Pb超富集植物对营养元素N、P、K的响应

利用富集重金属或对重金属具有耐性的植物修复重金属污染土壤，是治理土壤重金属污染的新途径。本研究通过温室土培方法，研究了营养元素N、P、K对3种Pb超富集植物绿叶苋菜、紫穗槐和羽叶鬼针草生长发育及Pb吸收的影响。结果表明，少量的N和K会促进富集植物叶片叶绿素值和干质量的增加，促进植物对Pb的吸收；随着N和K水平的增加，虽然叶绿素值和干质量一直在增加，但植物对Pb的吸收能力降低；K对植株Pb的吸收能力的抑制作用不如N显著。土壤供P会降低植物对Pb的吸收，且下降极显著。少量的N、P、K均使富集植物中的Pb迁移总量增加，高质量分数时则抑制。但K的抑制作用不如N及P的显著。     

利用不同植物进行DNA损伤彗星实验的方法比较

为了研究彗星实验在植物DNA损伤检测中的应用,以多种植物材料为对象,进行了植物彗星实验的比较研究.分别分离了蚕豆、菠菜、洋葱、菜豆、大蒜、水稻等植物组织的细胞核,并以彗星实验方法研究了H2O2引起的植物细胞核DNA损伤.电泳后发现H2O2处理组植物细胞核出现明显拖尾,而对照组没有出现拖尾或拖尾较小.研究结果表明彗星实验是一种可以在单细胞水平上研究植物DNA损伤程度的手段,具有灵敏、简单、快速的优点.采用合适的细胞核分离方法,能够将彗星实验应用于多种植物,研究其DNA损伤.蚕豆、菠菜、洋葱、菜豆、大蒜等植物的根尖和叶片都可以应用于植物彗星实验,但在本实验条件下利用水稻组织进行彗星试实验并没有获得明显的彗星图像,能否进行彗星实验可能受植物本身性质或实验条件等多种因素的影响.     

湖南南部铅锌矿区铅锌富集植物筛选研究

在湖南省桂阳县铅锌矿区采用调查和室内分析相结合的方法,采集植物和土壤样品112个,分别测定了土壤和植物样品的铅锌含量,筛选铅锌富集植物。结果表明：矿区土壤铅锌污染十分严重,矿区土壤铅和锌的平均质量分数分别为：2177.22、3165.89 mg·kg^-1。植物样品根系的铅锌质量分数分别为：264.00、666.11 mg·kg^-1,地上部铅锌质量分数平均为165.56、363.87 mg·kg^-1,植物根系的铅锌含量与土壤的铅锌含量呈显著正相关。通过对比分析,以地上部铅质量分数大于450 mg·kg^-1、锌质量分数大于750 mg·kg^-1、转运系数大于1、植物地上部形态高大为筛选条件,筛选出5种铅富集植物分别是：糯米团（Hyrtanandra）、水蓼（Polygonum hydropiper）、酸模（RumexacetosaLinn）、毛叶堇菜（Viola verecumda A.Gray）、地榆（Garden Burnet Root）;3种锌富集植物分别是：鬼针草（Bidens pilosa L.）、博落回（Macleaya cordata（Willd.） R. Brown）和糯米团;糯米团茎叶的铅锌质量分数分别为635.48、919.51 mg·kg^-1,可作为铅锌复合污染土壤修复的备选植物品种。     

人工湿地植物量及其对净化效果影响的研究

人工湿地污水处理系统中,植物对污水净化效果起着非常重要的作用,而植物量是植物生长的关键参数之一。为了明确植物量对污水处理效果的影响,在2002--2008年期间,详细测定了芦苇（Ph．australisTrin）、再力花（Thaliadealbata）、荻（M．sacchariflorus）和美人蕉（Cannaindica）4种典型湿地植物不同年度的生物量、不同生长阶段的生物量、生物量年产率,以及同期湿地COD、BOD5、TN和TP等的去除率。结果表明：湿地植物在栽植成活、稳定生长以后,至少要再经过1个以上的生长周期才能完全适应湿地环境,达到生物量的最大值,其中芦苇根系和茎叶生物量显著高于其他植物;同种植物的植物量与COD、BOD5、TN去除率呈显著正相关,与TP相关性不强;植物量随生长周期的变化对湿地净化能力的影响显著,确定合理收割期有利于湿地的稳定运行;不同种类植物生物量年产率与各种污染物的去除率均显著相关,芦苇、再力花和美人蕉均具有较高的生物量年产率,污染物去除能力较好。在试验范围内,芦苇湿地的运行稳定性最好,再力花湿地具有最强的脱氮能力,美人蕉湿地能快速形成规模、实现稳定运行,这些为构建不同特点和不同需要的湿地提供了重要参考。     

人工湿地植物量及其对净化效果影响的研究

人工湿地污水处理系统中,植物对污水净化效果起着非常重要的作用,而植物量是植物生长的关键参数之一。为了明确植物量对污水处理效果的影响,在2002—2008年期间,详细测定了芦苇(Ph.australis Trin)、再力花(Thalia dealbata)、荻(M.sacchariflorus)和美人蕉(Canna indica)4种典型湿地植物不同年度的生物量、不同生长阶段的生物量、生物量年产率,以及同期湿地COD、BOD5、TN和TP等的去除率。结果表明:湿地植物在栽植成活、稳定生长以后,至少要再经过1个以上的生长周期才能完全适应湿地环境,达到生物量的最大值,其中芦苇根系和茎叶生物量显著高于其他植物;同种植物的植物量与COD、BOD5、TN去除率呈显著正相关,与TP相关性不强;植物量随生长周期的变化对湿地净化能力的影响显著,确定合理收割期有利于湿地的稳定运行;不同种类植物生物量年产率与各种污染物的去除率均显著相关,芦苇、再力花和美人蕉均具有较高的生物量年产率,污染物去除能力较好。在试验范围内,芦苇湿地的运行稳定性最好,再力花湿地具有最强的脱氮能力,美人蕉湿地能快速形成规模、实现稳定运行,这些为构建不同特点和不同需要的湿地提供了重要参考。     

湖南湘西铅锌矿区植物对重金属的积累

调查了湖南湘西铅锌矿区六个矿业废弃地的植被组成,采集了55科、152种共452份植物样品和74份土壤样品,分析了植物及土壤样品Zn、Mn、Cd、Pb和Cu的含量.结果显示,所有植物样品中Zn、Mn、Cd、Pb和Cu的平均含量分别为579、370、90.7、28.6和13.0 mg kg-1(干物质量).采自大田湾样点的满天星(Hydrocotyle sibthorpioides)叶片中镉含量最高,为310 mg kg-1(干物质量),其次是采自三立样点的加拿大杨(Populus canadensis)和地枇杷(Ficus tikoua),它们叶片中镉含量分别为231和212 mg kg-1(干物质量).镉含量超过100 mg kg-1(干物质量)的植物还有大田湾的醴肠(Eclipta prostrata)、鬼针草(Bidens bipinnata)、苦蘵(Physalis angulata)和半边莲(Lobelia chinensis),以及三立的苍耳(Xanthium sibiricum)和野艾蒿(Artemisia umbrosa)等,这些植物可能都具有超积累镉的潜力.调查区内,有些植物能积累多种较高浓度的重金属,如美洲商陆(Phytolacca Americana)、苍耳(Xanthium sibiricum)、光叶楮(Broussonetia papyrifera)和玉米(Zea mays)等,这些植物可用于重金属污染土壤的植物提取,有些植物如白茅(Imperata cylindrical)和五节芒(Miscanthus floridulus)等虽重金属含量较低,但具有发达的根系,因而可用于重金属污染土壤的植物固定.     

超积累植物在时空、科属内的分布特点及寻找方法

探讨了超积累植物在时空、科属内的分布特点和正常植物演化出镍超积累特性必备的2个基本条件，介绍了国外2种常用的寻找超积累植物的方法。     

外来植物入侵机制研究进展与展望

从植物入侵的内因、外因、驱动力和入侵过程等方面综述了植物入侵机制的研究进展:(1)外来植物由于预适应性较强或由于杂交和多倍体化而具有较强的侵染力:(2)外来植物由于逃脱原生区域的自然天敌,或由于土著种竞争较弱、生物多样性较低、植食动物或疾病较少等导致的生物抵抗力较低,或因良好的资源可获得性及入侵植物的化感作用等造成新栖息地可侵人性的增加;(3)自然或人为引入外来植物及对新栖息地的扰动是植物入侵的驱动力;(4)外来植物可能通过基于事件的入侵、入侵崩溃和协同入侵等人侵过程机制实现其成功入侵,分析了各入侵机制对入侵植物防控、生态学和进化学研究意义以及待解决问题.结果表明,植物入侵机制高度复杂,不同的外来植物种、新柄息地类型及植物入侵的不同阶段,各入侵机制可能单独或共同作用,为针对性地设计植物入侵防控方案提供了理论支撑.最后对植物入侵机制理论及其在植物入侵预测、危险性分区和防控中的应用研究等进行了展望.     

植物生物学

内容简介本书由欧洲著名植物分子生物学研究所John Innes Center的七位杰出植物生物学家(包括Plant Cell杂志现任主编Cathie Martin)合作撰写,主译为北京大学教授、博导、长江学者。全书共分九章,首先介绍现代植物起源研究,并简述植物基因组和遗传学的特征,随后阐述植物细胞代谢和发育等方面的基础知识和研究进展,     

植物镉耐性/富集基因的筛选方法

植物耐受/富集镉（Cd）是一个复杂的过程,涉及转运蛋白家族、螯合蛋白家族、抗氧化系统等多个方面的参与。文章综述了植物Cd耐性/富集基因的筛选方法,包括抗性表达文库、Cd抗性突变体的图位克隆、基因差异表达、电子克隆。筛选Cd抗性植物cDNA酵母表达文库可鉴定与金属束缚、隔离及外排相关的膜转运蛋白;筛选重金属敏感拟南芥突变体和图位克隆突变基因可鉴定与谷胱甘肽和植物螯合肽合成相关的酶;第二代测序技术、基因差异表达分析则是鉴定Cd响应基因以及揭示金属型植物与非耐性植物表型差异分子基础的有效方法;电子克隆也被应用在模式植物中鉴定重金属转运蛋白家族的编码基因。在此基础上,简述了Cd耐性/富集基因在改良植物Cd耐性或富集上的应用。     

Evolution characteristics and transcriptional responses to multiple stresses of NAC genes in Chenopodium quinoa and its ancestral diploid species北大核心CSCD

NAC是一类广泛参与调控植物在生物和非生物胁迫下防御应答的转录因子.基于系统的比较基因组学研究方法,对藜麦Chenopodium quinoa的NAC基因进行进化与多个生物和非生物逆境下的应答研究.在藜麦C.quinoa、祖先二倍体Chenopodium pallidicaule和Chenopodium suecicum基因组中分别共鉴定得到106、54和54个NAC基因.染色体定位数据表明藜麦基因组中18个NAC基因涉及串联倍增事件.3个物种NAC基因的系统进化树证明藜麦基因组中存在NAC基因的倍增与丢失.藜麦分别和C.pallidicaule和C.suecicum之间同源基因组模块的对应数目关系进一步证明藜麦保留了相当数量的祖先二倍体NAC基因,是其NAC基因倍增的主要动力.此外,藜麦NAC基因在干旱、高温、盐、低磷胁迫和GCFSV侵染下的表达模式被阐明;大量NAC基因被显著地诱导表达,推测其参与了藜麦在生物和非生物胁迫下的防御应答反应.本研究结果为藜麦的遗传育种提供了优良的候选NAC基因.(图7参26)     

3种人工草地不同植被覆盖度实地测量方法比较

植被覆盖度是植被垂直投影面积占统计区域面积百分比;理想覆盖度实地测量方法耗时短,工具简单,结果准确,受人为因素影响小.以结缕草(Zoysia japonica)、白三叶(Trifolium repens)和雀稗(Paspalum thunbergii)人工草地为研究对象,以照相法测量值为参考,比较样线法、目估法、样针法、点框架法、网格法1×1、网格法5×5、网格点法1×1和网格点法5×5等8种方法测量精度.结果表明:样线法误差小于5%,耗时短,工具简单.目估法误差大于样线法,适用于植被高度低且覆盖度较低或较高样方.样针法误差大于样线法和目估法,误差受植被高度和茎叶硬度影响,适用于植被高度低且硬度较小样方.点框架法、网格法和网格点法误差均较大,一般大于10%.网格法误差受覆盖度和小网格边长影响,误差峰值出现在覆盖度接近65%的样方,误差随着小网格边长增加而增加.8种方法测量值与照相法测量值均呈显著正相关(P <0.05),因此对于类似人工草地,这些方法测量值可通过本文提供的拟合公式转化为真实值.随着样方数量增加,8种方法误差均呈现出先降低后稳定趋势.本研究推荐样线法作为类似人工草地覆盖度实地测量方法;未来应根据覆盖度、植被高度和硬度等特征选择适合的测量方法.(图4表2参46)     

低温弱光条件下毒死蜱对黄瓜的毒性效应及油菜素内酯的调控作用

农药在使用中可能对农作物产生药害作用,而在低温弱光的亚适宜条件下,设施作物对农药暴露的应激响应可能具有特殊性。同时,作为一种新型植物激素,油菜素内酯在亚适宜条件下是否能够缓解农药的药害作用的研究有限。以典型的设施作物黄瓜为受试生物,通过人工气候箱模拟低温弱光的亚适宜条件,在毒死蜱(浓度分别为0.3和1mmol·L-1)暴露1、3和7d后,以实时荧光定量PCR对黄瓜叶片中光合作用基因(psaB、psbA和rbcL)、抗氧化系统相关基因(cAPX、DHAR、GR、CAT和GPX)、防御和应激相关基因(PAL、HPL、ADC和HSP70)的转录水平进行检测,阐明其毒性效应。并对比24-表油菜素内酯的预处理组,探讨油菜素内酯如何调控作物对农药胁迫的响应。结果表明,在低温弱光条件下,毒死蜱暴露抑制了黄瓜叶片中上述大部分基因的转录,而24-表油菜素内酯预处理后其转录水平显著上升,表明24-表油菜素内酯可有效且持续地缓解毒死蜱的药害效应。     

Application of machine learning methods to palaeoecological data

A palaeoecological study was conducted to investigate past environmental conditions and vegetation dynamics around the southwestern Ljubljana Moor. In order to find potential regularities and/or dependencies among co-existent plant species through time, different machine learning methods were applied to pollen records from the cores taken at Bistra and Ho?evarica. The data comprised relative pollen frequencies of the most common plant genera/families at particular core depths that correspond to particular ages in the Early and Mid Holocene periods. The applied methods include equation discovery and hierarchical clustering. Both methods have found plausible and explainable relationships among identified plant genera/families.     

基于数据库的植物功能性状研究现状文献计量学分析

植物功能性状数据库是功能生态学研究的重要工具.了解基于植物功能性状数据库的植物功能性状研究现状,对探讨功能多样性和生物多样性具有重要的指导意义.介绍植物功能性状数据库的类型、影响力的评价方法和使用方法,并整理了17个植物功能性状库(附表).同时,通过Web of Science检索了2008-2018年间基于植物功能性状数据库开展植物功能性状研究的论文,从刊文数量、期刊分布、研究机构、主要作者、研究热点等方面进行分析.结果表明:基于数据库开展植物功能性状研究的文章数量和被引次数呈快速增长的趋势.当前此方向的研究主要以少数学者、机构为核心,大量论文发表在少数期刊上.研究热点主要体现在群落生态学、气候变化和性状进化、恢复和生存策略等方面.未来应加强研究者、研究机构之间的合作,数据共享,建立全球型的数据完善的植物功能性状数据库,同时加强数据标准化处理,解决地下性状和生理性状等难以获取及量化的问题,完善化石记录的植物性状和植物不同生长阶段的植物功能性状数据.(图5表4参60附表1)     

GCC盒和JERE盒介导的信号途径在水稻应答逆境中的作用

植物应答逆境的防御反应在很大程度是在基因转录水平调节的,其中转录因子与目标基因启动子上顺式作用元件的识别和结合起着关键的调节作用.本研究将从双子叶植物中发现的GCC盒(应答乙烯)和JERE盒(应答JA和激发子)与CaMV35S核心启动子融合构建成诱导型启动子,利用GUS报告基因构建其表达载体并进行农杆菌介导的水稻遗传转化.利用T1代株系分析了GCC盒和JERE盒水稻植株对不同逆境胁迫和激素处理的应答.结果表明在转基因植株中它们都具有很低的本底表达.稻瘟病侵染、稻纵卷叶螟取食和机械损伤处理可不同程度提高GUS基因的表达.另外,脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)也能提高GUS的表达.实验结果暗示JERE和GCC盒介导的信号途径在单子叶和双子叶之间有一定的保守性.图5参15     

半干旱区人工封育草场植物群落物种多样性与复杂性研究──以宁夏盐池为例

围栏封育促进植被恢复效果研究方法很多,其中通过研究植被的群落特征及物种多样性来阐述恢复状况仍是比较常用和有效的手段,但多样性测度对生物群落的自组织及有序性方面的特征描述欠缺,鉴于此,多样性与复杂性测度结合起来研究群落结构与功能显得更有意义。研究人工封育对植被恢复过程中群落的多样性与复杂性的影响,必然有助于揭示生态恢复过程机理。目前,利用多样性与复杂性测度相结合来对群落结构进行量化研究不多,用于对草原生态系统植物群落结构研究更少。本文通过样地调查,利用多样性和复杂性指数相结合定量研究半干旱区人工封育草场植物群落物种多样性、复杂性随封育年限的变化规律,并对比分析复杂性与物种多样性之间的相关性。结果表明,（1）老封育区、新封育区丰富度指数整体高于对照区,说明封育有利于物种丰富度的增加。但随封育时间的延长,封育区的优势种占据主要的资源空间,丰富度指数降低。长时间封育,草场植被丰富度将发生规律性波动变化,低峰值和高峰值出现频率均约为4~5年/次。老封育区、新封育区的SW、SP多样性指数值大部分也高于对照区,说明封育措施增加草场植被的多样性。物种多样性指数受降水影响显著,当降水量增加或减少时,多样性指数也相应出现增加或减少,但降水影响效应具有一定的滞后性。老封育区、新封育区均匀度变化比较平稳,且指数值高于对照区,说明封育有利于均匀度的增加。（2）老封育区、新封育区总复杂性指数、无序结构复杂性指数值大部分比对照区指数值高,且指数波动相对平稳,说明封育区群落结构比对照区稳定,更适合荒漠草原植被的生长,封育增加了群落总复杂性、无序结构复杂性。封育也提高群落有序结构复杂性,但?