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霸王表型可塑性对土壤水分的响应

中央民族大学学报（自然科学版） 2024年第1期33卷 36-45页

作者：任珮君杨宏玉唐逸芸李蕾冯金朝中央民族大学生命与环境科学学院北京100081

植物的表型可塑性是受不同环境影响而产生的表型特征,是植物对环境的适应与表达。为探讨霸王(Zygophyllum xanthoxylum)在不同生境下的表型可塑性及其资源分配格局,本文选取固定沙地和砾质沙地两种生境,研究不同生境下霸王的生长参数、... 详细信息

植物的表型可塑性是受不同环境影响而产生的表型特征,是植物对环境的适应与表达。为探讨霸王(Zygophyllum xanthoxylum)在不同生境下的表型可塑性及其资源分配格局,本文选取固定沙地和砾质沙地两种生境,研究不同生境下霸王的生长参数、叶片性状和花性状的变化特征。结果表明,由于生境间土壤含水量的差异,霸王的表型性状也表现出不同的适应特征:在土壤含水量较低的生境下:(1)霸王的株高、体积和地上生物量较大,表现出较好的生长状况;(2)叶面积、叶片含水量和比叶面积也较大,叶片肉质化程度高;(3)花总数较少、花直径和花瓣面积较小,表现为对繁殖投资的减少。综合来看,在生境土壤可利用水分少的情况下,霸王会采取较为保守生存策略,将更多的物质能量投入到营养生长方面,从而降低繁殖投资以保证其生存。该研究有助于阐释霸王表型可塑性及资源分配对环境变化的适应,为荒漠植物的恢复与保护提供一定的理论基础。

关键词：表型可塑性花性状繁殖投资性状权衡土壤含水量

不同水分条件对海南龙血树幼苗表型可塑性及生态适应性的影响

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安徽农业科学 2024年第9期52卷 92-95,120页

作者：孙秀秀郑道君王春梅陈加利梁振儒陈宣海南省农业科学院热带园艺研究所海南海口571100 海南省热带特种经济植物种质资源创新利用重点实验室海南海口571100

通过盆栽试验探讨濒危植物海南龙血树幼苗对水分响应的表型可塑性,分析其生态适应性。结果表明,海南龙血树幼苗对水分的响应主要在形态指标和生物量方面,除了比叶面积、叶片长宽比和株高外,其他指标均达到显著水平(P0.05)。海南龙血树... 详细信息

通过盆栽试验探讨濒危植物海南龙血树幼苗对水分响应的表型可塑性,分析其生态适应性。结果表明,海南龙血树幼苗对水分的响应主要在形态指标和生物量方面,除了比叶面积、叶片长宽比和株高外,其他指标均达到显著水平(P0.05)。海南龙血树幼苗能够充分利用水分资源,在雨季快速生长,并将更多的生物量分配给根部,有利于度过雨季后严峻的干旱季节。海南龙血树幼苗对水分响应的生存策略具有很强的生态适应性。

关键词：海南龙血树幼苗水分表型可塑性生态适应性

黄河三角洲不同单倍型芦苇对稳定及波动水位的表型可塑性响应

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生态学杂志 2022年第7期41卷 1283-1289页

作者：宋慧佳郭霄董乾刘海明郭卫华北京自然博物馆北京100050 山东大学生命科学学院自然资源部渤海生态预警与保护修复重点实验室山东青岛266237 青岛农业大学园林与林学院山东青岛266109

为了解黄河三角洲湿地优势物种芦苇在全球气候变化背景下对水位及其波动的响应,本研究以3种不同单倍型(单倍型O、单倍型P和单倍型M)的芦苇为研究对象,通过3个稳定水位(0、15和30 cm)和2种不同频率的波动水位(5天1次、15天1次)下的温室... 详细信息

为了解黄河三角洲湿地优势物种芦苇在全球气候变化背景下对水位及其波动的响应,本研究以3种不同单倍型(单倍型O、单倍型P和单倍型M)的芦苇为研究对象,通过3个稳定水位(0、15和30 cm)和2种不同频率的波动水位(5天1次、15天1次)下的温室控制实验,研究了不同芦苇单倍型对稳定和波动水位的形态和生理性状的响应策略,探索不同单倍型芦苇之间的表型可塑性差异。结果表明:(1)高水位下(15、30 cm)芦苇的叶片生物量分别显著下降31.99%和33.54%(P表型性状都有负面影响,但低频率的水位波动对芦苇表型及生理性状并没有显著的影响。(3)不同单倍型芦苇之间均存在显著性差异(P表型可塑性指数高于单倍型O和P。因此,未来水位升高及频繁淹水不利于芦苇湿地种群的生存和扩散,同时应警惕芦苇单倍型M的扩散。本研究可为湿地修复中植被的保护及入侵防护提供重要理论参考。

关键词：水位波动频率黄河三角洲单倍型表型可塑性

不同坡向川西亚高山林木竞争与叶片表型可塑性的关系研究

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生态学报 2022年第5期42卷 1788-1797页

作者：陈娟张小晶李巧玉陶建平三峡库区生态环境教育部重点实验室重庆400715 重庆市三峡库区植物生态与资源重点实验室重庆400715 西南大学生命科学学院重庆400715

表型可塑性是植物生长响应外界环境变化的重要表现形式,体现了植物个体在环境胁迫下的适合度。但是关于植物表型可塑性的驱动机制仍然存在很多争议。为了探讨植物表型可塑性的影响因素,以四川省阿坝藏族羌族自治州位于同一海拔梯度但坡... 详细信息

表型可塑性是植物生长响应外界环境变化的重要表现形式,体现了植物个体在环境胁迫下的适合度。但是关于植物表型可塑性的驱动机制仍然存在很多争议。为了探讨植物表型可塑性的影响因素,以四川省阿坝藏族羌族自治州位于同一海拔梯度但坡向相反的天然次生林为研究对象,分析了不同坡向竞争强度与10种树木叶片功能性状表型可塑性的关系的差异。研究发现:(1)研究样地中阴坡水分和养分资源优于阳坡;(2)阴坡上林木平均种内和种间竞争强度高于阳坡,阴坡上林木种内竞争强度随着树木个体大小的增加而显著性减少,阳坡上林木种内竞争强度却随着个体大小的增加而增加;(3)阴坡上叶片表型可塑性高于阳坡,表型可塑性随着个体大小的增加而增加,在阳坡上却随着个体大小增加而降低。这些结果表明阴坡上水分等资源环境条件优于阳坡,林木生长受到环境资源限制较少。在林木生长过程中,较高的竞争强度引起的资源重叠加剧,尤其是种内竞争强度的变化,从而导致了阴坡上较高的叶片表型可塑性。因为较高的竞争强度,随着林木个体大小的增加,树木需要更高的可塑性赢得竞争优势来获取更多的资源支持生长。但是在阳坡上,资源相对缺乏,环境资源对树木生长的限制降低了叶片表型的可塑性,因为环境资源的限制,随着树木个体大小的增加越容易受到资源限制的影响,因此阳坡上表型可塑性随着个体大小的增加而降低。研究说明,阴坡上叶片表型可塑性主要受到竞争强度的影响,而阳坡上则主要受环境资源的限制。

关键词：坡向竞争表型可塑性资源叶片性状

表型可塑性促进黄胸鼠（Rattus tanezumi）快速适应高海拔低氧环境的研究

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表型可塑性促进黄胸鼠（Rattus tanezumi）快速适应高海拔低氧环...

作者：王玮河北大学

学位级别：硕士

表型可塑性是指同一基因型在不同环境下产生多种表型,能够帮助物种快速响应环境变化。全球气候变化背景下,低海拔物种逐渐向高海拔地区扩散。环境氧分压不随气候发生周期性变化。面对持续性的低氧压力,在物种向高海拔拓殖的过程中,表型... 详细信息

表型可塑性是指同一基因型在不同环境下产生多种表型,能够帮助物种快速响应环境变化。全球气候变化背景下,低海拔物种逐渐向高海拔地区扩散。环境氧分压不随气候发生周期性变化。面对持续性的低氧压力,在物种向高海拔拓殖的过程中,表型可塑性如何促进动物对高原低氧环境的响应,仍需进一步研究。本研究以近期拓殖到青藏高原的黄胸鼠(Rattus tanezumi)为研究对象,通过低压氧舱模拟高海拔(3200米)的低压低氧环境,开展低氧习服实验。该研究通过模拟黄胸鼠拓殖至高原的早期低氧响应阶段,通过生理表型变化与转录表达调控的联合分析,探讨表型可塑性如何促进黄胸鼠拓殖高海拔低氧环境的响应研究结果显示,急性低氧处理可使低海拔黄胸鼠在呼吸、循环、能量代谢以及神经-激素调控等多方面产生一定的表型变化。低氧压力下,黄胸鼠的血液氧分压降低;心脏、肺脏及心肌纤维有增大趋势;血红蛋白浓度、红细胞压积显著增高。这种表型变化可促进氧气的传输、扩散效率。低氧刺激下,黄胸鼠的进食量及体重发生下降,雄性较雌性下降明显。黄胸鼠的静息代谢率、心肌线粒体大小、棕色脂肪组织大小均有一定的增大趋势。其中棕色脂肪组织性别差异显著,雄性较雌性更加明显,但黄胸鼠的体表温度无显著变化。以上结果表明低氧对黄胸鼠的能量代谢产生显著影响。作为参与黄胸鼠神经-体液调节的重要器官,测定肾上腺组织变化,结果显示组织有一定的增大且雌性显著增加。为解析表征变化的调控机制,对黄胸鼠的心脏、肺脏、下丘脑、垂体、肾上腺进行转录组测序。低氧压力下,下丘脑作为神经-体液调节的中心,可对环境低氧产生显著的反应,进而调控黄胸鼠的呼吸循环与能量代谢过程。低氧应激源可促使下丘脑-垂体-肾上腺轴释放皮质激素,调控机体的生理代谢过程。环境中氧分压的降低,会导致黄胸鼠的心肺系统发生血管收缩的调控变化,促进氧气循环。器官代谢依赖碳水化合物,可为循环过程高效供能。同时红细胞酶活变化影响血氧结合效率。这种转录水平的调控可提升低氧下的氧气级联扩散。同时温度的高敏感性使得黄胸鼠在低氧下激活其棕色脂肪组织组织转录水平变化,调控机体产热。这种产热活动的调控存在显著的雌雄差异。同时性别差异还表现肾上腺的表达调控过程,雌雄对昼夜节律的调控差异可能使激素产生过程不同,进而造成雌性组织变化差异。本研究通过急性低氧习服试验、整合表型改变与转录调控变化的综合分析,揭示表型可塑性在黄胸鼠低氧适应过程中的促进机制,研究结果脊椎动物如何快速响应环境变化提供基础数据和案例。

关键词：表型可塑性高原低氧转录组黄胸鼠

毛白杨凋落叶对节节麦种子萌发和表型可塑性的影响

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浙江农业学报 2023年第3期35卷 615-623页

作者：陈浩张跃伟王宁王梓常青山河南科技大学园艺与植物保护学院河南洛阳471000

以节节麦(Aegilops tauschii Coss.)种子和幼苗为研究对象,分别用毛白杨(Populus tomentosa Carr.)凋落叶浸提液和毛白杨凋落叶进行处理,探讨毛白杨凋落叶化感防除节节麦的可行性,并分析节节麦在化感逆境中的入侵机制。结果表明:毛白杨... 详细信息

以节节麦(Aegilops tauschii Coss.)种子和幼苗为研究对象,分别用毛白杨(Populus tomentosa Carr.)凋落叶浸提液和毛白杨凋落叶进行处理,探讨毛白杨凋落叶化感防除节节麦的可行性,并分析节节麦在化感逆境中的入侵机制。结果表明:毛白杨凋落叶化感物质对节节麦种子和幼苗均能产生明显的低促高抑化感作用,5 mg·mL^(-1)凋落叶浸提液对种子萌发有促进效应,大于等于40 mg·mL^(-1)时转为抑制效应,使发芽率、发芽势、发芽指数显著(P表型可塑性,尤其是叶片相关指标,总叶面积、叶重、叶生物量比的表型可塑性指数分别为0.81、0.78、0.34。

关键词：节节麦毛白杨化感作用表型可塑性

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入侵植物藿香蓟表型可塑性对种间竞争的响应

植物科学学报 2023年第1期41卷 37-43页

作者：陈旭波章雨希张亚芬骆争荣丽水学院生态学院浙江丽水323000

本文以恶性入侵植物藿香蓟(Ageratum conyzoides L.)与其伴生种紫苏(Perilla frutescens (L.) Britt.)为研究对象,分析不同种间竞争距离下藿香蓟功能性状的表型可塑性。结果显示:(1)较高的藿香蓟初始高度可显著减小其后续的相对株高生长... 详细信息

本文以恶性入侵植物藿香蓟(Ageratum conyzoides L.)与其伴生种紫苏(Perilla frutescens (L.) Britt.)为研究对象,分析不同种间竞争距离下藿香蓟功能性状的表型可塑性。结果显示:(1)较高的藿香蓟初始高度可显著减小其后续的相对株高生长(回归系数β=-0.137),相对株高生长与其初始高度呈显著负相关,藿香蓟的株高生长速度显著高于紫苏;(2)竞争等级对藿香蓟收获时的地上生物量、比茎长和花蕾强度有显著影响(P 表型可塑性,变异系数CV值在0.17~0.55。藿香蓟综合表型可塑性在不同竞争距离下存在显著差异,在紫苏-藿香蓟距离为2.5 cm时,藿香蓟表型可塑性指数低,竞争距离为10或20 cm时,可塑性指数显著提高。综合来看,面对紫苏的近距离竞争(2.5 cm),藿香蓟的生长和繁殖普遍受到抑制,表现为较低的表型可塑性。但随着竞争距离增加,藿香蓟能快速适应种间竞争,表型可塑性较高。在5 cm的竞争距离下,藿香蓟避阴反应强烈,可通过比茎长的增加在光资源获取上获得优势。

关键词：藿香蓟竞争距离竞争不对称性功能性状避阴反应表型可塑性

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不同林冠环境下竹类植物表型可塑性研究进展

世界林业研究 2022年第1期35卷 21-25页

作者：张盟李磊柳佳莹荣俊冬陈礼光何天友陈凌艳郑郁善福建农林大学林学院福州350002 福建农林大学园林学院福州350002

竹类植物具有克隆植物特有的双构件性特征,与非克隆植物相比具有较强的表型可塑性,能够更好地适应环境的改变。文中从形态可塑性、生理可塑性、生物量可塑性、选择性放置(觅食行为)4个方面综述不同林冠环境下竹类植物的表型可塑性调节机... 详细信息

竹类植物具有克隆植物特有的双构件性特征,与非克隆植物相比具有较强的表型可塑性,能够更好地适应环境的改变。文中从形态可塑性、生理可塑性、生物量可塑性、选择性放置(觅食行为)4个方面综述不同林冠环境下竹类植物的表型可塑性调节机制,总结相关研究现存问题,建议加强生理整合作用和选择性放置研究,在内在机制与分子层面进行深入探索,扩展竹种研究范围并按竹种类型进行横向对比,综合分析竹类植物与森林树种之间的相互影响,以期为揭示竹类植物对林冠环境差异的适应机理、维持林下竹类植物种群更新和丰富森林经营模式等提供借鉴。

关键词：林冠环境竹类植物表型可塑性生理整合作用生物量分配格局

基于FW算法计算玉米苞叶表型可塑性的GWAS分析

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基于FW算法计算玉米苞叶表型可塑性的GWAS分析

作者：贾兵沈阳农业大学

学位级别：硕士

玉米是我国第一大粮食作物,维持玉米高产稳产对农业发展以及国家粮食安全至关重要,但是随着人口老龄化,农村劳动力越来越少,推广玉米籽粒的机械化收获是必经之路。玉米籽粒的机械化收获受籽粒的含水量影响很大,而苞叶则是影响籽粒含水... 详细信息

玉米是我国第一大粮食作物,维持玉米高产稳产对农业发展以及国家粮食安全至关重要,但是随着人口老龄化,农村劳动力越来越少,推广玉米籽粒的机械化收获是必经之路。玉米籽粒的机械化收获受籽粒的含水量影响很大,而苞叶则是影响籽粒含水量的主要因素,同时苞叶还有帮助果穗抵御病虫害的功能,因此要根据不同环境选育具有合适苞叶性状的玉米品系。但是不同地区之间环境差异很大,同一品系在不同环境可能产生不同表型,这种现象被称为表型可塑性,所以了解表型可塑性的遗传基础可以为选择适应环境的表型提供依据。经前期本课题组研究发现,不同环境间的玉米苞叶表型存在显著差异。本研究以508份具有广泛多态性的玉米自交系组成的关联群体为材料,分别记录5个环境下苞叶长度、苞叶宽度以及苞叶层数数据,采用FW计算表型可塑性值,并利用GWAS解析苞叶表型可塑性的遗传基础。结果表明,苞叶长度、苞叶宽度和苞叶层数在环境间存在表型可塑性;苞叶长度表型可塑性最大,说明苞叶长度受环境影响最为明显;苞叶三种性状的表型可塑性在热带亚群和温带亚群中差异显著,表明苞叶表型可塑性可能受群体结构的影响。表型可塑性分析发现CIMBL113家系苞叶三种性状的表型可塑性都是较大的,其苞叶表型可以快速适应变化的环境,且CIMBL113属于热带-亚热带亚群,故可将CIMBL113家系用于从我国南方热带-亚热带地区向北方温带地区异地育种的工作中。苞叶表型与气象因子相关分析表明:光照、水分和温度与苞叶相关性较大,暗示这三个气象因子是苞叶表型可塑性的主要影响因素。GWAS分析苞叶表型可塑性发现28个显著SNP位点,共找到了13个候选基因,这些候选基因被划分为信号转导途径、细胞转运途径、代谢途径、转录调控途径以及未知功能5个方面。除去未知功能的,属于转录调控途径的候选基因有GRMZM2G026371、GRMZM2G142413、GRMZM5G891373和GRMZM2G158531,属于细胞转运途径的候选基因有GRMZM2G100809,属于代谢途径的候选基因有GRMZM2G110993、GRMZM2G045596和GRMZM2G039982,以及属于信号转导途径的候选基因为GRMZM2G042055。另外,与苞叶表型值GWAS分析比较发现,并没有与表型值共定位的SNP位点,表明控制苞叶表型可塑性的候选基因与控制表型的候选基因不同。

关键词：玉米苞叶 GWAS FW 表型可塑性