Bulletin of Botanical Research

为探究古尔班通古特沙漠2种灌木不同空间位置"肥岛"效应,以该沙漠优势灌木——准噶尔无叶豆(Eremosparton songoricum)和沙拐枣(Calligonum mongolicum)为研究对象,以灌木根部为中心按20(A)、60(B)、100(C)、140 cm(D)向外延伸设置样点,每个样点按3个土层深度(0

以春剑(Cymbidium goeringii var.longibracteatum)的人工自花授粉获得的不同发育时期的蒴果为研究材料,通过显微镜和超微结构观察,对春剑胚胎发育、种子形成及果实解剖特征进行研究.结果表明:授粉60 d后可观察到大孢子母细胞,80 d后可见成熟胚囊结构,雌配子体发育属蓼型,120 d后发育形成球形胚和胚柄结构,180 d后胚柄退化,胚体处于球形胚阶段,胚胎发育类型为茄型.种子极微小,由内外种皮以及未分化的球形种胚组成,种胚体积占比约24%,储藏营养物质较少,种皮间有空气腔.子房由6个心皮瓣膜组成,3瓣带"V"字形胎座,为可育心皮瓣膜,其余3瓣无胎座,为不育心皮瓣膜,单粒种子平均质量(3.92±0.40)µg,1个蒴果中种子数量约为(37.98±3.71)万粒.

为揭示横断山脉亚高山带高山栎(Quercus semicarpifolia)的生态适应性机制,选取该地区8个样地的高山栎叶片和生长基质土壤为研究对象,分别测定C、N、P含量及其比例特征,并对生长限制性元素进行判断,利用生态化学计量内稳性模型拟合判断高山栎叶片所处状态.结果表明8个样地土壤C、N、P质量分数分别为38.86～70.19、3.54～9.46、0.61～2.05 g∙kg-1,土壤ω(C)∶ω(N)为5.65～16.07,ω(C):ω(P)为36.98～74.42,ω(N)∶ω(P)为4.41～12.90,均值分别为9.48、51.79和6.54.叶片C、N、P质量分数分别为428.31～473.86、21.22～31.68、2.21～3.68 g∙kg-1,叶片ω(C)∶ω(N)、ω(C)∶ω(P)和ω(N)∶ω(P)分别为14.16～22.46,121.41～215.86和6.99～12.84,均值分别为17.36、164.39和9.68.叶片N、P含量均高于全球平均水平.各样地中叶N与土壤P、叶N与土壤ω(C)∶ω(N)、叶ω(C)∶ω(P)与土壤ω(N)∶ω(P)、叶ω(C)∶ω(N)与土壤ω(N)∶ω(P),以及叶ω(C)∶ω(P)与叶ω(N)∶ω(P)极显著正相关(P<0.01).此外,高山栎叶片化学计量内稳性指数以1/H进行探讨,1/Hω(N)为-0.181～0.141、1/Hω(P)为-1.255～1.206、1/H[ω(N)∶ω(P)]为0.391～0.960,表明各高山栎1/Hω(N)处于稳态、1/Hω(P)和1/H[ω(N)∶ω(P)]多处于弱稳态、弱敏感和敏感态.高山栎叶片ω(N)∶ω(P)小于或接近16,说明该地区对高山栎N、P两种元素供应充足.高山栎能够过量贮存N、P元素以适应变化的外界生境,但对于外界P元素的利用策略更为保守.该地区高山栎林在长期演替进程中与土壤形成了良好的养分供给与归还关系,已形成相对完整稳定的亚高山带森林生态系统.

探究糠椴(Tilia mandshurica)天然居群的表型变异及多样性,为糠椴种质资源的选择、保护和利用提供参考.对糠椴8个天然居群叶片和果实的11个表型性状进行测定,比较各居群表型性状的差异、多样性水平和变异程度,并据此进行主成分分析和聚类分析.糠椴叶片和果实性状在居群间和居群内的差异均达到极显著水平,各性状居群间的方差分量百分比均大于居群内,表型分化系数介于0.83～0.95,居群间是糠椴表型性状差异的主要来源.糠椴各性状的变异系数介于20.0%～39.9%,变异程度较大;Shannon-Wiener指数介于1.262～1.443,具有丰富的表型多样性.糠椴11个表型性状可以分为4个主成分,累计方差贡献率高达到88.46%.根据主成分综合模型,8个居群的综合排序由高到低依次为:珲春、龙潭、辉南、蛟河、东丰、敦化、桦甸、萝北.根据叶片和果实性状,糠椴8个居群分为三类,其中东丰和萝北为叶片较大的类群,敦化、珲春、桦甸和蛟河为果柄和苞叶较大的类群,龙潭和辉南为果实较大的类群.糠椴天然居群表型性状具有较大的变异和丰富的多样性,居群间变异是表型性状变异的主要来源,通过选择可获得较大的增益.

为更好地理解不同樱花品种的枝叶在资源利用、生物量分配和展叶策略方面的适应性差异,探讨不同樱花品种当年生小枝茎结构对展叶效率的影响.以福州国家森林公园15个樱花品种为研究对象,采用小枝茎长和茎纤细率表征小枝茎结构,以叶密度、叶茎质量比和叶面积比表征展叶效率,以标准化主轴估计(SMA)研究不同品种间小枝茎结构与展叶效率间相关关系是否存在显著差异,试图筛选出展叶效率较优的樱花品种.结果表明:(1)15个樱花品种的茎结构与展叶效率呈显著的负相关关系,即叶密度、叶茎质量比和叶面积比随茎长和茎纤细率的发展而逐渐降低.(2)随着茎结构的增长,15个樱花品种间的叶茎质量比、叶面积比和叶密度表现出一定的差异性.在叶密度方面,'河津'樱(HJ)、'台湾牡丹'樱(TWMD)、'云南'冬樱(YNDY)表现较优;在叶面积比方面,'丹红'樱(DH)、YNDY、HJ表现较优,即在一定的茎结构下,YNDY和HJ拥有较高的叶密度与叶面积比.(3)在叶茎质量比方面,'西施'樱(XS)、'初美人'樱(CMR)、'敬翁'樱(JW)、HJ在一定的茎结构下拥有较高的叶茎质量比.结合花期,'河津'樱(HJ)相对拥有较高的展叶效率且花期较长,为可以推广种植的樱花品种.

为探究不同校准方法和不同穿刺针直径作用下叶片穿透力测定结果是否存在差异,以及该结果与叶片功能性状之间的关系,选取了30种双子叶植物,分别测定其2.0、1.0、0.5 mm穿刺针直径下的穿透力、撕裂力和叶片的功能性状等指标.结果表明:(1)叶片穿透力在3种不同穿刺针直径作用下差异显著(P<0.05),其在以周长校准方法下,同一物种在穿刺针直径0.5与1.0 mm的差异显著性占所有物种之比为76%、0.5 mm与2.0 mm为76%、1.0 mm与2.0 mm为33%(P<0.05);而同样在以横截面积校准下则为66%、56%、30%(P<0.05).(2)不同校准方法下3种穿刺针直径之间的叶片穿透力在同一生活型中差异不显著,而在草本分别与灌木和乔木等不同生活型中差异显著(P<0.05),同时0.5 mm直径针的穿透力均大于1.0 mm和2.0 mm.(3)叶片穿透力与叶片角质层厚度、叶片厚度、撕裂力呈显著正相关(P<0.05),与比叶面积呈显著负相关(P<0.05),且以针周长校准的穿透力与叶片功能性状的相关性强于以横截面积校准的穿透力,而不同直径穿刺针作用下的叶片穿透力与叶片性状间的关系无显著差异.因此,穿刺针直径和校准方法的不同对叶片穿透力测定结果均产生差异,不同穿刺针直径测定的差异不会影响穿透机械力与叶片功能性状的相关关系,而不同校准方法测定的差异会影响穿透机械力与叶片功能性状相关关系的强弱.综上所述,在叶片穿透力测试中,选取合适的校准方法和穿刺针直径有利于提高数据的规范化和准确性,在此建议在两种校准方法下首先选用以针周长校准的方法,在3种穿刺针直径中选用0.5 mm测量叶面积小、叶脉密度大且较薄的叶片,对于叶面积大、叶脉密度大且较硬的叶片则选用2.0 mm.

自小美喙藓属(Eurhynchiastrum Ignatov&Huttunen)2002年建立以来,中国有关该属系统的分类学研究尚未开展.笔者对中国小美喙藓属相关标本和文献进行了研究,结果表明:中国分布小美喙藓属植物1种,即小美喙藓(E.pulchellum(Hedw.)Ignatov&Huttunen),对其形态特征、生境及地理分布进行了描述和记录,提供了主要形态特征图版,与形态相近属和种进行了分析比较,并对其在中国的潜在地理分布区进行了预测.

为回答桉树(Eucalyptus)引种对植物多样性有无影响的争议问题,以云南省桉树大规模集中引种区澜沧县桉树林为研究对象,将次生常绿阔叶林、人工思茅松(Pinus kesiya)林作为参照林,各设置6组对比样地,划分植物为不同功能群,比较分析桉树林与参照林林下各功能群的物种组成特征和物种多样性指数的差异,研究桉树引种对林下植物功能群的物种组成及其多样性的影响.结果表明:(1)桉树林替代次生常绿阔叶林后,会增加暖性-阳生-中生功能群的物种数量,减少温性-阴生-喜湿功能群的物种数量;而桉树林替代人工思茅松林后,会增加温性-阴生-喜湿功能群的物种数量,减少暖性-阳生-中生功能群的物种数量.(2)桉树林替代两种参照林后,林下植物种类组成及重要值改变,紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)占据暖性-阳生-中生功能群的绝对优势地位,荩草(Arthraxon hispidus)占据温性-阴生-喜湿功能群的绝对优势地位.(3)桉树林替代两种参照林后,林下暖性-阳生-中生功能群的Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数显著降低(P<0.05),而对温性-阴生-喜湿功能群的各物种多样性指数均无显著影响(P>0.05).总之,桉树引种改变了林下植物功能群的物种组成,对不同植物功能群的物种多样性影响不同.

为了揭示毛白杨(Populus tomentosa)人工林对环境的适应策略,并为更好地营林提供科学依据,以鲁西黄泛平原区域内10、20、35年生毛白杨人工林为研究对象,测定枝条及叶片功能性状共10个指标,分析毛白杨功能性状随林龄的变化规律,阐明影响功能性状变化的主要指标,辨析功能性状与环境因子之间的关系.结果表明:(1)在不同林龄下,枝条密度变异系数最小,为10.431,叶氮磷比变异系数为94.243,表明叶氮磷比受林龄的影响较大,枝条密度则较为稳定.3个林龄的叶片氮磷比显著低于14,表明毛白杨生长主要受氮限制.(2)随着林龄的增加,土壤环境得到改善,土壤全氮与土壤速效钾都呈增长趋势,土壤容重呈减小趋势,这些变化都有利于毛白杨更好地生长.(3)在各环境因子中,林分密度、土壤速效钾、土壤容重和土壤含水量是显著影响毛白杨人工林生长的环境因子.研究证明,在不同林龄下,毛白杨的功能性状在兼顾生长与环境的变化中表现出较强的适应性,该区域毛白杨生长主要受氮限制,可以适当施以氮肥以利于其生长.

为探讨中高林龄杨树(Populus)光合生理特性对不同修枝强度的响应规律,以10年生三倍体毛白杨(triploid Populus tomentosa)无性系B301与S86为研究对象,采用轻度修枝(修去树冠下部1/3枝条)和重度修枝(修去树冠下部1/2枝条),以及未修枝杨树为对照,研究不同强度修枝对10年生毛白杨生长和生理特性的影响.结果表明:对于10年生中高龄杨树,修枝对树高、胸径、材积增长率无显著影响,但重度修枝能提高剩余叶片的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs),增强单叶水平上物质合成的能力,而修枝对瞬时水分利用效率(WUE)影响不显著.从生长和光合角度综合分析,修去树冠下部1/2枝条能够改善10年生毛白杨生理状况,但对林木生长无明显促进作用.

为了探究光信号引起AmRosea1过表达84K杨(Populus alba×P.glandulosa'84K')植株颜色变化的原因,以野生型和AmRosea1过表达84K杨为试验材料,开展LED光、自然光、LED红光、LED蓝光和LED红蓝光处理,测定不同光强和光质下野生型和转基因株系的生理指标变化情况.结果显示:在不同光强下,与LED光处理相比,自然光处理下转基因株系叶片变红,花青素和可溶性糖含量升高,叶绿素含量和POD活性降低.不同光质处理30 d后,与LED红光和蓝光相比,在LED红蓝光诱导下,转基因株系叶片变红,且花青素含量升高,可溶性糖含量和POD活性下降,叶绿素含量略有降低.根据试验结果推测,强光和红蓝光质能激活AmRosea1过表达84K杨的花青素生物合成通路,使转基因株系积累大量的花青素,从而使植株叶片变红.

为了初步探究山新杨HMG(High mobility group proteins)基因在非生物胁迫下的功能,本研究从山新杨(Populus davidiana×P.bolleana)中克隆获得HMGs基因,研究HMGs抗逆功能.利用同源序列比对,在山新杨中找到7条拟南芥(Arabidopsis thaliana)HMGs的同源基因(命名为PdbHMG1～7).利用生物信息学工具对PdbH-MG1～7进行序列分析.此外,通过qRT-PCR探究不同逆境胁迫下PdbHMG1～7基因在山新杨根和叶中的表达模式.PdbHMG1-7 ORF长度为456～2004 bp,编码氨基酸残基数为151～667,编码蛋白相对分子质量为16.72～75.54 kDa,理论等电点为5.35～9.36,且7个PdbHMG蛋白均为亲水性蛋白.多序列比对与进化树分析结果表明,7个PdbHMGs基因均含有保守的HMG-box结构域,都属于HMGB亚家族.顺式作用元件的分析结果表明,PdbHMGs基因的启动子序列包含多种响应激素和逆境胁迫元件.高盐、干旱、重金属和激素等胁迫处理后表达模式分析结果显示,7个PdbHMGs基因在山新杨根和叶中的表达至少在一个胁迫处理时间点发生了显著变化.在叶片中,PdbHMG2在NaCl、ABA、PEG6000和CdCl2胁迫下被诱导几乎全部为显著上调表达,而PdbHMG7则全部为下调表达;在NaCl和CdCl2胁迫下,PdbHMG1、PdbHMG3和PdbHMG6在整个胁迫过程中几乎全部为显著上调表达.在根中,NaCl处理整个过程中PdbHMG3和PdbHMG5的表达趋势全部显著上调,而PdbHMG6在NaCl胁迫过程中除9～12 h无明显表达外,其余胁迫时间点全部为显著下调表达;在ABA处理过程中,PdbHMG6在根中全部为下调表达.7个PdbHMGs基因至少能在1种器官中对1种胁迫处理做出应答,但响应的胁迫类型和机制可能不同.本研究为后续进一步研究山新杨PdbHMGs家族基因的功能提供了参考.

该研究报道了采自山东省泰安市泰山的铁角蕨科铁角蕨属一中国新记录植物——东方铁角蕨(Asple-nium×akaishiense Otsuka),并对其形态特征进行了描述.该物种形态介于过山蕨(A.ruprechtii Sa.Kurata)与细茎铁角蕨(A.tenuicaule Hayata)之间,可能是二者的自然杂交种.

掌叶木(Handeliodendron bodinieri)是我国西南喀斯特地区特有濒危物种,为探究土壤石砾含量对不同生长季掌叶木幼苗生长及生理特性的影响,以1年生掌叶木实生苗为试验材料,设置不同土壤石砾含量(0、20%、40%、60%、80%),开展盆栽试验,测定3个连续生长季内各组幼苗生长、光合及抗性生理指标,并进行综合评价.结果表明:在第1个生长季,当土壤石砾含量为60%时,幼苗净光合速率显著高于对照组;当土壤石砾含量为40%时,幼苗地径增长率、叶生物量、蒸腾速率、气孔导度、可溶性蛋白质量分数及超氧化物歧化酶(SOD)活性显著高于对照组;幼苗胞间CO2摩尔分数和可溶性糖质量分数在石砾含量大于20%时显著高于对照组;株高增长率、叶面积及根、茎、总生物量与对照组差异不显著.在第2个生长季,当土壤石砾含量为60%时,掌叶木幼苗蒸腾速率及可溶性蛋白质量分数显著高于对照组;当土壤石砾含量为40%时,幼苗SOD活性显著高于对照组,茎生物量在土壤石砾含量为20%时显著高于对照组,其余指标与第1生长季趋势相似.在第3个生长季,掌叶木幼苗株高和地径增长率、茎生物量、叶面积、气孔导度、SOD和过氧化物酶(POD)活性均变为在土壤石砾含量为60%时达到最大值,幼苗净光合速率、胞间CO2摩尔分数变为在土壤石砾含量为40%时达到最大值,均显著高于对照组.综合分析表明,3个生长季内,掌叶木幼苗得分最高的土壤石砾含量分别为40%、40%、60%,对于连续3个生长季,幼苗在土壤石砾含量60%时生长状况最好.

为研究不同盐度下红树植物的生理适应性,测定了木榄(Bruguiera gymnorhiza)、角果木(Ceriops ta-gal)、红海榄(Rhizophora stylosa)、海莲(Bruguiera sexangula)、桐花树(Aegiceras corniculatum)、秋茄(Kandelia obo-vata)6种红树幼苗在8种盐度(0、5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%)下的生长量、株高增量、基径增量、净光合速率、叶绿素a含量、叶绿素b含量、叶绿素总量、超氧化物岐化酶(SOD)活性、脯氨酸(Pro)含量以及丙二醛(MDA)含量.结果显示:6种红树幼苗适宜生长的盐度为5%～20%,其中桐花树具有较高的耐盐性.在盐胁迫下,6种红树植物幼苗的SOD酶活性、Pro含量和MDA含量均升高,叶绿素含量升高,净光合速率下降,生长速度减慢.研究表明,红树物种受到盐胁迫时,净光合速率降低,幼苗通过增加叶绿素含量提升光合作用,并通过增加叶片中SOD酶活性、Pro含量和MDA含量,提高植物抗逆性.

小叶粗筒苣苔[Oreocharis parvifolia(K.Y.Pan)Mich.Möller&W.H.Chen]为苦苣苔科(Gesneriaceae Rich.&Juss.)马铃苣苔属(Oreocharis Benth.)多年生草本植物,1908年由法国传教士卡瓦勒瑞(J.P.Cavalerie)在贵州采集,1988年作为新种由潘开玉先生发表,然而在模式标本采集后的100余年间再无任何相关的采集记录和影像资料.本研究基于文献资料和模式标本考证,结合实地调查,于2022年8月确认了该种的模式产地,进行了形态补充描述,并提供了彩色照片和分布点信息.

苜蓿(Medicago sativa)是重要的牧草类植物,为了在苜蓿中有效地实现外源基因的瞬时表达,该研究以绿色荧光蛋白(GFP)作为报告基因,以本氏烟草(Nicotiana benthamiana)作为对比,研究了2种不同的表达载体(非复制型载体和基于菜豆黄矮病毒的复制型载体)、2种不同类型的根癌农杆菌菌株(Agrobacterium tumefa-ciens)(LBA4404和EHA105)对苜蓿叶片瞬时表达水平的影响.结果表明,LBA4404与复制型载体的组合(re-vector/LBA4404)可在苜蓿叶片中有效地实现GFP的瞬时表达.进一步地,研究了re-vector/LBA4404的浓度和侵染后时间对苜蓿叶片瞬时表达的影响.观察显示,随着re-vector/LBA4404菌悬液浓度或侵染后时间的增加,GFP在苜蓿叶片中的瞬时表达水平呈现出先升后降的趋势.菌悬液浓度为1.0(OD600)时,GFP瞬时表达水平最高;侵染后时间为5～7 d时,GFP瞬时表达水平达到峰值.相较于本氏烟草叶片,在苜蓿叶片中实现最高水平的瞬时转化需要更高浓度的农杆菌和更长的侵染后孵育的时间.

采用扫描电镜对色季拉山区22种风毛菊属(Saussurea)植物花粉和1种须弥菊属(Himalaiella)植物花粉进行形态观察比较,了解花粉形态水平上的分化程度,同时进行聚类分析,以期为该属植物分类提供孢粉学依据,并进一步为该区风毛菊属植物的种质资源利用提供参考.结果表明:(1)23种植物花粉形状近球形有20种,扁球形有3种;大部分花粉体积属于中型花粉,总体为较进化类型.(2)除薄苞风毛菊(S.leptolepis)为四孔沟花粉外,其余22种植物花粉具三孔沟.(3)23种植物花粉外壁纹饰具体可分为7种类型:网状最多为7种、网状—颗粒状6种、穴状6种,而光滑状、刺基穴状及刺间具皱波状、颗粒状和褶皱状各有1种.(4)基于23种植物花粉微形态的聚类分析,与植物分类系统表现出一定的一致性,甚至在部分亚属间也相对清晰.结果表明花粉微形态特征可以为该属物种鉴定提供依据.

蜈蚣草(Pteris vittata)是多年生的超积累砷植物,并用于修复受重金属污染的土壤.利用光学显微镜和荧光显微镜来研究蜈蚣草的解剖结构及组织化学特征,以此明确该物种适应干旱岩生环境,以及具有离子超富集作用的特点.结果表明:(1)蜈蚣草孢子体的根状茎、不定根和叶的结构均为初生结构,不定根的结构由内而外包括维管柱、内皮层、皮层、木质化厚壁组织层和表皮.(2)根状茎结构由内而外包括网状中柱、内皮层、皮层、表皮外覆盖的角质层.(3)羽状复叶的总叶柄的结构由内而外包括维管束、内皮层、皮层、厚壁组织层、表皮外覆盖的角质层.叶片为异面叶,表皮内方具厚壁层,叶表皮具角质层,仅下表皮有气孔.(4)蜈蚣草根表皮、皮层与根毛的表面富含果胶,皮层木质化;黄连素离子通透性试验结果显示,根毛、根表皮和皮层滞留大量黄连素离子.综上,植物体的内皮层、木质化厚壁组织层、异面叶和厚的角质层结构说明蜈蚣草适应岩生环境,根具木质化皮层和富含果胶的组织化学特点,以及离子通透性试验表明其与离子超积累功能有关.

为研究澳洲坚果(Macadamia integrifolia)中bZIP转录因子家族成员在逆境抗性中潜在功能,从'桂热1号'品种果实中克隆MibZIP1基因.结合转录因子结构分析和不同处理下表达规律进行分析发现MibZIP1基因序列长度1157 bp,基因编码区长度927 bp,编码308个氨基酸.MibZIP1存在典型bZIP superfamily结构域.系统进化分析鉴定出澳洲坚果MibZIP1、蒂罗花(Telopea speciosissima)TsbZIP60和荷花(Nelumbo nucifera)Nn?bZIP60亲缘关系较近.组织表达分析结果表明MibZIP1在'桂热1号'品种叶片中的表达量最低,在'695'品种枝条中的表达量最高.其在受玉米素、水杨酸、乙烯利和脱落酸处理的"桂热1号"叶片中显著上调表达,在赤霉素和过氧化氢处理的"桂热1号"叶片中表达差异不显著.推测MibZIP1与澳洲坚果抗逆性有关,为研发澳洲坚果新型栽培和激素调控技术提供理论指导.