、华东、华南的全部地区以及西南大部分地区和“三北”(西北、华北、东北)少部分地区;核桃炭疽病在云南的适生区主要集中在滇西地区,约为22.64万平方公里,占省总面积的57.44%。 结论 核桃炭疽病在中国有着较为广泛的适生区域,尤以云南省核桃炭疽病发生点数量最多和高度适生区分布区域最广泛,预测适生区与已经获取核桃炭疽病分布点结果相一致,未来应结合当地核桃炭疽病菌的生物学特征和实地分布情况进一步加强核桃炭疽病的预测和防治。
枯草芽孢杆菌剂和硅肥施用对覆盖雷竹林竹笋产出的影响
张旭, 王安可, 温作荣, 毕毓芳, 王子杰, 宁祎琳, 何奇江, 胡俊靖, 杜旭华
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230401
摘要:
目的 初步探讨覆盖雷竹林施肥过程中增施枯草芽孢杆菌剂和硅肥后,竹笋产量和品质方面的变化,为培育高品质雷竹笋的施肥经验提供参考。 方法 在冬季雷竹林覆盖前进行三种施肥处理:BS(复合肥750 kg·hm−2 + 枯草芽孢杆菌剂37.5 L·hm−2)、SI(复合肥750 kg·hm−2 + 硅肥675 kg·hm−2)、CK(复合肥750 kg·hm−2),分析各处理下雷竹笋产量、外观、营养以及适口性等的变化。 结果 增施枯草芽孢杆菌剂或硅肥后,对雷竹笋品质均产生不同程度的影响,与对照相比:(1) 竹笋粗度增加、个体质量以及产量均提高,其中增施枯草芽孢杆菌雷竹林提早发笋9 d,延长笋期12 d,竹笋产量显著提高,增幅达85.60%;(2) 竹笋呈高蛋白低碳水的变化特征,粗糙度降低,蛋白质含量显著提高,增幅分别达21.81%、17.46%,人体必需氨基酸和总氨基酸含量均显著提高,苦味和芳香类氨基酸含量占比显著上升,甜味氨基酸含量占比则显著下降,鲜味氨基酸含量占比变化不明显,此外,淀粉、木质素和纤维素含量均显著下降,但脂肪含量变化不显著;(3) 竹笋可溶性糖含量和糖酸比均有提高,草酸和总酸含量变化不明显,但单宁含量增施硅肥后显著下降,降幅达41.76%。 结论 说明雷竹林林地覆盖前增施枯草芽孢杆菌剂或硅肥能促进竹笋产量提高和营养品质、适口性改善,达到提质增产的效果。
毛乌素沙地不同人工林林下植物多样性及其与土壤理化性质的关系
胡尔查, 王铮, 李梓豪, 李卓凡, 董大伟, 宝虎, 高润红
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230410
摘要:
目的 研究不同人工林林下植物多样性特征及其与土壤理化性质的关系,为探寻科学合理的沙地生态修复模式及近自然植被重建提供理论依据。 方法 以毛乌素沙地4种典型人工林(I:樟子松人工林;II:杨树人工林;III:沙柳人工林;IV:小叶锦鸡儿人工林)为研究对象,分析不同人工林林下草本群落物种多样性及表层土壤理化性质,并进一步探讨二者间的关系。 结果 4种人工林林下草本植物种类由多到少依次为小叶锦鸡儿人工林>樟子松人工林>杨树人工林>沙柳人工林,其中,菊科、禾本科、豆科植物种类较多,占总植物种类的65.39%。4种人工林林下草本层Margalef丰富度指数(D)、Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson优势度指数(H′)、Pielou均匀度指数(J)之间均无显著差异。不同人工林表层土壤pH值、有机质、速效磷、水解性氮和颗粒组成存在显著差异,樟子松人工林土壤pH值显著低于其他3种人工林,乔木林土壤有机质、水解性氮含量高于灌木林,灌木林土壤速效磷含量比乔木林高,4种人工林土壤速效钾含量无显著差异。影响林下草本植物多样性的土壤因子为有机质、速效磷、pH、水解性氮以及粒度成分。 结论 毛乌素沙地不同人工林林下植物组成和土壤理化性质具有差异,不同人工林对林下植物多样性无显著影响,有机质、速效磷、pH、水解性氮为影响人工林林下植物多样性的主要土壤因子。
叶面喷施硒肥对香榧幼苗叶片代谢组的影响
陈振生, 李爱华, 杜拾平, 黄培耕, 许秀环, 宁博林, 李文
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20240012
摘要:
目的 分析亚硒酸钠叶面喷施后对香榧(Torreya grandis)幼苗叶片代谢组的影响,探究亚硒酸钠喷施后香榧叶片次生代谢物的累积情况及其对果实品质的影响。 方法 以苗龄2 年的香榧幼苗为供试材料,叶面喷施亚硒酸钠(浓度为100 μg·L−1)2次,间隔15 d。第二次喷施后15 d,采取1年生叶片进行代谢组分析,以色谱-质谱研究香榧幼苗叶片代谢物差异。 结果 在正离子模式下,处理组和对照组之间有909种差异代谢物,其中69种显著变化(27种显著上调,42种显著下调)。在负离子模式下,出现433种差异代谢物,其中43种显著变化(11种显著上调,32种显著下调)。对人体有益的一些次生代谢物显著增加,如车前苷(2.827倍)、川芎内酯(2.524倍)、6-唾液乳糖(2.021倍)、阿齐沙坦(1.931倍)。 结论 香榧叶片喷施亚硒酸钠有利于促进对人体有益的次生代谢物的生物合成及其在叶片中的累积。
不同间伐保留密度对杉木人工林枝条生长的影响
王佳琪, 马东旭, 蓝伟立, 陈块明, 林开敏
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230334
摘要:
目的 探究不同间伐后的林分保留密度对杉木人工林枝条发育的影响,为杉木无节材定向培育的间伐密度控制提供理论依据和技术支撑。 方法 以福建省沙县官庄国有林场9年生杉木人工林为研究对象,设置3种不同的林分保留密度:1 200株·hm−2(间伐强度为67%, L)、1 800株·hm−2(间伐强度为51%, M)和2 250株·hm−2(间伐强度:27%, H),间伐后的第5年,在各样地内选取标准木进行观测,探讨不同间伐后的林分保留密度对杉木枝条发育的影响。 结果 1)枝条总量、8 m以下枝条数量、8 m以上枝条数量、死枝数量、活枝数量均表现为:L>M>H,枯枝率表现为H>M>L;2)基径随间伐后的林分保留密度的减小而增大,表现为L>M>H,且L与H之间存在显著性差异(P<0.05),同时L的枝长大于M和H,说明低的林分保留密度更有利于枝条生长;3)活枝枝条基径和枝长呈明显的线性相关,死枝枝条基径和枝长线性相关性较小。4)死枝的基径、枝长、数量与活枝数量随树干垂直高度的增大而增大,活枝的基径与枝长随垂直高度的增大而减小,H、M的分枝角随垂直高度的增加而减小。5)死枝与活枝的基径、枝长与分枝角在南部区域(90°~225°)整体大于北部区域,但枝条数量在东部区域(0°~180°)大于西部区域。 结论 要根据不同的培育目的调整杉木的间伐后的林分保留密度,高的林分保留密度会抑制枝条基径和数量的生长,从而减少节子的大小和数量,提高木材质量。在杉木幼龄期时可以对林木进行修枝,以减少宿存枝条,达到提高木材质量、培育无节材的目的,综合本研究的3种间伐保留密度,其中1 800 株·hm−2的林分保留密度更适宜培育无节大径材。
不同外源物质对蒙古栎插穗生根及基部生理生化的影响
钟明霞, 艾万峰, 袁欣, 黄一鹤, 魏俊, 王玉涛, 陆秀君
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230362
摘要:
目的 扦插是苗木良种繁育的一种重要途径,适宜外源物质的应用能促进插穗生根。蒙古栎扦插生根困难,探究不同浓度外源物质及其组合应用对蒙古栎嫩枝扦插生根的影响,为蒙古栎规模化扦插育苗提供技术支持。 方法 采用速蘸法或浸泡法,使用不同浓度吲哚丁酸钾(IBA-K)、生根粉(ABT1)、K599发根农杆菌、丙环唑(PCZ)及其组合应用处理插穗,测定插穗生根率、愈伤率、生根数、根长、营养物质含量、酶活性和内源激素含量变化等。 结果 不同外源物质单独处理时,K599发根农杆菌(OD600 = 0.8)浸泡30 min后插穗生根率最高,可达24.71%。50 μmol·L−1 PCZ浸泡2 h后插穗根部愈伤率最高,达43.62%。其它外源物质单独处理时,插穗生根效果差。不同外源物质组合应用时,50 μmol·L−1 PCZ浸泡2 h结合K599发根农杆菌(OD600 = 0.8)浸泡30 min可显著提高蒙古栎插穗生根,生根率可达36.37%,愈伤率达51.14%,平均生根数及根长分别为2.25和5.72 cm。此外,研究结果表明,PCZ能够加快插穗生根过程中可溶性糖和蛋白消耗,促进过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性,提高不定根诱导期IAA含量,增加IAA/ABA和 IAA/ZR比值。 结论 PCZ结合发根农杆菌K599组合应用能够显著提高蒙古栎嫩枝扦插生根率。营养物质(可溶性糖、蛋白)消耗慢、抗氧化酶(PPO、POD)活性弱、IAA含量低可能是蒙古栎扦插生根难的主要原因,而PCZ对此具有重要抑制作用,可在蒙古栎等扦插难生根物种中发挥重要作用。
孑遗植物水松不同季节根际微生物群落结构和功能特征
张晨, 周柳婷, 王炎炎, 林瑞余, 吴则焰
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230221
摘要:
目的 探索水松根际微生物群落结构和功能及随季节变化的规律。 方法 采用PCR-DGGE和Biolog-ECO微平板法测定不同季节水松根际土壤理化性质、微生物群落结构和功能,通过主成分分析和冗余分析等方法解析根际微生态各环境因子的内在规律。 结果 水松根际微生物群落中优势细菌为α-变形菌(Alphaproteobacteria)、酸杆菌(Acidobacteria)和δ-变形菌(Deltaproteobacteria),优势真菌为粪壳菌(Sordariomycetes)。夏季水松根际微生物量和微生物多样性最高。根际微生物的碳代谢能力在夏季最强,冬季最弱,大致表现为夏季>秋季>春季>冬季,速效氮可能是微生物群落碳代谢功能的主要驱动因子。 结论 水松根际微生物群落多样性和碳代谢能力在夏季最优,在冬季最差。季节因素显著影响着根际微生物群落结构和功能,开展相关研究时应充分考虑季节因素造成的波动。
根系分泌物提高土壤磷有效性研究概述
黄雨轩, 游欣, 张林平, 吴斐, 张扬, 黄绍华
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230477
摘要:
磷是植物生长过程中所必需的矿质营养元素,在植物生长发育过程起重要作用。尽管大多数土壤具有足够的总磷储量,但土壤中的有机磷与无机磷大多表现出了低溶解度和低有效性,导致土壤可利用磷含量极低。植物根系分泌物是土壤界面能量、物质和信息传递的重要媒介,可以直接活化土壤无效态磷,也可以通过招募根际微生物间接提高土壤磷的生物有效性。本文结合国内外已有研究,阐明不同根系分泌物提高土壤磷有效性的潜在作用机制,论述根系分泌物如何招募根际微生物促进土壤磷活化,并对未来研究方向进行展望。以期为解析植物磷高效利用机理和培育磷高效利用品种提供理论基础。
高州油茶糖积累及其代谢相关酶活性
刘祯, 陈锐帆, 申春晖, 奚如春, 邓小梅
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230398
摘要:
目的 研究高州油茶生长发育过程中各源库器官糖积累特征及其与糖代谢相关酶活性的关系,为进一步完善华南地区特色油茶品种糖积累理论提供依据。 方法 以高州油茶为研究对象,利用13C同位素脉冲标记法测定不同发育时期各源库器官的13C含量,同时测定对应时期各器官非结构性碳水化合物(NSC)含量、糖组分特征及相关酶活性的变化。 结果 1)13C标记的光合产物在运输趋于稳定后,在发育前期主要积累在叶片中,后期种仁逐渐成为了同化物分配积累的中心。2)各器官可溶性糖含量基本表现为果皮>种仁>叶片,淀粉含量表现为叶片>种仁>果皮3)SPS和SS-Ⅱ与叶片、果皮和种仁的可溶性糖含量都呈正相关关系;B-AI主要在发育后期起着作用,种仁中B-AI活性分别在8月和10月存在峰值;在叶片中,NI为主要的糖转化酶,活性在 50~60 U·g−1 之间;种仁中,S-AI与NI的活性大致相同,S-AI主要在发育前期起作用,而NI在发育后期起作用。 结论 高州油茶发育前期光合产物主要积累在源器官叶片之中,随着果实生长发育种仁逐渐成为了同化物分配的中心;在糖积累情况上,种仁在发育前期主要积累果糖和葡萄糖,发育后期则主要积累蔗糖。在发育后期运输到果皮的蔗糖会分解为果糖和葡萄糖,果皮依旧会进行增厚和延伸,继续完成木质化,此时果皮与种仁会对养分进行激烈竞争,最终呈现出果大皮厚的现象。SPS和SS-Ⅱ功能互补,同时影响着高州油茶糖分的积累,且SS-Ⅱ是糖分积累的关键酶;可能是引起各源库器官糖含量差异的主要原因,高州油茶糖积累受糖代谢相关酶的综合调控,NI为叶片的主要转化酶,S-AI与NI分别在种仁发育前后期发挥作用,果皮中蔗糖转化主要依靠S-AI;B-AI主要在发育后期起作用,但活性相对较低,转化能力有限。
毛白杨PtoS1-bZIP亚家族成员的鉴定及表达分析
吴江婷, 贾辰琳, 罗志斌, 邓澍荣
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230333
摘要:
目的 鉴定毛白杨PtoS1-bZIP亚家族成员,解析PtoS1-bZIPs基因响应干旱和盐胁迫等非生物逆境的表达模式。 方法 通过生物信息学方法对PtoS1-bZIP亚家族进行系统分析,利用实时荧光定量技术检测该亚家族成员在不同组织中的基因表达特征以及对非生物胁迫的表达响应模式。 结果 从毛白杨基因组中鉴定出10个S1-bZIPs基因,分布在8条染色体上,均无内含子结构。系统进化分析表明,PtoS1-bZIP亚家族可分为3个分支,在毛白杨基因组内有12对共线性基因。顺式作用元件分析发现PtoS1-bZIP亚家族成员的启动子中含有多个光信号、激素与非生物胁迫响应元件。荧光定量结果显示,PtoS1-bZIP亚家族成员的表达具有组织特异性。第一和第二进化分支中的多数成员在ABA和干旱处理下表达量上调,在盐胁迫下表达量下调;第三进化分支中的成员在ABA、干旱和盐处理下均表达上调。 结论 从毛白杨中鉴定出10个PtoS1-bZIPs基因,聚类为3个进化分支,第一和第二分支中多数PtoS1-bZIPs成员的表达受干旱胁迫诱导,而受盐胁迫抑制;第三分支成员的表达受干旱和盐胁迫诱导。表明毛白杨PtoS1-bZIPs不同分支成员可能具有功能分化,在响应非生物胁迫过程中发挥不同作用,研究结果为后续解析PtoS1-bZIPs基因调控杨树抗逆性的分子机制提供了基础。
银白杨对干旱胁迫的生理响应研究
徐慧, 薛媛
, doi: 10.12403/j.1001-1498.20230472
摘要:
目的 以银白杨为研究对象,探究干旱胁迫对其生长发育的影响,为解析多年生林木响应干旱胁迫的分子机制奠定基础。 方法 对生长在土里5周左右的银白杨幼苗进行干旱胁迫处理,通过观察其生长状态,测定与干旱胁迫相关生理指标以及检测相关基因表达情况,探究银白杨对干旱胁迫的耐受能力。 结果 对银白杨植株进行干旱处理8 d后,其叶片含水量明显下降、气孔开度变小;ROS含量明显上升,体内ABA积累、而与生长相关的IAA含量下降;与干旱胁迫相关的基因表达上调。 结论 通过多角度探究银白杨对干旱胁迫的耐受性,银白杨幼苗在干旱处理8 d后其生长受到显著抑制,建议及时浇水。
欧美杨细菌性溃疡病菌的寄主范围调查及其寄主抗性物质的初步分析
李永, 常聚普, 郭利民, 孙尚, 杨旭琦, 朴春根
摘要:
目的 为明确欧美杨细菌性溃疡病菌的寄主范围、欧美杨抗性品种及其可能的抗性活性物质。 方法 本研究通过田间接种方法开展欧美杨细菌性溃疡病菌的寄主范围、杨树品系抗性调查,并利用高效液相色谱分析杨树抗感品种树皮中活性物质含量及其染病前后含量变化情况,同时利用抑菌实验验证潜在抗性物质的活性。 结果 研究发现欧美杨细菌性溃疡病主要危害黑杨派美洲黑杨、欧美杂交杨的品系以及旱柳,而欧洲黑杨品系具有高度抗菌能力;本研究的30个美洲黑杨和欧美杂交杨品系中,中林46杨、2025杨、2001杨、313杨、中荷1号杨和16-09杨是高感病品系;16-10杨、豫抗1号杨为高抗病品系,而131杨、03-59杨、02-212杨和03-34杨为抗病杨树品种;杂交柳和垂柳抗病,金丝柳轻微感病;栎属和青杨派的种类和品系具有高度抗性。高效液相色谱分析显示,抗病和高感病品系树皮中的邻苯二酚、苯甲酸、绿原酸、儿茶素的含量较高,其中邻苯二酚和儿茶素在病菌侵染时含量明显增加。 结论 明确了欧美杨细菌性溃疡病的主要危害对象和寄主范围,明确了具有抗性、感病的杨树品系,证明了邻苯二酚和儿茶素与杨树抗病性密切相关,该研究结果为欧美杨的栽培和病害防治提供技术支持和防治建议,该研究结果对我国欧美速生杨的细菌性溃疡病的防治具有重要意义。
格氏栲天然林凋落物对马尾松种子萌发的影响
贾梅花, 王哲, 刘金福, 晋梦然, 何中声, 邢聪, 施友文, 沈彩霞
摘要:
目的 为了解格氏栲天然林凋落物对主要伴生种马尾松更新的影响。 方法 通过不同分解程度及浓度天然林凋落物浸提液探究马尾松种子萌发和胚根生长的化感效应。 结果 表明:(1)影响马尾松种子发芽的主要因素是凋落物分解程度,与空白对照相比,未、全分解层凋落物对马尾松种子萌发无显著作用;半分解层抑制发芽率和发芽指数,促进发芽势。(2)影响胚根生长的主要因素是浸提液浓度和作用时间,并受分解程度-浓度-时间综合作用,未分解层对马尾松种子整个胚根生长期除极低浓度外,随浓度降低促进作用增强,1∶100浓度时促进作用最强;半分解层呈低浓度和高浓度促进,中间浓度抑制作用;全分解层总体呈促进作用,且随浓度降低促进作用减弱。(3)对应分析表明不同分解程度-浓度对马尾松种子萌发影响不显著,对胚根生长存在显著相关性。 结论 不同分解程度凋落物浸提液对马尾松种子萌发作用较弱,对胚根生长在低浓度下呈促进作用,保证林内马尾松幼苗数量,种间竞争加剧,进而导致格氏栲自然更新受抑。