基于转录组测序的乌桕叶色相关基因的挖掘

乌桕(Triadica sebifera)耐盐碱能力强,叶色随季节变化显著,尤以秋季观赏性最佳,是园林绿化中常用的彩叶植物。为揭示乌桕叶片呈色的分子机制,本研究对自主选育的3个乌桕品种连桕1号、云台红桕、云台金桕转色前后的叶片进行转录组测序,共获得123.78 GB测序数据,70815个高质量单一基因序列(Unigenes),其中48367个Unigenes得到了功能注释。将3个乌桕品种转色前后的转录组数据进行两两对比,各比较组之间鉴定出共有的差异表达基因(DEG)2674个。GO分析发现,DEG主要与细胞过程、细胞、结合等生物学功能相关。通过KEGG Pathway功能分析,筛选出53个与乌桕叶色相关的DEG,包括与花青素合成有关的基因14个,与卟啉和叶绿素代谢有关的基因22个,与类胡萝卜素生物合成有关的基因17个。其中花青素合成途径相关基因在乌桕转色后相对表达量上升,叶绿素、类胡萝卜素合成途径相关基因相对表达量下降,而叶绿素、类胡萝卜素降解途径相关基因相对表达量上升,该结果与叶片中色素含量的变化趋势一致。本研究结果可为探究乌桕叶片呈色机制提供理论依据。

山乌桕种子轻基质网袋育苗技术研究

为了探讨山乌桕种子轻基质网袋最佳育苗方法,对山乌桕种子进行播前预处理和不同基质对比试验,结果表明:碳酸钠可有效去除种子表层蜡质,提高种子发芽率,浸泡种子的温度和时间对种子萌发影响不大;不同基质种类配比对山乌桕苗木的生长影响显著,其中3黄心土∶2稻谷壳的基质利于苗木各指标的生长发育;播种深度因影响苗木生长的土壤温度值及种子的萌芽力而进一步影响了苗木的生长,以1.5 cm的播种深度最佳;微生物菌剂在苗木生长过程通过叶面喷洒的形式可以提高根系活力、促进根系发育,以1000 mgL^(-1)的浓度最佳。

徐州市乌桕幼苗不同育苗方式下荒山造林效果分析

以徐州市贾汪区为试验地点,分别采用条播、散播和容器育苗3种方式培育乌桕幼苗,比较不同育苗方式对乌桕幼苗成活率、生长特性以及根部发育的影响,旨在提高徐州市贾汪区荒山造林效果。试验结果表明,条播、散播和容器育苗3种不同育苗方式下,对乌桕幼苗生长有显著影响,容器育苗效果最佳,利于荒山造林。

长江流域乌桕优良种质资源种子品质性状评价

【目的】掌握长江流域乌桕种子的含油特性并筛选优良油用种质,为乌桕良种选育提供参考。【方法】对采集的来自5省份的82份乌桕优良种质资源的种子进行千粒质量、全籽含油量、皮油含量、梓油含量以及油脂主要脂肪酸组分含量等品质性状的检测和分析,并采用因子分析法进行综合评价,筛选优良油用种质。【结果】乌桕种子平均千粒质量为142.6 g,平均全籽含油量为39.5%,品质性状变异系数为7%~26%,其中千粒质量变异系数最大,皮油棕榈酸含量、皮油油酸含量和梓油含量的变异系数较低。千粒质量、梓油含量和皮油棕榈酸含量与经纬度和海拔显著相关,全籽含油量、皮油含量,以及油脂中的油酸、亚油酸、α-亚麻酸含量均与经纬度和海拔无显著相关性。千粒质量与全籽含油量、皮油含量、皮油棕榈酸含量、皮油油酸含量呈现极显著正相关,与梓油含量呈现显著负相关。共筛选出10个优良油用种质,其平均全籽含油量达47.6%。【结论】乌桕全籽含油量主要受遗传特性影响,受地理位置和环境条件影响较小。千粒质量、梓油含量和皮油棕榈酸含量等性状受经纬度和海拔的影响显著,在进行原料林建设选址时要考虑这些因素。选育优良油用种质时,可采用千粒质量为初步筛选指标。筛选出的优良油用种质,可作为高油遗传资源育种材料。

盐胁迫下乌桕无性系叶片的比较蛋白组学研究

为探讨乌桕(Triadica sebifera)蛋白水平响应盐胁迫的分子机制,研究选取盐敏感型无性系(SS18)和盐耐受型无性系(ST21),采用0.4%NaCl浇灌模拟盐胁迫,利用同位素标记相对和绝对定量(iTRAQ)技术对胁迫不同时期(0、24、72 h)叶片蛋白进行定量。在SS18和ST21中分别鉴定出显著差异蛋白279、106种。盐胁迫条件下2个无性系中共同存在4种(过氧化氢酶、延伸因子-1α、含H+-ATPase_c结构域的蛋白和硫氧还蛋白)显著上调表达蛋白,推测其可能是乌桕耐盐响应的重要潜在靶标蛋白。通路富集分析发现乌桕叶片响应盐胁迫的差异蛋白主要与光合作用、糖类代谢、氨基酸代谢、脂肪酸代谢途径有关。蛋白-蛋白互作网络发现SS18中分别存在5个(24 h)和3个(72 h)参与糖分解及能量代谢的核心蛋白;而ST21中存在5个(24 h)和4个(72 h)参与碳代谢、光合固碳、光合作用代谢及与叶绿素a-b结合相关的核心蛋白。ST21叶片通过提高糖类、氨基酸及脂肪酸代谢途径,并积累大量可溶性糖、氨基酸和有机酸等小分子可溶性物质,这可能是其参与盐胁迫响应的重要方面。

优质山乌桕蜂蜜生产及其成分分析

【目的】山乌桕(Triadica cochinchinensis)是江西省最主要蜜源植物之一。山乌桕蜂蜜在江西省年产量最多,但由于目前生产的山乌桕蜂蜜含水量高,易发酵变质,且容易出现结晶分层现象,导致山乌桕蜂蜜售价较低,甚至滞销。研究拟从养蜂生产源头上,通过饲养多箱体强群生产优质山乌桕蜂蜜,同时分析山乌桕蜂蜜成分,旨在提高山乌桕蜂蜜的质量和销量。【方法】在山乌桕流蜜期,以西方蜜蜂(Apis mellifera)为试验材料,利用智能蜂箱饲养两箱体和多箱体蜂群,记录蜂群日均增重、温度和相对湿度,统计两箱体和多箱体蜂群的山乌桕蜂蜜总产量、波美度和含水量;测定于两箱体和多箱体蜂群取的24 h水蜜、正在封盖蜂蜜和封盖大于15 d蜂蜜3个不同成熟度的山乌桕蜂蜜基本成分;对山乌桕蜂蜜、油菜蜂蜜、枣花蜂蜜等10种蜂蜜进行基本成分测定;对山乌桕蜂蜜、洋槐蜂蜜、荆条蜂蜜等12种蜂蜜进行非靶向代谢组学分析。【结果】多箱体蜂群日均增重显著高于两箱体蜂群(P<0.05),但两者的日均温度、相对湿度都无显著差异(P>0.05);多箱体蜂群的蜂蜜群产量比两箱体蜂群提高160%(P<0.05),但两者的蜂蜜波美度和含水量均无显著差异(P<0.05);随着山乌桕蜂蜜成熟度增加,蜂蜜中果糖和葡萄糖含量、色值、Zn含量逐渐增加,而含水量逐渐减少,且都存在显著差异(P<0.05);山乌桕蜂蜜中矿物质Fe、Zn含量显著高于其他9种蜂蜜(P<0.05),但山乌桕蜂蜜的淀粉酶活性和酸度都偏低;通过非靶向代谢组学分析得到的PLS-DA模型可以有效区分山乌桕蜂蜜和其他11种蜂蜜;通过差异代谢物筛选鉴定分析-MS/MS总共鉴定到207种化合物,在山乌桕蜂蜜中显著上调的差异代谢物有组氨酸、苏氨酸、天冬氨酸、3,4-亚甲二氧基甲基苯丙胺、维生素H3、月桂酸、芳樟醇、磷酸胆碱、天冬酰胺、果糖-1-磷酸等。【结论】饲养多箱体强群可以显著提高山乌桕蜂蜜产量;成熟度越高,山乌桕蜂蜜品质越好;山乌桕蜂蜜富含矿物质Fe、Zn;PLS-DA模型可以有效区分山乌桕蜂蜜和其他11种蜂蜜。研究结果为优质山乌桕蜂蜜生产和消费提供技术支撑。

石灰岩特有植物圆叶乌桕土壤与叶片化学元素含量特征

对石灰岩特有植物圆叶乌桕与同属的乌桕、山乌桕叶片及其生长地土壤化学元素进行测定,比较三者化学成分特征,分析了圆叶乌桕在广东石灰岩地区的环境适应特点。结果表明:圆叶乌桕生长地的有机质、全N及全P含量均高于乌桕、山乌桕生长地,N素和P素有效率较低,速效N仅占全N含量的6.88%,速效P仅占全P的4.77%,全K含量偏低,但圆叶乌桕生长地速效K含量(151.8 mg.kg-1)达到土壤速效K含量对应的适量K(125～155 mg.kg-1)水平等级,属适量K型土壤,交换性Ca及交换性Mg含量均高于乌桕、山乌桕生长地,微量元素含量排序为Mn>Pb>Cr>Zn>Ni>Fe>Cd>Cu,全Pb、全Zn及全Cu含量均未超过国家规定的3级标准。圆叶乌桕叶片Ca含量(25.24 g.kg–1)、Cd含量(0.45 mg.kg-1)高于乌桕、山乌桕。土壤中植物营养元素含量较低的元素如K、Fe和Cu在圆叶乌桕叶片中的生物吸收系数较高,而土壤中含量较高的元素如N、Ca、P、Mg、Mn和Zn在其叶片中生物吸收系数较低。在高温干旱的胁迫下,圆叶乌桕叶片会吸收一定量的Ca,提高抗逆性。圆叶乌桕的化学元素特征反映了它对石灰岩生境的适应性较强。

石漠化树种圆叶乌桕对干旱胁迫的生理响应

【目的】探讨圆叶乌桕Triadica rotundifolia幼苗对干旱胁迫的生理响应机制,为深入研究圆叶乌桕的抗旱性能提供基础依据,并为石漠化地区植被恢复及造林树种选择提供理论支持。【方法】以2年生圆叶乌桕幼苗为试材,通过盆栽试验连续监测其在干旱胁迫下叶片各项生理指标的动态变化。【结果】随着干旱胁迫的加剧,圆叶乌桕幼苗叶片相对电导率和游离脯氨酸含量显著上升,干旱末期分别达到峰值37.42%和197.18μg·g-1;超氧化物歧化酶(SOD)总活性、丙二醛含量和可溶性蛋白含量均呈现先升后降的趋势,分别在干旱第18、21和21天达到峰值159.19 U、31.89 nmol·g-1和2.31 mg·g-1。【结论】在不同干旱胁迫时期圆叶乌桕的生理响应机制不同,在轻度与中度干旱时期,体内抗氧化防御系统的积极防御与渗透调节能力的提高协同作用,以增强抗旱能力,在重度干旱时期,主要以渗透调节为主。总体而言,圆叶乌桕幼苗具有一定的耐旱潜能,是石漠化地区生态恢复的理想树种。

3种乌桕属植物根化学成分的GC-MS分析

采用气相色谱-质谱联法(GC-MS)分析圆叶乌桕、乌桕和山乌桕根的化学成分,结果表明:三者根的化学成分差异较大,圆叶乌桕中化学成分多样性相对较高,富含萜烯类化合物;乌桕以吡喃环类化合物为主;而山乌桕中β-谷甾醇的含量较高.三者根的化学成分差异与其生长基质和环境适应性密切相关.

干旱胁迫对圆叶乌桕和毛果巴豆幼苗生长、形态和生理特性的影响

【目的】为华南石灰岩地区植被恢复的树种选择及人工造林提供理论依据.【方法】应用温室盆栽生长法,通过不同浇水频度控制干旱条件,并用常规方法测定各项指标.【结果和结论】在干旱胁迫条件下,圆叶乌桕Triadica rotundifolia和毛果巴豆Croton lachnocarpus的苗高净生长量分别比对照减少2%-5%和8%-10%,基径净生长量增加17%-35%和10%-30%;随着干旱胁迫的加剧,2种植物幼苗的地上部和地下部生物量、根冠比均呈现下降趋势.生理检测结果表明,圆叶乌桕苗木的可溶性蛋白含量、过氧化物酶（POD）活性、超氧化物歧化酶（SOD）活性和丙二醛（MDA）含量均低于毛果巴豆;2种植物苗木的可溶性蛋白含量和POD活性对干旱胁迫的响应比较敏感,但SOD活性和MDA含量对干旱胁迫的响应变化不明显.茎部解剖结构比较结果表明,2种植物在茎部皮层、韧皮部、木质部和髓部比例存在较大的差异,干旱胁迫会导致其木质部与髓部厚度比值增加,反映了2个树种可通过增加木质部与髓部结构来适应干旱胁迫.模糊隶属函数值分析结果表明,无论是轻度干旱,还是中度和重度干旱,圆叶乌桕的耐旱能力均强于毛果巴豆,其生理指标和茎部结构对干旱胁迫响应的不同反映了其耐干旱胁迫机制存在差异。

清新和阳山县圆叶乌桕群落物种多样性和优势种群动态探讨

为了解亚热带地区石灰岩山地圆叶乌桕(Triadica rotundifolia)群落的变化规律,应用样方调查法,对广东省清新县和阳山县两片石灰岩山区圆叶乌桕群落的物种多样性及其种群动态进行了研究。结果表明,在两个总面积为4800 m2的样方中,共有维管植物140种,隶属于65科118属。群落均以大戟科、茜草科、芸香科、桑科和木犀科为优势科;其种子植物属的分布区类型以热带分布型为主,占总属数的79.6%,温带分布型属占18.3%。除草本层均匀度外,清新群落的各层丰富度、多样性指数和均匀度指数均比阳山群落的高。清新的圆叶乌桕种群缺乏小苗,为不稳定种群;而阳山的圆叶乌桕种群相对年轻,为稳定种群。随着群落的演替发展,群落中圆叶乌桕的优势地位终将被其它耐荫型树种所取代。

接种光合菌和菌根菌对圆叶乌桕幼苗生长的影响

本文研究了可促进圆叶乌桕生长的共生细菌或真菌及其共生效应,为华南石灰岩地区乡土树种壮苗培育提供理论科学依据。采用盆栽试验法,以不施菌为对照组(CK),比较研究光合菌(Rubrivivax gelatinosus,RG)2个稀释浓度(RG50,RG100)和2种AM菌根菌[疣状无梗囊霉Acaulospora tuberculata(AT),摩西球囊霉Glomus mosseae(GM)]及其混合菌剂(Mix)对圆叶乌桕幼苗菌根侵染率、生长及根系性状等方面的影响。结果表明,施用光合菌可显著提高圆叶乌桕幼苗生长及生物量,以RG50对幼苗的促进效果最佳;接种菌根菌也可提高圆叶乌桕幼苗生长及生物量积累,但与对照组的差异未达到显著性。光合菌比菌根菌能更大比例地提高地上部生物量和叶绿素a含量。综上分析可知,不同菌剂促进圆叶乌桕幼苗生长效果从大到小排序为:RG50>RG100>AT>Mix>GM>CK;2种菌根菌AT和GM均能促进宿主植物生长,但对促进圆叶乌桕生长的促进作用不强。

石灰岩特有植物圆叶乌桕叶表皮形态特征及其生态适应性研究

采用扫描电子显微镜和光学显微镜,对石灰岩特有植物圆叶乌桕与同属的乌桕、山乌桕的叶表皮微形态进行观察,比较3个种的叶表皮形态特征,分析圆叶乌桕在石灰岩地区生长的环境适应特点。结果表明:圆叶乌桕叶下表皮细胞小且呈无规则型,细胞排列紧密;气孔集中分布于下表皮,气孔密度和气孔指数相对最小;气孔类型是无规则型,无副卫细胞;圆叶乌桕上下叶表皮有厚角质层和蜡质层,蜡被呈片状和网状。圆叶乌桕的叶表皮微形态特征反映了它对石灰岩生境的适应性较强。

UV-B辐射增强和氮沉降对不同种源地乌桕叶绿素荧光参数的影响

以来源于入侵地美国和中国本地的乌桕(Triadica sebifera)为研究对象,通过模拟UV-B辐射增强、氮沉降加剧,研究两者对不同种源地乌桕种群叶绿素荧光参数的影响。结果表明,UV-B辐射和氮沉降在乌桕株高方面存在显著交互作用,UV-B辐射和种源在F_v/F_m方面存在显著交互作用;UV-B辐射显著增加乌桕SPAD;氮沉降显著增加乌桕SPAD,降低Y(Ⅱ)、ETR_(max);氮沉降能减缓UV-B辐射对乌桕株高生长的胁迫作用;来源于入侵地美国的乌桕种群相比于中国本地乌桕种群,具有较高的实际光能转化效率和株高生长速度,较低的SPAD,并对UV-B辐射胁迫更敏感。

乌桕在美国的引种适应性综述

约200年前乌桕被引入美国后,迅速适应并入侵美国南部地区。本文对乌桕在美国的分布、进化特性和研究概况进行了综述。与中国原产地乌桕种群相比,美国乌桕纬度分布范围和中国相似,生长速度快,繁殖能力强,抗逆性强,表现出很强的竞争能力。美国对乌桕的科研更多地关注在入侵机理和生物修复方面,乌桕成功入侵美国可能是由于资源在防御和生长发育之间的权衡。

美国乌桕家系苗期变异和初步选择

为了丰富我国乌桕遗传资源,选育乌桕新品种,从美国7个州采集18个乌桕家系种子在武汉市九峰试验林场开展苗期观测试验,初步筛选出了2个优良家系。结果表明:美国乌桕种子样品中有86.7%的家系属于中粒乌桕,55.6%的家系其种子含油率达到40.0%,整体品质较好;美国乌桕家系并没有表现出比我国良种家系更强的繁殖能力和更快的生长速度;美国乌桕不同家系1年生苗木的高径生长和高径比间的差异均达到极显著水平,各家系的苗高、地径和高径比的变异系数最高分别达到了37.33%、38.38%和28.62%,家系间存在着丰富的变异,引进家系的良种选育空间大。

土壤微生物对不同种源乌桕生长的影响

【背景】土壤微生物对植物成功入侵具有重要影响,研究中国本地土壤微生物对美国入侵种乌桕的净生长效应有利于进一步理解乌桕成功入侵的机理。【方法】以本地和入侵2个种源多个种群的乌桕为试验材料,通过对土壤进行灭菌处理,研究土壤微生物对不同种源乌桕幼苗生长的影响。【结果】土壤微生物对入侵种乌桕具有正效应,与本地种相比,入侵种乌桕幼苗总生物量、相对生长速度、根冠比以及总叶面积、叶面积比、比叶面积等生物学指标在新鲜土壤中均表现出明显优势。种源和土壤处理间存在交互效应的指标显示土壤微生物去除对入侵种乌桕的抑制作用更为明显。这一结果与土壤自然天敌逃逸假说相背,入侵种乌桕在一定程度上具有较本地种更强的土壤微生物利用能力,在非根际土壤微生物的作用下入侵种乌桕具有较强的生长能力和明显的竞争优势。【结论与意义】本研究证实土壤微生物可能对乌桕成功入侵具有不可忽略的作用。由于该试验在乌桕起源地进行,结合在乌桕入侵地进行的研究有助于进一步分析土壤微生物对入侵的贡献作用;研究土壤微生物与入侵植物的互作关系有助于对入侵物种进行准确预测和有效控制,减少生物入侵对生态系统功能的破坏。

4个乌桕新品种对NaCl胁迫的生理响应及耐盐性评价

研究乌桕新品种对盐胁迫的生理响应及耐盐性评价,对选育适宜盐碱地区推广应用的品种具有理论意义和实际价值。以4个乌桕新品种‘海滨绯红’、‘海滨晚霞’、‘海滨紫晶’和‘海滨梦幻’二年生嫁接苗为材料,采用盆栽方法,设置不同浓度的NaCl(分别为0、0.2%、0.4%和0.6%)处理模拟自然环境中的盐胁迫环境,研究4个乌桕新品种在NaCl胁迫下的植株生长量、存活率、细胞膜透性、叶绿素含量和光合参数等指标的变化,分析4个乌桕新品种耐受盐胁迫的能力,并进行综合评价。结果表明:随着盐胁迫浓度升高,4个乌桕新品种生长量逐渐降低,其中以‘海滨紫晶’降幅最小;4个新品种苗木成活率均逐渐降低,其中‘海滨紫晶’成活率最高;4个新品种叶片的净光合速率(P_(n))、气孔导度(G_(s))、胞间二氧化碳浓度(C_(i))、蒸腾速率(T_(r))和叶绿素含量均随着盐浓度的升高而降低,其中‘海滨紫晶’降幅最小,而‘海滨晚霞’最大;而叶片细胞膜透性相反,4个新品种叶片膜透性均随着盐浓度的升高而升高,其中‘海滨晚霞’升幅最大,达到217.39%,而‘海滨紫晶’的升幅最小,为115.23%。经因子分析和隶属函数分析,4个乌桕新品种的耐盐性存在明显差异,其耐盐强弱顺序依次为:‘海滨紫晶’>‘海滨绯红’>‘海滨梦幻’>‘海滨晚霞’。

适合园林应用的三种乌桕属乡土观赏植物

乌桕属植物在我国分布广泛,具有较高的经济价值和观赏价值。文章从形态特征、分布、习性、繁殖、观赏价值、应用特点等方面,介绍了适合在园林中推广应用的乌桕属三种植物。

2种石灰岩特有植物的特性及园林应用

圆叶乌桕(Triadica rotundifolia)和报春苣苔(Primulina tabacum)是石灰岩特有植物,具有较高的学术、观赏和经济价值。文章从形态特征、分布、生态习性及繁殖等方面对圆叶乌桕和报春苣苔进行介绍,并阐述其园林观赏及应用价值。