基于宏基因组测序解析长刺蒺藜草入侵对根际土壤氮循环的影响

为揭示外来入侵植物长刺蒺藜草 Cenchrus longispinus对氮素高效利用的微生态机制,利用宏基因组测序技术分析长刺蒺藜草、狗尾草 Setaria viridis、披碱草 Elymus dahuricus三种杂草根际土壤及对照中参与氮循环的微生物类群及功能基因差异。结果显示,长刺蒺藜草入侵显著增加了根际土壤中全氮和硝态氮含量,显著降低了土壤水溶性氮含量;长刺蒺藜草根际土壤中链霉菌属Streptomyces、红色杆菌属 Rubrobacter、硝化螺旋菌属 Nitrospira及类诺卡氏菌属 Nocardioides微生物丰度与其他3个处理之间差异显著,并与根际土壤中硝态氮含量显著相关;长刺蒺藜草根际土壤中微生物的氮代谢功能基因nasB和nifK丰度与对照之间差异显著,且与根际土壤中硝态氮含量显著相关。推测长刺蒺藜草入侵通过增加根际土壤中链霉菌属、红色杆菌属和类诺卡氏菌属微生物丰度影响根际土壤的氮代谢过程,通过减少 nasA基因丰度降低硝酸盐同化速率,其根际土壤有少量nifK固氮基因,表明其有一定的固氮能力。     

植物对干旱胁迫的适应机理

植物体对干旱胁迫作出的响应，既有形态解剖结构上的：如叶片和根系的生长，排列和结构的适应；又有生理上的，文章概述了干旱胁迫条件下植物的生理瓜在和适应性，主要包括渗透调节，激素作用，膜系统保护酶。     

长刺蒺藜草根际土壤解磷细菌群落的多样性分析

为揭示外来入侵植物长刺蒺藜草 Cenchrus longispinus能够在贫瘠沙性土壤中快速生长、定殖的入侵机制,利用传统功能微生物筛选培养法、 16S rDNA高通量测序技术及细菌基因组重复序列PCR（genome repetitive sequence PCR, rep-PCR）基因指纹图谱技术分析其根际土壤中解磷细菌的丰富度及多样性,并与本地伴生植物冰草Agropyron cristatum和狗尾草Setaria viridis根际土壤中的解磷细菌群落进行比较。结果显示,长刺蒺藜草根际土壤中解磷细菌的数量分别达到8.61×10⁴ CFU/g和7.34×10⁴ CFU/g,显著高于其余土壤样品。相较于空白对照土壤,长刺蒺藜草根际土壤中的解有机磷细菌数量增加最多,增加了87.0%,冰草和狗尾草根际土壤中的解有机磷细菌数量则分别增加了28.3%和15.2%;而长刺蒺藜草、冰草和狗尾草根际土壤中的解无机磷细菌数量分别增加了36.7%、 89.8%和24.5%。聚类分析结果表明,不同根际土壤中解磷细菌之间没有共有的优势聚类群。长刺蒺藜草根际土壤中2种解磷细菌群落的物种均匀度指数显著高于空白对照土壤和冰草及狗尾草根际土壤,而物种丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数均显著低于冰草及狗尾草根际土壤;其根际土壤中解无机磷细菌优势菌属经鉴定为金黄杆菌属 Chryseobacterium。表明长刺蒺藜草在贫瘠沙土中对磷素的高效利用可能是其快速入侵并定殖的机制之一。     

两种对照芥属植物对干旱胁迫的反应

<正> 由于全球气候条件的变化,关于植物种的起源地、驯化和染色体倍性的研究就变得更重要了。在改变的农业气候条件下原来适应于某种特定气候带的作物可能被其它作物取代。现在受水分限制的作物栽培区域可能扩大到半干旱甚至荒漠地区,在改变的条件下某些品种可能被其它品种代替。因此,鉴于适应的作物调整,为改变的农业气候条件开发合     

夏玉米不同生育期对水分胁迫的生理反应与适应

利用大型活动遮雨棚池栽对夏玉米进行了出苗后的全程水分控制试验研究,探讨了不同生育期夏玉米叶面积、根系活力、叶片膜脂过氧化以及保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性对不同水分胁迫的生理反应与适应。结果表明:轻度受旱在大喇叭口至抽雄初期对植株叶面积影响不大,但抽雄后直至灌浆中期,轻度受旱持续时间长了也会对叶面积造成较大的不良影响。而重旱胁迫在各生育时期对叶面积的影响更为不利。干旱胁迫下,夏玉米生育进程中保护酶SOD、POD和CAT活性基本呈现一致下降的态势,膜脂过氧化作用增强,从而引发细胞内膜系统直接受损,可能是干旱逆境下作物主要的生理反应。各生育阶段因受旱时间和强度的不同,三个保护酶活性下降及膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)积累均表现不同,随干旱胁迫的推进,短时期内对某些保护酶有一定的激发效应,即在大喇叭口期SOD和POD的活性有所增加,但此效应维持不长,其后骤降。受旱时间越长,受旱程度越重,则保护酶活性越低,MDA积累越多。根系对土壤干旱胁迫甚为敏感,玉米拔节期根系活力下降就见端倪,随受旱的延长及加剧将更加促使根系老化,根系活力快速衰减。     

干旱胁迫对植物基因的诱导及基因产物的变化

对干旱胁迫所诱导的基因及其产物的功能进行了综述。干旱基因分为3种类型：ABA依赖型、ABA非依赖型和不能被ABA诱导型。这些基因编码的蛋白质在植物适应干旱的过程中发挥着重要的作用。这对揭示植物抗旱机制具有重要意义。     

干旱胁迫对玉米苗期植株生长和保护酶活性的影响

以2个不同抗旱性玉米品种云瑞47(抗旱性强)和云瑞88(抗旱性弱)为材料,采用盆栽控水试验,设置轻度干旱胁迫(LS)、中度干旱胁迫(MS)、重度干旱胁迫(SS)3个干旱处理和正常灌水(CK),研究了干旱胁迫对2个玉米品种苗期株高、叶面积、生物量、根冠比和保护酶活性的影响,以探讨干旱胁迫对玉米苗期生长发育及其生理过程的影响机制。结果表明:(1)干旱胁迫抑制2个玉米品种苗期植株生长,导致植株株高降低、叶面积减少、整株生物量显著下降,根冠比增加,且抗旱性弱的品种云瑞88对干旱胁迫的敏感性高于抗旱性强的品种云瑞47。(2)干旱胁迫下2个玉米品种叶片的超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性表现为先升高后降低趋势,在MS处理下达到最高。与CK相比,云瑞47叶片SOD、POD和CAT分别增加了27.04%、16.95%和19.13%;云瑞88叶片SOD、POD和CAT分别增加了22.55%、11.20%和12.64%;(3)干旱胁迫增加了2个品种叶片丙二醛(MDA)含量,随着干旱胁迫程度的加剧,云瑞47(耐旱性强)叶片MDA变化幅度小于云瑞88(耐旱性弱),尤其SS处理下云瑞88的MDA积累量是云瑞47的1.31倍。云瑞47的各生理参数比云瑞88受旱影响小,干旱胁迫下仍具有较强的保护酶活性和较低的MDA含量,是云瑞47适应干旱环境的主要生理原因。     

干旱胁迫对两种罗布麻渗透调节物质积累和保护酶活性的影响

作为重要的生态经济型植物,罗布麻在用于生态建设的同时,也能够取得一定的经济效益。开展干旱胁迫下红麻(Apocynum venetum L.)和大麻状罗布麻(A.cannabinum L.)渗透调节物质及保护酶活性的研究,旨在比较二者的抗旱能力。以红麻和大麻状罗布麻2年生盆栽苗为材料,采用盆栽控水法,研究了4种土壤水分条件下两种罗布麻叶片的渗透调节物质及酶活性的变化情况。结果表明:(1)随着干旱胁迫的加重,两种罗布麻均能够通过提高自身的可溶性糖、可溶性蛋白质、SOD及POD的含量来抵御一定的干旱胁迫。(2)在重度胁迫(T3)条件下,大麻状罗布麻叶片中积累的可溶性糖、可溶性蛋白质、SOD及POD含量均高于红麻的,其中可溶性蛋白质的含量比红麻的高32.3%,SOD的含量是红麻的2倍,且其差异均达到了极显著(P<0.01),这表明大麻状罗布麻较红麻具有较强的抵御干旱胁迫的能力,在宁夏地区栽培具有可行性。     

干旱胁迫对芸豆种子萌发及生理特性的影响

采用浓度水平分别为5%、10%、15%、20%和25%的聚乙二醇（PEG-6000）溶液,模拟干旱进行胁迫处理,研究干旱胁迫对芸豆种子萌发与幼苗生理特性的影响。结果表明：发芽进程、发芽率、发芽指数和活力指数等指标在轻度干旱胁迫时（5%）均无显著变化,随着干旱胁迫增加,萌发指标受到抑制作用而降低,胁迫越大,降幅越大;超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）和过氧化物酶（POD）活性则随干旱胁迫增加呈先增后降的趋势,SOD、CAT酶活性在10%浓度PEG处理时达最大,而POD酶活性在15%浓度时最大;丙二醛、脯氨酸含量的变化则呈单峰曲线趋势。     

不同程度干旱胁迫对油菜种子萌发及幼苗生长特性的影响

采用不同渗透势聚乙二醇(PEG 6000)模拟干旱胁迫处理,观察油菜种子的萌发及生长状况.结果表明,干旱胁迫不同程度降低了油菜种子的萌发速率和出苗速率,-0.5～-1.0 MPa处理的最终发芽率随着渗透势的降低而显著降低,较对照降低了3.9%～86.9%,在-0.6～-1.0 MPa渗透势范围内不能成苗.试验7 d后将...     

湖北省外来入侵植物的现状及防治对策

近年来,随着国际间越来越频繁的贸易、文化交流活动等,生物入侵的机率大大增加,且由于没有引起人们的足够重视,导致这种趋势还未及时得到遏止.目前,生物入侵已经与能源危机、环境问题并论,成为影响人类发展的三大问题.本文汇总统计了已入侵湖北省的外来植物144种,并对它们的分布范围、科属、生活型、表征科等方面进行了对比分析.在此基础上,对湖北省外来植物提出了相应的防治对策.     

贵州省不同的人类干扰程度对入侵植物的影响

贵州省地形地貌复杂多样,物种生境异质性高且生态系统脆弱更易受到外来物种入侵威胁。本研究通过土地利用类型和人类干扰程度及变化探讨入侵植物生境现状。结果表明：2017—2019年,物种生境中人类干扰程度呈明显下降的区域面积最小,而该区域入侵植物分布点数最多;贵州省入侵植物生境类型中,城镇工业用地和重度干扰区域分布的外来入侵植物分布点最多,人类干扰加剧了入侵植物的分布。在外来入侵植物的有效防治方面,还应统筹考虑其地理分布格局、入侵生境和人为干扰等因素,做到针对外来入侵植物入侵相对集中、入侵危害相对突出的地区,开展更为有效的针对性防控,这将大大提升外来入侵植物的防控效率。     

不同品种藜麦幼苗对干旱胁迫的生理响应及耐旱性评价

为研究干旱胁迫对不同品种藜麦幼苗生长和生理特性的影响并评价不同品种耐旱性,本试验以4个陇藜系列藜麦品种（即‘陇藜1号’、‘陇藜2号’、‘陇藜3号’和‘陇藜4号’）为材料,设置正常灌水（CK）、轻度水分胁迫（LD,土壤含水量为田间持水量的60%~50%）、中度水分胁迫（MD,土壤含水量为田间持水量的40%~30%）和重度水分胁迫（SD,土壤含水量为田间持水量的20%~10%）4个处理,通过测定幼苗生物量指标和生理生化指标,运用数学分析方法明确测定指标与干旱胁迫的关系,并进行耐旱性评价。结果表明：SD处理各品种幼苗株高分别较CK降低了30.64%、28.36%、32.76%和37.88%,根长分别较CK增加了37.54%、81.46%、43.33%和74.85%,根冠比较CK分别升高了42.86%、33.33%、40.00%和40.00%;‘陇藜1号’ 幼苗叶片叶绿素含量分别较CK处理升高了29.40%,其余3个品种分别较CK 处理降低了33.22%、36.20%和15.99%;各供试品种幼苗叶片可溶性糖含量较CK处理分别升高了0.51%、1.67%、1.19%和2.07%;脯氨酸含量较CK处理分别升高了116.84%、268.07%、798.01%和208.70%;‘陇藜3号’幼苗叶片SOD活性较CK处理升高了6.67%;各供试品种幼苗叶片POD活性较正常处理分别升高了163.96%、62.83%、73.27%和169.50%;幼苗叶片CAT活性较CK处理分别升高了16.87%、11.44%、10.79%和4.30%。说明干旱胁迫下,藜麦幼苗通过增加渗透调节物质含量、增强抗氧化酶活性、清除体内活性氧物质,从而使幼苗适应干旱环境;但当干旱胁迫严重到一定程度时,抗氧化酶活性减弱,植株体内ROS积累,叶片叶绿素合成和干物质积累受到抑制,表现为植株生长受到影响。通过隶属函数法分析可知,供试材料抗旱性表现为‘陇藜1号’=‘陇藜3号’>‘陇藜2号’>‘陇藜4号’。     

黑果枸杞幼苗对干旱胁迫的生理响应

以黑果枸杞（Lycium ruthenicum Murr.）幼苗为试验材料,采用称重控水的方法,设置4个水分处理水平（对照CK、轻度胁迫D1、中度胁迫D2、重度胁迫D3）,研究黑果枸杞幼苗对不同程度干旱胁迫的生理生化响应。结果显示：① 随着干旱胁迫的加剧,黑果枸杞幼苗株高、基径生长量、生物量积累和叶重比在轻度胁迫下升高,中、重度胁迫下降低;根重比、根冠比在轻、中度胁迫下升高,重度胁迫下降低。② 随着胁迫时间的延长,各处理组脯氨酸（Pro）、可溶性糖含量逐渐升高,可溶性蛋白含量先降后升;丙二醛（MDA）含量先增后减再逐渐增加。③ 随胁迫时间的延长,各处理组超氧化物歧化酶（SOD）活性逐渐升高,过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）活性呈先升后降的趋势。综合分析认为,干旱胁迫下,黑果枸杞幼苗通过调整生长和生物量分配,减少地上部分水分散失,增加根系物质的积累,以吸收更多的水分,利用渗透调节物的积累来改变细胞渗透势,以便减少胞内水分流失。同时,通过提高保护酶活性来减弱膜脂过氧化对自身的伤害,表现出较强的耐旱性。     

干旱胁迫下壳聚糖对花生保护酶的影响

在干旱胁迫下,用不同浓度的壳聚糖溶液处理花生幼苗,连续处理5d后,测定过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等花生保护酶活性的变化,结果显示:用壳聚糖处理的花生幼苗保护酶活性明显比不用壳聚糖处理的花生幼苗的酶活性高。随着干旱程度的加强,保护酶活性总体呈现下降的趋势。浓度为0.15g/L的壳聚糖溶液处理花生幼苗CAT、POD活性最高,而浓度0.20g/L壳聚糖溶液处理花生幼苗SOD活性最高。由此说明外源壳聚糖使得花生幼苗的保护酶活性得到了提高,使得花生具有了更强的抗逆性。     

科尔沁沙地外来入侵植物光梗蒺藜草的种子库分布格局

在通辽市科尔沁区的固定沙地,半流动沙地采用相邻样方法观测光梗蒺藜草已萌发种子和未萌发种子在不同埋深中的分布,发现在固定沙地中,光梗蒺藜草种子分布在埋深较浅处(0～3cm),集中分布在0～1cm;在半流动沙地中,光梗蒺藜草种子分布较为分散,在1～15cm埋深处均有分布,在埋深0～5cm处种子数量较多。固定和半流动沙地中光梗蒺藜草种子随着埋深增加出苗率也随之增加,可达到100%。负二项式法和方差/均值比率(分布系数)法一致的验证了光梗蒺藜草苗和土壤种子库的种子种群分布格局为集群分布。光梗蒺藜草自然散布距离很短,是造成其种群集聚分布格局的原因。     

干旱胁迫下壳聚糖对小麦幼苗保护酶活性的影响

用分光光度法测定小麦超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性,研究干旱胁迫下喷洒壳聚糖对小麦幼苗保护酶活性的影响。结果表明:各实验组小麦幼苗SOD、POD及CAT活性均高于对照组,干旱期各组小麦幼苗生理特性差异较小,但干旱后实验组恢复情况强于对照组。壳聚糖溶液喷洒对干旱胁迫下小麦幼苗保护酶活性有明显提高作用。     

干旱胁迫对不同根型苜蓿内源激素含量的影响

为探究不同根型苜蓿在不同生长年限的抗旱性与内源激素间的关系,采用高效液相色谱法测定根茎型、直根型、根蘖型苜蓿播种当年及生长第2年在干旱胁迫后地上与地下部内源激素吲哚乙酸（IAA）、赤霉素（GA₃）、玉米素（ZT）和脱落酸（ABA）含量。结果表明,随干旱胁迫加剧,播种当年及生长第2年,根茎型、直根型和根蘖型苜蓿地上、地下部IAA和ZT含量显著降低,相比CK,IAA的年均降幅分别为50.09%、36.52%、49.15%和58.17%、53.42%、56.62%,ZT的年均降幅分别为38.11%、52.57%、36.18%和43.86%、63.94%、54.17%。ABA含量显著升高,随生长年限延长增幅降低,种植当年及生长第2年的增幅分别处于62.50%～358.82%和19.70%～85.19%之间;而GA₃含量在播种当年显著下降,生长第2年中、重度胁迫下达到峰值。相比CK,播种当年地上、地下部GA₃/ABA、IAA/ABA、（IAA+GA₃+ZT）/ABA比值及干质量随胁迫加剧呈下降趋势;生长第2年...     

干旱胁迫及复水对豌豆苗期保护酶活性及膜脂过氧化的影响

采用盆栽控水试验法,研究了干旱胁迫及复水对豌豆苗期叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性及丙二醛(MDA)含量、质膜相对透性(RC)的影响,对豌豆苗期抗氧化能力进行了综合评价。结果表明:干旱胁迫降低了SOD活性,随胁迫程度加重和历时延长降幅增大。轻度干旱胁迫10 d或重度干旱胁迫提高了POD和CAT活性,随胁迫程度加重和历时延长增幅加大。复水5 d对CAT、SOD活性产生部分补偿效应,对POD活性产生等量补偿效应。复水10 d对SOD活性产生等量补偿效应,对CAT、POD活性产生等量或超补偿效应;干旱胁迫增加了MDA含量,随胁迫程度加重增幅加大、胁迫历时延长增幅减少。复水5 d、10 d对干旱胁迫5 d豌豆叶片MDA含量分别产生部分和等量补偿效应。干旱胁迫导致膜脂透性增大,随胁迫程度加重和历时延长增幅加大。复水5 d、10 d可分别产生部分和等量补偿效应。     

两种沉水植物在不同水深和生长时期对入侵植物的响应

为研究沉水植物在不同水深和生长时期对不同种类入侵植物的响应,选取2种湿地入侵植物凤眼莲Eichhornia crassipes、水盾草Cabomba caroliniana和2种常见本地沉水植物黑藻Hydrillaverticillata、菹草Potamogeton crispus为研究对象,通过模拟试验探究在不同水深（0.2、0.4 m）和生长时期（生长初期和生长旺期）的本地沉水植物对2种入侵植物的响应。结果显示,当水深为0.4 m时更有利于黑藻的生长,并可削弱入侵植物对黑藻生长的消极作用,而水深对菹草的生长无显著影响;入侵植物种类对本地沉水植物的生长无显著影响,但影响方式却存在差异,其中水盾草倾向于直接抑制本地沉水植物的生长,而凤眼莲可以通过降低水体透明度以及总磷含量进而间接抑制本地沉水植物的生长。此外,外来植物在本地沉水植物生长初期入侵对本地沉水植物产生的消极影响较生长旺期入侵时更显著。表明凤眼莲及水盾草入侵对本地沉水植物生长的影响机制存在差异,本地沉水植物在适宜水深和生长旺期对2种入侵植物具有更强的抵抗能力。