植物保卫细胞的激素信号转导网络研究进展

保卫细胞可以感知并整合多种信号,以调节膨压和气孔运动,是研究植物激素信号互作的模式体系。本文对保卫细胞中植物激素脱落酸信号转导及其与其他植物激素的互作进行了综述,以期全面介绍保卫细胞植物激素信号转导网络的最新进展,并对今后的研究及其在作物生产中的潜在应用价值进行了展望。     

野古草居群光合作用对光强和CO2浓度的响应特征

以移植于同一环境的辽宁地区4个野古草居群为对象,比较了它们的光合作用对光强和CO₂浓度的响应差异,为研究其居群表型性状多样性的生理基础提供参考。结果表明,野古草光合速率对光强和CO₂浓度的光合响应特征参数在居群间多数存在显著差异,居群P₁(本溪)、居群P₂(北镇)具较高的光饱和点(分别为1782和1690 μmol/m²·s)、表观量子效率(分别为0.0553和0.0564)及表观羧化效率(分别为0.0568和0.0783),较低的CO₂补偿点(分别为14和12 μmol/mol),具有较高的光能生产潜力。居群P₃(建平)、居群P₄(彰武)的气孔导度低(分别为0.1227和0.1176 mol/m²·s),蒸腾速率低(分别为2.67和2.68 mmol/m²·s),持水能力强。     

伞形科参棕亚科及牵环花亚科气孔的结构及其分类学价值

本文首次深入研究了伞形科参棕亚科和牵环花亚科及相关类群34属(参棕亚科9属,牵环花亚科21属)48种植物叶片(茎或果实)的气孔结构,结果显示有3种类型气孔:无规则型,不等型及平列型。参棕亚科的气孔多为平列型,少为无规则型,而牵环花亚科多为无规则型,少为不等型(Gymnophyton除外)。Bowlesia分支的细胞壁多为深波状,其他分支的细胞壁多平直。气孔结构的研究为分子系统学建立的参棕亚科和牵环花亚科,以及Bowlesia分支提供了形态学依据,并支持分子系统学将Apiopetalum,Mackinlaya及Stilbocarpa从五加科分别移入参棕亚科和牵环花亚科,将Homalosciadium,Platysace,Hermas及Klotzschia移出两亚科。     

黄帚橐吾叶片气孔特征及对高寒环境的响应

为探讨黄帚橐吾（Ligularia virgaurea）对高寒环境的适应机制,对青藏高原的优势物种黄帚橐吾的叶表皮气孔特征进行观察,分析其对气候生态因子的响应。结果表明：黄帚橐吾叶片上、下表皮均分布有气孔,气孔分布无规律,随机散生排列,气孔器为无规则型,气孔密度与气孔指数相对较高。地理分异变量对黄帚橐吾叶表皮气孔长度的效应极其显著（P<0.01）。8个温度因子对黄帚橐吾叶片上、下表皮气孔长度效应极其显著（P<0.01）,ABT（年生物温度）、MTWM（最热月温）、MTGS（生长季温度）与WI（温暖指数）对上表皮气孔指数效应显著（0.01 < P < 0.05）;水分因子会影响黄帚橐吾叶片上表皮的气孔密度与气孔指数,而对下表皮气孔密度、气孔指数以及上、下表皮气孔长度无影响。黄帚橐吾叶表皮气孔特征在形态、数量及与环境关系的这些特点,反映了其对高寒极端环境的适应。     

FACE条件下小麦冠层能量平衡和水分利用率的变化

本文利用中国开放式CO2浓度增高(Free-air CO2 Enrichment,简称FACE)系统平台,于2007年3月19日至5月24日小麦拔节至成熟期进行小麦冠层微气候及相关项目的连续观测,并结合能量平衡分析,研究中国FACE系统对小麦冠层能量平衡各分量的变化特征及水分利用率的影响.能量平衡分析结果表明,小麦冠层白天总显热通量FACE均高于对照,而总潜热通量FACE均低于对照,潜热通量FACE与对照的差异日最大值变化在-12～-63 W˙m-2之间,显热通量FACE与对照的差异最大值变化在12～78 W-m-2之间.能量平衡是小气候变化的根本,利用p-M方程反演出的冠层群体气孔导度与实测的气孔导度相关关系较好,证明能量平衡的计算结果及小气候观测数据基本正确.观测期间内模拟计算结果表明,CO2浓度升高使小麦的水分利用减小约25.5 mm,结合生物量的增加,FACE条件下小麦水分利用率增加约19%.     

不同龄期枝条对苹果轮纹病菌的抗病性研究

本研究采用轮纹病菌分生孢子和菌丝接种不同龄期的苹果枝条,检测枝条皮孔发病率,以明确不同龄期苹果枝条对轮纹病菌的抗病性差异.结果表明,当年生‘富士’苹果枝条的幼嫩部分接种后发病最重,皮孔的发病率达80％以上,随枝条的生长发育,抗病性逐渐增强,枝条发育成熟后,皮孔发病率降至40％左右.在7月份接种的1～5年生‘富士’苹果成熟枝条中,皮孔的发病率没有显著差异.在8月份接种的‘富士’苹果枝条中,1年生枝条的皮孔发病率显著高于5年生枝条的发病率.未发育成熟的苹果枝条对轮纹病菌的抗侵入能力差,枝条发育成熟后抗病能力明显增强.1～5年生枝条上发育完整的皮孔对轮纹病的抗侵染能力没有显著差异,但在枝条的迅速加粗生长期,低龄枝条上皮孔结构变化更大,对轮纹病菌的侵入也更敏感.     

干旱条件下葡萄叶片气孔导度和水势与节位变化的关系

【目的】研究干旱条件下葡萄叶片气孔导度和水势随叶片节位变化的规律及其机理。【方法】利用3005F01植物水势测定仪和SC-1气孔计测量不同干旱程度下葡萄主梢各节位叶片气孔导度和水势。【结果】浇水良好的条件下,葡萄叶片气孔导度随叶片节位的升高而升高,且两者有很好的线性关系;轻度干旱可导致上部节位叶片气孔导度大幅度下降,而下部节位叶片气孔导度变化不大,叶片水势随着节位上升而提高;和轻度干旱相反,严重干旱时,叶片气孔导度随叶片节位的升高而下降,叶片水势仍然随着叶片节位的升高而上升,两者呈现出明显的线性关系。【结论】浇水良好的条件下,叶片气孔导度和叶片水势没有相关性;不同节位叶片对干旱的响应敏感度存在明显的差异,这种差异和叶片水势的变化及其反馈调节有密切的联系。     

月季‘卡罗拉’切花的气孔观察及特征

就直接撕取表皮法、牛皮胶印迹法、指甲油印迹法和扫描电镜法等4种常用的气孔观察方法对月季‘卡罗拉’(Rosa hybrida‘Carola’)切花叶片气孔的观察效果进行了比较.结果表明,扫描电镜法最适合该切花叶片气孔的观察,而其他3种观察方法均存在一些不足和局限性.进一步采用扫描电镜法对该切花不同部位气孔分布的观察发现,该切花的气孔主要分布在叶片下表皮,萼片下表皮也有一定数量的气孔分布,叶柄和花茎的表皮则仅有零星气孔分布,而叶片上表皮、萼片上表皮、花托、花瓣上表皮和花瓣下表皮均未见气孔分布.另外,通过对该切花叶片下表皮和萼片下表皮的气孔特征进行的分析表明,前者的气孔密度为后者的3倍,且前者的气孔面积也显著大于后者.     

5个龙眼品种叶片结构研究

为研究不同龙眼品种的叶片结构及差异性,以仲恺农业工程学院钟村农场果树标本园的5个龙眼品种为试材,通过石蜡切片、扫描电镜和离析法对5个品种的叶片组织结构进行观察,同时对叶片结构进行分析。结果表明,各龙眼品种叶片均为异面叶,上下表皮由单层细胞组成;下表皮密布乳状突起,每一乳状突起均由呈管状的细胞围绕而成;气孔仅分布在下表皮,主要在各级侧脉附近。不同品种在叶片厚度、上表皮角质层厚度及气孔长轴等方面无显著差异,但不同品种的栅栏组织厚度、海绵组织厚度、栅/海比、乳状突起密度及气孔短轴存在差异。龙眼叶片气孔数量少。不同龙眼品种叶片结构的差异性可以为龙眼种质资源的鉴定和开发利用提供依据。     

过表达马铃薯气孔密度调节因子StEPF1增强拟南芥抗旱性

表皮模式因子1 (epidermal patterning factor 1, EPF1)是气孔发育的负调控因子,对于植物生长发育和环境胁迫响应至关重要。为了明确马铃薯EPF1在气孔发育过程中的功能,本研究从‘大西洋’(Atlantic)马铃薯品种中克隆得到气孔密度表皮模式因子St EPF1,并对该基因的表达特性及功能进行分析。亚细胞定位显示StEPF1主要定位于细胞间隙并且它在顶端未展开叶中表达最多。StEPF1基因表达量在一天中呈现周期性变化,长日照条件下(16/8 h,光照/黑暗),在授时因子为20 h时表达量达到最高。聚乙二醇(PEG)模拟干旱胁迫、脱落酸(ABA)和NaCl胁迫处理后,其表达水平均呈现出持续降低的趋势。功能鉴定表明,过量表达StEPF1基因的拟南芥(E1)植株相对于野生型(WT)植株的气孔密度显著降低,E1植株的光合速率也随之降低。此外,与野生型相比(WT),E1植株离体叶片的水分散失速率和H2O2含量也显著降低。干旱胁迫下,E1株系的光合速率、气孔导度和瞬时水分利用效率(iWUE)都显著高于野生型拟南芥。综上结果可知,表皮模式因子St EPF1在调控植物气孔密度和抗旱性上具有重要作用,本研究结果为后期通过调节StEPF1基因的表达,培育抗旱节水型马铃薯株系提供理论基础。