叶性状受植株大小的影响,但也会因成年树和幼树所处林冠条件的不同而产生差异.因此植物可通过调整叶性状进而选择不同的生存策略.该研究测量了小兴安岭阔叶红松(Pinus korainesis)林中花楷槭(Acer ukurunduense)、青楷槭(A.tegmentosum)、五角槭(A.pictum subsp.mono)3种槭树的林隙成年树、林隙幼树和林内幼树的叶经济谱性状:比叶面积(SLA)、叶干物质含量(LDMC)、叶片厚度(LT)、叶绿素(Chl)含量、净光合速率(Aarea)和非结构性碳水化合物(NSC)含量及防御性状:总酚(TP)含量和类黄酮(FLA)含量,通过研究植株大小和林冠条件对叶性状变异及相关性的影响,阐述林隙如何通过影响叶性状进而影响林分更新以及不同生境下植株所选生存策略的差异.结果表明:林隙成年树的LDMC、Chl含量、FLA含量和NSC含量显著高于林隙幼树,SLA则显著低于林隙幼树;而林隙幼树的LDMC、LT、Chl含量和Aarea均显著高于林内幼树;成年树SLA和LDMC相关性斜率的绝对值显著大于林隙幼树,林内幼树两者间的斜率的绝对值又显著小于林隙幼树.林隙成年树表现为"保守型"策略,林内幼树表现为"获取型"策略;林隙幼树则表现为两种策略之间的过渡策略.研究结果表明,当幼树不再受到林内环境光照条件限制时,植株大小对叶性状的影响可能发生改变.另外,林隙可以通过提高幼树光合速率,提高对病虫害的抵抗能力等方式促进林分更新.

[目的]明确病毒侵染对滇黄精生长发育、根茎产量及品质的影响,为深入研究病毒的致病机理提供依据.[方法]以云南省滇黄精主产区曲靖和玉溪种植的4年生滇黄精田间抗病和感病植株为研究对象,比较病毒侵染后滇黄精叶绿体超微结构、叶片光合气体交换参数、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物氧化酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)以及块茎生物学性状和药用有效化学成分含量的变化.[结果](1)滇黄精遭受病毒侵染后,叶片细胞质中散布线状病毒粒子及其聚集形成的大量内含体,细胞内叶绿体结构严重受损,部分已发生解体;(2)感病滇黄精叶绿素发生降解,叶绿素a和b的含量分别极显著降低了 22.97％和35.38％,其叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度分别降低了 49.75％、11.25％和5.79％,光合作用效率明显减弱;(3)感病滇黄精叶片细胞膜发生强烈的脂膜过氧化反应,MDA含量升高了 117.17％,SOD、POD、PPO、PAL活性极显著升高,其中PPO活性平均升高了 61.81％;(4)感病滇黄精地下根茎的膨大和嫩芽的生长受阻,单株鲜质量降低了49.47％,根茎中多糖的相对含量减少了 6.97％,皂苷、黄酮、总酚含量分别减少了 23.31％、15.32％、11.07％.[结论]滇黄精遭受病毒侵染后,抗氧化酶防御反应虽然被激活,但细胞膜仍严重受损,光合作用明显减弱,最终导致根茎产量和药用品质显著降低.

入侵种被传至一个新的区域后,在面对当地某些生态因子的胁迫时如何发生适应性变化,是入侵生物学研究的一个重要课题.这方面信息对评价物种的入侵性、制订防控策略具有重要指导意义.入侵性蚂蚁作为无脊椎陆生动物中入侵最成功、危害最严重的一类,其生物学、生态学已得到大量研究,许多报道表明它们在定殖和扩张过程中会发生适应性变化.基于30多年的文献资料,从蚁群社会结构、超级蚁群形成能力、个体大小、觅食行为、种间竞争、天敌防御、适应低温能力、生态位转变等多个角度进行了全面总结,并针对这些方面适应性变化的机制,从表型可塑性、适应性进化、自身遗传学基础、与共生微生物的互利关系等角度进行了剖析.提出了今后有待重点研究的几个问题.将有助于深化对蚂蚁成功入侵机制的认识,为推进我国红火蚁(Solenopsis invicta Buren)、小火蚁(Wasmannia auropunctata Roger)等入侵性蚂蚁的研究与治理提供参考.

植物功能性状能表征其对资源的利用能力和对外界环境的响应,而水淹强度的不同使得三峡库区消落带不同高程的生境存在较大差异,因此开展不同水淹梯度下消落带植物群落生态策略及功能性状差异的研究,对全面理解植物对消落带不同生境的适应机理具有重要意义.研究选取受三峡水库水位变化影响的澎溪河流域,沿高程梯度对不同水淹强度下的植物群落及其功能性状指标进行分析.结果表明:(1)消落带植物群落处于演替的初级阶段,不同水淹梯度下的植物群落存在显著分化;(2)环境胁迫是决定消落带植物生态策略的主要因素,总体呈现较为集中的耐压策略,随着高程升高有逐渐向杂草策略转移的趋势;(3)随着高程升高,植物的高度、主茎干物质量、比根长及叶组织密度都有增大的趋势,比叶面积则相反.(4)各功能性状之间存在显著相关性,并通过形成不同的性状组合以适应不同强度水淹干扰的生境.消落带下部更倾向于投资于叶片使植物在出露期能快速获取资源和完成生活史,而消落带上部则更倾向于投资防御组织及根系以抵御干旱,研究结果可为消落带生物多样性保护及其生态系统修复提供理论依据.

芒是麦类作物穗部器官的重要组成部分,在提高籽粒产量、促进种子传播和防御虫害等方面具有重要作用.大麦具有丰富的芒型突变体,加之其二倍体的特性,成为麦类作物芒器官形态建成研究的理想作物.本研究报道了一个大麦芒型突变体材料calcaroides,表现为外稃顶端或是稃芒基部异形凸起,形成呈钩状不完全花器结构,属基部钩芒类型.突变体芒较短并伴随抽穗期推迟,株高、穗长和穗粒数显著降低等表型.遗传分析表明,突变体的芒型突变性状受单隐性基因cal-d控制.前期利用cal-d导入系BW106 × Bowman的F2群体,结合简化基因组测序(GBS,genotyping by sequencing)分析,将cal-d基因初步定位于3H染色体.进一步利用来自F2的杂合单株,包括13000株单株的F2∶3群体进行精细定位,最终将cal-d基因定位于3H染色体153～329Mb区间的近着丝粒区域.通过转录组混池测序分析结合大麦基因组和表达谱资源数据库,初步筛选了 9个候选基因.本研究结果为大麦芒型突变基因cal-d的克隆与功能验证奠定了基础,对于解析麦类作物芒的遗传发育机制具有重要的意义.

喀斯特地区岩石裸露、土壤浅薄、持水能力差.对比分析喀斯特和非喀斯特森林树种叶性状有利于了解叶片对喀斯特生境的生理生态适应.前期比较研究集中在叶经济学性状,对叶水力学(抗旱)和机械抗性(防御)性状关注较少.该研究测定热带-亚热带地区典型喀斯特和非喀斯特森林共101种乔木的叶形态解剖、机械抗性和水力学性状,比较两个植物类群叶性状以及性状网络的差异.结果发现:(1)与非喀斯特森林乔木相比,喀斯特森林乔木叶撕裂力(Ft)较大、最大导水率(Kleaf max)较高,膨压丧失点(Ψtlp)和气孔安全边界均较低.(2)喀斯特森林乔木叶性状网络的平均路径长度和直径较短,边缘密度较大,表明叶性状之间的关联程度更高.(3)喀斯特森林乔木叶性状网络的关键性状为比叶质量(LMA)和机械抗性,而非喀斯特森林则为叶厚度(LT)和叶密度.喀斯特森林乔木LMA与Ψtlp负相关,与Ft正相关,即增加叶构建成本可同时提高机械抗性和耐失水能力;非喀斯特森林乔木无此相关关系.(4)喀斯特森林乔木Kleaf_max与叶抗栓塞能力(耐旱性)之间权衡,它们与叶形态解剖和机械抗性均不相关;非喀斯特森林乔木无水力学权衡关系,Kleaf_max与LT和叶密度显著相关.该研究进一步揭示了与非喀斯特森林相比,喀斯特森林乔木倾向于采取异水策略,且叶性状之间密切协同.

目的:通过利用生物信息学技术分析肾移植后慢性排斥反应的差异表达基因,可以筛选出与该疾病发展相关的潜在致病靶点,为寻找新的治疗靶点提供了理论依据.方法:从基因表达谱综合数据库下载基因微阵列数据,并进行交叉计算以确定差异表达基因(DEGs).将DEGs与基因本体(GO)分析是用来研究基因在不同条件下的表达差异以及其功能和相互关系的方法,而京都基因和基因组百科全书(KEGG)富集分析则是用来探索基因在特定生物过程中的功能和通路的工具.通过对免疫细胞浸润的分布进行计算,可以将排斥组的免疫浸润结果作为性状,在加权基因共表达网络分析(WGCNA)中进行分析,以获得与排斥相关的基因.然后,利用STRING数据库和Cytoscape软件构建蛋白质-蛋白质相互作用网络(PPI),以识别枢纽基因标记.结果:从3个数据集(GSE7392、GSE181757、GSE222889)共获得60个整合后的DEGs.通过GO及KEGG分析,GEDs主要集中在免疫应答的调节、防御反应、免疫系统过程的调节、刺激反应等.通路主要富集在抗原处理和呈递、EB病毒感染、移植物抗宿主、同种异体移植排斥、自然杀伤细胞介导的细胞毒性等.再利用WGCNA和PPI网络筛选后,HLA-A、HLA-B、HLA-F、TYROBP被鉴定为枢纽基因(Hub基因).选择带有临床信息的数据GSE21374构建4个枢纽基因的诊断效能及风险预测模型图,结果认为 4个Hub基因均具有良好诊断价值(曲线下面积在 0.794-0.819).从推理上可以得出结论,HLA-A、HLA-B、HLA-F和TYROBP这4种基因可能在肾移植后慢性排斥反应的发生和进展中具有重要作用.结论:DEGs在研究肾移植后慢性排斥反应的发病机制中起到重要作用,可以通过富集分析和枢纽基因筛选,以及相关诊断效能和疾病风险预测的推断分析,为进一步研究肾移植后慢性排斥反应的发病机制和发现新的治疗靶点提供理论支持.

叶功能性状能够反映植物对外界环境的适应策略.本研究以晋北黄土丘陵沟壑区不同种植方式柠条锦鸡儿人工林(柠条锦鸡儿纯林、柠条锦鸡儿-油松混交林、柠条锦鸡儿-樟子松混交林)为对象,调查了柠条锦鸡儿叶片主要功能性状特征及环境因子,并采用单因素方差分析、简单效应分析、冗余分析探讨了柠条锦鸡儿叶功能性状特征及其对环境因子的响应.结果表明:(1)不同种植方式下柠条锦鸡儿叶功能性状存在显著差异,纯林中柠条锦鸡儿叶厚度、叶干物质含量显著高于混交林,比叶面积、叶磷含量显著小于混交林,其余性状在纯林与混交林间无明显变化规律.(2)柠条锦鸡儿叶功能性状变异系数为1.9％～43.7％,各功能性状种内变异程度不同,总体来看,比叶面积(40.2％)、叶面积(39.8％)变异程度较大,叶干物质含量(7.9％)变异程度最低,其余功能性状较稳定.(3)环境因子和种植方式均对柠条锦鸡儿叶功能性状有显著影响,种植方式通过改变林冠结构间接对叶功能性状产生影响,林冠开度(15.7％)对柠条锦鸡儿叶功能性状变异解释最高,其次为土壤容重(13.6％)、全氮(10.7％)、土壤含水量(10.7％)、林下总辐射(9.2％),是影响柠条锦鸡儿叶功能性状的关键环境因子;控制柠条锦鸡儿各叶功能性状变异的主要环境因子不同.研究表明,柠条锦鸡儿通过调整比叶面积、叶干物质含量、叶厚度及磷含量适应不同种植方式下的群落环境;并通过减小比叶面积,增大叶干物质含量、叶厚度来增强自身防御与养分存储能力,增强对该区域贫瘠干旱环境的适应性.植物叶功能性状会随种植方式影响的群落内环境因子变化而变化,因此进行植被恢复筛选树种时,应考虑区域环境及种植方式的影响.

植食性动物取食植物(植食作用)一直是生物多样性和生态系统功能研究的热点问题.植食作用能够显著影响植物幼苗的生长,从而决定种群更新动态.以往的研究较少讨论植物的不同性状对幼苗植食作用差异的重要性,也较少将之与物种相对多度对植食作用的影响进行比较.该文以千岛湖地区的16种常见木本被子植物幼苗为研究对象,调查植物的11种功能性状和相对多度,并运用回归模型和方差分解方法.研究植物功能性状和物种相对多度对幼苗叶片受昆虫植食损伤(虫食率)的相对重要性,探讨虫食率对植物功能性状的依赖性以及物种相对多度对虫食率的影响.结果表明叶片功能性状(即叶片碳氮比、叶片厚度)和物种相对多度对虫食率有重要影响,二者共解释了种间虫食率变异的54％.在这些性状中,有更高的防御能力、更低的营养成分和更高相对多度的物种虫食率更低.我们建议在未来的植食作用研究中,应考虑基于个体水平的功能性状和基于群落水平的相对多度.

竞争力增强进化假说(Evolution of Increased Competitive Ability,EICA)认为入侵植物在入侵地由于天敌逃逸导致对天敌防御投入降低而增加生长和繁殖等投入.然而,EICA假说所预测防御能力的进化主要集中在防御的组成抗性方面,而从诱导抗性和耐受性的角度进行的验证还很有限,并且忽视了生境资源可利用性对植物防御策略的影响.本研究采用同质园实验比较了喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)原产地(阿根廷)和入侵地(美国)各9个种群,在高、低养分和有、无专食性天敌取食处理下的防御相关功能性状(比茎长、根冠比)及其对天敌取食的诱导反应,以及它们与植物适合度相关指标的关系.结果表明:入侵地种群具有较高的总生物量(+14.7％)、较低的比茎长(防御钻茎化蛹天敌的重要指标,-27.5％),暗示其个体大小增加而防御投入降低,符合EICA假说的预测.入侵地种群耐受性与原产地种群没有显著差异.在高养分下,入侵地种群的比茎长对专食性天敌取食的诱导反应显著增加,且与总生物量呈显著正相关.这些结果表明,相比原产地种群,入侵地种群具有更高的生物量,对专食性天敌的组成抗性降低,且在高养分下对专食性天敌的诱导抗性增加,推测生境的养分富集可能会降低喜旱莲子草的生物防治效果.