昆虫携带花粉网络的构建及其与植物-传粉者互作网络的关系

昆虫的访问不等同于授粉,了解植物与传粉者之间的真实相互作用关系是构建传粉网络的关键步骤。本文阐述了昆虫携带花粉网络构建的关键因素和方法,分析了昆虫携带花粉网络与植物-传粉者互作网络的利弊以及二者之间的关系,以期两种网络可以相互补充,从而可以更好地了解植物与传粉者的相互作用关系以及群落物种多样性的形成和维持机制。

Ca^(2+)对植物——微生物互作反应的调控

植物对微生物信号接收、传递及应答的研究是当前植物———微生物互作的分子生物学领域中最具吸引力的课题之一 ,Ca2 +是迄今为止唯一被证实的植物细胞内信号。大量研究表明 ,Ca2 +也参与了植物———微生物互作的信号传递。近 15年来 ,随着细胞生物学、生物化学、分子生物学研究技术的飞速发展 ,人们对Ca2 +在植物———微生物互作中生理意义的认识大为加深。从Ca2 +信号的研究方法、Ca2 +在植物抗病防卫反应中的作用、Ca2 +在植物———微生物共生关系中的作用及Ca2

基因组学在植物病理学中的应用

基因组学研究开创了一个新的生物学世纪,特别是在农业领域。随着遗传模式植物的利用,农业上重要生物的序列测定以及生物信息学和功能基因组学的结合使用促进了农业领域基因组学的发展。笔者就利用基因组学研究方法在植物病理学学科中所取得的一些进展进行了综述。这些研究对深入了解植物-病原菌的互作关系,最终提高植物对有害生物的抗性提供参考。

植物生长潜力而非系统发育关系预测荒废农田土壤生物对外来和本土植物的作用

植物能够调控土壤生物群落,而后者将对后期发生的植物适合度和群落结构产生显著影响。长期种植的单一农作物能够显著调控土壤生物群落,而新近荒废农田中土壤生物如何调控外来和本土杂草定植目前还不清楚,这严重束缚了农田杂草治理能力的提升。本研究采集新近荒废的玉米地表层土壤,选取58种华中地区常见农田杂草(28种外来和30种本土植物)为对象开展实验。通过将植物种植于伽马射线灭菌或未灭菌土壤,定量评价了土壤生物对植物地上、地下和总生物量的影响,探讨了实验物种-玉米系统发育距离和土壤效应是否相关,探究了能够预测土壤效应的关键植物性状。结果发现:(i)总体而言,土壤生物显著抑制实验植物生长,表明土壤拮抗生物(如病原菌等)发挥主导作用;(ii)伴随植物生长潜力提升,土壤生物对植物的抑制作用逐渐增强,而土壤生物对实验植物的调控作用与实验物种-玉米系统发育距离无关;(iii)相对于本土植物,外来植物(尤其多年生物种)被土壤生物抑制的程度更高。这些结果表明,植物生长潜力能够有效预测土壤生物对植物生长的调控作用,而且新近荒废农田土壤生物具有抵御外来植物入侵的潜力。

菌腔虫瘿的季节变化规律及其与暗褐网柄牛肝菌出菇的相关性

暗褐网柄牛肝菌(Phlebopus portentosus)是目前唯一能够采用腐生栽培的方法进行菇房人工栽培的牛肝菌类食用菌。在野外,暗褐网柄牛肝菌与蚧虫和植物根系能形成一种特殊的结构:“菌腔虫瘿”,并寄宿在植物根部。通过长期野外跟踪调查,对菌腔虫瘿的季节变化规律及其与暗褐网柄牛肝菌出菇的关系进行初步分析。结果发现,菌腔虫瘿的季节变化规律可划分为两季:雨水季(4~11月)和干旱季(12月~翌年3月)。在雨水季,多数菌腔虫瘿表面光滑、有色泽;虫瘿内部的蚧虫比较活跃,繁殖速度快,腔室内的虫龄结构复杂多样,菌腔虫瘿繁殖、转移和扩散到新根部位的速度较快;在干旱季节,菌腔虫瘿颜色变暗,表面粗糙甚至长霉菌;菌腔虫瘿内部的蚧虫繁殖速度较慢,虫龄结构相对单一,菌腔虫瘿繁殖及转移、扩散速度较慢。暗褐网柄牛肝菌出菇与菌腔虫瘿的变化规律一致,雨水季节暗褐网柄牛肝菌出菇茬数多、产量高,而干旱季节几乎无子实体形成;在4个调查点中,菌腔虫瘿数量与暗褐网柄牛肝菌子实体数量的相关系数分别达到0.874、0.861、0.904、0.815,在一定程度上暗褐网柄牛肝菌子实体数量与菌腔虫瘿数量总体变化趋势一致。

油菜叶片蛋白质组对机械损伤应答的初步分析

植物在对抗昆虫的长期进化过程中形成了自我防御机制,能够产生特异的抗性蛋白来应对昆虫的取食。该文用机械损伤模拟害虫取食,研究和对比了油菜(Brassica napus cv.Westar)在机械损伤前后可溶性总蛋白的含量变化并试图通过蛋白质组学技术来检测可能发生变化的蛋白质。蛋白质定量检测发现,同一植株同一叶片损伤前后可溶性总蛋白含量差异显著,损伤后蛋白表达量增高。蛋白质双向凝胶电泳及其差异显示分析损伤前后的蛋白质组,表明有8个蛋白质点发生明显的上调或下调。选择其中2个差异蛋白点经过MALDI-TOF质谱鉴定,它们分别是Rubisco小亚基前体、果糖-1,6-二磷酸醛缩酶和粪卟啉-3-氧化酶,这些蛋白质可能在油菜叶片应答机械损伤过程中对维持植物的生理功能起到重要作用。

土壤氮水平对喜旱莲子草原产地和引入地基因型生长和防御的影响

同种植物生长在资源丰富生境中的个体,其防御水平被认为低于生长在资源匮乏生境中的个体。然而,生境的养分水平如何影响植物的诱导抗性和耐受性,以及这种影响在入侵植物的原产地和引入地种群间是否存在差异,目前均知之甚少。本研究以入侵植物喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)的原产地阿根廷和引入地美国的基因型为研究对象设计同质园实验,以探究土壤氮水平对植物的生长、组成和诱导性[莲草直胸跳甲(Agasicles hygrophila)取食诱导]化学防御以及耐受性的影响。实验中,我们测定了植物总生物量、伸长速率(生长速率的表征)以及叶片和根系中总碳、总氮和三萜皂苷(化学防御物质)的含量。研究结果显示,植物在低土壤氮水平下表现出较高的组成抗性(植物在低土壤氮水平下的叶片三萜皂苷含量高于其在高土壤氮水平的33%)和耐受性[植物被取食后总生物量下降的程度更低(植物在高土壤氮水平和低土壤氮水平下被取食后总生物量分别下降了24%和15%)],而在高土壤氮水平下表现出较高的诱导抗性(在高土壤氮水平下的植物被取食后叶片三萜皂苷含量与空白对照的植物相比升高了24%)。植物的组成抗性和耐受性与生长速率存在权衡,但诱导抗性与生长速率存在显著的正相关性。此外,引入地基因型在低土壤氮水平下叶片碳含量显著低于原产地基因型(-6%),但这种差异在高土壤氮水平下消失。这些结果表明,土壤氮水平影响植物对不同防御策略的选择偏好,并且在决定引入地基因型的表现时与植食作用存在交互作用。