不同替代程度对葎草控制喜旱莲子草光合作用的影响

为了更好地阐释替代控制机制,开展了不同替代程度对葎草控制喜旱莲子草光合作用的影响。将葎草与喜旱莲子草按照4种比例进行种植(3∶3、2∶4、4∶2和0∶6),于2017年8月中旬对喜旱莲子草的光合作用参数进行测定,结果表明,4:2处理喜旱莲子草的净光合速率为单峰现象,净光合速率1 d内均较低,其余处理均为双峰现象,且0:6处理午休现象明显。于2017年6、8和10月晴朗天气对4种处理喜旱莲子草的净光合速率进行测定,3个月中,4∶2处理喜旱莲子草的净光合速率均为单峰现象,且最大峰值出现在10:00,随后逐渐降低。6月,4∶2处理喜旱莲子草的日均净光合速率和最大净光合速率均最大,8和10月4∶2处理的喜旱莲子草日均净光合速率和最大净光合速率较6月迅速降低,显著低于其他处理。对4种处理3个月的喜旱莲子草叶绿素进行测定,除6月2∶4处理喜旱莲子草的叶绿素含量显著低于其他处理外,8和10月各处理间叶绿素含量差异均不显著。     

克隆整合有利于喜旱莲子草入侵本地植物种群

多数恶性入侵植物都是克隆植物,阐明克隆特性对入侵性的影响有利于深入揭示其入侵机制。以国内代表性的入侵植物喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)为研究对象,研究克隆整合(匍匐茎连接)对喜旱莲子草克隆片段入侵不同密度的本地黄花水龙(Ludwigia peploides)种群时的资源分配,生长、生理和竞争力的影响,探讨克隆整合及其介导的劳动分工对该植物入侵性的贡献。结果表明:竞争显著降低了喜旱莲子草端部分株和整个克隆片段的生长和克隆繁殖(分株数和总匍匐茎长);克隆整合则显著促进了竞争环境下喜旱莲子草端部分株的生长表现和竞争能力,且在高密度竞争环境下更为明显;克隆整合显著增加了高密度竞争下整个克隆片段的生物量积累。此外,竞争环境下喜旱莲子草克隆片段表现出明显的劳动分工现象,表现为基部分株专化吸收地下资源而端部分株专化地上部分扩繁。喜旱莲子草的克隆整合特性能有利于其入侵本地植物种群。     

模拟酸雨对外来入侵植物空心莲子草的出苗及生长的影响

研究了pH2．5、3．5、4．5、5．6的模拟酸雨对外来入侵植物空心莲子草（Alternanthera philoxeroides Griseb．）无性繁殖体出苗和幼苗生长的影响。结果表明：pH2．5模拟酸雨降低了空心莲子草宿根和匍匐茎片段的出苗率以及幼苗成活率，并对其幼苗的叶片造成一定程度的伤害，而其他酸度的酸雨不影响其出苗率及成活率；喷洒酸雨后3d，空心莲子草的最长枝长、节闻长度、根生物量、茎生物量、叶生物量和总生物量在不同pH的酸雨处理下均具有显著差异，且随着酸雨酸度的升高，幼苗生长趋势出现下降；喷洒酸雨6d、9d、12d后，酸雨对空心莲子草生长无显著影响。由此表明，酸度高的酸雨对空心莲子草的萌发以及幼苗早期生长产生不利影响，其幼苗生长一段时间后，空心莲子草对酸雨会产生很强的适应性。     

不同养分条件下密度对空心莲子草生长和光合特性的影响

为了理解在不同养分水平下密度对入侵植物空心莲子草（Alternanthera philoxeroides）的影响,设置了3种养分水平（低、中、高）和3种种植密度（低、中、高）对空心莲子草进行温室控制试验。结果显示,养分水平和密度均对空心莲子草的生物量和光合指标具有显著影响。中养分水平处理下的空心莲子草单株生物量和整盆总生物量在3种不同的种植密度下均最高,但其光合速率以及叶绿素含量在高养分水平处理最高。同一养分水平对比发现,空心莲子草光合速率均在中等种植密度的处理中达到最大。随着种植密度的增加,空心莲子草的光合作用和单株生物量会逐渐降低,但整盆的总生物量升高,这些特点可能会有助于空心莲子草发展成单优群落。本研究对理解空心莲子草及类似入侵植物的入侵机制具有重要意义。     

东苕溪喜旱莲子草群落研究

通过对浙江省东苕溪江8个河段喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides的群落及伴生植物群落结构进行调查的基础上,分析该入侵种在不同河流段生境中的重要值及对入侵地物种多样性的影响。结果表明:在东苕溪流域,喜旱莲子草茎长平均为41.85~62.83 cm,节间距平均为4.00~6.28 cm,平均分枝数为6.35~82.00个。临安市东湖村采样点喜旱莲子草重要值最高,为56.09%;但伴生植物种类最少,为2种。杭州市余杭区陡家门采样点该入侵种重要值较低,但伴生种种类最多(8种)。随着喜旱莲子草重要值的升高,群落Simpson多样性指数和ShannonWiener指数呈下降趋势,表明随着喜旱莲子草种群的扩散,区域内其他物种逐渐受到排挤。在伴生植物种类较少的取样点,喜旱莲子草相对密度较大,如杭州市余杭区安溪镇、临安市里畈水库下游和临安市东湖村苕溪北路段(相对密度分别为40.00%,39.85%和37.50%),Pielou均匀度指数较低,这都说明喜旱莲子草的扩散降低了当地的物种多样性。喜旱莲子草对苕溪江植物种类和分布已经产生较大的影响。     

等渗胁迫下聚乙二醇和氯化钠对喜旱莲子草生长的影响

喜旱莲子草（Alternanthera philoxeroides）为世界性恶性杂草,是中国国家环保总局公布的9种危害最大的外来入侵植物之一。采用不同渗透势的PEG（聚乙二醇）-6000和NaCl营养液模拟水分胁迫和盐胁迫处理喜旱莲子草,测定9d中其根数、根长、茎长、芽数、叶数的变化,旨在探讨喜旱莲子草对不同强度水分胁迫和盐胁迫的生理响应。结果显示,渗透势越低,根数、根长、茎长、芽数、叶数的增长越少,喜旱莲子草受PEG引起的低渗透势的影响比由NaCl引起的低渗透势的影响大,喜旱莲子草较强的耐旱和耐盐能力,是其快速适应多种生境的原因之一。     

合肥市不同生境喜旱莲子草的分布和发生

[目的]为研究喜旱莲子草的入侵机制及控制其入侵提供依据。[方法]研究合肥市7种不同生境喜旱莲子草的盖度、出现频率、密度、垫状厚度和叶面积,明确其发生和危害情况。[结果]喜旱莲子草在7种生境中的出现频率为100%;水库边和河道喜旱莲子草密度最大,垫状厚度和平均盖度也最大(分别为66.3%和58.3%),茎较长、较粗(分别为23.89、12.67 cm和0.77、0.64 cm);路边喜旱莲子草根最长(16.3 cm)、叶面积最大(1.53 cm2);耕地内喜旱莲子草分枝数、节数、根部分蘖数最多;林地喜旱莲子草伴生植物种类最多(11种133株);水库边和河道喜旱莲子草分枝数、节数、根部分蘖数和伴生植物种类最少(1种16株)。[结论]喜旱莲子草在合肥市广泛分布,且在不同生境中表现出不同的分布特征。     

入侵植物喜旱莲子草对光、氮及其互作的表型可塑性反应

为给入侵植物喜旱莲子草的管理与防控提供一定的理论参考,对其在光照和氮沉降及光氮互作的表型可塑性反应进行了研究。结果表明:喜旱莲子草通过增加株高、节长,降低根重比,提高叶重比、叶片叶绿素含量来适应较低的光照环境,其株高、节长、总生物量对光照的表型可塑性指数较大;随着土壤氮素的增加,喜旱莲子草植株的株高、节长、茎粗、叶长、叶宽、总生物量和叶绿素都显著增加,其对氮沉降的可塑性指数在株高、生物量和叶绿素上较大;氮沉降有利于喜旱莲子草对光照反应可塑性的增加,从而补偿低光环境导致的生长不利。因此,若在持续高氮沉降的情况下,喜旱莲子草种群有向贫瘠土壤和弱光环境拓展的风险。     

外源钙离子与南方菟丝子寄生对喜旱莲子草茎形态结构的影响

外源钙离子对植物响应外界环境胁迫具有重要作用.寄生植物对入侵植物具有显著的抑制作用.以入侵植物喜旱莲子草为研究对象,采用完全随机区组的实验设计分析不同钙离子浓度与南方菟丝子寄生对喜旱莲子草茎形态结构的影响,探讨外源钙离子在寄主植物响应寄生植物胁迫中的作用.研究结果表明南方菟丝子寄生可以显著改变喜旱莲子草茎的形态结构,如显著降低喜旱莲子草茎的总长、分枝数、分节数、茎直径和髓腔直径,显著增加茎的厚角厚度与皮层厚度.外源钙离子对喜旱莲子草茎总长、分枝数、分节数、茎直径、髓腔直径和维管束直径没有显著影响,但可增加喜旱莲子草茎的维管束数目,降低茎的节间长、厚角厚度与皮层厚度.外源钙离子与南方菟丝子寄生相互作用可以显著增加喜旱莲子草茎的厚角厚度与皮层厚度,表明南方菟丝子寄生与高浓度的钙离子对喜旱莲子草茎的厚角厚度和皮层厚度具有显著的拮抗的交互作用.这种交互作用可以提高寄主植物的防御能力,减少寄生植物对寄主植物的损伤.     

不同培养环境对喜旱莲子草生长的影响

喜旱莲子草是中国首批9种重要的外来入侵植物之一,探究喜旱莲子草在5个不同环境下的生长势,进而为防治和利用喜旱莲子草提供参考。测定了5个不同小生境下喜旱莲子草生长的环境因子。结果表明:玻璃温室内喜旱莲子草的各生长指标均显著优于其它种植点。分析了环境温度、空气相对湿度和光照与喜旱莲子草的茎长、分枝数、节数和叶对数的相关性;并用逐步回归建立了这些生长指标与环境因子的模型。不同生长指标受环境因子的影响不一。茎长主要受晚上温度、中午湿度和早晨光照的影响,分枝数和节数受中午湿度和晚上温度的影响最大,中午、晚上温度和中午湿度是影响叶对数的主要因子。     

克隆整合对入侵杂草空心莲子草和本土莲子草生长及光合性能的影响

目的 在我国，外来入侵植物空心莲子草Alternanthera philoxeroides常与本地莲子草 A. sessilis同域分布且占据生态优势。本文探讨克隆整合与空心莲子草强竞争力间的关系。方法 通过同质园试验，对空心莲子草和莲子草先端与基端匍匐茎的连接处进行保持连接(克隆整合)与剪断处理(无克隆整合)，分别测量不同克隆整合处理下2种植物先端分株、基端分株及整个克隆片段地上部分及根系的生长、光合性能及生物量分配情况，比较2种植物克隆整合能力的大小。结果 克隆整合处理下，空心莲子草先端分株的茎长、基端分株的叶片数及整个克隆片段的叶片数及茎长显著增加，细根数、总根数及一些光合指标(如光补偿点、气孔导度等)也显著提高；莲子草先端分株、基端分株及整个克隆片段的地上(下)生物量、总生物量、粗(细)根数及总根数也显著增加。克隆整合处理下空心莲子草先端分株、基端分株或整个克隆片段的地上(下)生物量、总生物量及一些光合指标(如净光合速率、蒸腾速率、气孔导度)显著高于莲子草。结论 空心莲子草和莲子草均能在一定程度上从克隆整合中受益，但空心莲子草的克隆整合能力要显著强于本地莲子草，能通过克隆整合作用挤占莲子草的空间生态位，从而形成自然生境中的竞争优势。     

环境因子对入侵植物空心莲子草生长-防御生理特性的影响

【目的】探讨大空间尺度上生物及非生物因子对入侵植物空心莲子草Alternanthera philoxeroides生长-防御生理特性的影响,为全球环境变化下的入侵群落动态预测及入侵防治提供理论依据。【方法】在中国21°N～37°N范围内分别设置72个面积为10 m×10 m的空心莲子草入侵样地(水、陆生境各36个),测定样地中空心莲子草的氮平衡指数(Nitrogen balance index, NBI)、叶绿素指数(Chlorophyll index, Chla)、类黄酮指数(Flavonoid index, Flav)和花青素指数(Anthocyanin index, Anth),并利用回归分析和典范对应分析(Canonical correspondence analysis, CCA)探讨地理、气候、氮素营养、植物多样性和昆虫发生量等因素对这4项生理指标的影响。【结果】回归分析及CCA均表明,水、陆2种生境空心莲子草的Flav与纬度呈显著正向关系、与降雨量呈显著负向关系。回归分析中,陆生和水生型空心莲子草的Chla分别与经度、硝态氮含量呈显著正向关系;水生型空心莲子草的Anth与...     

空心莲子草-莲子草碳氮磷生态化学计量特征及对异质环境的响应

【目的】探讨入侵植物空心莲子草Alternanthera philoxeroides与其共存本土同属种莲子草A.sessilis的元素化学计量比差异及环境驱动力,明晰其资源分配格局与营养策略。【方法】在广西、广东、江西和河南等省（区）的野外生境中设置6个莲子草-空心莲子草共存群落样地和7个莲子草单生群落样地,分别测定这2种植物的w（C）、w（N）、w（P）及其化学计量比（C∶N、C∶P和N∶P）,并记录样地环境指标,利用回归分析和典范对应分析探究空心莲子草、莲子草的营养策略差异及对异质生境的响应。【结果】在莲子草-空心莲子草共存群落中,这2种植物的w（C）、w（N）、w（P）及其化学计量比均无显著性差异。w（C）均随气温上升呈“先上升后下降”趋势;空心莲子草w（N）随降雨量上升而下降,莲子草w（N）随降雨量上升呈“先下降后上升”趋势;莲子草w（P）随海拔上升而增加。C∶N均随海拔上升呈“先下降后上升”趋势,莲子草C∶P随海拔上升而下降、N∶P随土壤N上升而下降,空心莲子草C∶P和N∶P与环境因子之间均无显著性关系。在莲子草单生群落中,其w（C）随土壤w（NH4₊<...     

白鹃梅的离体培养及植株再生试验

【目的】探讨不同植物生长调节剂对白鹃梅芽苗再生和生根的影响,为白鹃梅的开发利用、工厂化育苗及遗传育种研究奠定基础。【方法】以白鹃梅的嫩茎段为外植体,接种前用1g/L的HgCl2溶液对材料进行不同时间(6,8,10,12min)的消毒处理,筛选适宜的消毒时间;采用均匀设计法,将无菌外植体接种在附加有不同质量浓度植物生长调节剂(0,0.5,1.0,1.5和2.0mg/L 6-BA,0,0.1,0.3,0.5和0.7mg/L NAA)的MS培养基中,筛选诱导直接再生芽苗的适宜培养基;将直接再生芽苗接种在附加有不同种类和质量浓度植物生长调节剂(0.1,0.3,0.5和0.7mg/L 6-BA,0.1,0.3,0.5和0.7mg/L IBA)的1/2MS培养基中,筛选诱导生根的适宜培养基。【结果】1g/LHgCl2溶液对白鹃梅嫩茎段的最适宜消毒时间为8min,在该条件下外植体的成活率为95.2%;白鹃梅直接再生芽苗的最适宜诱导培养基为MS+6-BA 1.0mg/L,在该培养基上直接再生芽苗的诱导率可达85.7%;生根培养基以1/2MS+0.3mg/L NAA的生根效果最好,生根率达到70.45%。【结论】获得了白鹃梅嫩茎段适宜的消毒时间及适宜的再生芽苗和生根培养基配方。     

引种牧草柳枝稷对生菜化感作用初探

以4种高地品种柳枝稷(Panicum virgatumL.)Pathfinder、Forestberg、Nebraska 28、Dakota为研究材料,采用室内皿培的生物测试方法,利用甲醇和蒸馏水浸提柳枝稷根系和地上部,通过分析浸提液对受体生菜种子胚根、胚芽长及发芽率的影响来鉴定柳枝稷化感潜势。结果表明,4种供试柳枝稷中Nebraska 28对生菜化感最强,而Pathfinder化感作用最弱,Forestberg与Dakota差异不明显;Pathfinder与其他3种柳枝稷不同,根系化感作用强于地上部;浸提液经过稀释后其甲醇浸提液化感作用强于蒸馏水浸提液;高质量浓度浸提液对生菜胚根生长影响较大,而低质量浓度对胚芽的化感作用较大。     

水分胁迫对蒙古黄芪生理特性的影响

研究了蒙古黄芪在水分胁迫条件下其保护酶系统(SOD、POD、CAT和APX)、丙二醛、超氧阴离子、可溶性蛋白和脯氨酸的变化。结果表明,3种处理下SOD活性上升规律相似,其活性大小为重度干旱(SD)中度干旱(MD)适宜对照(CK);MD和SD中CAT活性在胁迫初期不断升高后期开始降低,POD和APX活性初期缓慢升高后期大幅升高。MD和SD中超氧阴离子在后期开始升高且升高幅度高于CK。丙二醛含量初期和后期都有较大降幅。可溶性蛋白在胁迫初期显著升高,后期SD中可溶性蛋白含量变化较大。SD中脯氨酸含量积累明显。研究结果认为,在外部环境变化后,蒙古黄芪的保护酶系统和渗透调节物质会发生变化以适应外部环境,维持植株的正常生理代谢,具有较强的耐旱能力。     

特早熟春性甘蓝型油菜sBnFLD基因的克隆及表达

【目的】克隆特早熟春性甘蓝型油菜A基因组上的sBnFLD基因,并对其进行表达研究,为该基因的功能及其在成花转变中的作用研究奠定基础。【方法】根据GenBank中已报道的拟南芥和白菜型油菜FLD同源基因的保守序列设计引物,采用PCR和RT-PCR扩增特早熟春性甘蓝型油菜86号品系(光周期不敏感)的FLD同源基因,用qRT-PCR技术检测sBnFLD基因在86号品系不同发育时期茎、叶和茎尖中的表达情况。【结果】克隆出了sBnFLD基因,命名为sBnFLD,在GenBank中的登录号为KR003079.1。sBnFLD基因cDNA全长2 376bp,有3个内含子,4个外显子,编码791个氨基酸残基,分子量86.5ku,等电点8.5;sBnFLD为非分泌蛋白和非膜蛋白;sBnFLD蛋白N端有2个保守的结构域α螺旋结构域(SWIRM)和NAD(P)-binding-8结构域,该蛋白有多个α螺旋和β折叠。生物信息学分析显示,sBnFLD蛋白与已报道的甘蓝型油菜未知蛋白(CDX73929.1)和电子克隆的白菜型油菜FLD(XP_009135110.1)氨基酸序列相似性达99%,与拟南芥FLD氨基酸序列相似性达87%。qRT-PCR分析结果显示,sBnFLD基因在油菜苗期和现蕾初期茎、叶、茎尖中均有表达,但在蕾期茎尖中表达量最高。【结论】克隆出的sBnFLD基因为甘蓝型油菜的FLD同源基因,该基因在春性特早熟甘蓝型油菜开花调控中可能起着重要的调节作用。     

梨树CDPK基因家族进化和表达分析

钙依赖蛋白激酶(CDPK或CPK)在植物生长和发育、逆境信号刺激及其对病原物的防御反应过程中发挥着非常重要的作用。本研究利用梨树全基因组数据,采用生物信息学的方法,在全基因组水平上对梨树CDPK基因家族进行系谱进化关系、基因结构、共线性关系及表达情况等分析。结果表明,梨树基因组中共存在31个CDPK基因,命名为PbCDPK1~PbCDPK31。系谱分析结果表明,这些CDPK基因归属于4个亚家族。共线性分析检测到12对CDKP基因间存在显著的共线性关系,其中10对由最近一次发生的全基因组复制事件形成。非同义/同义置换率的比率(dN/dS)说明CDPK基因在功能上进化得非常保守。荧光定量PCR结果发现,5个梨树CDPK基因对干旱逆境有响应。试验结果可为进一步开展梨树CDPK基因家族的功能鉴定和分子进化机制的研究提供参考。     

辣椒ASR基因的克隆与表达分析

【目的】克隆辣椒ASR（ABA-stress-ripening）基因进行生物信息学分析并探究其在不同组织和非生物胁迫处理下的表达模式,为深入研究ASR基因家族在辣椒果实发育和逆境胁迫中的作用机制提供参考。【方法】以遵辣1号辣椒为材料克隆其ASR基因,对该基因家族成员进行生物信息学分析和系统进化分析,运用实时荧光定量PCR检测其在不同组织及在ABA、高温、高盐和干旱胁迫处理下的表达模式。【结果】克隆的2个辣椒ASR基因分别命名为CaASR2和CaASR3,基因全长分别为987和938 bp,最长开放阅读框（ORF）分别为333和339 bp,分别编码110和112个氨基酸,蛋白分子量分别为12.45和12.73 kD,理论等电点（pI）分别为7.47和6.50,均为亲水性蛋白。结合前人克隆的辣椒CaASR1基因分析,结果显示,CaASRs预测位于细胞核,均含有ABA/WDS特征结构域;基因结构分析结果显示,辣椒ASR基因均含有2个外显子和1个内含子,启动子区域均包含ABA响应元件ABRE。CaASR1、CaASR2和CaASR3氨基酸序列分别与番茄（Solanum lycopersicum）基因组中的ASR蛋白氨基酸序列NP_001269248.1（80.20%）、NP_001307920.1（91.30%）和NP_001234137.1（96.43%）有非常高的相似性,表明其进化的相对保守性。3个ASR基因在辣椒花中表达量最低,在根、茎、叶和种子中表达量中等,但均随着果实的发育表达量逐渐升高,特别是在转色和成熟果实中。ABA、高温、高盐和干旱胁迫处理下,基因的表达量均显著升高（P<0.05）,其中以CaASR3响应最快,且上调表达量高于其他同源基因。【结论】辣椒基因组中3个ASR基因具有ASR基因家族的典型特征,并在辣椒不同组织和非生物胁迫响应中发挥重要作用。