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  • 系统与进化
    郭严冬, 周义峰, 郑玉红, 张明霞, 廖恩慧, 曹建国
    植物研究. 2024, 44(1): 45-50. https://doi.org/10.7525/j.issn.1673-5102.2024.01.007

    探究多壁碳纳米管在水蕨配子体发育及孢子体产生中的作用,以期为濒危蕨类植物的保护和繁育奠定基础。以蕨类模式植物水蕨(Ceratopteris thalictroides)为供试材料,设置0(对照)、0.5、1.0、2.5、5.0 mg·L-1多壁碳纳米管5个处理组,采用光学显微镜观察不同质量浓度多壁碳纳米管对水蕨配子体发育及孢子体产生的影响。结果显示:与对照组相比,0.5~2.5 mg·L-1多壁碳纳米管处理可使水蕨孢子萌发提前约15 d,其中,0.5 mg·L-1多壁碳纳米管对水蕨孢子萌发的促进效果最好,0.5~1.5 mg·L-1多壁碳纳米管对丝状体和片状体产生的促进效果最好,2.5 mg·L-1多壁碳纳米管对原叶体和孢子体产生的促进效果最好。高质量浓度(5.0 mg·L-1)多壁碳纳米管处理会导致部分配子体出现畸形,精子器退化,细胞中叶绿体出现失绿现象,部分发育出的孢子体上的细胞也出现叶绿体失绿等衰退现象。此外,多壁碳纳米管的加入促进了水蕨雄配子体的产生。综上所述,0.5~ 2.5 mg·L-1多壁碳纳米管处理可以明显促进水蕨配子体发育和孢子体的产生,且精子器数量明显增多,有雌雄同株和雌雄异株配子体同时出现,高质量浓度多壁碳纳米管处理会使水蕨配子体发育出现“高浓度抑制”现象,在实际应用过程中应根据具体的需要选择相应的添加量。

  • 研究论文
    王亚鑫, 朱媛, 孟森, 明安刚, 贾宏炎, 覃方锉, 陆俊锟
    植物研究. 2025, 45(03): 447-459. https://doi.org/10.7525/j.issn.1673-5102.2025.03.014
    摘要 (46) PDF全文 (3) HTML (22)   可视化   收藏

    桉树混交林在促进土壤养分循环、提高生产力和生态系统功能等方面有重要作用。菌根共生是影响混交林种间互作关系的重要因素。然而,不同菌根类型的混交树种对桉树人工林土壤微生物群落结构及功能的影响尚缺乏研究。该研究以桉树纯林及其与降香黄檀(Dalbergia odorifera,固氮-丛枝菌根树种)、火力楠(Michelia macclurei,丛枝菌根树种)、麻栎(Quercus acutissima,外生菌根树种)的混交林为研究对象,利用宏基因组测序技术,探究4种不同林型土壤微生物群落多样性、结构功能、细菌-真菌共现网络模式差异及其与土壤养分的关系。结果表明:混交林显著提高土壤微生物群落物种丰富度,改变微生物功能,增加微生物共现网络复杂性。降香黄檀与桉树混交林土壤微生物丰富度、细菌群落好氧化能异养和发酵功能基因相对丰度、真菌-细菌微生物共现网络模块度均最高;土壤细菌、真菌群落结构与其他3种林型差异显著。火力楠与桉树、麻栎与桉树混交林土壤细菌、真菌的碳氢化合物降解、氮固定、甲烷氧化功能基因相对丰度均高于桉树纯林。外生菌根树种(麻栎)与桉树混交林土壤微生物共现网络边数、平均度及网络稳定性最高,其核心微生物丰度与$NO^{-}_{3}$水平显著相关。丛枝菌根树种(降香黄檀、火力楠)与桉树混交林土壤核心微生物丰度与$NO^{+}_{4}$水平显著相关。

  • 遗传与育种
    武晓倩, 何旭, 高境烩, 李爽
    植物研究. 2024, 44(3): 349-360. https://doi.org/10.7525/j.issn.1673-5102.2024.03.004

    小黑杨(Populus simonii×P. nigra)是东北地区速生、耐寒、材性优良的树种。为了创制适种范围广、耐旱性状明显改良的林木新种质,利用小黑杨为材料,以干旱胁迫关键响应因子PsnNAC007转录因子为对象,创制了小黑杨过表达OE-PsnNAC007转基因植株。对OE-PsnNAC007转基因植株的生长指标、干旱胁迫适应能力、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、导水率指标、细胞形态和木材组分进行分析。结果显示:与野生型小黑杨相比,转基因植株的生长情况无明显差异,而干旱胁迫成活率提高了26.15%。在干旱胁迫条件下,转基因植株气孔导度减小、蒸腾速率下降、水分利用效率明显提高,植株茎干的导水率损失显著减少。解剖学分析发现,PsnNAC007的过量表达导致植株茎干产生更多、更小的导管细胞,这种细胞特性有利于植株在干旱条件下维持水分连续高效的运输。木材组分分析发现,转基因植株茎干木质素沉积明显增强,构成纤维素、半纤维素的单糖含量均无明显变化。

  • 研究综述
    郭冰冰, 刘明洋, 代龙军, 杨洪, 王立丰
    植物研究. 2024, 44(2): 161-167. https://doi.org/10.7525/j.issn.1673-5102.2024.02.001

    巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)是重要热带经济作物之一,其次生代谢产物天然橡胶(NR)是中国重要的工业原料及战略物资。植物激素对植物生长发育、萌发和环境应答等多方面均具有重要调控作用。本文详细介绍了乙烯、脱落酸、油菜素内酯和赤霉素4种植物激素在橡胶树生长发育、橡胶生物合成、产排胶和品质形成等关键环节中应用的研究进展,并展望4种激素在提高橡胶树产排胶机制研究中的应用前景,为支撑橡胶产业发展提供理论支撑。

  • 研究论文
    邹坤林, 姜厶源, 魏亚静, 张顺, 李鹏, 尹静
    植物研究. 2025, 45(03): 433-446. https://doi.org/10.7525/j.issn.1673-5102.2025.03.013
    摘要 (23) PDF全文 (1) HTML (10)   可视化   收藏

    该研究以不同植物来源的20株内生真菌为材料,检测不同菌株发酵提取物抗氧化、抑菌、抗紫外线辐射的活性及次生代谢产物含量,以期评价其在日化产品中的应用潜力。利用酶标仪比色法测定不同菌株发酵液和菌丝提取物中ABTS(2,2'-联氮双(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐)、DPPH(1,1-二苯基-2-三硝基苯肼)自由基清除率;利用FRAP法(铁离子还原/抗氧化能力法)测定其对铁离子的还原能力;利用牛津杯法检测不同菌株的抑菌特性。结果显示:菌株XY1、YZ6、ZJ29、XG4-2和ZBS49的发酵液提取物表现出强抗氧化力,其中,ZJ29发酵液提取物DPPH自由基清除率最高,为93.62%;XY1发酵液提取物ABTS自由基清除率最高,达到90.47%。ZJ29发酵液提取物ABTS自由基清除率高于50%,且FRAP值最高,为2 974.55 μmol·L-1。ZJ29和ZL18-1菌丝提取物酪氨酸酶抑制能力分别为60.62%和98.10%;ZJ29发酵液提取物酪氨酸酶抑制能力最强,为69.78%;ZJ29发酵液提取物对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的抑制效率最高。YZ6、ZJ29发酵液提取物对UVA及UVB紫外线辐射吸收能力较强,2个菌株对UVB的吸光度均达2.8以上,YZ6、ZJ29发酵液提取物对UVA吸光度分别达到2.0和1.5以上;YZ6菌丝提取物也表现出对UVB、UVA强的抵抗能力,吸光度为1.5~2.5。YH3、XY1菌丝多酚和黄酮含量较高,多酚质量分数分别为18.47、15.36 mg·g-1,黄酮质量分数分别为4.35、7.15 mg·g-1。ZL23、ZJ29三萜含量较高,分别为16.79、11.20 mg·g-1。ZJ29提取物的抑菌、抗紫外线辐射、抗氧化功能均表现良好,综合能力最强,其次为YZ6和XY1。上述功能菌株提取物在日化产品开发中具有重要的应用潜力。

  • 研究论文
    春建惠, 董文龙, 屠元超, 刘芳, 徐云剑
    植物研究. 2025, 45(03): 406-418. https://doi.org/10.7525/j.issn.1673-5102.2025.03.011
    摘要 (16) PDF全文 (1) HTML (10)   可视化   收藏

    类萌发素蛋白(germin-like proteins,GLPs)是一类高度保守的胁迫响应蛋白,可特异性响应菌根共生。该研究基于玉米(Zea mays)B73全基因组信息,利用生物信息学方法对ZmGLP基因家族成员进行鉴定及特征分析,利用转录组数据分析ZmGLP基因在丛枝菌根真菌(AMF)共生下的表达模式。该研究鉴定了45个ZmGLP基因,它们分布于9条染色体上,存在25个串联复制基因;系统发育树将ZmGLP基因分为5个亚家族;不同ZmGLP基因组织表达模式存在较大差异。启动子顺式作用元件分析显示,ZmGLP基因启动子包含响应光、胁迫和生长发育相关的元件,ZmGLP4-8启动子含有菌根响应元件MYCS,20个ZmGLP基因启动子包含潜在的菌根响应元件GCCGGC;基于接种AMF后不同时间的玉米根部转录组数据,发现12个ZmGLP基因的表达在接种AMF后出现了显著变化;其中ZmGLP3-3ZmGLP4-8ZmGLP4-16ZmGLP4-20ZmGLP5-1ZmGLP6-1在共生后期显著上调表达,且与已报道的共生相关GLP基因在不同的进化分支,暗示这些基因可能参与菌根共生后期相关的功能。ZmGLP3-3功能研究显示,相较于野生型玉米植株,突变体zmglp3-3菌根定殖率显著降低。综上,该研究为共生相关ZmGLP基因挖掘提供了理论基础。

  • 前瞻观点
    陈保冬, 王二涛
    植物研究. 2025, 45(03): 329-332. https://doi.org/10.7525/j.issn.1673-5102.2025.03.001
    摘要 (28) PDF全文 (1) HTML (12)   可视化   收藏
  • 植物研究. 2025, 45(03): 472.
    <正>《植物研究》于1959年创刊,是东北林业大学主办的植物学综合性学术期刊,以刊载植物分类的新物种、新现象、新规律为办刊特色;以报道植物生理学、植物化学、植物多样性、植物生态学等基础研究成果为主体。现为中文核心期刊、中国科技核心期刊。
  • 前瞻观点
    张俊伶
    植物研究. 2025, 45(03): 342-344. https://doi.org/10.7525/j.issn.1673-5102.2025.03.004
    摘要 (21) PDF全文 (0) HTML (20)   可视化   收藏
  • 前瞻观点
    Paola BONFANTE, Andrea GENRE
    植物研究. 2025, 45(03): 337-341. https://doi.org/10.7525/j.issn.1673-5102.2025.03.003
    摘要 (20) PDF全文 (0) HTML (18)   可视化   收藏
  • 王玺尧, 刘艳玲, 王昕
    植物研究. 2025, 45(02): 181-190.
    高等植物在高于最适温度且低于逆境高温的温和高温范围内,发生的一系列形态变化统称为热形态建成。在这些形态变化中,以高温诱导的下胚轴伸长受到的关注最多,研究也最为深入。SMALL AUXIN UP RNA(SAUR)基因家族在促进生长和细胞伸长过程中发挥着重要作用。然而,对于高温调控SAURs的分子机制还知之甚少。该研究以拟南芥(Arabidopsis thaliana)Col-0野生型、pif4-2突变体和4种转基因植物为材料,采用实时荧光定量PCR、染色质免疫共沉淀、双荧光素酶报告基因检测和表型分析的方法探索了热形态建成中高温调控SAUR1~SAUR4的分子机制。结果表明:高温促进SAUR1~SAUR4转录,并且这一促进作用需要转录因子PHYTOCHROME-INTERACTING FACTOR 4(PIF4);转录因子PIF4结合SAUR1~SAUR4启动子区中含有E-box的区域,并且温和高温会提高这些结合的强度;在热形态建成信号转导通路中SAUR1处于PIF4的下游;PIP4对SAUR1~SAUR4的调控需要生长素信号转导通路的参与。以上结果表明,高温通过影响PIF4与SAUR1~SAUR4启动子染色质的结合强度来调控这4个基因的转录。该研究有助于理解热形态建成中高温调控下胚轴伸长的下游分子机制,从而丰富抗热育种理论。
  • 张棋, 李佳音, 王海燕, 马子钦, 何夫
    植物研究. 2025, 45(02): 211-216.
    利用石蜡切片技术对多花黄精(Polygonatum cyrtonema)不同发育时期的花芽切片,探究多花黄精大小孢子发生及雌雄配子体发育特征,为多花黄精遗传育种提供基础资料。结果显示(:1)多花黄精花药壁由表皮、药室内壁、中层和绒毡层各1层细胞构成,绒毡层为分泌型,成熟药室内壁具纤维性加厚,成熟绒毡层细胞含二核或多核结构;(2)小孢子母细胞减数分裂过程中胞质经连续型分裂形成左右对称的四分体,成熟花粉粒多为二细胞型,偶见三细胞型(;3)多花黄精大孢子母细胞经减数分裂后形成直线排列的四分体,胚囊发育类型为蓼型。多花黄精生殖细胞的发育特征与黄精属其他植物具有相似性,分泌型的绒毡层和三细胞型花粉粒的存在说明多花黄精具有更为进化的发育特征。
  • 李岩硕, 王民炎, 刘殿宽, 李伟, 殷恒福
    植物研究. 2025, 45(02): 202-210.
    该研究旨在通过建立马尾松(Pinus massoniana)原生质体的分离和制备系统,实现基因的瞬时转化,从而推动马尾松基因功能研究和遗传转化体系的发展。研究选取了马尾松不同发育时期的外植体材料,包括针叶、下胚轴和愈伤组织,探讨了不同酶解条件对原生质体分离效率的影响,并通过试验优化了马尾松原生质体的制备流程,涉及不同类型的组织、不同的渗透压和酶解时间。研究结果表明:在0.5 mol·L-1甘露醇渗透液中,使用马尾松针叶组织进行6 h酶解处理是提取原生质体的最佳条件。基于此,该研究构建了一个适合马尾松的瞬时转化体系,并通过对比不同转化条件,实现了外源基因在马尾松原生质体中的瞬时表达。研究还发现,经过优化的原生质体制备体系能够显著提升原生质体的质量和转化效率,在使用聚乙二醇(PEG)介导的转化方法时,转化效率高达47.83%。综上,该研究成功构建了马尾松原生质体高效分离体系,为针叶树种基因功能解析提供了可靠的瞬时表达系统。
  • 田林平, 韩文哲, 吴军, 马元东, 齐雨, 王兆宁, 李春明, 李海霞, 刘焕臻, 范海娟
    植物研究. 2025, 45(02): 228-240.
    东北槭(Acer mandshuricum)为东北地区极具观赏价值的彩叶树种,但繁殖困难,该研究旨在提高东北槭嫩枝扦插生根率,厘清平茬处理与东北槭嫩枝扦插生根的关系。2023年,以未平茬东北槭当年嫩枝(Pc-CK)为对照,观测Pc-2(2022年平茬)和Pc-1(2023年平茬)当年嫩枝横截面解剖结构、生长指标、叶片生理生化指标及嫩枝插穗生根指标。结果表明:Pc-1嫩枝插穗生根率、平均根长、平均生根数量和根系效果指数均大于Pc-2(P<0.05)和Pc-CK(P<0.05);嫩枝茎横截面表皮及皮层厚角组织厚度、木质部厚度由小到大依次为Pc-1、Pc-2、Pc-CK(P<0.05)。Pc-1嫩枝枝长、基径、叶面积、叶鲜质量及含水量均显著大于Pc-CK(P<0.05)。Pc-1叶片净光合速率和气孔导度分别比Pc-CK提高90%和89%(P<0.05)。同时,Pc-1叶片的叶绿素a、类胡萝卜素、可溶性糖、可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性显著大于Pc-CK(P<0.05),而Pc-CK叶片的丙二醛(MDA)、总黄酮、总酚含量显著大于Pc-1(P<0.05)。综上,平茬处理使东北槭嫩枝复幼,从而促进扦插生根,且Pc-1的幼化生根效果较好,为嫩枝扦插繁殖提供了支撑。
  • 孙媛媛, 杨添琪, 艾星梅, 李浩然, 赵财宝, 张璇
    植物研究. 2024, 44(04): 528-539.
    以热带胎生睡莲‘鲁比’(Nymphaea ‘Ruby’)和‘蓝鸟’(N.‘Blue Bird’)的胎生与非胎生叶片为材料,非胎生睡莲‘蓝星’(N.‘Colorata’)叶片为对照(CK),测定并比较3个品种的叶片形态特征参数,并采用石蜡切片技术观察卷叶期和展叶后的叶片解剖结构,旨在探讨热带睡莲叶片形态特征与胎芽发育的关系。结果表明:3个品种均具有典型的热带睡莲特征‘,鲁比’和‘蓝鸟’的胎生叶片除叶脐形成胎芽以外,叶长、叶宽和叶面积略低于非胎生叶片,但差异均不显著(P>0.05),而叶片解剖结构特征参数随着叶片的发育发生了改变。胎生睡莲展叶后叶片上、下表皮以及海绵组织厚度较卷叶期变薄,均高于非胎生叶片,而栅栏组织厚度、栅海比较卷叶期增加,且低于非胎生叶片,说明胎芽的发育导致栅栏组织结构紧密度降低,而海绵组织结构疏松度增加,但与叶片整体厚度无关;非胎生品种‘蓝星’叶片栅海比和细胞结构紧密度均显著高于胎生品种的叶片。各指标的可塑性变异较高,且存在一定的相关关系,具有明显的协同进化趋势。主成分分析显示,上下表皮厚度、海绵组织厚度、栅栏组织厚度、栅海比、叶片组织结构紧密度和疏松度均可视为反映睡莲胎生叶片解剖结构特征的主要指标。因此,胎生叶片通过改变叶肉组织结构的方式来响应胎萌的发生。
  • 孙耀文, 马迎梅, 任晓敏, 韩峰, 陈鑫, 左朗
    植物研究. 2024, 44(04): 612-624.
    乌兰布和沙漠东北段的防护林是保护东部河套平原农业生产的重要生态屏障,由于对人工造林研究缺乏重视,许多防护林体系中的林分有一定的衰退趋势。研究乡土树种人工栽培后的生态适应性,是指导人工防护林建设和可持续经营的重要举措。为了深入探究乌兰布和沙漠乡土树种人工栽培后的生态适应性,本文以3种乡土树种沙冬青(Ammopiptathus mongolicus)、霸王(Zygophyllum xanthoxylon)和蒙古扁桃(Prunus mongolica)为研究对象,通过测定功能性叶片表皮形态、解剖结构、生理指标,结合当地气象数据,阐释3种植物对沙漠环境的适应机制。结果表明:3种植物分别以不同方式适应沙漠环境。沙冬青通过增大叶面积来增加受光面积、提高光合效率,利用密集的表皮毛和发达的角质层强化叶片机械防御能力,降低强光灼伤及水分蒸腾,维持细胞水分平衡,从而降低细胞膜脂过氧化。蒙古扁桃叶片簇生,通过增加叶片数量增加受光面积、提高光合效率,通过卷曲叶片躲避强光灼伤,通过特化气孔位置(将气孔全部分布于叶片下表面),利用发达的维管束、丰富的黏液细胞和晶体结构来降低水分蒸腾,维持细胞水分平衡,从而降低细胞膜脂过氧化。霸王叶片呈圆柱状条形结构,通过降低风阻,降低叶片遭受风沙流危害的概率,通过生理代谢调节提高叶片抗氧化物酶活性和渗透调节物质含量,维持细胞水分和活性氧代谢平衡。这些发现揭示了3种植物在应对荒漠环境时所采取的不同的适应策略,为乌兰布和沙漠东北部乡土树种的引种驯化提供了新思路。
  • 王庆吉延, 李金, 李田, 邢宇, 秦岭, 房克凤
    植物研究. 2024, 44(05): 670-680.
    为探究生长发育过程中板栗(Castanea mollissima)雌花解剖学特征及其细胞壁成分变化规律,以‘燕山红栗’(‘Yanshan Hongli’)为试验对象,通过石蜡切片观察内部形态变化并通过荧光染色观察细胞壁成分变化。依据内部显微结构变化确定所采集的雌花样品集中在4个最重要的发育阶段,即花朵原基分化期、柱头原基分化期、柱头伸长期和开花期。荧光染色结果表明,在发育时期推移过程中,雌花细胞壁中纤维素荧光强度逐渐增强。特别是在花柱伸长过程中,柱头部位与子房部位的纤维素荧光显著增强。此外,在所观察的发育阶段,酯化果胶荧光强度始终高于酸性果胶,并且柱头部位与子房周围的荧光强度也较其他部位更强。这些结果揭示了生长发育过程中板栗雌花细胞壁成分变化规律,为深入探究板栗生长发育机制提供了重要线索。
  • 王雪来, 刘晓婷, 王力冉, 李诗童, 张太进, 张嘉峰, 许经华, 曲冠证, 赵曦阳
    植物研究. 2024, 44(04): 554-564.
    红松(Pinus koraiensis)是东北地区重要的果材兼用树种,但由于生长周期长,遗传改良进展缓慢,为评价和筛选优质红松种质资源,以吉林省永吉县西阳林木种子园内36个20年生红松半同胞家系为材料,对其生长性状和木材性状进行测定。方差分析结果表明,各性状在家系间差异均达显著水平(P<0.01),各性状表型变异系数为5.89%~45.21%;除通直度(0.46)外,其他性状的家系遗传力均超过0.5,属于高遗传力。相关分析结果表明,树高、胸径等生长性状间均达极显著正相关水平(r>0.663),木材性状间半纤维素、纤维素和综纤维素含量间达显著相关水平,而生长性状与木材性状间仅纤维素含量、综纤维素含量与部分生长性状呈显著负相关。主成分分析结果表明,14个性状构成5个主成分,累计贡献率为79.24%。利用综合评价法对36个半同胞家系进行评价,以10%的入选率,依据生长性状,初步筛选3个优良家系(家系PK61、PK29和PK22),各生长性状遗传增益为6.41%~33.91%;依据木材性状,初步筛选3个优良家系(家系PK16、PK78和PK10),各木材性状遗传增益为1.08%~6.72%;结合生长和木材性状初步筛选出3个优良家系(家系PK61、PK29和PK44),各指标遗传增益为0.27%~37.28%。该研究选出的优良家系可为红松良种选用提供基础。
  • 曹佳玉, 曹丽娜, 张俏艺, 张双, 胡志宝, 赵唐锐, 许志茹, 李春明, 全先奎, 刘关君
    植物研究. 2024, 44(04): 625-633.
    核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)是光合作用中决定碳同化速率的关键酶,其中小亚基(rbcS)是由核基因编码,并且主要在叶片中表达。利用RT-qPCR技术确定了小黑杨(Populus×xiaohei)叶片中高表达的Rubisco小亚基基因PxrbcS1和PxrbcS2基因,并克隆了其上游2 240、2 174 bp的启动子。对其进行启动子元件分析结果表明,PxrbcS1和PxrbcS2的启动子具有多个与光诱导表达相关的元件,例如G-box、MRE和Box4等元件。构建pBI-121-p PxrbcS1::GUS和pBI-121-p PxrbcS2::GUS植物表达载体并遗传转化84K杨(P. alba×P. glandulosa)。GUS组织化学染色以及qPCR表达分析表明PxrbcS1和PxrbcS2的启动子能够驱动GUS基因在84K杨叶片特异性高表达。总之,上述结果表明该研究成功地从小黑杨中克隆了具有叶片高表达活性的PxrbcS1和PxrbcS2的启动子,该启动子可应用到包括杨树在内的植物光合作用相关的基因功能研究以及提高植物光合作用的遗传操作中。
  • 任艳君, 郭晓瑞, 于子煊, 吴可心, 孙宇, 陈宁, 油乔木, 邢凯鑫
    植物研究. 2024, 44(04): 576-589.
    为了探究刺五加(Acanthopanax senticosus)种子的休眠类型以及种子萌发过程中生理和代谢特征,以东北地区刺五加种子为研究对象,分别在不同温度条件(20℃,4℃,20℃/4℃)下对种子进行140 d沙藏层积处理。通过观察胚的表型变化,筛选出5个典型时期。研究5个典型时期种子中的内源激素、主要营养物质及其水解酶、抗氧化系统和代谢组学的动态变化规律。结果表明(:1)刺五加种子吸水性能良好,20℃恒温条件只能促进胚的伸长,不能萌发。4℃恒温条件下胚率无增长。只有0~110 d保持20℃恒温,110~140 d保持4℃恒温,胚率增长且种子能够萌发。(2)随着胚率增长,赤霉素含量上升,脱落酸含量下降,吲哚乙酸、吲哚丁酸和萘乙酸含量均下降;脂肪含量下降,可溶性糖含量上升。脂肪含量与脂肪水解酶活性呈显著负相关,与可溶性糖含量呈极显著负相关。(3)共筛选出92个差异代谢物,碳代谢、能量代谢和抗氧化代谢是主要的差异代谢通路。此外,倍半萜和三萜生物合成、脂肪酸生物合成、甘油脂类代谢等也存在差异。总之,刺五加种子属于形态生理性休眠,变温层积是打破种子休眠的必要条件,内源激素能够调控种子的休眠与萌发。脂肪等大分子营养物质被水解酶分解,为种子萌发提供物质和能量,这也是种子萌发的必要条件之一。该研究可为鉴定刺五加种子休眠类型以及人工繁殖提供理论依据。
  • 王洪政, 余绍莲, 马月花, 任玲芸, 倪红伟
    植物研究. 2024, 44(04): 565-575.
    为了揭示硒(Se)对膜荚黄芪(Astragalus membranaceus)镉(Cd)胁迫的缓解机制,以传统药用植物膜荚黄芪为材料,利用水培技术综合研究了离子拮抗作用、抗氧化酶系统、重金属螯合物以及异黄酮在Se缓解Cd胁迫中的作用。结果表明:10μmol·L-1 Se显著改善了50μmol·L-1 Cd胁迫下膜荚黄芪幼苗生长状况并减轻了植株的活性氧积累水平以及膜脂过氧化水平。Cd处理下Se添加显著降低了膜荚黄芪各部位Cd含量,同时Cd添加也显著降低了各部位Se含量,说明膜荚黄芪在Se与Cd的吸收上具有明显的拮抗作用。抗氧化酶活性测定结果显示,Se添加降低了Cd胁迫下膜荚黄芪各部位过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、过氧化氢酶(CAT)和谷胱甘肽还原酶(GR)活性,通过相关性分析发现多种抗氧化酶活性与■含量具有显著正相关关系,暗示抗氧化酶活性的变化更多的是与植物体内活性氧水平相适应的结果。此外,Se添加也降低了Cd处理下膜荚黄芪各部位非蛋白巯基和金属硫蛋白含量,且两者在各部位的含量与对应Cd含量呈现出良好的正相关,表明重金属螯合物含量是由各部位Cd含量所调节的。与抗氧化酶和金属硫蛋白不同,Se添加显著提高了Cd胁迫下膜荚黄芪幼苗根系中3种异黄酮成分的含量。进一步对异黄酮合成途径关键酶基因CHS、IFS、I3'H、IOMT和UCGT表达水平进行研究,发现Se明显上调了Cd处理下所有酶基因的表达水平。综上,Se通过吸收过程中与Cd的拮抗作用降低了Cd处理下膜荚黄芪幼苗中的Cd含量,降低了植物受胁迫程度,同时通过上调异黄酮等次生代谢物质合成,提高了植物对Cd胁迫的耐性。
  • 杨莹, 李媛, 陈洁, 刘博, 窦全文
    植物研究. 2024, 44(04): 634-640.
    新麦草(Psathyrostachys juncea)被认为是赖草属植物的一个重要祖先物种。对新麦草中高度重复序列Cot-1 DNA文库克隆测序分析鉴定,结果表明新麦草Cot-1 DNA文库中的序列可以分为6种类型:反转座子、转座子、卫星DNA、抗病相关LZ-NBS-LRR、未能鉴定类型、反转座子LTR和LTR/Copia类型序列组合型,占比分别为49.5%、1.0%、28.7%、5.9%、13.9%和1.0%。进一步利用2种卫星DNA序列和5个反转座子序列为探针,对新麦草、赖草(Leymus secalinus)和2个大赖草(L. racemosus)材料进行染色体荧光原位杂交,结果表明卫星DNA序列TaiI-family和pSc250-family杂交信号主要分布在染色体的端部,TaiI-family杂交信号数量分别为20、16、7和18,而卫星DNA序列pSc250-family在新麦草、赖草中的杂交信号数量分别为17和24,在2个大赖草材料均没有信号检出。反转座子序列在3个物种染色体上基本呈散布分布方式,而且在赖草属物种染色体分布呈现同质化倾向,其中克隆序列pPj-44和pPj-28在新麦草和赖草属物种间信号分布差异显著,分别提示在异源多倍化过程中存在序列扩张和收缩,克隆序列pPj-77仅在1个大赖草材料10个染色体杂交信号强度区别于其余染色体。研究结果表明,新麦草重复序列在赖草多倍体形成过程发生了快速进化并可能存在同质化扩散,同时赖草属不同物种基因组间重复序列组成可能存在显著差异。
  • 吴婉阁, 纪宝玉, 裴莉昕, 练从龙, 董诚明, 陈随清
    植物研究. 2024, 44(05): 692-701.
    为建立冬凌草(Isodon rubescens)体细胞胚发生体系,更好地发挥在中医药学中的价值,促进资源稳定和利用,以冬凌草叶片为外植体,脱分化形成胚性愈伤组织,进一步增殖,诱导发育出体细胞胚,结合石蜡切片技术对冬凌草胚性愈伤组织及各阶段体胚进行组织细胞学观察,并探讨激素对植株再生的影响。结果表明:在B5+1.0 mg·L-1 2,4-D培养基中,叶片可脱分化形成淡黄色、颗粒状的胚性愈伤组织;在MS+1.0 mg·L-1 2,4-D+0.2 mg·L-1 6-BA培养基中,胚性愈伤组织增殖效果最好,净增殖量最大可达2.81 g;在体胚诱导中,最佳培养基为MS+1.5 mg·L-1 TDZ+0.2 mg·L-1 NAA,诱导率最高为91.33%;在MS+0.5 mg·L-1 6-BA+0.5 mg·L-1 IBA培养基中,表面含体细胞胚的胚性愈伤组织可分化出小植株;在组织细胞学观察中,胚性愈伤组织呈淡黄色或黄白色颗粒状,细胞核大且明显,其内部观察到外起源和内起源2种体胚发生方式,后期可发育为球形胚、心形胚、鱼雷形胚、子叶形胚或成簇状胚结构,内含淀粉粒。该研究成功建立了冬凌草间接体胚发生体系,为优化冬凌草胚性愈伤组织的“质”与“量”奠定基础,也为其分子育种及体胚技术研究提供了理论依据。
  • 喻心怡, 冀慧玥, 路萍萍, 周嘉裕, 廖海
    植物研究. 2024, 44(05): 774-782.
    异戊烯基焦磷酸异构酶(IPP)催化异戊烯焦磷酸与二甲基丙烯基焦磷酸(DMAPP)的可逆异构化反应,对下游萜类产物的合成发挥重要作用。该研究利用生物信息学方法,从稻(Oryza sativa)与拟南芥(Arabidopsis thaliana)等单、双子叶植物基因组中鉴定获得31条IPP基因。系统进化树将IPP分为3簇,其中单子叶植物单独形成一簇,同簇的IPP成员具有相似的结构域,可能执行相似的生物学功能;以稻与拟南芥IPP基因为代表,顺式调控元件分析显示它们含有干旱等响应元件;定量PCR结果显示,稻与拟南芥IPP转录水平的表达模式较为多样化。研究结果为系统认识IPP基因的生物学作用及可能的应用研究提供了理论依据。
  • 张喜亭, 张建宇, 仲召亮, 王文杰
    植物研究. 2024, 44(05): 730-737.
    探究林分结构、立地条件、保护强度与植物多样性之间存在的耦合关系,有助于提升保护区植物多样性保护效果。基于此,该研究选择大兴安岭绰纳河国家级自然保护区森林群落作为研究对象,调查乔木层、灌木层、草本层植物多样性和林分结构特征,并采集土壤样品测定土壤理化性质。利用频率分布、冗余排序与方差分解分析等方法,揭示该区域植物多样性特征及其与影响因素间的耦合关系。结果表明:(1)绰纳河保护区乔木层主要树种为落叶松(Larix gmelinii),相对多度为64.35%,其次为白桦(Betula platyphylla);灌木以越橘(Vaccinium vitis-idaea)占比最高,达到72.70%;草本共记录77种,其中羊须草(Carex callitrichos)占比最大(23.72%)。(2)乔、灌、草丰富度与多样性指数由大到小排序依次为草本层、乔木层、灌木层,均匀度指数以灌木层最高。(3)方差分解分析和冗余分析结果表明,林分结构的独立效应对植物多样性变化解释量最大;草本层盖度、灌木密度、乔木树高和土壤容重与植物多样性变化关系最为紧密。通过调整林分结构来提升植物多样性是简单而又可靠的途径,上述结果为大兴安岭地区林分管理提供了数据支撑。
  • 栾宜通, 李念森, 乔璐靖, 琚存勇, 蔡体久, 孙佩丽
    植物研究. 2024, 44(05): 753-762.
    以细鳞河国家级自然保护区云冷杉红松(Picea koraiensis-Abies nephrolepis-Pinus koraiensis)林固定监测样地为对象,采用α多样性指数、生态位测定、方差比率法(VR)、χ2检验、Spearman秩相关检验和M. Godron稳定性分析云冷杉红松林树种多样性、优势树种生态位、种间联结及群落稳定性。结果表明(:1)样地共有乔木树种14科14属20种,林木分布均匀,α多样性指数较高;(2)样地生态位重叠指数较高,但生态位重叠指数较大(>0.7)或较小(<0.4)的情况较少,生态位分化程度一般(;3)样地总体关联性呈不显著正关联,主要树种种间以正相关和不显著相关为主,种间独立性较强(;4)样地M. Godron稳定性计算结果落于点(32.79,67.21),远离稳定点(20,80),群落稳定性较差(;5)红松重要值与生态位宽度最大,与其他树种的生态位重叠指数均值高于样地均值,以大径级个体为主,树种相对频度较低。因此,在云冷杉红松林生态系统恢复过程中,应进行适当的人工干预,促进红松种群数量恢复,调节种间关系,提高种间联结强度,在群落稳定性下降时加强珍稀植物种群监测及保护。
  • 黄红, 税玉民, 张志明, 罗家旺, 何德明, 杨冲, 王伟, 陈文红
    植物研究. 2024, 44(05): 738-752.
    为了补充和完善我国西南地区山顶苔藓矮林的群落种类组成和结构特征,基于1 hm2动态监测样地的群落调查数据,采用CTFS标准调查样地内胸径(DBH)≥1 cm的所有木本植物;从1 hm2森林动态监测样地中选取10个(总计0.6 hm2,每个样方为20 m×30 m)标准植被样方,采用植物群落清查方法对样方内所有维管植物进行调查和统计;从物种组成特征、数量特征、主要优势树种的径级结构等角度入手,分析样地内的物种组成和群落结构特征。主要结果:(1)在1 hm2动态样地中,DBH≥1 cm的木本植物共计20科32属42种3 614株个体;在0.6 hm2群落样地中,维管植物共计42科72属153种,其中树高≥3 m的乔木共计25种1 502株个体。(2)厚叶杜鹃(Rhododendron sinofalconeri)在群落中占绝对优势,重要值比次优势物种的重要值大3~4倍。(3)整个群落年龄结构呈“L”型,但不同于其他优势种,厚叶杜鹃以成年个体为优势。(4)该群落由乔木层、灌木层、草本层和层间植物组成,命名为厚叶杜鹃-大花云南桤叶树-文山八角山顶苔藓矮林(Rhododendron sinofalconeri-Clethra delavayi var.yuiana-Illicium tsaii summit mossy dwarf forests)。云南文山薄竹山山顶苔藓矮林群落物种丰富、组成稳定、优势显著,群落林冠外貌平整、更新状况良好,处于成熟林状态。
  • 彭广州, 刘建飞, 王巧欣, 付可琢, 张烨, 张晨曦, 詹亚光
    植物研究. 2024, 44(05): 721-729.
    为解决水曲柳(Fraxinus mandshurica)因年龄效应而导致的插穗生根能力在3年生后显著下降的问题,以4年生水曲柳实生苗为研究对象,探究循环扦插复幼对克服年龄效应的作用,尤其是循环次数和截干处理2个关键因素对水曲柳萌蘖、生长和扦插生根的影响,以及循环复幼过程中水曲柳的生理变化。结果表明:循环复幼次数的增加和截干处理都能提高水曲柳的复幼程度,呈现萌生枝数量增加、枝条细化、茎节缩短的特征,同时显著提高扦插再生能力。在循环复幼次数达到3次且叠加截干处理时,与未循环复幼相比萌枝数量提高了6.56倍,生根率提高了7.44倍。循环复幼1~3次,植株生长素吲哚乙酸(IAA)、细胞分裂素(CTK)水平提高,赤霉素(GA3)水平在第3次时才显著提升,而脱落酸(ABA)水平呈逐渐下降趋势;循环复幼后植株中过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性降低,丙二醛(MDA)和可溶性糖含量减少。这些生理指标变化都与植株幼化状态相符。可见,循环复幼可有效恢复幼化状态,诱导水曲柳形成较高IAA、GA3和较低ABA水平的萌枝,同时降低了抗氧化酶活性、MDA与可溶性糖含量,有利于实现水曲柳复幼,从而提高扦插生根率,实现水曲柳良种的快速高效无性繁殖。
  • 马雄忠, 熊伟红, 孙哲
    植物研究. 2024, 44(06): 852-862.
    生物量分配格局和化学计量特征对揭示入侵植物扩张能力及其环境适应性特征具有重要参考价值。该研究以广西南流江河岸区典型入侵植物白花鬼针草(Bidens alba)为研究对象,根据入侵盖度划分微度(盖度≤15%)、轻度(15%<盖度≤30%)、中度(30%<盖度≤45%)、重度(45%<盖度≤60%)和极重度(盖度>60%)5种入侵程度,测定不同入侵程度下白花鬼针草根、茎、叶生物量分配格局、C∶N∶P化学计量特征及生长区土壤理化性质,以揭示白花鬼针草的适应策略及扩张机制。结果表明:(1)不同入侵程度白花鬼针草根生物量分配无显著差异(P>0.05);重度和极重度入侵下,茎生物量分配显著降低(P<0.05),叶生物量分配显著提高(P<0.05),平均根冠比差异不显著(P>0.05)。(2)随着入侵程度加深,白花鬼针草根、茎、叶的N、P含量均显著增加(P<0.05),其中,叶N、P平均质量分数为20.88、3.92 g?kg-1。(3)根、茎、叶的C∶N和C∶P随入侵程度加深而显著降低(P<0.05),N∶P变化趋势不明显;叶C∶N、C∶P和N∶P平均值分别为21.06、118.30、5.49。(4)白花鬼针草入侵程度与其根、茎、叶的N、P含量及土壤C、N、P含量显著正相关(P<0.05)。可见,随着入侵程度加深,白花鬼针草通过增加叶生物量、提高叶N和P含量来优化资源分配策略,并通过与土壤相互作用增加土壤C、N、P含量,形成有利于其快速入侵的土壤环境。
  • 陈慧泽, 刁丽曼, 周佳佳, 韩榕, 杜美婷
    植物研究. 2024, 44(06): 812-821.
    植物生长发育受多种植物激素综合调控。其中,油菜素甾醇(Brassinosteroids, BRs)作为重要的固醇类植物激素,与其他植物激素通过互作网络调控种子萌发、根生长发育、光形态建成及果实成熟等生理过程。该文综述了近年来油菜素内酯(Brassinolide,BR)与其他植物激素共同精细调控植物生长发育及胁迫响应的研究进展,为深入开展BR生物学功能研究提供重要参考。
  • 李潇, 王汉时, 王宏星, 蒋路平, 庞忠义, 彭彦辉, 赵曦阳
    植物研究. 2025, 45(01): 77-87.
    探究滴灌水肥耦合对‘新林1号’杨(Populus cathayana×canadansis‘Xinlin1’)生长和光合生理特性的影响,旨在选出促进‘新林1号’杨生长的最佳水肥耦合措施。以10年生‘新林1号’杨为研究对象,设置-20 k Pa(I20)、-33 k Pa(I33)、-45 k Pa(I45)、未灌溉(I0)4个灌溉水平和尿素500 g?株-1(N1)、尿素1 000 g?株-1(N2)、尿素1 500 g?株-1(N3)、复合肥500 g?株-1(F1)、复合肥1 000 g?株-1(F2)、复合肥1 500 g?株-1(F3)、对照(CK)7个施肥水平,测定‘新林1号’杨树高、胸径及叶片的光合生理指标。结果表明:(1)灌溉和施肥显著增加了胸径、树高和材积年增量。I20灌溉处理的胸径、树高和单株材积年增量最高,比未灌溉分别提高了18.6%、40.6%、60.6%。F2施肥处理胸径、树高和单株材积年增量最大,分别达到了2.47 cm、2.09 m、0.097 m3,比未施肥分别提高了8.3%、7.8%、15.3%。其中I20F2处理‘新林1号’杨生长量最大,显著高于其他处理。(2)灌溉和施肥显著增加了叶片中叶绿素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量,提高了谷氨酰胺合成酶活性、硝酸还原酶活性、净光合速率及气孔导度,其中I20F2处理下可溶性蛋白含量、谷氨酰胺合成酶活性、硝酸还原酶活性和叶面积最高。(3)相关性分析结果表明,‘新林1号’杨胸径、树高和材积年增长量与叶片生理指标和净光合速率呈显著正相关,与胞间CO2摩尔分数呈负相关。灌溉和施肥显著改变了叶片生理特性,提高了叶片光合能力,促进了‘新林1号’杨的生长。I20F2处理下,生理指标和净光合速率最高,林木生长达到了最佳水平。因此,保持水分充足(灌溉阈值为-20 k Pa)及施复合肥(1 000 g?株-1)处理是改善‘新林1号’杨光合生理特征,促进林木生长的最佳水肥耦合措施。
  • 黄储, 何明月, 孙美乐, 陈彦宏, 王惠珍
    植物研究. 2025, 45(01): 98-110.
    近年来,极端气候频发、雨水分布不均,造成党参(Codonopsis pilosula)关键生育期缺水,导致质量和产量下降。针对这一问题,该研究以党参为对象,从糖酵解(EMP)及三羧酸循环(TCA)角度探究硅对干旱胁迫下党参多糖合成的调控效应。设置正常水分(CK)、15%PEG-6000干旱(D)及施加硅后再15%PEG-6000干旱(Si+D)3个处理组,Si+D组在干旱处理前第7天每盆施用200 mL 2 mmol?L-1硅酸钾溶液,干旱处理至7、14、21 d时取样,测定EMP及TCA相关代谢物含量、酶活性和基因相对表达量,同时测定党参多糖及其生物合成相关物质含量,综合分析硅对干旱胁迫下党参多糖合成的调控。结果表明(:1)干旱胁迫导致党参光合色素含量降低,加速蔗糖、果糖及葡萄糖等物质消耗,促进EMP和TCA途径中的能量消耗用于淀粉、多糖等物质的合成及积累,存在产量和质量消长的现象。(2)硅的施用提高了党参叶片相对含水量、光合色素含量、蔗糖及果糖含量,降低了淀粉合成相关酶活性、增强了淀粉分解相关酶活性,导致淀粉、多糖含量下降,但党参整体产量提高;硅促进干旱胁迫下党参EMP途径,阻止TCA过程,使得EMP终产物丙酮酸合成柠檬酸并积累。硅的施加通过影响党参光合作用、调控EMP及TCA途径能量生成及分配,增强党参抵御干旱的能力,整体上对党参多糖的合成及质量、产量起到了正向的调控作用。但随着干旱胁迫时间的延长,调控效应有逐渐减弱的趋势。
  • 系统与进化
    马钰琦, 李宇惠, 林琳, 沈悦, 顾钰峰, 王发国
    植物研究. 2024, 44(1): 34-44. https://doi.org/10.7525/j.issn.1673-5102.2024.01.006

    深圳双扇蕨(Dipteris shenzhenensis)是仅在深圳分布的极度濒危(CR)植物。对该种占优势群落进行植物群落学研究分析,结果表明:深圳双扇蕨群落共有维管植物49科73属85种,优势种有深圳双扇蕨大头茶(Gordonia axillaris)、谷木叶冬青(Ilex memecylifolia)、竹叶青冈(Cyclobalanopsis neglecta)、吊钟花(Enkianthus quinqueflorus)、豺皮樟(Litsea rotundifolia var. oblongifolia)、芒萁(Dicranopteris pedata);植株个体随着树木高度增加而减少,呈现“倒J”型分布,是亚热带地区明显特点;各生活型物种多样性及均匀度指数呈现“中间高两头低”的态势;对相同地区不同群落物种多样性指数进行T检验,证明不同群落之间多样性水平无显著差异,同属生态演替的稳定阶段;生态位分析揭示了深圳双扇蕨在群落中的生存状态,说明该种并非广布种,对环境要求苛刻且对资源竞争力差,在群落演替中存在灭绝风险;种间联结分析揭示了该物种与其他优势草本的种间关系,找到了可能的互补与竞争植物。

  • 植物分类学
    毕海燕, 林云
    植物研究. 2024, 44(1): 8-11. https://doi.org/10.7525/j.issn.1673-5102.2024.01.002

    描述了自四川省发现的蔷薇科(Rosaceae)黄穗悬钩子(Rubus chrysobotrys Hand.-Mazz.)一新变种——腺毛黄穗悬钩子(Rubus chrysobotrys Hand.-Mazz. var. glandulosus L.T.Lu),给出其与模式变种Rubus chrysobotrys Hand.-Mazz. var. chrysobotrys的区别特征,编排了黄穗悬钩子的分变种检索表,提供了凭证标本照片。

  • 生理与生态
    陈志琪, 张海娜, 刘佳丽, 鲁向晖, 杨宝城
    植物研究. 2024, 44(1): 86-95. https://doi.org/10.7525/j.issn.1673-5102.2024.01.011

    为探究氮添加对稀土矿尾砂地猴樟(Cinnamomun bodinieri)幼苗生长及非结构性碳水化合物(NSC)含量的影响,以1年生猴樟扦插苗为研究对象,选用硝酸铵钙作为氮肥(含N 15%),设置3种氮肥水平(CK(0)、 N1(1.8 g·株-1)、N2(3.6 g·株-1)),分析不同氮添加水平下猴樟幼苗根系生长、生物量分配和NSC等指标的差异,探讨稀土尾砂地猴樟对氮添加的响应。结果发现:稀土尾砂地氮添加均增加了猴樟幼苗不同组织的生物量积累,其中N1处理下叶生物量、冠层生物量分别较N2处理下显著提升了44.75%、57.43%(P<0.05);N2处理下叶比重分别较CK、N1处理显著提升了123.53%、15.85%(P<0.05)。不论是粗根(直径>2 mm),还是细根(直径 ≤2 mm),氮添加均显著增加了植物的根长和根表面积(P<0.05),其中N1处理的促进效果最显著(P<0.05); N2处理下的比根长、比表面积均高于CK与N1,且与CK显著差异(P<0.05)。对NSC来说,N1处理提升了叶、茎中的可溶性糖质量分数,而N2处理下细根NSC质量分数分别比CK、N1显著降低了46.49%、28.61%。综上,在稀土矿尾砂地植被恢复过程中,宜选用1.8 g·株-1硝酸铵钙氮肥对猴樟幼苗进行施肥管理。

  • 生理与生态
    张婧, 张伟溪, 丁昌俊, 苑正赛, 代丽蕊, 苏晓华, 沈应柏, 曲冠证
    植物研究. 2024, 44(1): 96-106. https://doi.org/10.7525/j.issn.1673-5102.2024.01.012

    通过比较不同品种杨树(Populus)的生长、光合生理及根尖离子流速特性差异,为速生适应性强品种的早期选育提供参考。以渤丰3号杨(P. × euramericana ‘Bofeng 3’)、渤丰1号杨(P. × euramericana ‘Bofeng 1’)、西雄1号杨(P. × euramericana ‘Xixiong 1’)、中雄7号杨(P. × euramericana ‘Zhongxiong 7’)和中雄4号杨(P. deltoides × P. suaveolens cl. ‘Zhongxiong 4’)5个杨树品种1年生苗为研究对象,于正常培养条件下的试验开始和试验结束(30 d)时分别测定株高、地径等生长指标,并于10、20、30 d时分别测定幼苗的叶片数量、单叶面积、叶长、叶宽、瞬时净光合速率(Pn)、胞间CO2摩尔浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)、叶绿素相对含量以及根尖K+、Ca2+、H+流速等指标,经过30 d的正常管理,5个品种的株高生长量之间的差异达到显著水平,由高到低依次为中雄4号杨、西雄1号杨、渤丰3号杨、中雄7号杨、渤丰1号杨;其中光合特性指标和蒸腾速率渤丰1号杨均表现为最大,中雄4号杨均表现为最小,但是中雄4号杨的单叶面积((57.49±2.37) cm2)、总叶面积((1 721.10± 28.59) cm2)、单株净光合速率((17 863.10±910.21) μmol·m-2·s-1)和水分利用率((3.15±0.06) μmol·mmol-1)均表现为最大,且K+外排流速最慢,为(62.68±0.45) pmol·cm-2·g-1,Ca2+内流流速最快,为(-74.24±1.29) pmol·cm-2·g-1,而渤丰1号的单株净光合速率((8 539.70±164.64) μmol·m-2·s-1)和水分利用率((2.64±0.07) μmol·mmol-1)最小,且K+外排流速((130.81±1.71) pmol·cm-2·g-1)最快,Ca2+内流流速((-34.43±0.84) pmol·cm-2·g-1)最慢。综上所述,5个杨树品种中,中雄4号杨总叶面积、单株净光合速率、水分利用率最高,蒸腾速率最小,根尖K+外排流速最慢,Ca2+内流流速最快,植物体内K+、Ca2+离子含量最多,H+最活跃,株高生长表现最好,可能具有潜在的较强环境适应能力,适宜种植的范围更广。

  • 系统与进化
    周训康, 杜凡, 周幸, 徐梦蔚, 何程程, 原日强, 石明
    植物研究. 2024, 44(2): 210-219. https://doi.org/10.7525/j.issn.1673-5102.2024.02.006

    保护植物通常拥有较高的利用价值或种群数量较少,是目前面临生存威胁最高的植物类群,也是生物多样性保护重点关注的对象之一。通过对文山州重点保护野生植物系统调查,分析其丰富度及地理分布,采用濒危系数、遗传价值系数、保护系数和利用价值系数4项指标,确定权重,再计算重点保护野生植物的优先保护综合值,据此划分物种的优先保护等级。结果表明:文山州分布重点保护野生植物387种,包括国家一级重点保护野生植物36种、二级259种,云南省Ⅱ级重点保护野生植物24种、Ⅲ级78种;国家重点保护野生植物中,兰科(Orchidaceae)植物112种,占38%,是文山州重要的保护类群。水平分布上,南部的麻栗坡县、马关县和西畴县物种丰富度较高,分别为228、224、200种,中北部的广南县、丘北县和砚山县物种丰富度偏低,分别是87、68、 52种;垂直分布上,海拔1 301 ~1 500 m是重点保护野生植物最集中的区域;所以在生物多样性保护中,需要重点关注南部区域和海拔1 301 ~1 500 m的区域。优先保护综合值是0.372~0.940,其中Ⅰ级39种,Ⅱ级142种, Ⅲ级123种,Ⅳ级83种。古林箐秋海棠(Begonia gulinqingensis)、云南金花茶(Camellia fascicularis)、滇南风吹楠(Horsfieldia tetratepala丘北冬蕙兰(Cymbidium qiubeiense光萼厚轴茶(Camellia crassicolumna var. multiplex)、无斑兜兰(Paphiopedilum henryanum var. christae)、六角莲(Dysosma pleiantha)和绿花杓兰(Cypripedium henryi) 8种虽然未被列入《中国生物多样性红色名录——高等植物卷(2020)》受威胁物种,但在文山州分布个体数量少、受人为干扰明显、保护价值高,评估为Ⅰ级优先保护,属于亟需拯救和保护的对象。

  • 遗传与育种
    曹文昱, 王军辉, 杨艳红, 麻文俊, 李放, 周林召, 熊星月, 胡晓亮, 马贯羊, 赵鲲
    植物研究. 2024, 44(2): 220-231. https://doi.org/10.7525/j.issn.1673-5102.2024.02.007

    为明确楸树(Catalpa bungei)远缘杂交种花器官性状的表型变异程度和变异规律,以12株楸树远缘杂交种为材料,采用方差分析、相关分析、聚类分析等统计分析方法,对楸树远缘杂交种的花期物候特征、花序性状、花朵性状和花色性状指标进行研究。结果表明:楸树远缘杂交种的花期物候特征差异明显,楸梓杂交种为假三叉分枝,花芽分化能力强,嫁接当年持续多轮开花,花期长达100 d以上,表现出母本性状。楸梓杂交种的花器官特征差异显著,花序轴共7~9轮侧枝,主轴为无限花序,侧枝为二歧聚伞花序,从底层到顶层过度为聚伞花序,处于楸树有限花序到梓树无限花序的过渡性状。花总长度、花筒直径、花筒长度、花冠宽度、花梗长度、雌蕊长度、花药长度、雄蕊长度、不育雄蕊长度的变幅分别为35.42~50.36,10.84~16.13,16.57~24.68,31.58~44.87,9.07~31.99,19.44~27.52,4.85~5.89,13.93~21.10,3.66~6.79 mm,变异系数为10.88%~31.02%,多样性指数(H')为1.36~1.93,并以9个性状指标将12株杂交种聚为大花型、中花型、小花型3类。楸树杂交种间花色差异显著, 以L*a*b*值将12株杂交种的唇瓣花斑颜色聚为3类,分别是粉紫色型、紫红色型和紫色型。

  • 遗传与育种
    郝雪峰, 贾晓宇, 曹海艳, 亢春霞, 裴雁曦
    植物研究. 2024, 44(2): 232-238. https://doi.org/10.7525/j.issn.1673-5102.2024.02.008

    叶片是主要的光合作用器官,选育利于光合作用的叶片形态已成为重要的育种目标。atscamp是从拟南芥(Arabidopsis thaliana)突变体库(约6 000株系)中筛选获得的1株叶片宽大突变体。Tail-PCR分析该突变体为AT1G11180位点的插入,该基因位点编码1个分泌载体膜蛋白(SCAMP)。RT-PCR检测显示,该基因转录表达水平基本为零。进一步研究发现,该突变体叶片的宽度和叶面积极显著大于野生型植株(P<0.01),但是冠幅基本保持不变;同时atscamp突变体叶绿素含量增加,叶绿素最大荧光、PSⅡ潜在光化学效率显著增加(P<0.05);相应地,突变体植株蒸腾系数(Tr)、净光合速率(Pn)和叶片水分利用效率(WUE)显著增加(P<0.05)。拟南芥AT1G11180基因的时空特异性表达分析显示,该基因仅在叶片中高表达,在其他器官中表达量很低;且随着植物发育成熟,该基因表达量逐渐增加。研究结果表明AtSCAMP基因在叶形发育中发挥着重要作用。

  • 植物群落生态学
    周浩然, 孙洪刚, 张鹏, 韩媛媛, 李文华
    植物研究. 2024, 44(2): 307-320. https://doi.org/10.7525/j.issn.1673-5102.2024.02.016

    为探究杉木(Cunninghamia lanceolata)与山杜英(Elaeocarpus sylvestris)的混交效应,以景德镇枫树山林场20年生杉木纯林、山杜英纯林和杉木-山杜英混交林为研究对象,每种林分类型设置3种坡位(上坡、中坡和下坡),分析树种混交对林分生长的影响,并分别探究混交效应对立地条件和生境因子的响应。结果表明:混交林蓄积较预期蓄积增加5%,表现略微增产;混交林中杉木蓄积较杉木纯林增加15%,混交林中山杜英蓄积较山杜英纯林减少13%。相对于纯林,两树种直径分布特征对混交的响应呈相反趋势,混交林中杉木直径分布峰值向高阶移动,而混交林中山杜英直径分布峰值向低阶移动。混交林及其纯林粗根直径-胸径的异速生长分析表明,混交林中杉木生长侧重于树干生长,而山杜英生长侧重于根系生长;无论林型和树种,坡位由上到下,林木生长会侧重于树干生长。杉木-山杜英混交效应与地位指数呈显著负相关(P<0.05),土壤有效磷是混交林生长的主要限制因子。杉木与山杜英混交可促进林分生长,且混交林对较差立地条件有更好的适应性。