提高植物磷高效利用能力方法的研究进展

磷是植物生长所必需的营养元素之一。但大多数土壤具有全磷含量高,有效磷含量较低的特点,难以满足植物生长的需要。而提高植物对土壤中磷素的吸收利用能力是解决土壤有效磷供应不足的有效途径。根系是植物吸收矿质养分的主要器官,其特性决定着植物对土壤磷的吸收和利用效率,因此分析根系及根际分泌物对土壤磷素的响应机制是提高作物磷效率的基础。同时通过外源添加土壤磷活化剂以提高我国磷肥利用率,也是促进植物磷高效利用的有效方法。但目前有关提高植物对磷的高效利用的研究主要集中于外源添加磷活化剂,根系形态结构的变化、根系与根际微生物互作方面,而在土壤系统中各个要素的相互作用关系极为复杂,因此,提出了在未来的研究中也不应局限于单一因素的研究发展,磷高效利用机理及方法还需进一步研究完善。     

植物低磷适应机制研究进展

磷是植物生长发育必需的矿质营养物质之一,而多数土壤中有效磷含量都较低,在低磷胁迫环境下,植物根系的形态构型和生理生化特征均会随着植物的生长适应性而发生变化。为给农林生产中磷的高效利用和磷高效品种选育的研究提供参考依据,综述了低磷胁迫条件下植物根系形态特征、根系生理生化适应性、根系分泌物特性、磷高效品种的选育这4个方面的研究情况与研究进展。     

基于二代测序的集群分离分析法在木本植物基因定位中的应用

植物重要性状相关的数量性状基因座（QTL）和基因定位一直是结构基因组学的研究重点，也是遗传机制解析和分子育种的重要基础。木本植物具有重要的经济、生态价值，但用于其研究的传统基因定位方法存在耗时长、工作量大、通量低、成本高且效果不佳等问题。近年来，由于测序技术发展日新月异，基于二代测序技术的集群分离分析法（NGS-based BSA）开始应用于木本植物中。与传统的集群分离分析法（BSA）技术相比，NGS-based BSA周期短、效率高，能对质量或数量性状进行精确定位，在木本植物遗传学和组学研究方面具有广阔的应用前景。文中简述了BSA的发展历程和研究策略，综述了其在木本植物研究中的进展，分析了NGS-based BSA的优势及存在的问题，展望了其在木本植物遗传学、组学和种质改良领域中的应用潜力。     

林木低磷胁迫适应机制研究进展

土壤有效磷缺乏在自然环境中是一种非常普遍的现象,近年来世界各国针对植物的觅磷和耐磷机制进行了大量研究,然而目前相关的综述性报道多限于农作物,对林木低磷胁迫适应性的综述性报道尚不多见。在长期进化过程中,林木为利用土壤中现有的含量极低的有效磷,形成了各种适应低磷胁迫的机制。文中从林木根系的形态学变化、根系分泌物对土壤难溶性磷的活化作用、林木对土壤低浓度有效磷的吸收利用以及应对低磷胁迫的遗传调控等方面综述了低磷环境中林木的适应机制,为揭示林木对缺磷环境的适应机理、发掘林木自身对土壤有效磷高效率的吸收利用能力、以及进一步筛选林木的磷高效品种和合理经营管理人工林提供参考。     

江西红山茶组种质资源遗传多样性

表型性状遗传多样性是植物遗传多样性的重要组成部分,研究植物表型性状遗传多样性对于开展植物遗传资源的保护与利用具有重要意义.本文对红山茶组12个物种的6个质量性状、5个数量性状以及茶果3个品质性状进行分析,结果显示各质量性状重要程度是果实质量性状>叶片质量性状;各数量性状变异程度较大,具有较高的遗传多样性,多样性指数1.43~1.91,其中3个果实经济性状(仁含油率、油酸含量、亚油酸含量)的多样性值占数量性状多样性总值的37.12%.聚类分析结果表明物种聚类与原种地理分布存在关联.     

杨树PtEBP1基因转化拟南芥研究

EBP1是一个可能在植物器官大小发育调控中发挥重要作用的基因,但其在木本植物如杨树中的功能仍未知.在前期获得杨树PtEBP1基因并构建相应表达载体pBI121-PtEBP1基础上,利用花序侵染法遗传转化拟南芥,进而通过观察转基因拟南芥的性状变化,对PtEBP1在器官发育过程中的功能进行初步探究.结果表明,杨树PtEBP1基因已成功转化拟南芥,转基因拟南芥表现为植株茎增粗、叶片明显增大且种子数量增多等显著有别于野生型的性状特征.该研究结果初步证实PtEBP1在植物器官发育,特别是器官大小发育中的重要作用.     

土壤磷与植物关系研究进展

磷是生物体生存的必需元素,对植物生长发育具有十分重要的影响。植物在长期进化过程中,与磷形成了复杂而密切的关系。文中从土壤磷的存在形态、磷的活化机理、植物对磷的有效利用、在磷胁迫状态下植物的适应机制以及施用磷肥对植物生长的影响等方面综述了磷与植物关系的研究现状,并对今后土壤磷与植物关系的研究进行了探讨。     

磷素环境与马褂木种源的生长和干物质积累

自然土壤中有效磷含量很低,难以满足植物最佳生长的需要。据统计,在全世界13·19亿hm2的耕地中约有43%缺磷,而我国耕地则有2/3缺磷(何绪生等,1998)。我国南方地区高温多雨,富铝化作用明显,多数土壤呈酸性或强酸性,磷素固定强烈,土壤有效磷含量仅在1~2mg·kg-1(邱燕等,2003)。虽然施用磷肥的效果显著,但其利用率一般不超过10%,多为土壤固定并转变成植物较难吸收的Ca-P、Fe-P和Al-P等(熊毅,1997)。鉴于植物具有将土壤难溶态磷转化为有效态磷并加以吸收利用的能力,通过选育磷高效利用的植物品种来开发土壤中难溶态的磷素资源,可减小对施用磷…     

林木营养遗传和改良研究进展

就林木营养遗传研究进行综合评述,包括林木基因型对施肥反应的遗传差异、林木性状的遗传表达与营养环境、林木营养的遗传控制和变异机制等.鉴于我国现有林地和潜在造林地肥力普遍偏低,土壤缺氮少磷严重,在我国主要用材树种的现有育种程序中必须考虑营养性状的遗传改良.     

植物对低磷胁迫的适应机制的综述

P是植物生长必要元素,但土壤中有效P含量低,P成为阻碍植物生长的因素之一。在长期进化过程中,植物形成了多种适应机制,包括根系变化、根系分泌有机酸等等。本文综述了植物在磷胁迫下的适应机制,以期为磷胁迫研究提供一些借鉴,并对磷胁迫的研究方向进行了展望。     

利用农杆菌介导法获得转codA基因麻竹再生植株的研究

温度是影响植物生存和生长发育的基本环境因子之一。大多数植物对低温等都是高度敏感的,低温伤害现象尤为突出,几乎涉及所有的经济植物。因此,改善植物的抗低温冻害的胁迫能力,可以显著提高植物的生长范围、增加产量。codA基因可以增加植物对低温胁迫的耐受能力,而Rd29A是一种胁迫诱导特异表达启动子,胁迫条件可以快速诱导基因表达,也可以减少由于转基因过量表达带来的不利影响。研究以麻竹花药离体培养的愈伤组织为材料,采用农杆菌介导法,探讨了影响麻竹愈伤组织遗传转化效率的主要因子。结果表明,潮霉素的最佳筛选浓度是25 mg.L-1,预培养时间为3 d,侵染时间为20 min,共培养时间为3 d,乙酰丁香酮的浓度控制在100 mg.L-1时可以有效的提高遗传转化效率。在此基础上对获得的转基因植株进行分子检测,初步表明外源基因codA已经整合到麻竹基因组中。     

4种改良剂在锰矿渣木本植物修复中的比较

【目的】锰矿在我国经济发展中占有重要地位,在带来经济效益的同时,伴随产生的锰矿渣给环境和人类健康带来危害。为改善锰矿渣中重金属含量高、毒性强且土壤理化性质差,造成植物修复比较困难的环境问题,研究改良剂和木本植物对锰矿渣的修复效果,以期筛选出能改善锰矿渣土壤理化性质、促进木本植物修复的改良剂。【方法】采用不同施加比例的有机物(泥炭土、蘑菇渣)和无机物(蛭石、凹凸棒)作为矿渣改良剂,进行木本植物白花泡桐Paulownia fortunei和夹竹桃Nerium indicum室外盆栽实验。通过比较矿渣pH值、有机质含量、重金属酸可提取态含量和植物生物量增量、根系结构、重金属含量与累积量的变化,探讨其对锰矿渣的修复效果。【结果】1)改良剂均可有效提高矿渣中有机质含量,促进木本植物的生长;2)改良剂中泥炭土、凹凸棒和蛭石可分别显著降低矿渣中Zn、Cu、Pb的酸可提取态含量,凹凸棒显著降低矿渣中Mn酸可提取态含量;3)改良剂中蘑菇渣可有效促进2种木本植物的生长,其中泡桐的生物量增量和根系形态指标均高于夹竹桃;4)蘑菇渣处理下2种木本植物锰累积量大,30%蘑菇渣处理下夹竹桃和泡桐的锰累积量分别是未改良组的7.8倍和11.61倍。【结论】4种改良剂中蘑菇渣可以作为锰矿渣改良剂,改善矿渣性质,促进植物的生长,尽快恢复植被,同时还可以通过植物生物量的增加而加大对矿渣中锰的累积量。     

林木对低P胁迫的适应性机制和遗传学研究进展

土壤具有巨大P库,但有效P含量很低,培育有效利用土壤P素的林木基因型,可从根本上解决土壤有效P的缺乏。本文结合国内外植物营养遗传和改良研究成果,就林木有效利用土壤P素的基因型差异、对低P胁迫的适应机理、P效率的遗传控制、耐低P种质资源筛选和新品种培育等进行述评。基于资源与环境问题考虑,作者认为P效率应作为一个重要的林木育种目标,加强我国主要造林树种以P效率为主的营养利用效率遗传改良,以达到低投入、高产出、无污染的人工林可持续发展目标。     

Afforestation of a trace-element polluted area in SW Spain: woody plant performance and trace element accumulation

Trace element soil pollution can have ecotoxic effects on plants, which could negatively affect the restoration of a degraded area. In this work, we studied the revegetation success in different sites within a trace element-polluted area (Guadiamar River Valley, SW Spain). We analysed the survival and growth patterns of afforested plants of seven Mediterranean woody species, and their relation to soil pollution, over 3 years. We also analysed the trace element accumulation in the leaves of these species. The area was polluted mainly by As, Cd, Cu, Pb and Zn (soil total concentrations up to 250, 3.6, 236, 385 and 510 mg kg⁻¹, respectively). The woody plant performance was very different between sites and between species; in the riparian sites, plant survival rates were nearly 100%, while in the upland terrace sites species such as Quercus ilex and Ceratonia siliqua showed the lowest survival rates (less than 30%) and also the lowest relative growth rates. There were no significant relationships between plant performance and soil pollution in the riparian sites, while in the upland sites mortality, but not growth, was related to soil pollution, although that could be an indirect effect of different substrate alteration between sites. The accumulation of soil pollutants in the studied plants was low, with the exception of Salicaceae species, which accumulated Cd and Zn in the leaves above 1 and 200 mg kg⁻¹, respectively. We discuss the results with regard to the afforestation of trace-element polluted areas.     

Biological significance of RNA-seq and single-cell genomic research in woody plants

RNA-seq and single-cell genomic research emerge as an important research area in the recent years due to its ability to examine genetic information of any number of single cells in all living organisms.The knowledge gained from RNA-seq and single-cell genomic research will have a great impact in many aspects of plant biology.In this review,we summary and discuss the biological significance of RNA-seq and single-cell genomic research in plants including the single-cell DNA-sequencing,RNA-seq and single-cell RNA sequencing in woody plants,methods of RNA-seq and single-cell RNA-sequencing,single-cell RNA-sequencing for studying plant development,and single-cell RNA-sequencing for elucidating cell type composition.We will focus on RNA-seq and single-cell RNA sequencing in woody plants,understanding of plant development through single-cell RNAsequencing,and elucidation of cell type composition via single-cell RNA-sequencing.Information presented in this review will be helpful to increase our understanding of plant genomic research in a way with the power of plant single-cell RNA-sequencing analysis.     

净化生活污水的浮床植物筛选

【目的】筛选出目前对生活污水净化效果较好的浮床植物。【方法】以14种湖南常见的草本和木本植物为材料,监测了污水处理过程中植物的株高、根系结构和生物量等生长指标,CODcr、TN、NH3-N、TP等水质指标的动态变化,并进行了植物的生长指标与水质净化指标的相关性分析。【结果】1)大部分植物均有较强的生长能力,其中水葱、水蕹菜的株高具有显著性优势(P <0.05);美人蕉、再力花、菖蒲和梭鱼草均表现出极强的生根能力,其根长增长率分别为390%、293.33%、286.67%和270%;植物的生物量增长率在5.1%~500.7%之间,其中菖蒲、美人蕉、水蕹菜和再力花的生物量具有显著性优势(P <0.05)。2)无植物对照组对污染物的去除率明显低于有植物处理组,处理时间的长短对污染物的净化效果具有显著差异性(P <0.05),且主要表现为早期对污染物净化速率快。所有植物处理对CODcr、TN、NH3-N、TP的平均净化率比无植物对照组分别提高了6.30%~36.80%、11.92%~20.97%、22.92%~29.28%、5.51%~41.24%,其中,美人蕉对CODcr的净净化率高达36.80%,水蕹菜对TN、TP的净化效果表现出显著性优势(P <0.05),梭鱼草则对NH3-N具有较好的净化能力。3)根据筛选指标的平均隶属函数值对14种草本和木本植物进行聚类分析,可将植物分为高、中、低净化能力植物三大类,高净化能力植物:梭鱼草、菖蒲、美人蕉、鸢尾、水蕹菜和再力花。中等净化能力植物:花菖蒲、旱伞草、黄菖蒲、花叶芦竹和水葱。低净化能力植物:冬青、女贞和月季。【结论】草本植物中的梭鱼草、菖蒲、美人蕉、鸢尾、水蕹菜和再力花以及木本植物中的冬青对生活污水具有较高的净化能力,适合用作生活污水处理的浮床植物。     

Daily transpiration rates of woody species on drying soil

Among annual plants, daily transpiration rates, expressed as a fraction of volumetric soil water content available for transpiration, show a common pattern in response to soil drying. Initially, as soil dries, there is little decrease in transpiration rate until water availability has fallen to about one third that at field capacity. With further soil drying, relative transpiration rate decreases in a more-or-less linear fashion until all available water has been used. Data previously obtained for perennial woody species have often been confounded by different methods for determining available soil water. In this study, we investigated the daily transpiration response to soil drying in five woody perennial species: Thuja plicata Donn ex D. Don, Acer rubrum L., Robinia pseudoacacia L., Hibiscus sp. and Ibex aquifolium L. Transpiration was unaffected by soil drying until the initial estimated transpirable soil water fraction had decreased to between 0.23 and 0.32 of that at field capacity. Beyond this point, transpiration rate declined linearly with available soil water fraction until reaching one fifth the rate observed in well-watered plants. With further soil drying, the relative transpiration rates remained between 10 and 20% of that observed in well-watered plants. Maintenance of transpiration at these rates with further soil drying was hypothesized to result from contributions to transpiration of water stored in plant tissues. After taking tissue water storage into account, it was estimated that transpiration was curtailed as the available soil water fraction fell to between 0.26 and 0.37 of that at field capacity, which is comparable to values reported for annual crop plants.     

Effects of wood carbonization on soil and initial development of seedlings in miombo woodland, Zambia

An assessment of the effects of wood carbonization by the traditional earth kiln method in Brachystegia-Julber-nardia (miombo) woodland on soil nutrients in the field and seedling growth under laboratory conditions was made from August 1992 to March 1993. Wood carbonization increased soil pH and exchangeable P and K. Generally seed germination was better in charcoal soil than in undisturbed soil among the seven indigenous woody plants studied. Seedling growth in charcoal soil was good, except for Isoberlinia angolensis which had lower growth rate than in undisturbed soil.