本实验室前期以东乡普通野生稻和日本晴为亲本创制了强耐盐染色体片段置换系CSSL91,本研究将其与日本晴和强耐盐种质Pokkati比较,结果显示CSSL91耐盐性与Pokkali相当.以CSSL91与日本晴构建的F2∶3群体为试验材料,日本晴和CSSL91为对照,以耐盐等级和幼苗存活率为指标.结果表明2个指标均成正态分布,QTL连锁定位分析共检测到5个耐盐相关QTL,分别分布于第4、9、10号染色体上,LOD值介于2.95～3.97,表型贡献率为9.83％～18.48％;其中耐盐等级QTL-qST4的表型贡献率最高,其定位在第4号染色体DX-C4-1～DX-S4-16标记间.分离群体分组分析法(BSA,bulked segregation analysis)分析检测到第4号染色体0～5.0 Mb区间有一个超过阈值的QTL,该区间与QTL-qST4重合,QTL连锁分析方法和BSA方法均在第4号染色体的0～5.0 Mb区间定位到耐盐等级QTL,说明QTL-qST4是可靠的耐盐位点;耐盐等级QTL-qST4-1和幼苗存活率QTL-qSSR4均定位在第4号染色体DX-C4-12和DX-C4-13标记间,LOD值分别为3.36和3.92,表型贡献率分别为13.97％和9.49％;在第9号、10号染色体还定位到两个耐盐等级QTL-qST9和QTL-qST10;其中QTL-qST4-1、QTL-qSSR4和QTL-qST10是本研究新定位的耐盐性QTL.本研究结果将为水稻耐盐性相关基因克隆和分子标记辅助改良水稻品种的耐盐性奠定基础.

性状有助于更好地理解邻体竞争和环境对于幼苗存活的影响,然而以往研究使用物种平均性状,忽视了种内性状变异.因此,基于吉林蛟河针阔混交林150个幼苗样方中的幼苗个体监测数据,运用二项分布的广义线性混合效应模型比较种内性状变异和物种平均性状对幼苗存活率的影响,探究性状如何调节幼苗对邻体竞争和环境的响应.研究结果表明种内性状变异模型和物种平均性状模型对幼苗存活率的预测能力并不一致,考虑种内性状变异的比叶面积(SLA)模型比物种平均性状的SLA模型赤池信息量准则值和贝叶斯信息准则值更小,解释的方差也更多,模型的拟合度更好.但是,叶面积(LA)、叶碳含量(LCC)和叶氮含量(LNC)的物种平均性状模型比种内性状变异模型效果更好.此外,性状调节邻体竞争和土壤元素含量对幼苗存活的影响,例如:受到相同的密度制约时,LA更小的幼苗存活率更高;土壤营养元素缺乏时,较高的LCC会提高幼苗存活率,反之在优良的土壤中,幼苗存活率降低.模型比较的结果说明种内性状变异预测幼苗个体存活的能力并不绝对比物种平均性状强,这种原因可能与林分和环境有关.另外,加入邻体竞争和环境变量能够增强性状与幼苗存活之间的关系.尽管种内性状变异不能更好地预测幼苗存活率,但这种基于个体性状的方法为预测幼苗动态变化提供了一个新的视角.

红豆树(Ormosia hosiei)是我国南方特有珍稀濒危植物,具有极高的经济价值和人文价值.为了解红豆树种群在川黔山区的生存现状及制约种群发展的原因,该文以川黔4个区域红豆树自然种群为调查对象,采用典型样地调查的方法,根据不同种群的分布特征,每个种群分别设置2个面积为20 m×20 m的具有代表性的样地进行调查,通过编制种群静态生命表、绘制存活曲线、计算数量动态指数、利用生存函数及时间序列模型分析了川黔山区不同红豆树种群的结构与动态特征.结果表明:(1)河株村和干耳盘村种群龄级结构呈倒"J"型结构,陈家湾村和绒春村种群呈不规则"哑铃"型结构,红豆树种群自然更新能力强,但中龄级个体容易缺失.(2)4个种群均为增长型,存活曲线接近于Deevey-Ⅱ型,其中河株村、陈家湾村和绒春村种群消失率和死亡率呈"多峰型",种群在生长中期容易受到外界干扰.(3)红豆树种群数量动态变化表现为幼龄级个体死亡率高,成熟龄级个体数量动态稳定的特点,其形成原因与山区地形特点和红豆树种子传播特性有关.(4)RDA排序结果显示,海拔和坡度是影响幼龄个体数量结构的主导因子,干扰强度是影响种群中高龄个体数量结构的主要因素.综上表明,川黔山区红豆树天然种群结构与数量特征的形成受制于山区地形特点、红豆树自身繁殖特性以及环境压力;通过对种群幼龄个体密度控制和中龄个体生长空间进行管理,可以提高种群幼苗存活率,促进中龄个体健壮生长,维持红豆树天然种群稳定性.

为探析乐昌含笑(Michelia chapensis)在不同光照强度下生长及光合能力的适应机制,以乐昌含笑2年生幼苗为试材,经100％(CK)、70％(T1)、50％(T2)、30％(T3)、10％(T4)全光照5个不同遮荫处理1年(3年生),进而对其生长及光合指标进行测定.结果表明,在70％全光照和100％全光照下,乐昌含笑幼苗存活率与株高、地径生长显著高于其他处理.净光合速率在70％光照强度处理时达最高值(8.553 μmol·m-2· s-1);随着遮荫胁迫的加重,净光合速率逐渐下降,在50％全光照下净光合速率下降主要由气孔限制导致,30％全光照和10％全光照下由非气孔限制导致.与其他遮荫处理相比,100％全光照和70％全光照下乐昌含笑叶片具有更高的最大净光合速率(8.166和8.735 μmol·m-2·s-1)、光饱和点(1215.956和1145.328μmol·m-2·s-1)和光补偿点(16.280和13.572 μmol·m-2·s-1).随着遮荫处理水平的提高,PSII反应中心实际光化学效率(ΦPSII)和光化学淬灭系数(qp)逐渐增加,非光化学猝灭系数(NPQ)逐渐下降;吸收光能中光化学反应耗散能量(P)的比例逐渐增大,天线热耗散能量(D)的光能比例逐渐减小;而所有遮荫处理并未对PSII反应中心的最大光化学效率(Fv/Fm)及潜在活性(Fv/F0)产生显著的影响.初步判断,70％全光照最有利于乐昌含笑生长,在中度和重度遮荫条件下乐昌含笑可降低光补偿点、光饱和点、净光合速率和暗呼吸速率,增加PSII反应中心开放程度、电子传递的活性和光能利用率,从而提高其在弱光环境下的生长能力.

探讨大苞山茶(Camellia granthamiana)的野外种群结构,揭示大苞山茶种群的更新过程及发展趋势,可为其保护及可持续利用提供科学依据.该研究以广东省紫金县内的两个大苞山茶种群作为研究对象,通过编制静态生命表,计算数量动态指数,绘制存活曲线和种群生存力函数曲线,并采用种群数量时间序列预测的方法对大苞山茶种群的结构和动态特征进行分析.主要结果如下:1)两个大苞山茶的种群均为幼龄个体占比高的金字塔型结构,鹿子嶂种群和杨梅坝种群的幼龄个体(I、II龄级)分别占总数的71.48%、64.32%,但幼苗死亡率高;2)两个种群的存活曲线均趋近于Deevey-II型,说明大苞山茶各龄级死亡率基本相同;3)两个种群在忽略外部干扰时的数量动态指数(Vpi)和考虑外部干扰时的数量动态指数(V'pi)均大于0,而V'pi趋近于0,属于不稳定的增长型种群,其中,杨梅坝种群的稳定性相对较好;4)生存函数分析表明,两个种群的生存率和累计死亡率在I、II龄级达到了平衡,V龄级后生存曲线变化幅度变小,有限的个体开始进入生理衰退期;5)时间序列预测的结果为:在经历未来2、4、6、8龄级后,每个龄级的个体数量均有不同程度的增加.综上所述,大苞山茶种群幼龄个体死亡率高,但仍有一定的更新潜力.野外调查中发现人为干扰对大苞山茶种群的影响较大,应避免人为砍伐破环,同时对幼苗进行迁地或就地保护,提高幼苗存活率.

为探究雪岭云杉(Pinus schrenkiana)更新幼苗数量在不同腐解等级倒木上的差异性以及影响不同腐解等级的倒木上更新幼苗数量具体因素,研究了不同腐解等级倒木上雪岭云杉幼苗数量和高度级组成与倒木含水量、倒木表面积、坡向、坡度及海拔的关系.结果表明:不同腐朽等级倒木上幼苗的出现概率不同,但随着倒木腐解等级的增加,幼苗的存活率也越大.不同腐解等级倒木幼苗高度级结构均为明显的增长型特征,以高度(h)为0＜h≤5 cm幼苗最多.倒木含水量对Ⅰ级和Ⅱ级腐解倒木上幼苗数量有显著影响(P＜0.05),倒木表面积对Ⅱ级、Ⅲ级和Ⅳ级倒木上的幼苗数量有显著影响(P＜0.01),坡度及海拔对各腐解等级倒木上更新幼苗的数量影响均不显著(P＞0.05).进一步对不同高度级幼苗数量的影响因素分析表明,含水量对Ⅱ级腐解的倒木上的A1(0＜h≤5 cm)、A2(5 cm＜h≤10 cm)高度级幼苗的数量有极显著影响(P＜0.01),倒木表面积对Ⅱ级和Ⅲ级腐解的倒木上A1高度级幼苗的数量有显著影响(P＜0.05);在Ⅳ级腐解的倒木上,这些因素对不同高度级幼苗数量的影响均不显著(P＞0.05).倒木表面积和倒木所处坡向对倒木上死亡幼苗的数量有显著影响.低等级腐解倒木上含水量是影响更新幼苗数量的主要因素,对高等级倒木而言则是表面积,相比之下,高度越低的幼苗,越容易受到影响.

[目的]水稻在生长发育过程中,常会受到各种非生物胁迫而严重影响产量.热激转录因子作为植物抗逆过程中的一个重要元件,通过调控一系列胁迫响应基因的表达以提高植物抗逆性.探究水稻热激转录因子OsHsfA2b调控非生物胁迫的功能与初步机理,为培育水稻抗逆新品种提供了优异基因资源和理论支撑.[方法]通过构建OsHsfA2b过量表达和RNAi的转基因水稻,分别观察水稻幼苗在高温、低温、干旱和高盐处理后的抗逆表型,统计存活率.同时,在逆境胁迫处理后,通过DAB染色检测水稻叶片活性氧(ROS)含量及RT-qPCR检测抗氧化途径相关基因OsSOD和OsCAT的表达量,分析OsHsfA2b对抗氧化途径的调控作用.[结果]在高温、低温、干旱和高盐等非生物胁迫条件下,水稻热激转录因子OsHsfA2b被显著诱导表达.与野生型NPB相比,OsHsfA2b过量表达转基因水稻对非生物胁迫的抗性明显增强,植株损伤程度较轻,存活率提高.相反,OsHsfA2b-RNAi水稻对非生物胁迫更加敏感,植株损伤严重,存活率降低.此外,在非生物胁迫条件下,OsHsfA2b过量表达转基因水稻比NPB和OsHsfA2b-RNAi水稻体内活性氧的含量减少,并且OsHsfA2b显著诱导了抗氧化途径相关基因OsSOD和OsCAT的表达,OsHsfA2b参与抑制水稻体内活性氧的积累以降低逆境胁迫诱导的活性氧大量积累对植株的伤害.[结论]非生物胁迫下,水稻热激转录因子OsHsfA2b被显著诱导表达,可通过抗氧化途径正调控水稻对逆境胁迫的抗性.

本研究在中国科学院西双版纳植物园设置的500 m2 样地中对迁地栽培植物坡垒(Hopea hainanensis Merr.&Chun)种群进行调查,采用径级结构代替龄级结构分析坡垒种群的结构特征,同时编制了静态生命表,分析种群的存活率、死亡率及消失率.结果显示,迁地栽培的坡垒种群更新的苗木尚无大径级的个体;但栽培的坡垒大部分个体能开花结果及自然更新,且幼苗数量较多,幼苗密度为 19550 株/hm2,,占种群个体数的86.00%.静态生命表分析结果表明,坡垒种群Ⅱ龄级的个体死亡率最低,Ⅲ龄级的个体死亡率最高,种群存活曲线趋向于Deevey-Ⅲ型;死亡率和消失率变化趋势一致.研究结果表明,坡垒迁地保护取得了初步成功.此外,迁地栽培中应加强对幼苗、幼树的管理,有助于提高其成活率,更多的进入下一龄级的生长和种群的扩大.

[目的]研究亚致死浓度(LC20)呋虫胺长期暴露对麦长管蚜Sitobion avenae生长发育的影响,为科学利用呋虫胺防治麦长管蚜及延缓对其抗性发展和延长药剂使用寿命提供理论依据.[方法]采用带虫浸叶法测定呋虫胺对麦长管蚜3龄若蚜的LC20,并利用LC20浓度呋虫胺对麦长管蚜进行15代长期暴露;采用试管幼苗饲养,测定麦长管蚜对呋虫胺的抗性倍数,记录连续2代麦长管蚜的发育历期、繁殖和存活率,并测定F0代成蚜体长、体宽和体重;运用特定种群生命表及DPS软件分析各世代低抗品系与敏感品系之间体长、体宽、体重、存活率、成蚜寿命和产蚜量的差异.[结果]利用LC20浓度呋虫胺长期处理麦长管蚜15代后,其对呋虫胺达到低水平抗性(6.54倍);与敏感品系比较,F0 代低抗品系2,3和4龄若蚜发育历期显著延长,成蚜体长、体宽和体重显著增加,但每成蚜产蚜量、成蚜寿命都显著减少或缩短,其子代(F1代)成蚜存活率和每成蚜产蚜量明显降低,成蚜寿命也显著缩短,2龄若蚜历期及若蚜历期显著缩短;种群生命表参数中F0 及F1 代净增殖率(R0)、内禀增长率(Rm)和周限增长率(λ)显著降低,而种群加倍时间(DT)及F1代平均世代历期(T)显著延长.[结论]LC20浓度呋虫胺长期暴露能增加麦长管蚜的抗药性,刺激F0 代成蚜个体体型变大,同时对F0及F,代麦长管蚜的寿命及繁殖均具有一定的抑制作用.

目的 初步探索接种不同外源性丛枝菌根(AM)真菌对滇重楼Paris polyphylla var.yunnanensis幼苗内源激素水平变化规律.方法 以灭菌土壤为生长基质,于室温盆栽条件下对滇重楼新鲜种子与28种AM真菌共培养后采样,采用HPLC测定和比较分析各处理组滇重楼根茎和须根内源激素玉米素核苷(ZR)、赤霉素(GA)、吲哚乙酸(IAA)和脱落酸(ABA)的量.结果 接种外源性AM真菌能提高滇重楼幼苗菌根侵染率和成苗率,AM真菌对滇重楼幼苗根茎和须根中ZR、GA、IAA、ABA 4种激素量的变化表现出不同的规律,但具有偏好性.与对照组相比,整体上接种AM真菌处理组根茎中ZR、GA量呈现增长的趋势,IAA量变化规律不明显,而ABA量呈现减少的趋势,接种AM真菌处理组根茎中ABA/ZR、ABA/GA、ABA/IAA值呈现减少的趋势,但须根与根茎的变化趋势相反.结论 AM真菌能促进滇重楼幼苗的存活率,且不同AM真菌菌株影响滇重楼内源激素量.