水通道蛋白PIP1基因过表达杨树的光合生理过程对干旱和复水的响应

【目的】通过比较转水通道蛋白基因Pt PIP1;3(Gen Bank登录号:MN795092 ptopip1.3)的84K杨与野生型植株的光合作用对干旱及复水的响应,分析该过程的限制因素,以期深入了解水通道蛋白PIP1在干旱胁迫及复水过程中对CO_2导度的调节作用及其对光合作用的影响。【方法】以杂交杨84K野生型及转Pt PIP1;3基因植株为研究对象,进行重度干旱胁迫(土壤含水量达到田间持水量的35%)及复水处理,测定气体交换及叶绿素荧光各个指标,计算叶肉导度(g_m)等参数,进而分析水通道蛋白在干旱条件及复水后对CO_2导度和光合作用的调节作用。【结果】转Pt PIP1;3基因84K杨在正常浇水下净光合速率(P_n)、气孔导度(g_s)和蒸腾速率(Tr)显著高于84K野生型。干旱胁迫至第6天,野生型和转基因植株光合作用都开始下降,且转基因植株光合作用下降速度更快,至第7天降到野生型同样的水平。干旱处理的第7～10天,转基因植株和野生型植株的g_s、g_m和P_n均显著低于各自对照(正常浇水植株),光化学淬灭(q_P)、光系统Ⅱ实际光化学效率(Ф_(PSⅡ))、电子传递速率(J_(flu))、最大羧化速率(V_(cmax))和最大电子传递速率(J_(max))也显著降低,此时2种植株的光合作用都主要受到叶肉导度的限制。在复水的3天过程中,转基因植株的光合作用恢复速度更快,而且叶绿素荧光参数能够恢复到正常水平,期间光合作用主要受到叶肉导度的限制;而野生型植株的光合参数以及叶绿素荧光参数都未完全恢复,其光合作用除了受到叶肉导度的限制外,还受到光合作用中生物化学过程的限制。【结论】叶肉导度是转水通道蛋白基因及野生型84K杨干旱胁迫和复水过程中光合作用的主要限制因素。在干旱胁迫后水通道蛋白基因过表达的转基因杨树光合作用恢复迅速,包括光系统Ⅱ性能的恢复,这有助于杨树适应自然界中经常发生的阶段性干旱胁迫。     

杨树抗硫新品种‘普瑞’

‘普瑞’是从欧美107杨速生丰产林中自然选择得到的,除具有普通107杨的生长习性外,还具有抗二氧化硫有毒气体的特性,适宜种植在华北、长江以南酸雨地区,以及高二氧化硫污染区。     

广西猫儿山不同海拔常绿树种和落叶树种光合速率与氮的关系

分析广西猫儿山不同海拔常绿和落叶树种的光合作用-氮关系,探讨光合氮利用效率(PNUE)是否受到叶片习性和海拔的影响。落叶树种的PNUE都显著高于常绿树种,这与前者有较低的比叶重(LMA)和较高的单位叶重光合速率(A_mass)、氮含量和气孔导度(g_s)有密切关系。高海拔树种的PNUE显著低于中低海拔树种的PNUE,这与前者较高的LMA和较低的A_mass和g_s相关。PNUE和相关的叶片特征的主成分分析表明常绿-落叶树种和低海拔-中海拔-高海拔树种的分布是一个自然过渡的过程。此外,PNUE与土壤碳:氮比没有显著相关性,但与年均温正相关,这表明温度气候是调节PNUE沿海拔变化的主要环境因素。因此,这种叶片习性和温度气候调节的PNUE变化可能是调节猫儿山常绿树种沿海拔形成双峰分布的一种机制。     

林木遗传多样性研究中的DNA标记

遗传多样性是物种长期存活和进化的基础。应用ＤＮＡ标记的研究可以提供大量新的多样性信息。本文介绍和描述了限制性片段长度多态性（ＲｅｓｔｒｉｃｔｉｏｎＦｒａｇｍｅｎｔＬｅｎｇｔｈＰｏｌｇｍｏｒｐｈｉｓｍｓ，ＲＦＬＰｓ）和随机扩增多型性ＤＮＡ（ＲａｎｄｏｍＡｍｐｌｉｆｉｅｄＰｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃＤＮＡ，ＲＡＰＤ）方法，以及它们作为ＤＮＡ标记的分子基础。就这两种ＤＮＡ标记的遗传特性和人们已熟悉的同工酶标记进行了比较。简要地评述了ＤＮＡ标记近年在林木群体遗传学、系统分类学中的应用。     

从水力结构比较3种共存木本植物的抗旱策略

通过盆栽控水方法测定了华北石质山区刺槐、栓皮栎和侧柏3个主要造林树种在干旱胁迫以及随后的复水条件下气体交换和水分关系的变化,分析了这3个树种抗旱特性的差异。结果表明：1）在供水充足时,刺槐光合作用强、气孔导度大、耗水速度快。2）刺槐对土壤水分变化最为敏感,当土壤水分含量降低时,其光合速率和气孔导度迅速下降。3）复水后,...     

侧柏抗病单株对叶枯病抗性机制研究

本文比较测定了对叶枯病具有高度抗性的侧柏单株叶片中木质素和纤维素含量、苯丙氨酸解氨酶（ＰＡＬ）和超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、以及细胞含水量和肉质化程度。结果表明,抗病单株叶片细胞中木质素和纤维素的含量显著地高于普通的感病侧柏;抗病单株的ＰＡＬ活性和ＳＯＤ活性也明显高于感病株。并且发现ＰＡＬ活性和木质素含量之间具有高度相关性。抗病单株的细胞含水量和肉质化程度则显著地低于感病株。综上指标说明,抗病单株在生理生化和遗传上,明显地区别于普通感病株。     

云南箭竹纤维形态变异规律

对云南箭竹Fargesia yunnanensis纤维形态特征进行了显微观测和系统分析。结果为：云南箭竹纤维长度为0．50～5．18mm,平均长度为1．74mm;云南箭竹纤维宽度为5．70．52．00μm,平均宽度为19．98μm;长宽比为18．86～361．71,平均为92．80;壁厚为O．80～416．00μm,平均为14．17μm;腔径为O-30—390．00μm,平均为5．53μm;壁腔比为0．03～109．00,平均值为3．11。云南箭竹纤维平均长度的纵向变异规律为中部〉基部〉上部。纤维的平均宽度表现出类似的变化规律;云南箭竹纤维的平均壁厚表现出的变化规律,1年生和2年生均为基部〉中部〉上部,而3年生云南箭竹纤维平均壁厚的变异规律为基部〈中部〈上部．腔径也表现出与壁厚类似的变化规律。年龄和部位对云南箭竹纤维特征影响显著。表1参10     

木本植物木质部栓塞测定技术的争议与进展

气候变化导致的全球尺度的森林衰败死亡增多,以植物水分关系为核心的树木死亡机制成为研究热点,而木本植物长距离水分运输中的木质部栓塞的研究是植物水分关系的核心。本文声学检测法、非破坏性成像技术和低压液流技术3类测定木质部栓塞的技术方法进行综述。声学检测法的优点是对植物材料无破坏性且具有较高的时间分辨率,但测定结果的可靠性差,这种方法更倾向于定性检测木质部栓塞。核磁共振和微CT成像技术是近年来兴起的非破坏性成像技术,对植物材料无破坏性,可对导管无偏差的三维成像;尤其是微CT技术,其空间分辨率小于1~2μm,可更详尽地呈现出木质部的栓塞程度和分布模式以及栓塞形成和修复的动态。应用微CT方法是未来研究中的趋势,但此装置还不易获取,因此在当前的木质部栓塞研究中还难以广泛应用。低压液流方法是近30年来测定木质部栓塞应用最广泛的方法,本文对此方法的原理及操作步骤进行介绍。近年有学者提出在测定过程中可能会出现"张力-剪断假象",认为即使在水中剪断存在张力的枝条也会人为地增加所测样品的栓塞程度。这就质疑了之前树木栓塞日变化和栓塞修复的研究结果及用自然干燥法测定树木抗栓塞能力的研究结果。"张力-剪断假象"在植物水力研究领域引起激烈的讨论,之后有众多学者迅速设计针对性的试验开展研究,然而并没有重复出"张力-剪断假象",并且认为避免"张力-剪断假象"的张力释放过程发生了栓塞修复。"张力-剪断假象"虽然对低压液流方法测定木质部栓塞引起争议,但此事件使研究者认识到严格、细心地进行木质部栓塞测定操作的重要性。最后提出应用低压液流技术测定木质部栓塞操作中应该注意的10项建议。     

利用氘同位素研究太行山南麓枣树水分利用的季节性变化

通过测定水中氘同位素的比值来研究枣树在不同水分条件下水分利用的季节性变化.试验结果显示:深层土壤δD值比较稳定,表层土壤水因蒸发而产生氢同位素的分馏,氘同位素富集,旱季表层土壤δD值与土壤含水量呈极显著负相关(R2=0.69,P＜0.01).枣树枝条δD值与表层土壤δD值呈极显著的正相关(R2=0.75,P＜0.01),与深层土壤δD值相关性不强,表明来源于表层土壤的水分能显著地影响到枝条δD值变化.雨季的降水不但增加表层土壤水分含量,也促使表层新根的生长.其根长比旱季增加621.46%,尤其是细根(平均直径0.16mm),从而提高根系对表层土壤水分的吸收.枣树枝条中的水分有一半以上来自于深层土壤,表层土壤水分的贡献决定枣树体内的水分平衡和受胁迫的程度.枝条中的δD值与枝条栓塞程度、叶片水势和光合速率显著相关,枝条δD值可以作为水分生理状态的一个指标.利用枝条δD值来量化植物水分欠缺程度,可以为植物水分利用效率研究提供参考.     

用根压法研究竹子的耐旱、耐寒性

水分在植物体内长距离传输是植物水分研究中一个很重要的研究方向(Tyree,1997;Steudle,2001;Zimmermann et al.,2002;2004)。木质部管道分子(导管或管胞)是植物体内水分长距离运输