Patterns and drivers of plant sexual systems in the dry-hot valley region of southwestern China

Sexual systems play important roles in angiosperm evolution and exhibit substantial variations among different floras. Thus, studying their evolution in a whole flora is crucial for understanding the formation and maintenance of plant biodiversity and predicting its responses to environmental change. In this study, we determined the patterns of plant sexual systems and their associations with geographic elements and various life-history traits in dry-hot valley region of southwestern China, an extremely vulnerable ecosystem. Of the 3166 angiosperm species recorded in this area, 74.5% were hermaphroditic,13.5% were monoecious and 12% were dioecious, showing a high incidence of diclinous species. Diclinous species were strongly associated with tropical elements, whereas hermaphroditic species were strongly associated with temperate and cosmopolitan elements. We also found that hermaphroditism was strongly associated with showy floral displays, specialist entomophily, dry fruits and herbaceous plants.Dioecy was strongly associated with inconspicuous, pale-colored flowers, generalist entomophily, fleshy fruits, and woody plants, whereas monoecy was strongly associated with inconspicuous, pale-colored flowers, anemophily, dry fruits, and herbaceous plants. In addition, hermaphroditic species with generalist entomophily tended to flower in the dry season, whereas diclinous species with specialist entomophily tended to flower in the rainy season. However, independent of sexual systems, plants that produce dry fruits tended to flower in the rainy season and set fruits in the dry season, but the opposite pattern was found for fleshy fruit-producing plants. Our results suggest that in the dry-hot valleys, plant sexual systems are associated with geographic elements as well as various life-history traits that are sensitive to environmental change.

枝条角度对中国沙棘水碳代谢和生长结实的影响

[目的]研究中国沙棘不同角度枝条的水碳代谢与生长结实的关系,深入了解枝条角度对生长结实的影响及其生理机制,为沙棘的高效栽培技术措施的制定提供理论依据。[方法]本研究选择中国沙棘0°、45°、90°、135°4种角度枝条作为研究对象,比较其水势和水分输导能力、光合作用、非结构性碳水化合物、营养生长和花芽分化情况、结实性状以及果实营养成分上的差异,并进一步分析不同角度枝条的水碳代谢和生长结实之间的相互关系。[结果]0°~90°枝条的7月水势无显著差异,135°枝条7月凌晨和正午水势显著低于其它角度。随着枝条角度的增加,7月和9月的枝条PLC均呈升高趋势,枝条叶面积比导水率和茎面积比导水率呈降低趋势。0°~90°枝条的净光合速率差异不显著,135°枝条净光合速率显著低于其它角度。7月枝条NSC含量无显著差异,9月枝条木质部NSC含量呈先升后降的趋势,韧皮部NSC含量随枝条角度的增大而降低。随着枝条角度的增大,叶面积和新梢生长情况均呈降低趋势,比叶重、新梢总数、花芽占比、花芽纵横径、果实纵横经和百果质量、10 cm结果数和总黄酮含量均呈先升后降的趋势,在45°和90°达到较高水平。[结论]随着枝条角度的增加,干旱时期的水分状况变差,枝条营养生长变弱,NSC储藏、花芽分化、结实性状在45°~90°达到较高水平,因此在生产上利用45°~90°枝条结实可以提高中国沙棘产量。

冀北山地不同坡向白桦枝叶异速生长关系研究

当年生小枝作为植物生长的独立构件单元,研究其大小关系对于理解植物生存适应策略具有重要意义。以冀北山地不同坡向白桦枝叶为研究对象,测定小枝的茎干质量、叶片干质量、叶片面积、叶柄干质量以及小枝干质量,分析不同坡向白桦枝叶生长关系,揭示白桦枝叶生长对坡向的生态策略和适应性。结果表明:(1)除茎干质量外,其余干质量皆显示为半阳坡显著大于阴坡,叶片面积在坡向间无显著差异。(2)标准化主轴回归分析(SMA)表明,在小枝水平上,不同坡向间茎干质量与小枝干质量、总叶片干质量与小枝干质量、总叶片面积与小枝干质量均为等速关系,而总叶柄干质量与小枝干质量为异速关系;且茎干质量与小枝干质量、总叶柄干质量与小枝干质量的共同斜率1.12和1.22大于总叶片干质量与小枝干质量的共同斜率1.04。(3)在叶水平上,阴坡和半阳坡总叶片干质量与总叶柄干质量为异速关系,在半阴坡为等速关系;总叶片面积与总叶柄干质量在阴坡为等速关系,其余坡向为异速关系。(4)每个坡向叶大小与出叶强度呈负等速关系;叶大小以叶干质量表示时,阴坡异速生长常数-0.18为最小;叶大小以叶面积表示时,半阳坡异速生长常数2.01为最小。结果表明,白桦为适应坡向的变化,会优先将资源分配给茎和叶柄,且阴坡白桦小枝上会着生更多面积大而干质量小的叶片,以扩展其生长空间,获得更多的光照,利于白桦的生长。

Meta分析丛枝菌根真菌对草莓生长与果实特性的影响

丛枝菌根(Arbuscular mycorrhizal,AM)真菌通常具有促进植物生长,提高植物抗逆性的功能。然而AM真菌是否无论草莓生境如何,都一致性地调控草莓表型和果实特性仍未明确。本研究利用荟萃分析(Meta-analysis)方法,整合分析了AM真菌对草莓植株干重、根系结构、氮(N)和磷(P)含量、果实产量及特性的影响。结果表明,AM真菌能够显著增加草莓植株地上部和根部干重,促进草莓根系伸长和根表面积增加,调整草莓根系结构;显著增加了草莓植株地上部和根部N、P含量。其中摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae)能够促进草莓N、P吸收,增加植株生物量。AM真菌不仅提高草莓的果实数量和总产量,还能够促进果实中总花青素、总酚、黄酮类物质和抗坏血酸的积累,从而提高果实的抗氧化特性,而总可溶性固体(TSS)、可滴定酸度(TA)和TSS/TA比值未受到显著影响。本研究表明,AM真菌有利于促进草莓植株生长和果实增产,并且能够提高果实中抗氧化物质的含量,具有应用到草莓绿色生产中的潜力。

减施化肥配施EM菌剂对厚皮甜瓜生长及果实性状的影响

为探讨减施化肥配施EM菌剂对厚皮甜瓜生长和果实性状的影响,以常规施肥(每667 m^(2)施用复合肥50 kg、有机肥500 kg、硫酸钾20 kg、钙镁磷肥20 kg)为对照,设置EM菌剂替代化肥方案(每667 m^(2)施用EM菌剂20 L,复合肥30 kg,有机肥500 kg,硫酸钾20 kg,钙镁磷肥20 kg),比较分析减施化肥配施EM菌剂对不同厚皮甜瓜品种生长发育、果实性状及品质的影响。结果表明:施用EM菌后桂蜜12号最大株高、茎粗、叶片SPAD值分别为215.00 cm、9.93 mm、39.17,均显著高于对照;果实性状除腔长(11.38 cm)、腔宽(6.74 cm)比对照显著减少外,单瓜质量、产量、果肉硬度、果长、果宽、果肉厚、果脐肉厚和可溶性固形物含量均显著高于对照。施用EM菌后北甜1号株高、茎粗均大于对照,但不同时期差异性不同;最大株高、茎粗、叶片SPAD值和叶面积分别为193.67 cm、10.44 mm、37.62、990.38 cm^(2),与对照均无显著差异,果肉硬度、果长、果宽、中心可溶性固形物均比对照显著增加,而腔长、腔宽均比对照显著减少。综上,EM菌剂部分替代化肥方案能促进厚皮甜瓜植株生长、产量提高与品质改善,但对不同甜瓜品种的影响效果有所不同,对桂蜜12号甜瓜的促进作用更明显。

植物生长调节剂与营养素对油茶产量及果实性状的影响

【目的】探明不同生长调节剂与营养素对油茶产量及果实性状的影响,为减少油茶落果率及提高油茶产量提供科学支撑。【方法】以8年生油茶品种长林4号为研究对象,以喷施清水为对照,研究喷施6种不同营养素(ABT活力素、双吉尔-GGR6、高美施和保果素)或植物生长调节剂(芸苔素和爱多收)对油茶坐果率、保果率、产量和果实性状的影响。【结果】喷施营养素或植物生长调节剂对油茶的坐果率、保果率、果实性状和产量有一定影响。与清水(对照)相比,喷施高美施油茶坐果率提高15.4%,差异显著(P<0.05);喷施保果素油茶末期保果率提高41.44%,单株产量提高42.6%,单果籽粒重增长23.03%,出籽率提高21.1%,差异均达显著水平(P<0.05)。【结论】在ABT活力素、双吉尔-GGR6、高美施、芸苔素、爱多收和保果素6种营养元素或植物生长调节剂中,生长期叶面喷施保果素能显著提高油茶保果率、产量、出籽率,保果素适宜在油茶生产中推广应用。

东北高寒地区3个品系钙果生长及品质研究

为研究钙果在东北高寒地区的栽培表现,分别对引进的3个品系钙果生长性状和果实营养成分等指标进行综合分析。结果表明,各品系在栽培后的生长性状存在差异,钙果4号株高、地径以及生长量明显优于其他2个品系。虽然钙果4号、6号品种总糖含量相同,但6号品种蛋白质、钙、钾含量也相对较高,总酸含量明显低于其他品种,所以钙果6号为更适宜鲜食品种。3个品系钙果均有在东北高寒地区推广栽培的潜质,但钙果4号为东北高寒地区最适栽培品种。该研究为今后推广栽培及钙果深加工等方面研究提供技术参考。

核桃果实生长发育动态及经济性状研究

为明确‘香玲’和‘西林3号’核桃果实的生长发育规律,本研究通过测定果实生长发育过程中青果重、青果三径、鲜果重、干果重、干果三径、仁重、出仁率、含水率和含油率等经济指标动态变化特征,并分析各指标之间的相关性。结果表明,随着果实的生长发育,青果重、鲜果重、干果重、仁重和含油率总体呈增加趋势,‘西林3号’的果实大小、果重均大于‘香玲’。相关性分析显示,干果重与仁重、出仁率、含油率呈极显著正相关关系;果形指数与纵径呈显著正相关;壳厚与鲜果重、干果重呈显著正相关;表明干果重越大,仁重、出仁率越高。

不同品种甜樱桃生物和经济学性状综合评价

以6年生甜樱桃品种为试材,研究‘先锋’‘、萨米脱’‘、拉宾斯’‘、美早’‘、明珠’‘、佳红’‘、状元红’等7个甜樱桃品种在新疆北疆地区的生长结果特性、果实经济性状、物候期等种植表现。结果表明,不同品种的栽培表现不同,其中果实品质以‘美早’表现为最好,单株产量和丰产性以‘萨米脱’表现最佳,综合得出‘美早’‘、萨米脱’‘、拉宾斯’‘、明珠’在果形、色泽、单果重、内在品质和产量等性状方面综合表现突出,可作为当地的主栽品种进行设施内适量发展。

38个无花果品种的初步引种评价研究

2020年2月,从山东、江苏和河北等地引进38个无花果Ficus carica品种,在浙江省金华市武义县进行栽培试验,2021年3—11月,对各品种的物候期、生长势和果实性状等进行观测与评价。结果表明,38个品种的成活率均为100%;除‘云白’未见结果外,其余37个品种均能正常结果;果实成熟期较早的品种为‘红颜’‘格莱斯’等11个品种,在7月中、下旬开始成熟,果实成熟较迟的品种为‘BNR’‘BBR’等9个品种,在8月下旬开始成熟;根据口感、含糖量、单株产量、单果质量、果皮色泽和长势6个指标综合评价,发现‘美丽亚’‘玛斯仪陶芬’‘沙拉’‘波姬红’‘BNR’‘红颜’‘早黄’‘BBR’‘B110’‘安金’‘格莱斯’‘金傲芬’‘B1011’‘青花’‘绿抗1号’‘黑山’16个品种的综合性状较优,适合在浙江地区推广应用。

岷江源区两种优势针叶树当年生小枝性状与生物量分配随海拔的分异规律

当年生小枝具有较少的次生组织,同时是植物分支系统中最具活力的部分,木本植物当年生小枝性状与生物量分配的海拔变化是理解物种对不同生境适应策略的重要内容。通过分析青藏高原东缘岷江源区两种优势亚高山针叶乔木(紫果云杉和岷江冷杉)当年生小枝性状(茎长、茎粗、比茎长)与不同部位器官(茎、叶)的生物量随天然生境的海拔(3500—3550 m、3650—3700 m和3800—3850 m)变化,尝试揭示两物种当年生小枝在不同海拔下的生物量权衡及其生长策略。结果表明:(1)不同海拔下茎生物量种间差异大于种内差异,3650—3700 m处的茎生物量变异最大(128.4%)。(2)云杉的茎生物量、总叶生物量与海拔间存在显著的负相关关系(P<0.05),比茎长与海拔呈显著正相关(P<0.05);冷杉的总叶生物量与海拔间为显著负相关关系(P<0.05)。(3)随着海拔的升高,云杉茎生物量分配比逐渐从33.0%降低到27.0%;而冷杉的茎生物量分配比则从23.0%渐增至28.0%。(4)3500—3550 m和3650—3700 m两处的云杉茎生物量与总叶生物量、茎长与茎粗呈异速生长关系;3500—3550 m、3650—3700 m和3800—3850 m三处的冷杉茎生物量与总叶生物量、茎长与茎粗一直呈现异速生长关系。两种针叶树的茎生物量分配比及相关性状随海拔的变化差异表明冷杉更适应高海拔的胁迫环境。

微生态制剂改良土壤对凋萎病杨梅营养生长和果实品质的作用

凋萎病是近年来危害杨梅产业的主要病害,为研究微生态制剂对凋萎病杨梅营养生长和果实品质的影响,设置抗重茬微生态制剂、土壤调理剂、生物有机肥以及不同组合处理进行试验,常规管理为对照。结果表明,各处理均显著促进梢长、梢粗、叶长、叶宽,显著降低果实可滴定酸含量。其中抗重茬微生态制剂处理的梢长、梢粗和叶长分别比对照增加122.92%、19.80%和18.94%,果实可溶性固形物和总糖分别增加9.98%和19.04%,表现最优;生物有机肥处理的叶宽比对照增加15.99%,表现最优。土壤调理剂处理的果实可滴定酸含量比对照降低51.16%,为最低。综上所述,所有处理中单施用抗重茬微生态制剂的杨梅营养生长和果实品质最好,抗重茬微生态制剂值得在杨梅产业上大力推广用于改良凋萎病杨梅的营养生长和果实品质。

杨梅生长指标与果实品质间的相关性分析

为了明确成熟期不同品种杨梅(早鲜早色和东魁)的营养生长指标与果实外观、品质性状间的相互关系,在成熟采收期,分别对杨梅7个营养生长指标、10个果实外观性状和13个果实品质性状进行测定分析。结果表明,杨梅30个性状指标的变异系数范围为2. 546%～31. 021%,其中维生素C(Vc)含量、果实硬度(HN)和春梢长度(BL)的变异系数较大,分别为31. 021%、22. 092%和15. 245%。糖酸比(AS)与果实色度值L*、b*、C,叶片长度(LL)、宽度(LW)、厚度(LT)显著负相关,说明通过杨梅果实颜色可以预测AS,且在AS的形成过程中杨梅LL、LW和LT发挥了重要作用;叶绿素(Chl)相对含量、HN与杨梅果实多个外观品质、营养品质指标间呈显著正相关,表明在生产上可以通过提高Chl相对含量改善果实品质;杨梅BL与果实外观品质、营养品质等13个性状均为显著性负相关,证明杨梅结果枝以中短果枝为宜。本研究结果为利用营养生长指标进行优良品质性状的选择提供了一定的理论参考。

翠冠梨新梢与果实生长发育动态及相关性研究

定期测量六年生翠冠梨新梢的长度和果实纵径、横径,观察新梢与果实生长发育的动态。结果表明,新梢自4月2日开始生长,到6月5日停止生长,生长发育期为64d,生长期间出现两次生长高峰,分别在4月26日和5月6日。果实发育从4月2日坐果到7月20日果实成熟,生育期为109d。果实纵横径生长呈S型曲线;发育过程中出现3次生长高峰,即4月16日、5月6日和6月5日。新梢生长与果实发育关系密切,4月26日前,新梢与果实生长竞争养分激烈;4月26日到5月6日期间,新梢与果实生长竞争减弱;6月5日新梢停止生长后,果实膨大迅速并达到生长高峰。

金蜜梨新梢与果实生长动态及相关性分析

以七年生的金蜜梨(Pyrus pyrifolia Nakai‘Jinmi’)为研究对象,对其新梢与果实生长动态及相关性进行了分析。结果表明,金蜜梨新梢自3月21日开始生长,到5月20日停止生长,生长期61 d,生长期间出现两次生长高峰。金蜜梨果实4月初开始坐果,到7月下旬果实成熟停止生长,生育期110 d。果实纵、横径生长呈S形曲线,发育过程中出现3次生长高峰。新梢生长与果实发育关系密切,前期新梢与果实生长养分竞争激烈,中期新梢与果实生长竞争减弱,后期新梢停止生长后果实迅速膨大并到达生长高峰。

长白落叶松种子园亲本生长与结实性状综合评价

生长与结实性状是种子园亲本重要的评价标准,本研究以长白落叶松种子园58个亲本无性系为试验材料,对其生长与结实性状进行测定及分析。方差分析结果表明,除通直度、节间距、0和1.3 m树皮厚度外,各性状在无性系间均存在显著差异,其表型变异系数变化范围为8.05%~54.97%,重复力变化范围为0.102 3~0.744 2。高变异、高重复力有利于优良无性系选育。利用主成分分析将各性状分为4个主成分(Y1、Y2、Y3、Y4),不同无性系各主成分值差异较大。以生长与结实性状为评价指标,利用多性状综合评价法,以10%的入选率,L59、L56、L77、L90、L92和L87等6个选为优良无性系,其主成分Y1值均较大,树高、胸径和材积的平均遗传增益分别为15.43%、8.25%和29.73%。本研究可为长白落叶松无性系种子园优良亲本建园材料选择提供理论基础。

油茶果实内源激素变化与果实发育的关系

以油茶‘闽43’和‘闽60’为试材,研究油茶果实内源激素含量变化与果实发育的关系。结果表明,‘闽43’和‘闽60’果实生长曲线均属于单S型;果实中4种内源激素含量,在种子中总体上随果实发育呈下降趋势,在果皮中则呈先下降后上升的趋势。果皮和种子中激素总体水平均表现为脱落酸(ABA)含量最大,其次是吲哚乙酸(IAA),玉米素核苷(ZR)和赤霉素(GA3)含量相近,均处于较低水平;果皮中GA3含量与‘闽43’纵径呈极显著正相关,与‘闽60’纵径无显著性相关;种子中4种内源激素含量与果实横径、纵径、单果重和鲜籽重均呈极显著负相关,而果皮中4种内源激素含量与果实各表型性状间的相关性呈较大差异。

翠冠梨果实、新梢生长动态及相关性观察

以六年生的翠冠梨(Pyrus pyrifolia Nakai)为研究对象,观察了新梢生长与果实生长变化的动态。结果表明:新梢自4月初开始生长,6月初停止生长,发育期64 d,生长期间出现2次生长高峰。果实从4月初座果开始到7月中旬果实成熟,生育期109 d。果实纵横径生长呈S形生长曲线,发育过程中出现3次生长高峰。果实成熟时,横径为7.31 cm,纵径为6.63 cm,果形指数为0.92,果实近圆形,果表底色为绿色,有褐色锈斑,果心小,平均单果重230 g。新梢生长与果实发育关系密切,前期新梢与果实生长养分竞争激烈,中期新梢与果实生长竞争减弱,后期新梢停止生长后,果实膨大迅速并到达生长高峰。

喷施植物生长调节剂对平欧杂种榛光合特性和生长结实的影响

【目的】研究喷施不同浓度的植物生长调节剂,对平欧杂种榛的坐果率、生长量、光合特性、产量和果实品质的影响,为平欧杂种榛的高效栽培技术提供参考。【方法】用CIRAS-2光合仪活体测定系统,测定叶片光合参数;用SPAD-502叶绿素仪测定叶绿素含量;用卷尺、游标卡尺测定新梢长度和基径;用电子天平和游标卡尺测定榛子果实品质(单果重、果仁重、果实纵径和横径)。【结果】喷施150 mg/L的赤霉素坐果率达84.46%,较CK提高38.19%;新梢长度、基径与对照呈显著差异(P<0.05),新梢长度长与CK相比增加113.41%;新梢基径与CK相比增加39.04%。喷施200 mg/L的多效唑,坐果率比CK提高23.64%,单株产量最重达2.10 kg,比CK增加176.31%。喷施500 mg/L的细胞分裂素净光合速率显著高于其它处理,与CK相比提高56.67%;喷施GA3100 mg/L叶绿素SPAD值在果壳膨大期和果仁膨大期均高于其它处理,与对照呈显著差异性,在果壳膨大期高于对照11.95%,在果仁膨大期高于对照10.09%。【结论】花期喷施GA3150、PP333200和BA500 mg/L,能显著提高平欧杂种榛的坐果率、叶片的光合特性,同时对新梢长度和基经均有所促进,产量增加,适宜在平欧杂种榛高效栽培技术中应用。

‘金昱’梨新梢与果实生长发育动态研究

以6年生的‘金昱’梨(Pyrus pyrifolia Nakai‘Jinyu’)为研究对象,对其新梢与果实生长发育动态进行研究。结果表明:‘金昱’梨新梢自3月下旬开始生长,到6月下旬停止生长,新梢长度从2.08 cm增长到101.72 cm,生长期为92 d,生长期间出现1次生长高峰;果实从4月初开始坐果,到8月上旬果实成熟停止生长,生育期125 d,果实纵、横径生长呈S形曲线,发育过程中出现3次生长高峰,分别在4月20日、6月8日、7月6日;新梢生长与果实生长发育关系密切,前期新梢与果实生长养分竞争激烈,后期新梢停止生长后果实膨大迅速并到达生长高峰。