3种菊科入侵植物白花鬼针草、胜红蓟和假臭草的种子生物学特性比较研究

为探讨菊科入侵植物种子的繁殖特性,从种子的形态特征及种子萌发率等指标入手,对胜红蓟(Ageratum conyzoide)、白花鬼针草(Bidens alba)及假臭草(Eupatorium catarium)3种菊科入侵植物的种子特性进行比较研究。结果表明,白花鬼针草种子的冠毛芒最短及最少,沉降速度最大,种子的风媒传播能力最弱,但种子全身具长倒钩刺,主要通过人畜和货物等实现远距离散播。假臭草种子冠毛芒较胜红蓟的长和多,种子沉降速度较胜红蓟的小,其风媒传播能力较胜红蓟的强。白花鬼针草种子千粒质量、发芽指数、胚根、胚芽和胚轴均最大或最长,发芽率和发芽势也较高,其种子质量和种子活力为三者中最高。假臭草的千粒质量、胚根、胚芽和胚轴与胜红蓟无显著差异,但发芽势及发芽指数均显著高于胜红蓟,说明假臭草种子活力较胜红蓟的高。假臭草发芽率为三者中最小,这可能与其种子含水率(19%)高有关,高含水率隐含着种子在潮湿环境下易发生霉变。胜红蓟种子除了发芽率较高外,千粒质量、发芽势、发芽指数、胚根、胚芽和胚轴等指标均较小或大,反映其种子质量和活力较小。     

重金属胁迫下白骨壤数字基因表达谱分析

[目的]从转录组水平研究重金属污水胁迫处理下白骨壤的基因表达变化,以揭示白骨壤响应重金属污染胁迫的机制。[方法]采用基于高通量测序的数字基因表达谱(DGE)技术对重金属污水胁迫处理组和对照组白骨壤材料进行转录组测序分析。[结果]与对照组相比,重金属处理下白骨壤共有10 459个差异表达基因,其中,8 685个表达量上升,1 774个表达量下降。Me V聚类表明:大部分基因在重金属处理样本中的表达量受到极大的诱导。GO功能注释发现,差异表达基因主要定位于叶绿体以及细胞内各种膜结构,参与"细胞代谢"、"细胞组分的组合和生物合成"、"对刺激的响应"等过程。KEGG代谢通路分析显示,差异表达基因分布于126条Pathways,涉及"核糖体"、"光合作用"、"乙醛酸盐代谢"、"丙酮酸代谢"等途径。重金属胁迫还促进萜类、黄酮类化合物生物合成的关键酶基因(牻牛儿基焦磷酸合酶(0009238)、黄酮醇合成酶(0001833))的表达,进而促进白骨壤有效成分的积累;显著诱导细胞分裂素水解酶编码基因CKX7(0057124)、油菜素内脂信号转导组分基因BSK(0043741)等的表达,进而提高白骨壤对重金属胁迫的适应能力。此外,转录因子分析发现,b HLH、NAC、MYB-related和WRKY在重金属胁迫中发挥重要作用。实验选取8个与环境刺激响应密切相关的基因,通过qRT-PCR验证了它们在重金属污水胁迫处理下的表达差异,结果与数字基因表达谱分析的结果较一致,证实了差异表达基因数据的有效性。[结论]重金属处理影响了白骨壤大量的新陈代谢、光合作用、小分子酸合成、激素合成与信号转导及次生代谢产物合成相关基因的表达。     

番荔枝花发育不同阶段的差异蛋白质组分析

【目的】从蛋白质组学的角度研究番荔枝花发育不同阶段差异表达的蛋白质,分析相关信号通路,为揭示番荔枝花发育的分子机制提供理论基础。【方法】以番荔枝不同发育阶段的花为材料,采用双向电泳技术（Two-dimensional gel electrophoresis,2-DE）分离获得花芽（1 mm＜花芽＜2 mm）、花蕾（5 mm＜花蕾＜6 mm）、开花前期（花瓣轻微张开）及开花期（花瓣张开）等不同阶段表达丰度不同的蛋白点,利用MALDI-TOF-MS质谱鉴定技术分析相关差异蛋白质,并对其进行功能注释。【结果】通过蛋白图谱比较分析发现,番荔枝花双向电泳图谱中的每张凝胶图谱中都可以检测到800多个重复蛋白点,其中在不同花发育阶段存在表达差异的有50个蛋白点。经质谱鉴定分析,并采用MASCOT软件在线检索,共检测到36个表达量相差2倍以上的蛋白点。36个蛋白质可分为7个主要的功能类别,这些功能类别包括：呼吸与能量代谢（11个蛋白质）,蛋白合成与代谢（8个蛋白质）,转录与翻译（3个蛋白质）,胁迫与防御（2个蛋白质）,细胞分化与增殖（3个蛋白质）,次生物质代谢（8个蛋白质）和未知功能蛋白（1个蛋白质）。通过GO分析,发现36个已鉴定的蛋白,分别归属于20个分类（term）。通过对差异蛋白进行定量分析,发现呼吸与能量代谢相关的蛋白中,3个蛋白（A07、C28、C42）随着花发育表达量不断下降,4个蛋白（A36、A37、B13、B29）表达则显著上升。在蛋白合成与代谢相关蛋白中,2个蛋白（A13和A22）在花发育的4个阶段都处于低水平表达,而另5个蛋白（B17、B20、A19、A21和C21）表达量显著上升。一个胁迫与防御相关蛋白（B32）在开花期,表达量达到最大值。2个细胞分化与增殖相关蛋白（B27和C57）表达量也呈逐渐升高的趋势。5个次生物质代谢相关蛋白（A06、A29、A34、C100和C110）随着花发育,表达量逐渐降低,而蛋白质C79和D38在花蕾阶段表达量达到最大值后,又逐渐下降。【结论】通过比较番荔枝花发育4个阶段的蛋白图谱,发现36个蛋白具有不同的差异表达谱。其中呼吸与能量代谢相关蛋白质占最大比例,诸如两个ATP合酶α亚基和丙酮酸脱羧化同工酶,都在番荔枝花发育过程呈现出显著的差异表达,这可能与花发育过程需要耗费大量的能量有关。此外,发掘了两个含有三角状五肽重复蛋白,其表达随着番荔枝花发育阶段的变化而改变,这些蛋白的功能还有待进一步研究。能量代谢、次生代谢、蛋白质合成等生物过程可能都参与了对番荔枝开花过程的调控。     

珍稀濒危植物蒜头果天然林优势种群的生态位研究

采用样方法调查广西雅长兰科植物自然保护区内3个蒜头果天然林群落,并运用Levins指数和Schoener指数对各群落主要优势种的生态位宽度和生态位重叠进行了测度。结果表明,3个蒜头果天然林群落分别为槲栎群落、蒜头果-南酸枣-朴树群落和蒜头果-槲栎群落,各群落的性质和主要优势种组成及其在群落中的地位存在较大差异;槲栎群落主要优势种生态位宽度的大小顺序与其在群落中的地位基本一致,其他2个群落则变动较大;各优势种在不同群落的生态位宽度差异较大,其中蒜头果和南蛇藤对各资源位的生态适应性较好,而其他树种则有一定或较强的选择性;各群落的上层乔木之间或生态习性相近的下层乔木之间的生态位重叠值较大,资源竞争较为激烈。针对各群落的演替趋势及蒜头果种群的生存现状,提出了蒜头果的主要保护对策。     

不同埋藏深度对白花鬼针草、假臭草和胜红蓟种子出苗及生长的影响

为了解菊科入侵植物种子出苗和幼苗生长对埋藏深度的适应机制,通过砂培法研究菊科种子出苗和幼苗生长,比较分析不同埋藏深度下(0、0.5、1.0、2.0、3.0 cm) 3种入侵植物种子白花鬼针草(Bidens alba)、假臭草(Praxelis clematidea)和胜红蓟(Ageratum conyzoides)的出苗率、出苗速率和出土时间等参数的差异,探究菊科入侵植物种子出苗和幼苗生长对埋藏深度的响应。结果表明：随着埋藏深度的增加,3种入侵植物种子出苗率和出苗速率均极显著降低(p ＜0.01),出土时间则随着埋藏深度的增加均有不同程度增长,埋藏深度0～1.0 cm、0～0.5 cm和0分别为白花鬼针草、假臭草和胜红蓟种子较适出苗环境;在幼苗生长实验中,随着埋藏深度的增加,白花鬼针草和假臭草幼苗的根长、鲜重呈先上升后下降的趋势,茎长呈下降趋势,较适宜白花鬼针草和假臭草幼苗生长的埋藏深度为0～1.0 cm ;胜红蓟幼苗随着埋藏深度的增加,其幼苗的根长、茎长、鲜重均呈下降趋势,较适宜胜红蓟幼苗生长的埋藏深度为0～0.5 cm。3种入侵植物对埋藏深度的耐受能力依次为：白花鬼针草＞假臭草＞胜红蓟。结果表明,农耕深度分别为：白花鬼针草＞2.0 cm,假臭草＞1.0 cm,胜红蓟＞0.5 cm。