芸薹素与其他植物激素相互作用的研究进展

芸薹素是植物中发现的固醇类激素,对植物的生长和发育等起着非常重要的作用,而这些重要的生理功能通常又需要通过与其它植物激素的相互作用,主要对芸薹素与其他植物激素之间相互作用的研究进展进行了综述.

高羊茅与黑麦草混播种间相互作用对密度效应的响应

以人工草地生态系统为对象,分析在各生长发育阶段,随密度水平变化植物间正、负相互作用的转化,采用复合De Wit取代试验设计,研究了高羊茅与黑麦草生长前期、中期、后期,不同种植密度(低(32株/钵)、中(64株/钵)、高(128株/钵))水平上的叶片长和宽、根长、生物量及根冠比变化。结果表明:单播时,两种草叶片宽度在各个时期都受到密度制约;叶片长度、根长、干质量及根冠比在生长前、中期没有严格受密度效应制约,而后期均随密度增大而减小。混播的植株形态与生物量在后期显著高于单播方式,并且种植密度越大该现象出现越早,此外生物量随密度增加下降的程度也小于单播;中、后期混播根冠比显著小于单播。混播时正、负相互作用的表现依赖于生长时期和密度梯度,特别在生长后期,混播有助于该生态系统的稳定。同一时期内高密度使正作用削弱,但有利于正作用在较早时期产生。混播可能引起两个草种对潜在生态位的利用,出现生态位分化。因此,在生长后期,同一密度下混播草种间表现出正相互作用,而不同密度又表现出负相互作用,说明混播草坪生态系统比单播的草坪更加稳定。

广西沙生红树植物—土壤相互作用及群落演替的研究

1992年于广西北海大冠抄测定了开阔海岸沙生白骨壤群落土壤的机械组成、有机碳和腐殖质的含量,及红树群落的结构和生物量等。由向陆林带到向海林带,土壤的粉粒粘粒含量和有机质含量随着群落树高和生物量的下降而降低,植物在相当程度上决定了土壤的特征。木榄、红海榄只偶见于向陆林带,桐花树和秋茄可生长到中间林带。这种分带现象部分地取决于土壤的质地和有机质含量。在土壤的垂直剖面上,植物跟土壤间也存在与上述相似的关系。这些表明,先锋红树植物白骨壤与土壤的共同进化为后来种创造了适宜的生境。在此基础上,提出了广西沙生红树林演替的模式。

根系分泌物介导的植物-微生物相互作用

陆生植物所经历的一系列最复杂的化学、物理和生物相互作用是发生在根与其周围土壤环境(即根际)之间的.在特定环境下,植物通过根系的不同部位释放到根际环境中的有机物质的总和被称为根系分泌物,植物与土壤微生物之间的相互作用主要是由根系分泌物介导的.本文介绍了植物根系分泌物的主要成分、渗出方式,以及其介导的植物-微生物的正负相互作用,为未来开发和利用根系分泌物提高农作物的产量提供参考.

植物激素在稻瘟病菌-水稻病理系统中的作用

植物激素是植物产生的化学物质,用于调节植物发育、应激反应和防御的各个方面。最近的研究表明,病原真菌也可以产生植物激素或植物激素模拟分子,但对于这种真菌产生的植物激素分子在植物-真菌相互作用中的作用和调控机制的细节仍知之甚少。稻瘟病菌对全球粮食安全构成了巨大威胁。阐明稻瘟病菌致病性和水稻针对稻瘟病菌的防御机制,以便为开发新的病害控制策略以及培育抗性品种提供理论基础。过去研究已证明植物激素在调节水稻生长平衡和提高水稻的免疫力方面发挥着重要的作用。但近年来一些研究发现,稻瘟病菌进化出精细的方式来控制水稻植物激素的代谢,甚至在其入侵过程中直接产生和分泌植物激素。通过研究稻瘟病菌-水稻病理系统来展示植物激素是如何参与这种跨界交流的。

基于微流控的植物根部-微生物相互作用研究进展

基于微流控技术研究空间环境下植物的根-菌互作,有利于揭示植物-微生物稳态对空间环境效应的响应与适应机制。介绍了微流控技术中关于根-菌互作的成像技术,重点阐述了微流控技术针对不同栽培基质的成像以及对根际化学环境的操控/采样功能的优势,分析了芯片技术针对不同根系形态需求的研究,并对微流控技术在空间环境根-菌互作研究中的应用进行展望。

青藏高原高寒草甸地上植物功能群去除对土壤线虫群落的影响

土壤线虫对高寒草甸生态系统功能有重要的指示作用,植物功能群丧失对土壤线虫群落的影响尚不清楚。本研究在青藏高原东部的高寒草甸生态系统中设置对照、保留豆科、保留禾状草、保留非豆科杂类草和去除所有植物功能群5个处理的地上部植物功能群去除实验,以探究植物功能群损失对土壤线虫群落的影响。结果显示:(1)去除植物功能群地上部对植物根系生物量和土壤线虫总密度影响不显著。(2)去除植物功能群地上部对线虫不同营养类群相对丰度影响显著。保留豆科处理下,食细菌线虫相对丰度整体最高,而植物寄生线虫相对丰度最低;保留杂类草处理下,植物寄生线虫相对丰度整体最高,而食细菌线虫相对丰度最低。(3)非度量多维尺度分析(NMDS)结果表明,去除不同植物功能群会导致土壤线虫类群产生差异,对土壤线虫群落结构产生显著影响。

ABA对黑黄檀种子萌发的抑制作用以及其他植物激素对ABA的拮抗作用(英文)

以云南特有濒危树种黑黄檀（Dalbergia fusca）的种子为材料，研究了脱落酸（ABA）对种子萌发的抑制作用，以及种子萌发过程中吲哚乙酸（IAA）、赤霉酸（GA3）、6-苄基腺嘌呤（6-BA）和乙烯利对ABA的拮抗作用。黑黄檀种子萌发的适宜温度为30℃。交替光照（14h光照和10h黑暗）以及黑暗对种子萌发没有明显的影响。0．001～0．1mmol／LABA不影响种子的萌发率，但降低种子的萌发进程；1mmol／L和2．5mmol／LABA显著地抑制种子的萌发率和萌发进程。种子的萌发率不被0．0001～1mmol／IAA和GA3、0．0001～0．1mmol／L6-BA、以及0．001～10mmol／L乙烯利（乙烯供体）的影响。但被1mmol／L6-BA抑制。1mmol／LABA对种子萌发的抑制作用能被0．01-1mmol／L IAA、0．01～1mmol／LGA3、0．001～0．1mmol／L6-BA和0．1～10mmol／L乙烯利所拮抗，而且这种拮抗作用与植物激素的类型和浓度有关。0．0lmmol／L6-BA和0．1mmol／L乙烯利对1mmol／LABA抑制作用的拮抗不能被添加0．001mmol／L IAA或者0．001mmol／L GA3加成。但0．1mmol／L乙烯利对1mmol／L ABA抑制作用的拮抗能够被添加0．01mmol／L6-BA或者0．1mmol／L6-BA加成，导致更高的萌发率和幼苗生长。

接种嗜水气单胞菌对水稻降解毒死蜱的影响及作用机制

从受毒死蜱污染的禾本科植物水稻Oryza sativa L.中分离出一株具有毒死蜱降解活性的内生细菌ST6,经16S rRNA鉴定为嗜水气单胞菌Aeromonas hydrophila。用绿色荧光蛋白基因(gfp)标记后得到标记菌株ST6-gfp,该菌株能成功定殖到水稻植株中,通过平板回收试验得出ST6-gfp在水稻根部数量为7.0~7.2 log CFU/g,在茎叶中数量为4.9~5.1 log CFU/g。通过室内盆栽试验探究了该内生细菌定殖水稻后对毒死蜱降解的影响,并初步解析了作用机制。结果表明,内生菌的定殖可显著降低水稻植株中的毒死蜱含量并促进植株生长,与未接菌植株相比,接菌植株中的毒死蜱含量降低了58.3%,株高、鲜重和叶绿素含量分别增加了38.9%、69.5%和41.5%。在毒死蜱胁迫下,ST6-gfp定殖增强了水稻氧化还原酶系和解毒酶系的活力,其中,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)、过氧化氢酶(CAT)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)酶活性分别提升了1.1、1.3、1.2、1.8、1.22和1.7倍;细胞色素P450(CYP450)及谷胱甘肽-S-转移酶(GST)解毒酶活性上调了1.5~1.7倍;此外,接菌水稻丙二醛(MDA)的含量与未接菌的水稻相比降低了46.9%。研究结果表明,该菌株可良好地定殖在水稻体内,并可通过提高水稻抗氧化酶和解毒酶的活性加速水稻中毒死蜱的降解,进而减轻毒死蜱对水稻造成的胁迫损伤,提高对毒死蜱的耐受性。

大沙鼠掘洞对准噶尔荒漠植物群落的小尺度影响

通过比较大沙鼠洞区和对照区植物种类组成、盖度和密度的差异,研究了大沙鼠掘洞对准噶尔荒漠植物群落物种组成和植被结构的小尺度影响。使用Mann-Whitney U检验表明,洞区植物种数(n=6.47)显著高于对照区(n=4.32)(z=5.55,p<0.01);洞区半灌木种数(n=0.89)显著低于对照区(n=1.21)(z=2.70,p<0.01)。由于大沙鼠的采食,建群种盐生假木贼(Anabasis salsa)在洞群区的出现频率,密度以及高度均显著低于对照区;洞区草本植物种数(n=5.55)显著高于对照区(n=3.11)(z=6.65,p<0.01)。3种多年生草本植物在洞区的密度均显著高于其在对照区的密度。在大沙鼠洞区,由于废弃的鼠洞入口塌陷而形成的坑洼中沉积的疏松粗质沙土促进了沙生针茅(Stipa glareosa)和细叶鸢尾(Iris tenuifolia)的生长发育。8种一年生植物中,盐生草(Halogeton glomeratus)、对叶盐蓬(Girgensohnia oppositiflora)、小车前(Plantagominuta)、鹤虱(Lappula semiglabra)和黄芪(Astragalussp.)的出现频率和密度在洞区均显著增加。尽管受到大沙鼠的采食,盐生草在洞区的出现频率和密度不仅没有减小,反而显著增加。这可能是由于大沙鼠对土壤的扰动,在洞区形成的裸地促进了盐生草等一年生植物的生长发育。

根瘤菌与豆科植物之间的“分子对话”

根瘤菌是一类格兰氏阴性好气的异养型土壤细菌,它们能侵染豆科植物形成一种特殊的结构—根瘤,将大气中的氮气转化为植物可以直接利用的氨,即共生固氮作用。其在农业上的潜在应用价值推动了全世界范周内的科学家进行了一个多世纪的持续研究。目前,根瘤菌与豆种植物共生固氮体系是所有微生物与植物相互作用中了解得最为清楚的一个系统。 宿主专一性(host specificity)是这一共生固氦体系的一个非常重要的特征,即每一种根瘤菌(或菌株)都有一定的宿主范围,只能在一定数量的豆科植物上结瘤。研究表明,在共生体系形成的过程中,

植物耐虫性研究进展

本文简要介绍了植物耐虫性的含义、发生范围、耐虫性的进化过程和遗传特性、耐虫性机理以及影响植物耐虫性表达的非生物和生物因子。植物耐虫性机理的研究涉及光合作用能力变化、同化产物的再分配、内源激素的变化、休眠分生组织的激活和补偿生长、储藏器官的利用、植物物候学和植株株型结构的变化等。研究表明, 植物受害后光合作用强度的变化与其耐虫性没有相关性, 有些耐虫植物受害后光合作用能力增加, 有些植物光合作用强度无明显影响或者下降较少;害虫取食为害可促进耐虫植物的同化产物得到最大程度利用, 能激活耐虫植物的休眠分生组织, 产生超补偿作用; 耐虫植物受害部位细胞分裂素含量显著升高; 虫害引起物候学变化小的植物具有较强的耐虫性; 植物的冠层结构、叶形态、根茎比、茎蘖数等植株株型变化与耐虫性有关。影响植物耐虫性表达的因子主要有温度、大气 CO2浓度、土壤营养水平、农用化学物质、植株年龄、害虫分布类型和取食方式、植物共生物等。不同植物在相同温度下对同一种害虫的耐害性差异大,其主要原因可能是由于温度的变化引起同化产物的分配和再分配以及气孔关闭对气体交换和光合作用能力的影响; 生长在高CO2含量大气中的植物, 对害虫的为害有较强耐受性。

基因表达谱差异显示技术及其在植物对害虫取食诱导反应研究中的应用(综述)

基因表达谱差异显示技术是最近兴起的研究同种细胞在不同状态下基因表达差异的一种有效手段。目前已成功地应用于植物对害虫取食诱导防御的分子机制和发掘植物内源抗虫基因的研究领域,并显示出独特的优势。本文仅就植物被害虫取食前后基因表达谱差异研究中所涉及的技术、原理、问题和取得的进展进行综述和展望。

植物天然免疫性研究进展及其对作物抗病育种的可能影响

植物定植在充满各种病原菌的环境中却能健康生长,显示其拥有一套免疫系统以应对病原物的侵染。最近,人们发现植物免疫系统至少包括2个层次:第一层为病原相关分子模式(PAMP)激发的免疫性(PTI),即植物通过细胞表面模式识别受体(PRRs)对病原菌的PAMPs进行分子识别,从而启动植物的防卫反应;第二层为病原菌效应子激发的免疫性(ETI),即有些毒性强的病原菌通过产生效应子(effectors)来抑制PTI,从而突破植物的第一道防线,而植物又进化出新的分子受体(例如R基因编码的NBS-LRR蛋白质)以侦察病原菌效应子并启动第二道防卫反应。数亿年来,病原菌的侵染和植物的防卫交替进行,促进了病原菌和植物基因组的共进化。最新的研究还发现,黄单胞杆菌TAL effectors和寄主植物DNA的相互识别中,利用了精准的分子密码。TAL effector类蛋白识别植物靶基因的启动子序列,识别模式是2个氨基酸识别一个核苷酸。通过这种识别,TAL effector操控植物靶基因的表达,引起寄主植物的感病或抗病反应。上述抗病分子机制研究的突破,将对植物抗病育种产生重要影响。

植物根际沉积与土壤微生物关系研究进展

【目的】活跃的根际微生物被喻为植物的第二套基因组,在植物的生长发育过程中发挥着关键作用。植物通过根际碳沉积影响根际土壤微生物群落的结构和功能;作为根际微生态系统中的物质流、能量流和信息流,根际碳沉积是连接大气、植物和土壤系统物质循环的重要纽带;因此,理解根际碳沉积在根际微生态中的作用对于提高植物抗逆性,增加作物产量,调控根际养分循环等方面具有重大的理论意义。【主要进展】本文就近年来关于根际微生物领域的研究成果,重点综述了根际微生物多样性和组学研究;根际碳沉积的组成和产生机理;根际微生物群落结构的形成机制;根际微生物在促进作物养分吸收、提高作物抗逆性等方面的生态功能;以及气候变化和长期施肥对植物-微生物互作关系的影响。在此基础上我们提出了未来可能的研究重点和发展方向:1)植物根际沉积物原位收集方法和检测技术的改进和发展;2)稳定同位素探针与分子生态学技术的结合,将植物、土壤和微生物三者有机地联系起来,综合分析根际界面中微生物的活性与功能;3)高通量测序、组学技术和生物信息学等新技术的引入势必使根际微生物学研究发生革命性的变化;4)随着全球气候变化和土壤肥力改变,例如全球变暖、CO2浓度升高和长期施用化肥,根际沉积物在植物-土壤-微生物中的分配与调节机制,以及这种环境选择压力下植物如何诱导根际促生菌发挥更大作用。希望通过平衡作物与微生物之间的相互关系来实现作物的高产高效,促进农田的可持续利用。

内生真菌及其对宿主植物生态适应性的影响

从植物-真菌的相互作用和植物体内微生态学的角度,综述近年来植物-内生真菌互作关系的研究进展,分析在生物和非生物环境因子胁迫下,植物内生真菌对宿主生态适应能力的影响及其可能的机制,特别强调将植物及其内生微生物作为一个整体研究的重要性,表明植物内生真菌作为一类重要的微生物资源,可以在增强植物的生态适应性,缓解全球气候变化对植物和人类的压力方面发挥其重要的作用,因而具有良好的应用前景。

大规模酵母双杂交技术及其在植物研究中的应用

近年来发展出的几种大规模酵母双杂交方法,已被成功用于植物蛋白质相互作用的研究,对于理解植物细胞内的分子机制具有重要意义。该文旨在介绍大规模酵母双杂交的技术的研究方法及其在植物蛋白质相互作用研究中的应用现状、存在的主要问题和解决办法,并对今后的发展前景进行了展望。

根际微生物组组装与植物健康

土壤微生物拥有高度多样化的群落结构,其通过与植物发生复杂的相互作用影响植物健康,也被称为植物的第二基因组。最近研究表明植物能通过改变根际分泌物的组成影响根际微生物群落的组装,反之,根际微生物群落组成的改变能够通过影响植物营养吸收和抵御生物及非生物胁迫的能力影响植物健康。除此之外,农艺管理也是影响土壤微生物群落组装方式的重要因素。但到目前为止,根际微生物与宿主植物及土壤微生物之间互作机制的研究尚不清楚。本文将从农艺管理和宿主植物对微生物群落组装的影响及根际微生物组对植物健康的影响进行总结,为增加作物产量提供机会。

对植物物种相互作用备选模型的需求

近年来,经典的Lotka-Volterra模型在分析和解释植物物种间竞争性相互作用方面的局限性愈发凸显。目前已经明确的3个问题是:(1)缺乏频率依赖性,其对于物种的长期共存至关重要;(2)需要考虑影响个体表现的未测量(通常不可测量)的变量(例如,土壤养分或病原体的空间变化);以及(3)需要将测量误差与生物变异度分开。本文改进了经典的Lotka-Volterra竞争模型以期突破模型的局限。同时,我们将8个备选模型与丹麦草本植物群落中羊茅(Festuca ovina)和细弱剪股颖(Agrostis capillaris)3年以上的盖度数据拟合,应用贝叶斯建模框架来确定模型改进是否提高了模型的性能,并提高了其预测群落动态并因此检验假设的能力。研究结果表明,纳入频率依赖性和测量误差极大地改进了模型性能,但将可能的未测量变量考虑在内却未能改进其性能。我们的研究结果强调了在植物群落动态的定量研究中比较备选模型的重要性。只有考虑可能的备选模型,我们才能确定驱动群落构建和变化的因子,并提高我们预测植物群落行为的能力。

贡嘎山冰川退缩区植物-土壤反馈与植物间相互作用

植物-土壤反馈是揭示陆地生物群落动态变化的关键环节,为理解植物间相互作用及植被群落变化过程奠定基础。本研究以贡嘎山冰川退缩区原生演替早(5~10年)、中(30~40年)和晚期(80~100年)3个阶段典型土壤以及各阶段优势植物为对象,采用盆栽控制试验,比较优势植物在不同土壤条件下的生物量,并量化植物间相互作用以及植物-土壤反馈的方向与强度,为探究贡嘎山冰川退缩区植被群落演替规律提供依据。结果表明:(1)植物-土壤反馈作用显著影响植物在本土中的生物量,早期沙棘(Hippophae rhamnoides)在本土中生长最差,沙棘的植物-土壤反馈系数为负值;演替中期冬瓜杨(Populus purdomii)的反馈系数趋于零;晚期峨眉冷杉(Abies fabri)在本土中生长最好,峨眉冷杉的反馈系数为正值。(2)混种时,早期沙棘与演替中、晚期植物间相互作用指数为负值;中期冬瓜杨、川滇柳(Salix rehderiana)与演替早、晚期植物的相互作用指数接近于零,晚期植物峨眉冷杉、麦吊云杉(Picea brachytyla)与演替早、中期植物相互作用指数为正值。从植物-土壤反馈的方向来看,贡嘎山植被演替从早期负反馈,中期中性反馈,过渡到晚期正反馈。此外,演替早期沙棘促进演替中晚期植物生长,演替中期冬瓜杨、川滇柳对演替早晚期植物无显著影响,晚期峨眉冷杉、麦吊云杉更利于与演替早中期植物相互竞争。结果显示,植物-土壤反馈与植物间相互作用共同驱动了贡嘎山冰川退缩区植被快速演替,直至顶极群落。