濒危竹种小蓬竹(Drepanostachyum luodianense)RAPD-PCR反应体系优化

为了建立小蓬竹(Drepanostachyum luodianense)RAPD-PCR反应的最优体系,以小蓬竹基因组DNA为模板,对影响其RAPD扩增的dNTPs浓度、模板DNA浓度、Taq DNA聚合酶量、引物浓度、Mg2+浓度等重要参数进行了单因子和正交试验。试验得出小蓬竹RAPD最优反应体系为:20μL反应体系,10×PCR buffer为1/10体积,dNTPs为100μmol·L-1,模板DNA量为30 ng,Taq DNA聚合酶为1.0 U,引物浓度为0.2μmol·L-1,Mg2+浓度为1.5 mmol·L-1。优化后的RAPD-PCR反应程序为:94℃预变性5 min,然后进入35个循环,即94℃变性1 min,35℃退火30 s,72℃延伸90 s,循环完毕后于72℃延伸7 min,最后在4℃保持。

In Vitro Micropropagation of Himalayan Weeping Bamboo, Drepanostachyum falcatum

Plant growth hormone BAP (benzyl amino purine), KIN (kinetin), NAA (1-naphthalene acetic acid) and IBA (indole-3 butyric acid) effect was studied on in vitro multiplication of shoots and rooting of Drepanostachyum falcatum. In vitro micropropagation of himalayan weeping bamboo is explained by in vitro shoot induction and proliferation. Excised explant with axillary bud is surface sterilized with 0.1% HgCl2 for 10 - 12 minutes, cleaned with 90% ethanol and inoculated on liquid Murashige and Skoog (MS) culture medium supplemented with different concentrations of BAP/ KIN. Effect of BAP/KIN on shoot induction is with different rate and number of shoots produced by explants with axillary bud cultured on MS media supplemented with 0.0 mg/L BAP/KIN - 5.5 mg/L BAP/KIN. Shoot multiplication with highest rate is achieved on MS medium supplemented with 3.5 mg/L BAP after 4th sub-culturing. The most effective with highest rate and number of root induction combination is 6.5 mg/L IBA after 5 weeks. The roots produced by 6.5 mg/L IBA is best compared with other combination of auxin NAA (1-naphthalene acetic acid).

野生小蓬竹的光合光响应曲线及其模型拟合

应用5种典型的光响应模型对野生小蓬竹叶片光响应曲线进行了拟合,并探讨了几种模型在光响应研究中的适用性。结果表明:①直角双曲线、非直角双曲线及指数函数模型无法求取植物最大净光合速率(Pnmax)和光饱和点(Isat)的解析解,而结合其它方法拟合的相应值却与实测值相差很大,同时也不能处理光抑制部分的光响应数据;②二次多项式模型能够一定程度地处理光抑制部分的光响应数据,但其拟合得到的各项光合参数与实测值相差较大,甚至会出现逻辑错误;③修正的直角双曲线模型拟合的各项光合参数均比较准确,同时也能很好地处理发生光抑制部分的光响应数据;④采用修正的直角双曲线模型拟合的野生小蓬竹Pnmax、Isat、光补偿点(Ic)、暗呼吸速率(Rd)和初始量子效率(α)分别为8.53μmol.m-2s-1、1 750.75μmol.m-2s-1、21.40μmol.m-2s-1、1.06μmol.m-2s-1、0.054。

不同小生境中小蓬竹的含水率及生物量分配规律

为揭示不同小生境中小蓬竹含水率及生物量的分配规律,为喀斯特地区小蓬竹的培育及开发利用提供理论依据,对不同小生境中1~4年生小蓬竹生物量和含水率进行了调查分析。结果表明：同一小生境中,小蓬竹各构件含水率随龄级的增加而降低;构件含水率排序为秆〉地下部分〉枝〉叶;小蓬竹各构件生物量的分配规律为秆〉地下部分〉枝〉叶,各构件生物量随竹龄的分配规律为3年〉2年〉4年〉1年。不同小生境中,同一龄级的小蓬竹秆的含水率排序为石槽〉石缝〉土面〉石沟,枝叶及地下部分含水率变化较小;小蓬竹生物量的分配规律为石槽〉石缝〉土面〉石沟。

干旱胁迫对小蓬竹生理生化特性的影响

以小蓬竹幼苗为试验材料,采用人工控水的方法,设置田间持水量的60%(轻度干旱,LD)、40%(中度干旱,MD)、20%(重度干旱,SD)3个水分胁迫梯度,以田间持水量的80%为对照(CK),研究了小蓬竹生理生化特性对水分胁迫的响应情况。结果表明,经过70d水分胁迫试验,可溶性糖、可溶性蛋白及脯氨酸含量,在LD条件下呈上升趋势,MD、SD条件下,上升显著,且脯氨酸含量持续累积。随着干旱胁迫的增强,MDA含量缓慢下降,质膜透性变化不明显,SOD活性变化幅度较小,CAT活性表现为先升后降趋势,但是上升幅度较小,POD活性逐渐上升。研究认为,小蓬竹通过体内的生理生化机制,尤其通过增加渗透调节物质的含量及保护酶间的协调作用,以降低膜脂过氧化程度,实现对干旱胁迫较强的忍耐性和较好的适应性。

小蓬竹光合作用对CO_2的响应特征

为加强小蓬竹(Drepanostachyum luodianense(Yi et R.S.Wang))的保护利用及光合生理研究,以移栽和野生的2年生小蓬竹植株作为对比实验材料,利用Li-6400便携式光合作用测定系统对小蓬竹的CO2响应特性进行了研究。结果表明:小蓬竹CO2响应研究最适宜的数理模型为直角双曲线的修正模型,在控制条件为叶温28℃、叶面空气湿度75%、光合有效辐射1 700μmol·m-2·s-1时,小蓬竹胞间CO2摩尔分数随着叶室内CO2摩尔分数的升高而近乎同步直线上升,移栽小蓬竹与野生小蓬竹的胞间CO2摩尔分数和叶室内CO2摩尔分数值分别稳定在0.44、0.59;气孔导度随着胞间CO2摩尔分数的升高总体上逐步下降,移栽小蓬竹气孔导度水平略低于野生小蓬竹;蒸腾速率随着胞间CO2摩尔分数的升高及气孔导度的下降而逐步下降,最后趋于平稳,移栽小蓬竹与野生小蓬竹蒸腾速率表现出与气孔导度较为一致的差异。因此,移栽小蓬竹最大净光合速率与野生小蓬竹总体上无明显差异。

遮阴处理对小蓬竹生长及生理特性的影响

为了探讨濒危植物小蓬竹对光照的适应性,设置轻度遮阴(LS,74.32%自然光)、中度遮阴(MS,44.83%自然光)、重度遮阴(SS,18.57%自然光)3种遮阴处理,以自然光为对照,观测了小蓬竹叶片生长及生理特性的变化。结果表明,相对于对照,轻度遮阴小蓬竹植株叶片数量显著增加,比叶重、可溶性蛋白、可溶性糖、可溶性淀粉、游离脯氨酸含量均无明显差异,总叶绿素、类胡萝卜素含量以及叶绿素b相对含量略有升高;中度遮阴及重度遮阴小蓬竹叶片相对数量、总叶绿素、类胡萝卜素、叶绿素b相对含量以及可溶性蛋白含量显著升高,比叶重、可溶性淀粉、游离脯氨酸含量显著降低,可溶性糖含量差异较小。说明小蓬竹对轻度遮阴环境有良好的适应性,适度遮阴更有利于其生长发育。遮阴加重的情况下,小蓬竹降低比叶重、促进扩展生长、提高总叶绿素尤其是叶绿素b的含量,从而提高光照截获面积与光吸收能力;调节游离脯氨酸含量维持正常的细胞膨压;减少光合有机物的净积累,将能量更多地用于生命活动的维持;保持足够的可溶性糖并提高可溶性蛋白的含量,从而加强对弱光逆境的抵御能力。由此推断,小蓬竹对中度及重度遮阴环境具有较强的适应性。

爬竹雄蕊发育异常的初步观察

本文报道了爬竹雄蕊发育中有异于正常雄蕊发育过程的现象。观察结果表明,爬竹的某些雄蕊在发育过程中,在不同的时期发生偏离于正常途径的发育,这些异常现象最早出现在雄蕊原基发育时期。异常发育的雄蕊或者不能形成花粉囊;或者形成了花粉囊但囊内细胞高度液泡化,缺乏原生质,无法形成有效的小孢子母细胞。

喀斯特地区濒危小蓬竹的小生境变化特征

为更好地保护喀斯特濒危竹种小蓬竹,采用实地调查和Shannon-wiener多样性指数等分析方法,对喀斯特濒危竹种小蓬竹的小生境变化特征进行了研究。结果表明:小生境类型包括土面、石面、石沟、石缝、石槽和石洞6类,其中,土面、石面和石槽类型面积相对较大,分别为44.52%、29.19%和17.05%。小蓬竹分布地生境的组合类型以土面-石面-石槽组合类型最为普遍,其次是土面-石面组合类型和石面-石槽型组合。各小生境的面积破碎化指数的变化大致呈现石洞>石缝>石沟>石槽>石面>土面的趋势,随着取样面积的增加,石缝、土面、石面和石洞4类小生境的面积破碎化程度逐渐增强;多样性呈先上升后趋于平缓的趋势;均匀度呈先下降后缓慢上升的趋势,且变化范围小;优势度随着样地面积的增加呈下降的趋势;而丰富度则呈上升的趋势。小蓬竹植物重建时,应以石沟、石缝和石槽为主。

小蓬竹植物内生真菌多样性

以喀斯特地区特有濒危物种小蓬竹（Drepanostachyum luodianense Keng f.）为研究对象,采用组织块分离法分离内生真菌,结合形态学特征与分子生物学鉴定的方法对分离到的菌株进行鉴定。研究其内生真菌的多样性,研究结果表明：从180个供试组织块中分离得到105株内生真菌,可划分为19个属,31种（含2个可能的新种）,相似度为95%~100%。在属的分类水平上,以节菱孢霉属（Arthrinium）、镰刀菌属（Fusarium）、木霉属（Trichoderma）、炭角菌属（Xylaria）为优势菌属,分别占菌株总数量的12.38%和9.52%、6.67%、6.67%。小蓬竹内生真菌Shannon-Wiener多样性指数（H）为2.800,Simpson指数（D）为0.932,均匀度指数（E）为0.604,且在不同组织部位中小蓬竹内生真菌多样性也存在一定差异。Jaccard指数与Sorenson指数变化趋势一致,均为根茎的相似性最低,茎叶的相似性最高,而根和叶的居于两者之间。

影响小篷竹生长的主要地形和土壤因子研究

在野外样地调查的基础上,利用均值t检验的方法,研究了影响小篷竹生长的地形和土壤因子,结果表明:①在地形因子当中,影响小篷竹生长的主要因子为坡向和海拔,阳坡和较低海拔更利于小篷竹的生长,海拔900m为小篷竹生长良好与否的分界线.此外,坡下部生境、坡度30°以下较利于其生长,但影响不显著.②在土壤因子当中,影响小篷竹生长的主要因子为土壤厚度、有机质、有效磷和速效钾,土层厚度大于15cm、有机质质量分数100g/kg、有效磷质量分数2～3mg/kg、速效钾质量分数125mg/kg以上最适宜其生长,尤其对土壤有效磷和有机质质量分数要求苛刻.此外,中性土壤和较高的碱解氮质量分数较适宜其生长,然而影响不明显.

濒危竹种小蓬竹群落不同小生境的小气候变化特征

为弄清小蓬竹群落不同小生境的小气候变化特征,采用野外实地调查测定方法,研究分析了小蓬竹群落不同小生境的小气候变化特征。结果表明:石面小生境光照强度最大,高温持续时间长,湿度较低并且土壤很薄或没有,基本没有小蓬竹分布;石洞小生境气温和土壤温度相对较低,不同坡位光强差异大,小蓬竹分布很少,长势最差;而土面小生境气温、光照、相对湿度和土温都较为适宜稳定,适合小蓬竹生长。

干旱胁迫对小蓬竹光合生理的影响

为了探究干旱胁迫对小蓬竹光合生理的影响,对小蓬竹抗旱能力进行科学的评价,进而为其保育措施、科学栽培和水分管理等研究提供理论依据,以小蓬竹幼苗为试验材料,采用盆栽控水法,设置轻度干旱(LD)、中度干旱(MD)和重度干旱(SD)3个胁迫水平及对照(CK),对不同水分条件下小蓬竹的光合色素含量、光合作用和光响应特征进行研究。结果表明:小蓬竹叶片光合色素含量的变化在所有处理间差异不显著。气体交换性指标显示,小蓬竹叶片光合速率(Pn)在LD处理下略高于对照CK,其他参数变化极不显著;MD及SD处理下净光合速率逐渐下降,气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)以及水分利用效率(WUE)逐渐降低,胞间CO2浓度(Ci)逐渐升高。光响应特征参数显示,与CK相比,LD时各参数变化轻微,随着干旱胁迫的加强,初始量子效率(α)、表观量子效率(AQE)、最大净光合速率(Pnmax)以及光饱和点(LSP)逐渐下降,光补偿点(LCP)逐渐升高,暗呼吸速率(Rd)与CK差异不明显。说明,小蓬竹具有较强的抗旱能力,并且对轻度干旱(LD)环境有良好的适应性。

镰序竹属与悬竹属叶的比较解剖

应用光学显微镜观察了镰序竹属与悬竹属共10个种叶的横切面和表皮结构,对分类学上有争议的种的分类地位进行探讨。结果表明:(1)镰序竹属与悬竹属叶的结构差异较大,应单独立属;(2)羊竹子、巴竹、冕宁镰序竹及碟环竹叶的结构与镰序竹属各种相近,它们应归于镰序竹属;(3)扫把竹的形态和解剖特征与镰序竹属各种差异显著,不宜放入镰序竹属,而应恢复到箭竹属中。

小蓬竹消毒方法及诱导培养

为小蓬竹增殖培养和生根培养提供参考,促进小蓬竹的保护及开发利用,用小蓬竹当年生半木质化枝条为外植体,进行了小蓬竹组织培养中消毒方法及诱导培养的研究。结果表明：将外植体在75%酒精中浸泡1 min,0.1%升汞溶液消毒10 min,无菌水冲洗5~6次消毒效果最好,成活率较高;采用MS培养基的诱导率达到73%,显著高于1/2 MS和1/4 MS培养基的诱导率;在不同激素组合下,6-BA浓度达到3.0 mg/L时诱导效果最好,当6-BA浓度高于3.0 mg/L时,其诱导率呈下降趋势。

中国竹亚科镰序竹属一新种——匍匐镰序竹

报道了福建厦门园林植物园发现的中国竹亚科Bambusoideae镰序竹属一新种——匍匐镰序竹Drepanostachyum stoloniforme S.H.Chen & Z.Z.Wang。该种与坝竹D.microphyllum(Hsueh & Yi)Kengf.ex Yi相似,区别在于本种植株藤本状极明显,竿匍匐状,较细,竿直径3–6mm,竿壁厚约1mm;全竿25–55节,竿基部数节节间长5–9cm,中部节间长13–18cm,节内长1–2mm;箨舌高约0.5mm,具长约2mm的纤毛;叶舌高约3mm,具长约4mm纤毛;叶片较小,在成竹时长2–6cm,宽0.3–0.6cm,叶片次脉3–4对。

不同喀斯特生境条件下小蓬竹构件生物量研究

对分布于不同喀斯特生境条件下的小蓬竹构件生物量进行了调查统计。结果表明,生境条件不同的小蓬竹地上构件生物量差异显著;同一克隆种群不同龄级的小蓬竹地上构件生物量也具有明显差异;地下构件在植株着生在某一生境的初期倾向于着生定居能力,后倾向于拓展空间能力。

小蓬竹的水分利用效率

以小蓬竹为材料,研究其水分利用率的日变化、季节变化及其与主要环境因子的关系,以了解小蓬竹的水分利用状况,为其作为喀斯特地区恢复树种提供科学依据.结果表明:小蓬竹叶片水分利用效率日变化曲线在1月为单峰型;4月为双峰型;7月和9月早间最高,之后逐渐下降.1年中,夏秋两季水分利用效率较低(日均值分别为1.72,1.99μmol·mmol^(-1)),春季居中(日均值3.71μmol·mmol^(-1)),冬季最高(日均值5.74μmol·mmol^(-1)).不同月份水分利用效率日变化的主要影响因子为空气相对湿度、叶片温度以及气孔导度等;全年尺度上小蓬竹水分利用效率的主要影响因子为胞间CO_2浓度、气孔导度以及叶片温度.

小篷竹生长发育规律的研究

[目的]为了揭示小篷竹竹笋和幼竹的生长发育规律。[方法]通过对小篷竹生长发育过程中不同阶段的出笋数、退笋数、成竹数、成竹高度和地径进行测定,研究了小篷竹的出笋、退笋和成竹规律,并分析了其退笋原因。[结果]小篷竹出笋时间在60 d左右,出笋呈偏正态分布,9月6～25日为出笋盛期。小篷竹的成竹率和退笋率分别为54.63%和45.37%。造成退笋的主要原因是营养不良、病虫害和鼠害,故应加强小篷竹出笋前的抚育管理。小篷竹竹笋—幼竹高生长呈慢—快—慢的规律,符合Logistic曲线,生长高峰期在第15～45天,夜间生长量是白天生长量的1.42倍。地径生长期为15 d左右,生长变化不明显。[结论]该研究为小篷竹的生产提供科学依据。

不同季节小蓬竹光合特性日变化及其与环境因子的关系

通过研究不同季节小蓬竹净光合速率日变化及生理生态因子的相互关系,明确不同季节的外界环境下其光合作用的主导生理生态因子。以春季(4月)、夏季(7月)、秋季(9月)、冬季(1月)的小蓬竹为材料,采用Li-6400便携式光合分析仪测定净光合速率和环境因子,并运用相关分析与通径分析方法,对其净光合速率与生理生态因子间的的相互性进行分析。结果表明:(1)4月、7月以及9月净光合速率日变化(Pn)呈双峰曲线,具有明显的光合"午休"过程;1月呈单峰曲线,无光合"午休"过程。(2)不同月份小蓬竹叶片温度(TL)、光合有效辐射(PAR)日变化均呈现先增加后降低趋势,气孔导度(Gs)的日变化与Pn日变化相似,呈现双峰型变化;(3)小蓬竹在春、冬两季内,PAR均是决策变量,TL均是限制变量;夏、秋两季决策变量则是Gs,限制变量为叶片蒸汽压亏缺(Vpd L)和胞间CO2浓度(Ci)。研究表明,4月份小蓬竹Pn下降主要是由于非气孔限制引起,7月份主要是由气孔限制所致,而9月份则由气孔限制与非气孔限制交替进行造成。不同季节影响小蓬竹Pn日变化的主要生理生态因子不尽相同,其中,主要生态因子是PAR、TL和Vpd L,主要生理因子是Gs和Ci。