6种竹子叶器官的解剖结构比较

【目的】探究竹子营养叶与秆箨之间的关系,揭示竹子不同功能叶器官的结构差异,为竹类植物的基础生物学研究提供新的理论信息。【方法】以6种竹子即勃氏甜龙竹(Dendrocalamus brandisii)、慈竹(Bambusa emeiensis)、绵竹(Lingnania intermedia)、香竹(Chimonocalamus delicatus)、云南箭竹(Fargesia yunnanensis)和美竹(Phyllostachys mannii)的营养叶、秆箨和叶枝为研究对象,观察它们的显微结构,并对其各项指标进行测量与比较。【结果】竹子营养叶解剖结构具有指状臂细胞或梅花状细胞的分化,并且具有薄壁维管鞘细胞;秆上部的箨片形态更接近于叶片,而下部的箨片具有较厚的角质层,无叶肉细胞的分化,与叶片形态差异明显。竹子营养叶的叶片、叶柄、叶鞘和叶枝维管束韧皮部的面积占比均高于木质部,与秆箨(笋箨)有显著差异。秆箨(笋箨)的箨鞘与箨片维管束木质部面积占比更高,虽然秆上部箨片形状和大小都与叶片接近,但与叶片相比,其维管束木质部面积占比更高。叶鞘和箨鞘的解剖结构与叶片和箨片的有区别,与叶柄的结构基...     

银杏雌、雄植株花芽分化后期及开花期间生理代谢的比较

【目的】研究银杏雌、雄株花芽分化后期及开花期间内含物和激素代谢的动态变化,为银杏雌、雄株的定向培育、授粉、性别鉴定提供参考。【方法】通过采集银杏雌、雄株花芽分化后期(11月25日—次年3月16日)、开花期(3月17日—4月7日)、开花后(4月8日—4月28日)3个阶段短枝果芽及开花后的叶片,测定其可溶性糖、可溶性蛋白、黄酮和内酯等内含物及激素含量。【结果】在花芽分化后期,银杏雄株普遍比雌株含有更多的可溶性糖和可溶性蛋白,其苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性也更高;而在开花期,银杏雌株比雄株含有更多的可溶性糖、淀粉和可溶性蛋白,其PAL活性也更高,但此期间雄株的赤霉素(GA)和玉米素(ZT)含量远高于雌株。雌、雄植株芽期的过氧化物酶(POD)活性远高于开花期和花后期,而开花期间雌、雄株叶片都具有较高的ZT、GA、总黄酮和萜内酯水平。【结论】银杏雌、雄株在开花时间各节点的生理代谢水平出现不同步性,雄株的可溶性糖、可溶性蛋白、总黄酮和萜内酯的高点比雌株早2周左右。较高水平的GA和ZT、总黄酮和萜内酯可能是银杏雄株开花及雌株胚珠发育所必需的。     

鹅毛竹花后叶片衰老生理特性

以鹅毛竹为材料,以未开花竹为对照,分析了鹅毛竹花后叶片生理变化特性。结果表明：鹅毛竹开花后总体上叶片叶绿素、可溶性蛋白质和糖含量不断下降,并始终低于未开花竹相应指标,而可溶性糖与蛋白质含量比值、MDA含量呈不断增加趋势,并始终高于未开花竹相应指标。随着试验时间的延长,上述各指标的变幅以及与未开花竹的差距增大,表明花后叶片衰老逐渐加快。开花初期开花竹叶片SOD活性明显高于未开花竹,而POD、CAT活性明显低于未开花竹,后期开花竹各保护酶活性的变幅明显大于未开花竹,表明鹅毛竹开花后保护酶系统间的平衡失调。推测活性氧的大量产生以及保护酶系统间平衡失调导致的膜脂过氧化程度增加,膜以及蛋白质等生物大分子结构与功能的破坏及其降解等可能是开花竹花后叶片衰老加快的主要原因之一。     

模拟干旱处理下毛竹光响应特征分析

【目的】研究毛竹叶绿素含量和光响应参数的变化,比较分析毛竹对干旱胁迫的响应特点,探讨毛竹抗旱生理与适应变化,为毛竹林的水分管理提供理论依据。【方法】以Ⅰ～Ⅲ度毛竹为试验材料,分别测定干旱和对照条件下毛竹叶片光合色素含量和光响应曲线,并计算出其最大净光合速率(P_n,max)、光饱和点(P_LSP)、光补偿点(P_LCP)、暗呼吸速率(R_d)和表观量子效率(η_AQY)等光合参数。【结果】毛竹叶片叶绿素含量在不同竹龄之间差异都不显著,而Ⅱ度竹光合速率显著高于Ⅰ度竹和Ⅲ度竹,Ⅰ度竹和Ⅲ度竹之间光合速率差异不显著; Ⅰ度竹各叶绿素含量在干旱条件下显著低于对照,而Ⅲ度竹各叶绿素含量在干旱和对照间差异不显著,Ⅱ度竹只有类胡萝卜素含量在干旱条件下显著高于对照。各竹龄毛竹叶绿素含量与光合速率变化不一致,干旱处理下Ⅰ度竹和Ⅲ度竹P_n显著高于对照,Ⅱ度竹则无显著差异。【结论】干旱处理提高了Ⅰ度竹和Ⅲ度竹光能利用效率,降低了Ⅱ度竹对光的生态适应能力。     

雄全异株桂花不同花期光合和内源激素的变化

【目的】桂花(Osmanthus fragrans)同时拥有雄株和两性株,具有极为罕见的雄全异株繁育系统。对桂花不同花期的光合特性及花部组织的内源激素含量进行测定,比较雄性和两性桂花在不同花期的光合及内源激素含量的变化规律,为评价雄性和两性桂花生长适应性及后续生理生态学研究提供参考。【方法】利用Li-6400XT光合作用测量系统对雄性和两性桂花不同花期的光合特性进行测量,并利用酶联免疫吸附分析法对生长素(IAA)、茉莉酸(JA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA₃)和玉米素核苷(ZRs)5种植物激素含量进行测定。【结果】雄性桂花的气孔导度和净光合速率在不同花期均低于两性桂花的;测定的5种激素中,平均激素含量最高的为脱落酸;茉莉酸含量在雄花的花期内持续增加,玉米素核苷含量在两性花的花期内不断升高。【结论】气孔导度是影响桂花净光合速率的一个关键因子,与净光合速率呈正相关;脱落酸和茉莉酸的不断积累可能导致了雄性桂花花瓣的大量脱落;玉米素核苷在两性桂花花期的积累对果实的发育有促进作用。研究结果可为雄全异株桂花不同花期阶段提供基础生理数据,为后续探索雄花花瓣脱落及果实发育提供参考。     

大豆群体冠层结构及光合特性的研究

采用北疆地区主栽春大豆品种，在适宜密度条件下于初荚期去叶疏荚改变粒叶比，探讨不同品种群体粒叶比与冠层结构和不同层次叶片的光合速率。结果表明：剪叶、疏荚处理后，叶面积指数(IAI)、消光系数降低，直射光透过率、散射光透过率增加，群体透光条件得到极大改善，其中IAI与群体消光系数之间呈极显著正相关(P=0．9966^**)，同时,去叶疏荚处理后，在结荚期和鼓粒初期群体光合速率下降。灌浆后期，去1／3叶和去1／2荚处理，群体光照条件改善，延缓了叶片的衰老，群体光合速率比对照增加，表明随着单位叶面积负荷量的增加，单位叶面积有效生产量随之增加，叶片光合生产潜力可以进一步发挥，光合产物有效性提高。     

雌雄异株树种山杨、水曲柳和东北红豆杉光合特性对比

【目的】探究雌雄异株树种的光合生理生态特性,为正确评价其对环境的适应机制以及确定影响种群建成的因素提供理论参考。【方法】以野外成树为研究对象,通过Li-6400XT便携式光合作用测定仪对比分析了山杨(Populus davidiana)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)和东北红豆杉(Taxus cuspidata)雌雄株叶片气体交换参数。【结果】3个树种整体上雌株光合特性优于雄株,雌雄株参数仅在山杨光补偿点(P_LCP)和最大羧化速率(C_E,max),水曲柳水分利用效率(E_WUE),东北红豆杉光饱和点(P_LSP)、光补偿点、羧化效率(C_E)和光呼吸速率(R_p)之间差异显著(P<0.05)。另外,雌株的叶性状指标并不低于雄株的。【结论】3个树种雌株较优的光合特性可能存在获取资源的补偿机制,以同时满足营养生长和生殖生长的生存需求。     

模拟昆虫取食对两种入侵植物生长繁殖的影响

【目的】研究入侵植物牛膝菊(Galinsogaparviflora)和椴叶鼠尾草(Salvia tiliifolia)对昆虫取食的耐受性并探讨它们的入侵机制。【方法】采用模拟昆虫取食试验在开花前将牛膝菊和椴叶鼠尾草的叶片分别去除1/3,2/3和4/5,测定株高,花数,叶片数,根、茎、叶和花果的干质量,比叶面积等指标,使用单因素方差分析比较其中差异性。【结果】两种植物均具有超补偿生长能力,在去除4/5的叶片后植株仍能正常生长,除叶片干质量外其他各部分的生物量均高于不去除叶片的对照组,与后者的差异具有统计学意义(p<0.05)。所有去叶处理的牛膝菊植株在去叶后14d株高、花数和叶片数就可实现完全补偿。去除4/5叶片处理的椴叶鼠尾草植株在去叶后14d也能实现株高、花数和叶片数的完全补偿,但该植物在去除1/3和2/3叶片处理后14d时未达到完全补偿生长。与其他处理相比,在去除2/3叶片处理条件下两种植物的株高、叶片数和花数的增长速率均达最大值;当去叶超过一定限度后,两种植物的株高、花数和叶片数量的增长率下降。【结论】牛膝菊和椴叶鼠尾草对昆虫取食或机械损伤具有很强的耐受能力,这有利于两者种群的生存和扩散,有利于成功入侵。     

新疆春小麦光合生理特性及产量形成规律研究

通过田间试验研究适于新疆北部种植的不同品质类型的春小麦品种花后旗叶光合特性,探讨不同品质类型春小麦品种产量形成特点,以期为新疆专用优质小麦栽培以及品质生态区域的划分提供一定的理论基础。采用单因子随机区组设计,设8个品种处理,进行田间小区试验。从开花至成熟,三种品质类型春小麦叶面积指数由大到小依次为中筋强筋中强筋,虽然中强筋品种花后叶面积指数最低,但在灌浆后期光合速率、蒸腾速率以及气孔导度均大于中筋和强筋品种,并且从衰减速率上看,中强筋品种叶片衰老速度最慢,从而使其获得高产。中强筋品种穗粒数、千粒重和产量均大于强筋和中筋品种,而穗数却为最低。通过灰色关联度分析,产量构成因素与产量的关联序为穗粒数(r=0.3 190)千粒重(r=0.3 156)穗数(r=0.3 037)。中强筋品种在灌浆后期保持较高的光合速率,叶面积持续期较长,最终获得最高产量。此外,本试验得出增加穗粒数和千粒重可以有效地促进产量的提高。     

两个银杏品种叶片衰老过程中叶绿体功能特性的比较

研究了两个重要银杏品种大佛指和七星果在自然生长条件下叶片衰老过程中叶绿体功能特性和类囊体膜多肽组分的变化规律.结果显示:大佛指叶绿素含量、ATPase活力、Fv/Fm和Fv/F0在8月呈上升状态,8月31日达到最大值后开始迅速下降;而伴随着光合磷酸化活力的变化,ATP含量从8月10日开始一直呈下降状态;七星果的光能转换指标从8月10日开始缓慢下降,但是下降的幅度比大佛指慢;大佛指类囊体膜多肽组分在叶片衰老后期降解速度大于七星果.实验显示,七星果的衰老时间早于大佛指,而大佛指衰老速率比七星果快;叶绿体光能转化指标衰退早于ATP酶类活性的衰退.     

坡位对毛竹林下黄花远志生物量积累与分配及其异速生长关系的影响

【目的】林药复合经营是提高毛竹林经济效益的重要途径。分析毛竹林下黄花远志(Polygala fallax)生长、生物量积累与分配的坡位效应,旨在为毛竹黄花远志复合经营提供理论指导。【方法】以毛竹林下2年生扦插苗造林后1年的黄花远志为调查对象,分析了不同坡位黄花远志生长状况、生物量积累与分配规律及其异速生长关系。 【结果】毛竹林下黄花远志造林成活率均超过92%,且坡位间无显著差异。随坡位下降,黄花远志地径、苗高呈现出波动性上升趋势,根、茎、叶各器官及总生物量总体上均呈显著升高的变化趋势;叶生物量分配比例降低,而茎、根生物量分配比例则总体升高,中坡位黄花远志根生物量及其分配比例、根与总生物量异速生长指数均最高。【结论】黄花远志能适应毛竹林下环境,并生长良好,可以实施毛竹-黄花远志复合经营。试验区中坡位毛竹林下黄花远志生长较好,而且其入药主要部位根生物量及其分配比例较高,根与总生物量异速生长指数较大,是试验区毛竹林下黄花远志复合经营的适宜坡位。     

带状采伐对毛竹地上生物量分配及异速生长的影响

【目的】 毛竹林带状采伐可实现竹林机械化经营,研究不同采伐宽度毛竹立竹生物量分配及其异速生长,为毛竹林带状采伐经营提供科学依据。【方法】 2019年12月模拟机械采伐对不同宽度条带内的毛竹林实施全林皆伐,2020年8月统计试验毛竹林不同采伐宽度带(0、3、9、15 m)内新竹数量、胸径、枝下高和竹高。调查新竹枝、叶、秆生物量,分析伐后新竹地上构件生物量分配特征及其异速生长关系。【结果】 随着带状采伐宽度的增加,新竹数量先增加后减少,9 m采伐宽度带新竹数量最多,新竹竹高降低,胸径减小,枝下高及相对枝下高降低,立竹鲜枝质量、鲜叶质量、鲜秆质量及总生物量均显著降低。带状采伐可以提高立竹出叶强度、相对竹高,尤其增加叶分配占比和叶相对生物量。带状采伐未改变立竹秆-总生物量的等速生长关系,但对枝-总生物量、叶-总生物量相对生长速率产生显著影响,由异速生长关系转变为等速生长关系。【结论】 带状采伐致使毛竹通过生理整合作用权衡各构件资源分配关系,改变其异速生长关系,诱发新竹形态可塑性变化,9 m采伐宽度的新竹数量达到最大值。     

白桦转BpGH3.5基因叶片早衰突变株的光合特性及生长分析

【目的】植物叶片早衰将影响作物产量和品质,研究叶片早衰机制对于培育耐早衰优良品种具有重要意义。【方法】以转BpGH3.5基因的白桦叶片早衰突变株(G4)、非转基因白桦(WT)及叶片正常的转基因白桦(G21)等为材料,测定其叶绿素含量、净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)、蒸腾速率(T_r)等光合指标,测定苗高的时序变化规律。【结果】叶片早衰突变影响了叶片叶绿素的合成及积累,突变株的叶绿素相对含量(SPAD)均值为36.08,相对两个对照株系分别下降7.34%、7.48%。叶片早衰突变影响了白桦光合呼吸作用。突变株的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率分别为WT野生株系的67.54%、64.44%、64.93%,胞间CO₂浓度达到234.33 μmol/mol,显著高于G21对照株系( P<0.05)。突变株的当年高生长显著低于WT、G21 两个对照株系,当年高生长分别是WT、G21 两个对照株系的68.9%、85.0%。利用Logistic方程对3个参试株系当年苗高生长量的变化过程进行了拟合,其系数均高于0.98,同时,通过Logistic方程计算的生长参数揭示了早衰突变株高生长较两个对照株系低的原因是速生期苗高平均生长量(GR)、苗高日生长量的平均值(GD)等生长参数较低。【结论】转BpGH3.5基因的白桦发生了叶片早衰现象,使叶绿素提前降解,影响了光合呼吸作用,进而影响了苗高生长。     

竹类植物花序建成及花序类型修正

【目的】竹类植物的花序在竹类植物分类及繁殖中有非常重要的地位,其形态特征也是竹类植物分类的依据之一。然而由于竹类植物特殊的开花特性,目前对竹类植物花芽分化及花序建成的研究资料较少,此次研究为更好地明晰竹类植物的花序类型及形成过程提供依据。【方法】采用石蜡切片和形态观察相结合的方法,以苦竹属(Pleioblastus)的翠竹、东笆竹属(Sasaella)的黄条金刚竹以及箣竹属(Bambusa)的‘霞早’绿竹为材料,对其花序建成过程进行了观察。【结果】尽管3个竹种花序外在形态表现多样,但其花序类型都为混合花序,即花序主轴小穗发育为有限花序,而组成各小穗的小花发育为无限花序。同一个花序中顶部小穗最先发育,然后由顶部向基部依次发育出侧生小穗原基,为有限花序; 而同一小穗上不同部位小花的发育进程则按基部到顶部的顺序依次进行。【结论】综合小穗和小花的发育过程,将原属于有限花序(真花序)的黄条金刚竹和翠竹以及原属于无限花序(假花序)的‘霞早’绿竹的花序类型进行统一,将竹类植物花序定义为混合花序。     

文冠果物候期对环境因子的响应

【目的】文冠果(Xanthoceras sorbifolium Bunge)具有喜光、耐寒、耐旱、不耐涝等特性,在中国天然分布于东北、西北、华北等地区,是造林绿化、防风固沙、退耕还林的首选树种。研究不同分布区多种环境因子对文冠果物候期的综合影响,分析其物候期变异规律,为文冠果资源保护和开发利用提供依据。【方法】以中国6个主要分布区(内蒙古坤都、内蒙古天山、内蒙古乌丹、河北省承德、河北省蔚县、河南省陕县)实生群体的文冠果植株为对象,于2016年在各样地内选择长势相对一致的样株30株,采取定株定枝方法,对文冠果的初花期、叶芽萌动期、盛花期、末花期、展叶期、果速生期、果熟期、落果期和落叶期等共9个物候期进行系统观测。采用相关性分析、回归分析等方法,明确影响文冠果各物候期的主导环境因子及其作用规律。【结果】不同分布区文冠果物候期存在明显差异,其中,盛花期差异最大(42 d),果速生期差异最小(29 d)。河南陕县群体的文冠果大部分物候期出现最早,但落叶期最晚,总生长期最长(221 d);内蒙古坤都群体的文冠果落叶期最早,其他物候期出现最晚,总生长期最短(146 d)。大部分物候期与经纬度、年日照时间正相关,与其他环境因子负相关。年均气温是影响初花期、盛花期、末花期、展叶期、果速生期、落叶期和总生长期的主要因子;影响叶芽萌发期和落果期的主要因子是无霜期;影响果熟期的主要因子是年日照时间;影响总花期的主要因子是绝对最高温。【结论】文冠果物候期呈现明显的地理变异规律,环境因子对其物候变化影响显著。随着经纬度升高,气温逐渐下降,春季达到生长临界温度越晚,文冠果开花、展叶、结实越晚,并且秋季植株停止生长和落叶越早,因此其总生长期变短。     

孝顺竹笋箨全长转录组测序分析

【目的】揭示竹子笋箨的生物学功能与其衰老的分子基础。【方法】利用PacBio Sequel 3代全长转录组测序技术结合生物信息学方法,对孝顺竹不同衰老阶段笋箨全长转录本进行分析。【结果】共获得106 148 条平均长度为3 615 bp的全长转录本。多数转录本长度分布在1.4~7.0 kb。NCBI等注释显示,97.34%的转录本具有注释结果。Mercator注释分析显示笋箨转录本覆盖了其全部34 个类别,其中与蛋白类别相关的序列最多,达到了18 224 条;与microRNA类别相关的最少,仅有9 条。在重要功能基因方面,共获得了2 489 条激素代谢及信号转导相关序列; 8 804 条转录因子序列中393 条与光合作用相关的转录本。其中,注释到的189 条共30 类NAC(NAM/ATAF/CUC)转录因子基因,93.33%的NAC基因,共计28类,其表达量与笋箨衰老呈相关性, 包括已被证实在叶片衰老中具有重要调控作用的NAC002、NAC016、NAC017、NAC029(NAP)、NAC042、NAC055与NAC083等7个NAC转录因子与NAC014等14个被报道在叶片衰老中具有潜在作用的NAC基因。NAC025、NAC028、NAC045、NAC061、NAC086、NAC103与NAC1L (NAC 1 Like) 7 个NAC转录因子表达与孝顺竹笋箨衰老呈正相关,为新发现的正调控笋箨衰老的潜在转录因子。此外,利用MISA程序在76 499 个序列中检测到简单序列重复(simple sequence repeats,SSR)位点,主要以单核苷酸重复(SSRs)为主,占据了全部(SSRs)的55.2%。利用PLEK等软件共获得2 769个长链非编码RNA(long non-coding RNA, lncRNA)。【结论】竹子笋箨基因表达多样化,并具有完整的光合系统基因,显示其具有潜在光合功能;NAC转录因子在孝顺竹笋箨衰老中具有潜在重要调控作用。本研究首次解析了竹子笋箨的全长转录本特征,为今后深入分析竹子笋箨功能及其衰老的分子机制奠定基础。     

竹叶去硅方法的筛选及其细胞学研究

【目的】竹类植物是我国重要的经济植物资源,竹叶表皮细胞富含硅质,导致制片过程中切片易破碎,不能获得清晰完整的竹叶切片。开发竹叶切片处理方法,对于研究竹类植物叶片解剖结构具有重要的实践和应用价值。筛选有效的氢氟酸处理浓度以及时间是观察竹叶内部解剖结构的前提。【方法】采用石蜡制片的方法,以竹叶为材料,首先优化去硅环节,筛选出适用于竹叶的最佳氢氟酸浓度和时间;之后采用此最佳处理方法制片,观察竹叶内部细胞结构并结合去硅效果进行分析。【结果】通过对竹叶叶表皮和基本组织的形态解剖结构进行比较,发现真正影响竹叶完整石蜡切片制备的结构是叶片上下表皮的硅质细胞和主脉,这些结构使得制片易破碎,无法得到完整竹叶内部解剖结构。通过试验发现经过体积分数为25%的氢氟酸去硅处理2 d后再进行石蜡制片可以使竹叶上下表皮细胞和叶脉结构完整,得到理想的石蜡切片。【结论】竹叶去硅处理最佳氢氟酸体积分数为25%,处理时间以2 d为宜。     

长叶苦竹新造林的生长发育规律研究

【目的】为揭示长叶苦竹(Pleioblastus chino var.hisauchii)新造林的生长发育规律,探究不同年龄竹株的秆形特征及不同龄级竹地下茎的鞭根生长情况,为长叶苦竹及其他混生型竹的栽培养护和经营管理提供参考。【方法】调查了南京林业大学溧水白马实验基地长叶苦竹新造林5年时的年龄结构和空间分布,标记整片竹林每株竹子的位置和年龄信息,随机选取3株1～5年生健康无病虫害竹株,测定其地径、株高、枝下高、每节节长和对应的节径等指标。追踪1～5年生竹鞭系,统计鞭段数、鞭节数、岔鞭数、芽数,测量鞭长、鞭径、鞭节长等指标。【结果】随着长叶苦竹新造林的更新,前4年新龄竹株数呈递增趋势。地径、株高和枝下高随竹龄的增长均呈递减趋势,且不同年龄竹株的地径和株高、枝下高和株高均存在线性正相关关系。竹秆每节节径由基部到梢部呈递减趋势,且每节节长和对应的节径存在线性正相关关系。新龄竹每节节径、每节节长、平均节径和平均节长均大于老龄竹。鞭径、总鞭长、鞭段数和芽数随竹龄的增长呈递减趋势。鞭长、鞭节长、岔鞭数和笋芽数随竹龄的增长呈先增后减的趋势,在造林第4年时达到最高。【结论】长叶苦竹新造林的年龄结构呈上...