摘要:新生小枝是植物分支系统中最活跃的部分,对光照、温度等生境变化的响应最为敏感,分析植物新生小枝茎叶性状差异和评价其生长状况,对于理解植物的生长生存策略和适应性机制极为关键。秋茄作为常绿阔叶小乔木,其冠层在一年内不同季节都会产生一定数量的新生小枝。为深人了解秋茄新生小枝的生长状况和季节动态规律,探究以秋茄为代表的红树植物生长生存策略,该研究通过对秋茄新生小枝茎叶生长性状的调查和测定,结合方差分析、多重比较和主成分分析(PCA)等统计方法,综合评价不同季节秋茄新生小枝的生长表现。结果表明:(1)表征秋茄新生小枝生长状况的14个性状指标具有较大变异,变异系数范围为 13.856%~56.469% ,平均变异系数为 35.627% ,并且指标间具有较强的相关性。(2)秋茄新生小枝生长性状在不同季节存在显著性差异( P<0.05 ),总体表现为7月 >5 月 >3 月 >10 月。(3)秋茄新生小枝生长性状重要性排序为叶性状( 55.050% ) > 生物量( 35.480% )) > 茎构型( 9.470% ),叶密度、叶茎生物量比、叶数量、叶生物量、大叶面积、茎长和叶面积比7个性状指标总权重占比为 87.146% ,是表征秋茄新生小枝生长状况的关键指标。综上认为,秋茄新生小枝生长状况反映了树体对资源水平的适应策略,外因(光照和温度)及内因(生长策略)共同影响着新生小枝的生长状况。该研究结果揭示了秋茄新生小枝对不同生长季节环境变化的响应,为秋茄的种群保护和可持续发展提供了参考依据。
摘要:西沙群岛是我国南海西北部的一群热带珊瑚岛屿,其自然环境独特且恶劣、生物多样性较低、生态系统极为脆弱。有害植物是西沙群岛植被退化的重要因素之一。为了开展西沙群岛有害植物的种类、分布及危害程度的调查研究,该文对西沙群岛有植被分布的24个岛屿进行了野外实地调查,并结合相关文献资料及评价体系,对西沙群岛有害植物的种类组成、分布、生长特性和危害程度等进行了全面的调查分析。结果表明:(1)西沙群岛现存有害植物共10科20属26种,其中菊科、豆科、马鞭草科、樟科4个科的植物种类数量占有害植物总数的 53.8% 。(2)根据生长、分布及危害程度情况,将西沙群岛的有害植物分为3个危害等级,其中1级危害植物有无根藤、飞机草、孪花麒菊、银合欢、鬼针草、羽芒菊6种,主要分布在永兴岛、东岛、琛航岛和珊瑚岛。(3)有害植物严重程度与岛屿上的植物种数和岛屿面积密切相关。因此,建议对西沙群岛的有害植物进行长期监测,对已造成严重危害的有害植物制定科学的防控策略,包括加强检验检疫、物理清除、化学防治、替代防控和宣传教育等。该研究结果为西沙群岛植被和生态系统的保护、恢复和管理提供了重要基础资料,为我国热带珊瑚岛礁陆域生态系统健康、安全及可持续发展提供了科技支撑。
摘要:为探究卵叶喜盐草(Halophilaovalis)生物量的变化及其与环境因子的关系,该研究基于1990—2025年华南沿海文献数据,系统分析了卵叶喜盐草生物量对多种环境因子的响应关系,并采用结构方程模型与线性混合效应模型,解析水温、盐度、营养盐、悬浮物及 pH 等因子对生物量的直接与间接影响。结果表明:(1)水体悬浮物在整体上对卵叶喜盐草生物量积累具有显著负作用,是华南沿海地区普遍存在的限制因子。(2)水温、盐度及营养盐[溶解无机氮(DIN)与水体活性磷酸盐( PO43- )]是导致生物量差异的关键环境因子。(3)氮磷营养盐,尤其是铵态氮( NH4+ -N),对各省(区)卵叶喜盐草生物量的积累均构成重要制约作用,但主导因子在区域间存在差异。该研究强调,未来需关注多尺度环境因子交互效应,并制定基于环境阈值管理的区域适应性保护策略。该研究结果为卵叶喜盐草海草床的保护与修复提供了科学依据。
摘要:NAC转录因子在植物中广泛存在且为植物所特有,在调节植物生长发育、激素信号转导和逆境胁迫响应等方面发挥着重要作用。前期工作中,从红树植物秋茄(Kandeliaobouata)基因组中鉴定到1个受低温诱导的 NAC 基因KoNAC25(GenBank登录号PP860407)。为探究KoNAC25基因是否参与秋茄盐胁迫响应,该研究通过RT-PCR技术从秋茄叶片cDNA中克隆KoNAC25基因,并对其进行序列特征、系统进化、亚细胞定位及基因表达分析。结果表明:(1)秋茄KoNAC25基因的开放阅读框(ORF)全长为 858bp ,共编码285个氨基酸,分子量为 32.9kDa ,理论等电点为8.53。KoNAC25为亲水性蛋白,不含信号肽且无跨膜结构。(2)序列同源比对显示,KoNAC25蛋白N端具有1个NAM超家族结构域,由5个保守的亚结构域构成,属于NAM亚家族成员。(3)系统进化树表明,秋茄KoNAC25转录因子与大戟科的蓖麻(Ricinuscommunis)、木薯(Manihot esculenta)和橡胶树(Hevea brasiliensis)等植物亲缘关系较近。(4)亚细胞定位试验证实,KoNAC25蛋白定位于细胞核。(5)qRT-PCR分析结果表明,KoNAC25基因在叶中表达量显著高于花中,同时该基因能够被盐(NaCI)和脱落酸(ABA)诱导表达上调,分别在处理 12h 和6h时达到峰值。综上认为,KoNAC25参与了秋茄盐胁迫响应的相关调控,该结果为进一步研究秋茄KoNAC25基因在盐胁迫下的功能及其表达调控机理提供了参考。
摘要:为探究广西红树林来源放线菌 Streptomyces sporoverrucosus 33510 的次级代谢产物及其抗菌活性,该研究采用硅胶柱色谱、ODS反相柱色谱及半制备高效液相色谱等方法对该菌株的放线菌2号培养基发酵产物进行分离纯化,通过波谱分析与文献数据比对鉴定单体化合物结构,并采用滤纸片法对单体化合物进行抑菌活性测定。结果表明:(1)从 Streptomyces sporoverrucosus 33510 发酵培养物中共分离得到10 个单体化合物,分别鉴定为环(L-异亮氨酸-L-脯氨酸-L-亮氨酸-L-脯氨酸)(1)、matsudipeptide B(2)、环(L-亮氨酸-L-脯氨酸)(3)环(亮-异亮)二肽(4) Ω,NΩ -乙酰基酪胺(5)异亮氨酸(6)、对羟基苯甲酸(7)异香草酸(8)、2-吡咯甲酸(9)、邻羟基苯甲醛(10),其中化合物1、2、4、5、7、8、10均为首次从该菌中分离得到。(2)活性实验结果表明,化合物6在 0.2mmol?L-1 浓度时对板栗疫病菌的抑菌效果为高敏,其效果优于阳性对照组,该化合物抗板栗疫病菌活性为首次报道。该研究进一步丰富了广西红树林放线菌次级代谢产物的结构类型,明确了菌株33510抗植物病原菌成分,为后续抗菌农药的研发和利用提供了一定的依据。
摘要:为研究北部湾海域红树土壤生境真菌-细菌共生体的多样性,并探究红树土壤生境中的真菌-细菌共生体和野生线虫的生态关系,该研究采用纯培养方法对红树土壤样品进行真菌分离纯化,用细菌16SrRNA 引物筛选真菌-细菌共生体并分析内共生细菌多样性,采用真菌ITS引物测序进行真菌宿主多样性分析,从红树土壤中分离野生线虫并进行鉴定分类,利用 20% 的发酵液探究共生体与野生线虫的生态关系。结果表明:(1)从14个红树土壤样品中分离得到50株真菌,筛选得到29对真菌-细菌共生体,内共生细菌包括伯克霍尔德菌属(Burkholderia)、泛菌属(Pantoea)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)和普罗威登斯菌属(Providencia),其中20株属于伯克霍尔德菌属,广泛与真菌宿主形成共生,经ITS 鉴定29对共生体宿主真菌隶属于2门4纲7目11科12属22种。(2)从钦州黄槿土壤来源的共生体GXIMD14377中经菌丝破碎法分离得到其内共生细菌,经16S 鉴定为分散泛菌(Pantoea dispersa)。(3)从钦州黄槿土壤中分离培养得到以分散泛菌为食物的野生线虫,经分子鉴定其为秀丽隐杆线虫。(4)部分共生体发酵液对野生线虫具有拮抗作用,其中共生体GXIMD14385(Fusarium solani-Burkholderia territorii)对野生线虫的拮抗作用最强,校正死亡率为( 84.25±3.61?% 。此外,共生体GXIMD14377(Fusarium oxysporum-Pantoea dispersa)对野生线虫表现拮抗作用,而该野生线虫对共生细菌存在捕食关系。综上认为,北部湾海域红树具有多样性丰富的真菌-细菌共生体,红树土壤生境中的共生体、内共生细菌和野生线虫之间存在三方关系。该研究是首次针对红树林生境中的真菌-细菌共生体及其所处生境下野生线虫之间生态关系展开的研究,其结果为探究红树土壤中真菌-细菌共生相互关系与野生线虫生态关系奠定了基础。
摘要:蛇足石杉为石松科石杉属多年生药用植物,其生长速率十分缓慢、野生资源濒临灭绝。为探讨APETALA2(AP2)在蛇足石杉生长发育中的生物学功能,该研究基于转录组和全长转录组数据,筛选且克隆到1个AP2-like基因 HsAP2-3(GenBank登录号:OR103132),并进一步对其开展了生物信息学分析、转录本表达分析和蛋白相互作用检测。结果表明: (1)HsAP2-3 CDS全长 1734bp ,编码577个氨基酸;HsAP2-3蛋白相对分子质量和等电点分别为 64.21kDa 和8.85,含2个典型的AP2结构域和1个保守的核定位信号位点。(2)进化树分析结果显示,HsAP2-3与参与调控植株生长发育的欧洲云杉AP2-like蛋白亲缘关系最近。(3)荧光定量PCR结果显示, HsAP2-3 在不同株龄蛇足石杉的根、茎、新叶和成熟叶中均有表达。(4)酵母双杂交结果显示,HsAP2-3可以与其自身发生蛋白-蛋白相互作用。(5)蛋白互作网络分析结果显示,HsAP2-3与调控植物生长发育的转录因子存在广泛的相互作用。综上认为,HsAP2-3很可能通过以同源二聚体或与其他蛋白形成复合体的形式参与蛇足石杉生长发育的调控。该研究结果为进一步深入阐释其生物学功能奠定了基础。
摘要:葡萄糖不仅是生物体基本的能源物质,同时作为前体物质参与各种合成代谢,其转运蛋白(GLUT)可调节生物体内葡萄糖含量,在维持葡萄糖稳态系统中发挥重要作用。目前,橡胶树中GLUT家族的功能及其在糖稳态、胶乳再生等关键生物学过程中的作用尚未明晰。因此,该研究采用生物信息学方法鉴定橡胶树的GLUT,并对该基因家族成员理化性质、蛋白结构、保守基序、系统发育、顺式作用元件结构特征和基因表达模式进行了系统的分析。结果表明:(1)鉴定到31个 HbGLUTs家族成员(HbGLUT1-HbGLUT31),均定位于细胞膜,跨膜结构域数目为9\~24(HbGLUT1和HbGLUT2均含24个),二级结构以 ∝ 螺旋为主。(2)进化分析显示,HbGLUTs与人类GLUTs功能分类相似,I亚型(如HbGLUT8和HbGLUT15)具有保守的已糖转运功能,在胶乳再生中通过快速补给葡萄糖维持产胶稳态;推测ⅡI亚型、II亚型进化出对果糖和肌醇等底物的多样转运能力,其中II亚型成员(如HbGLUT3、HbGLUT17和HbGLUT18)在多种组织中高表达且启动子含胁迫相关元件,表示其参与植物抗逆响应。(3)组织特异性表达显示,胶乳中HbGLUTs整体低表达,但I亚型部分基因对胶乳再生至关重要,而多个成员(如HbGLUT21和 HbGLUT28等)在花中特异高表达,进而支持生殖过程的高能量需求。该研究为解析HbGLUTs在胶乳再生及抗逆中的功能提供了重要线索,为后续进一步研究橡胶树中糖转运蛋白的功能奠定了基础。
摘要:淹水胁迫会导致植物缺氧从而影响植物的生长发育。已有研究表明淹水会诱导植物积累花青素,但其分子机制尚不明确。为解析ERF-VII家族转录因子在淹水诱导花青素合成中的作用及其调控机制,该研究以拟南芥(Arabidopsis thaliana)为研究对象,分析相关材料在淹水处理条件下花青素积累情况,并采用酵母双杂交、双分子荧光互补(BiFC)等实验验证RAP2.12与MYB75蛋白的相互作用关系。此外,为明确其调控途径,从遗传学和分子层面对RAP2.12调控花青素合成的功能进行了系统分析。结果表明:(1)淹水促进花青素积累的过程依赖于MBW复合体。(2)ERF-VI转录因子家族成员RAP2.12能够与MYB75蛋白相互作用,并且二者协同激活花青素合成基因 (DFR,LDOX) 的转录。 (3)rap2.2 2.3 2.12 突变体对淹水诱导的花青素积累不敏感,而 (MA)RAP2.12–HA 高表达植株对淹水诱导的花青素积累超敏感,表明其调控花青素合成过程。(4)遗传学分析结果进一步表明,在淹水胁迫条件下,RAP2.12对花青素积累的调控作用主要依赖MYB转录因子家族。综上所述,RAP2.12通过与MYB75相互作用,调控拟南芥幼苗在淹水胁迫下的花青素合成与积累。该研究拓展了ERF-VII转录因子在植物低氧适应中的功能,为解析植物应对淹水胁迫的分子机制及农作物育种提供了理论依据。
摘要:2C类蛋白磷酸酶(PP2C)在植株生长发育、细胞周期调节、信号传导及应对环境胁迫方面发挥着重要作用。该研究以干旱荒漠地区强耐旱和多功能植物沙蒿(Artemisia desertorum)为试验材料,通过对沙蒿PP2C2 基因进行扩增,基于生物信息学分析沙蒿PP2C2基因序列,预测蛋白结构,分析沙蒿PP2C2基因在不同水分胁迫条件下的表达模式及其对沙蒿耐旱的调控作用。结果表明:(1)沙蒿 PP2C2基因的开放阅读框(ORF)为 1 404bp ,编码467个氨基酸,与小蓬草(Erigeroncanadensis)等植物PP2C基因同源性较高。(2)PP2C2蛋白定位于细胞核中,无信号肽,为非分泌蛋白,其二级结构主要由无规则卷曲组成,具有较强的亲水性,无跨膜螺旋区,含多个修饰位点。(3)qRT-PCR结果显示,PP2C2基因表达随着干旱胁迫程度的加剧而变化,整体呈现上调表达的趋势,复水后表达量下调。该研究初步发现PP2C2基因在沙蒿耐旱机制方面发挥的重要作用,为深入解析沙蒿的耐旱机制及潜在的基因工程应用提供了理论参考。
摘要:NAC转录因子在植物生长发育和逆境胁迫中具有重要作用。然而,马缨杜鹃RdNAC72基因是否参与调控高温胁迫响应的分子机制尚未见报道。为研究RdNAC72基因与高温胁迫的相关性及其潜在的调控机制,该研究对马缨杜鹃RdNAC72基因CDS序列进行引物设计,通过PCR技术克隆RdNAC72基因全长编码序列,通过生物信息学方法对基因的结构、功能和蛋白理化性质等进行分析和预测,并利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)对该基因在高温胁迫下的时空表达特征及在脱落酸(ABA)胁迫下的表达模式进行分析。结果表明:(1)该基因全长 1 005bp ,编码334个氨基酸,相对分子量为 37.415kDa 。亚细胞定位显示RdNAC72蛋白定位于细胞核。(2)多序列比对及系统发育分析表明,RdNAC72与圆叶杜鹃的RwNAC72亲缘关系最近,顺式作用元件分析发现该基因启动子区具有参与激素、光响应、厌氧响应、低温和热应激响应元件。(3)高温胁迫可诱导RdNAC72表达且具有时空表达特异性。高温胁迫处理3d时叶片中的RdNAC72相对表达量显著上调了31.16倍,但根和茎中该基因没有显著变化;高温胁迫处理6d时,根、茎、叶中的RdNAC72相对表达量均显著上调。其中,叶中的最高,显著上调了61.56倍;其次是茎中,显著上调了50.14倍;根中则显著上调了17.42倍。此外,还发现ABA可诱导RdNAC72表达。(4)RT-qPCR结果显示,RdHSP17.2与RdNAC72基因有协同的表达模式,并且RdHSP17.2启动子区含有多个NAC识别基序CATGTG和核心结合序列CACG,推测RdHSP17.2可能是RdNAC72转录因子的下游靶基因。该研究丰富了逆境胁迫下NAC转录因子的生物学功能,并为今后该植物的遗传育种提供了依据。
摘要:为了进一步探明广西八角不同品种类型的分布并挖掘优良种质,该研究对4个不同产地的八角进行调查,并对初步筛选出的36株优树叶片及果实性状进行分析。结果表明:(1)淡红花八角和红花八角两种类型的八角占比之和超过了 90% ,黄花类型缺失,果实果瓣有6\~13瓣,但以8瓣为主,整株果实果瓣数一致的仅有8瓣及13瓣。(2)初选优树单株间鲜果重、鲜果含油率、果柄长的变异系数 (CV) 均超过 20% ,反式茴香脑含量的 CV 最小,为 5.44% ,4个产地的叶形指数、叶片厚度、鲜果含油率存在显著性差异。(3)叶片厚度、鲜叶重与鲜果宽、鲜果重呈显著或极显著正相关关系,相对湿度与7个主要性状均呈显著正相关关系,花色与果实的主要性状相关性不显著。(4)上林单株(SL5)单独聚为一类,其他单株未按地域聚类。综上认为,淡红花八角和红花八角是广西八角的两个主要品种类型,八角果瓣数6\~13均为正常果实,8瓣为常见类型;初选优树各性状变异丰富度较高,鲜果重和鲜果含油率这两个经济性状的遗传改良潜力较大;相对湿度对八角生长发育的影响较大,叶片厚实的植株出现大果的概率更高,花色与果实品质无明显关联;聚类分析表明各产地植株性状遗传分化比较大,亲缘关系比较复杂,可能跟人工栽培方式和植物本身遗传特性有关。该研究为八角种质资源利用提供了参考,也为进一步的八角育种和栽培提供了指导方向。
摘要:JAZ(jasmonate ZIM-domain)是茉莉酸信号途径的阻遏蛋白,通过与转录因子互作抑制茉莉酸早期应答基因的表达。为探明 HbJAZ1.0 基因启动子的特征及活性,该研究以橡胶树品种‘热研7-33-97’为材料,通过PCR扩增、PlantCARE软件及拟南芥转基因技术对 HbJAZ1.0 基因启动子的顺式作用元件及表达活性进行了分析。结果表明:(1)从橡胶树基因组DNA中克隆了 HbJAZ1.0 基因上游的 1501bp 的启动子序列。 (2)HbJAZ1.0 基因上游的 1 501bp 启动子序列中含有脱落酸响应顺式作用元件(ABRE)水杨酸响应顺式作用元件(TCA-element)、光响应顺式作用元件(ACAT-motif、Box 4、G-box、GT1-motif、TCCC-motif、TCT-motif和chs-CMA1a)等。(3)构建了 HbJAZ1.0 启动子与GUS基因融合的植物表达载体,利用农杆菌介导转化拟南芥,转基因苗不同组织的GUS组织化学染色发现, HbJAZ1.0 基因启动子能够驱动GUS基因在拟南芥根、茎、叶、花和果中表达。综上认为, HbJAZ1.0 基因启动子具有组成型表达活性,可能受光信号及多种植物激素的调节。该研究结果为进一步研究 HbJAZ1.0 基因的功能奠定了基础。
摘要:凋落物是森林生产力的重要组成部分,其产量及化学计量比(高N和低 C:N,C:P,N:P 有利于凋落物的分解)通过调控分解速率和养分归还效率,直接影响土壤碳动态。虽然营造混交林能够显著改变凋落物和土壤碳储量,但是这些混交效应如何随不同林龄阶段变化仍知之甚少。为探究不同林龄马尾松人工林引入阔叶树种混交改造对凋落物和土壤碳储量的影响,该研究以不同林龄马尾松纯林(25年、36年、46年和63年生)及其对应的马尾松/红锥混交林为对象,测定不同林分类型凋落物产量、凋落物化学计量比及土壤碳储量。结果表明:(1)树种混交显著增加了成熟林(36年生)凋落物产量。凋落物产量正的混交效应主要存在于近熟林(25年生)和成熟林(36年生)中。混交改造后凋落物N含量随林龄的增加逐渐增加,P含量先增加后减少。除成熟林(46年生)以外,其他混交林 C:N 均低于纯林。在过熟林(63年生)中,凋落物N含量 、N:P 的混交效应最大, C:N 的混交效应最小。(2)多数林龄阶段树种混交促进了土壤碳储量的提升, 0~60cm 土层土壤碳储量混交效应受林龄显著影响,各土层最大混交效应值多在过熟林。(3)Spearman相关性分析表明,混交引起的土壤碳储量变化与凋落物 C,N,C:N 和 N:P 密切相关。综上认为,马尾松人工林引入阔叶树种混交能有效提升凋落物的产量和质量,从而提高土壤碳储量和促进土壤养分循环。适度延长混交林的经营周期,有利于更大程度地发挥其生态系统功能。
摘要:为了解澳洲坚果抗寒性强弱,选育抗寒性强的澳洲坚果品种,该研究采用 -8°C 低温胁迫8个广西澳洲坚果主要栽培品种的枝条,测定其叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性、过氧化物酶(POD)活性、可溶性糖(SS)含量、可溶性蛋白(SP)含量、脯氨酸( Pro? )含量、丙二醛(MDA)含量、相对电导率(REC)和叶绿素(Chl)含量等抗寒性生理指标,运用相关性分析、主成分分析、隶属函数分析和聚类分析等方法,综合评价澳洲坚果抗寒性强弱。结果表明:(1)低温胁迫下10个抗寒性生理指标差异显著。(2)通过主成分分析可将10个生理指标转化为3个新生理指标,累计贡献率达 90.194% ;结合相关性分析结果,筛选出SOD、POD、SS、SP、 Pro 、Chlb 和 Chl(a+b) 作为澳洲坚果抗寒性鉴定的主要生理指标。(3)结合聚类分析结果和综合抗寒能力D值,可将8个澳洲坚果品种按照抗寒能力强弱划分为3类:第I类抗寒性强,包括‘桂热引4号‘‘桂热7号’‘HY'和‘JW’;第Ⅱ类抗寒性中等,包括‘桂热5号’和‘桂热1号’;第Ⅲ类抗寒性弱,包括‘A16'和‘桂热6号’。其中,桂热引4号'抗寒性最强;而‘桂热6号'抗寒性最弱。低温胁迫后的叶片形态观察结果与聚类分析结果相一致。该研究为澳洲坚果的抗寒性研究提供了理论基础,并且对澳洲坚果在广西寒区种植及北移种植具有重要意义。