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濒危药用植物桃儿七对海拔的生理生态响应策略

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生态学报 2024年

作者：江金花高鹏斐丁娜娜田婷婷艾冬霞樊宝丽西北师范大学生命科学学院

海拔变化会引起光照、温度以及湿度等一系列环境条件的变化，从而对植物的物质代谢、结构和功能产生一定的影响，而植物功能性状特定的组合可以反映植物对环境变化的响应策略。桃儿七[Sinopodophyllum hexandrum(Royle) Ying]是我国传... 详细信息

海拔变化会引起光照、温度以及湿度等一系列环境条件的变化，从而对植物的物质代谢、结构和功能产生一定的影响，而植物功能性状特定的组合可以反映植物对环境变化的响应策略。桃儿七[Sinopodophyllum hexandrum(Royle) Ying]是我国传统中藏药材，通常生长于2700—4500 m高海拔地带的平坦山谷及透光度较好的林下、林缘或草、灌丛中，其根状茎及根中富含的鬼臼毒素可以治疗多种癌症，其含量与植株生物量在各个器官的分配密切相关，但其生物量分配情况目前尚不清楚。因此，为进一步提高高寒草甸桃儿七生长、发育及对药用器官生物量的最大化分配，明确自然环境下桃儿七的资源获取和利用策略，本研究以青藏高原高寒草甸2个海拔的桃儿七为研究对象，对其功能性状、光合生理、生物量分配特征等进行对比分析，探究自然生境下桃儿七生物量分配格局及其功能性状对海拔变化的响应策略，结果发现：（1）低海拔桃儿七净光合速率高于高海拔；随海拔的升高，桃儿七叶片中非结构性碳含量呈下降的趋势，但在细根中呈上升趋势；叶片Chla、Chlb、Chla/b及Chl(a+b)含量均显著下降（P环境的性状权衡模式。（2）海拔对桃儿七的根、叶生物量分配策略影响显著（P生物量分配增加，根占比增加了40.00%，根状茎占比增加了25.93%，对地上部分茎和叶的生物量分配减少。各器官生物量与个体大小呈等速生长关系，符合生态代谢理论（MTE）。本研究有助于为高寒草甸桃儿七的管理以及人工栽培提供理论依据和数据支撑，以期推动道地性濒危中药资源的可持续发展。

关键词：生物量分配功能性状异速关系根状茎光合生理

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血管力学生物学2023年度研究进展

医用生物力学 2024年第1期39卷 9-16页

作者：邹敏文韩悦上海交通大学生命科学技术学院力学生物学研究所上海200240

心血管系统是一个以心脏为中心、血管为网络的力学系统,力学因素在调控心血管系统生理状态或病理进程中起到直接且关键的作用。冠心病、高血压和脑卒中等多种心血管疾病都有着相似的病理学基础,即由于血管功能失衡及损伤修复异常引起的... 详细信息

心血管系统是一个以心脏为中心、血管为网络的力学系统,力学因素在调控心血管系统生理状态或病理进程中起到直接且关键的作用。冠心病、高血压和脑卒中等多种心血管疾病都有着相似的病理学基础,即由于血管功能失衡及损伤修复异常引起的血管重建。因此,研究力学因素如何产生生物学效应而导致血管重建,阐明心血管力学信号转导通路和力学调控途径,对于深入了解心血管活动和疾病发生的本质及其防治有重要意义。本文以力学刺激(环境)因素和关键力学响应分子为线索,总结2023年度血管力学生物学的最新研究进展。研究结果为进一步探讨力学因素在心血管疾病发病机制中的作用,寻找心血管疾病诊断的标志物和潜在靶标等提供了新思路。

关键词：心血管疾病力学生物学剪切应力周期性张应变细胞外基质

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基于环境DNA技术和形态学鉴定的浮游植物多样性比较

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湖泊科学 2024年第5期36卷 1336-1352,I0001-I0003页

作者：程云山任艺晨席贻龙刘燕茹何虎范方威陈东宜李化炳安徽师范大学生态与环境学院芜湖241002 中国科学院南京地理与湖泊研究所湖泊与环境国家重点实验室南京210008 中国科学院抚仙湖高原深水湖泊研究站玉溪652500 河北大学生命科学学院保定071002 中国科学院大学北京100049 中国科学院大学中丹学院北京100049

浮游植物是湖泊生态系统的重要组成部分,检测其物种多样性和群落组成对了解湖泊生态系统功能具有重要意义。近年来,环境DNA技术越来越多地被应用于生态学调查中;但对于浮游植物的多样性检测,该方法与传统形态学鉴定获得结果的一致性尚... 详细信息

浮游植物是湖泊生态系统的重要组成部分,检测其物种多样性和群落组成对了解湖泊生态系统功能具有重要意义。近年来,环境DNA技术越来越多地被应用于生态学调查中;但对于浮游植物的多样性检测,该方法与传统形态学鉴定获得结果的一致性尚不清楚,并且缺少基于环境DNA技术对真核浮游植物与原核浮游植物进行同时检测的研究。为此,本文比较研究了不同牧食强度下中宇宙实验体系中环境DNA技术和形态学鉴定在检测浮游植物(包括真核与原核浮游植物)物种多样性和群落组成上的异同。研究结果显示:(1)基于18S rRNA基因的环境DNA技术与形态学鉴定获得的浮游植物alpha多样性(物种多样性和Shannon-Wiener多样性指数)在不同牧食强度下中宇宙实验体系中的变化趋势一致;(2)与形态学鉴定结果相比,基于16S rRNA基因和18S rRNA基因的环境DNA技术能够检测到更多的浮游植物种类,并且能够很好地展现不同处理组中浮游植物群落组成的差异;(3)基于18S rRNA基因的环境DNA技术在浮游植物多样性检测上具有更高的精确性。尽管环境DNA技术在监测浮游植物生物量方面存在局限,但是其在浮游植物生物多样性检测方面比形态学鉴定具有显著的优势。本研究对环境DNA技术同时应用于真核和原核浮游植物检测进行了尝试,并证实了基于18S rRNA基因的环境DNA技术在浮游植物物种多样性和群落组成检测中具有更高的分辨率和精确性,可提供更加丰富的数据,为在浮游植物多样性研究和水生态环境监测中推广使用环境DNA技术提供了依据。

关键词：环境DNA 形态学鉴定浮游植物多样性

青藏高原东缘城市蚂蚁群落体色对区域气候的生态响应

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生态学报 2024年

作者：苏秋海罗昕裕尹如意黄相钦罗怡周昭敏西华师范大学生命科学学院四川省环境科学与生物多样性保护重点实验室

较暗的角质层明度有助于昆虫吸收热量和减少高UV-B的伤害，因此自然生境中昆虫群落体色往往呈现出地理变异。然而，人们对城市昆虫群落体色的变异模式和影响因素仍然知之甚少。在青藏高原东缘8个城镇的64个样地（海拔510—3380m），开... 详细信息

较暗的角质层明度有助于昆虫吸收热量和减少高UV-B的伤害，因此自然生境中昆虫群落体色往往呈现出地理变异。然而，人们对城市昆虫群落体色的变异模式和影响因素仍然知之甚少。在青藏高原东缘8个城镇的64个样地（海拔510—3380m），开展地栖蚂蚁群落调查，采集到55890只工蚁（31属81种）。运用线性混合效应模型，我们评估了区域温度和紫外线水平对城市蚂蚁群落角质层明度的潜在影响。结果表明，蚂蚁群落角质层明度在城镇间具有显著差异（相比甘孜县蚂蚁群落，元谋县蚂蚁群落的群落加权平均值高出约39%，群落算数平均值高出约32%）；区域温度对蚂蚁群落角质层明度影响显著，温度越高，群落角质层明度值越大，但区域UV-B对其没有显著影响。因此，区域温度能够有效解释该地区的城市蚂蚁群落角质层明度变异，而蚂蚁群落体色明度对区域UV-B条件的响应可能还受到其他环境因素的调节。

关键词：城市群落角质层明度热黑化假说光保护假说

上海城市公园苔藓植物多样性分布格局及其环境影响因子

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生物多样性 2024年第2期32卷 58-68页

作者：吴相獐雷富民单壹壹于晶上海师范大学生命科学学院上海200234 上海长三角城市湿地生态系统国家野外科学观测研究站上海200234

城市公园的生物多样性十分丰富,在生物多样性保护方面具有重要价值。苔藓植物是公园生物多样性的重要组成成分,但因其体型小、难以鉴定等,容易被人们所忽略,因此对其多样性的研究和保护也相对薄弱。本文基于文献资料和生态调查数据,整... 详细信息

城市公园的生物多样性十分丰富,在生物多样性保护方面具有重要价值。苔藓植物是公园生物多样性的重要组成成分,但因其体型小、难以鉴定等,容易被人们所忽略,因此对其多样性的研究和保护也相对薄弱。本文基于文献资料和生态调查数据,整合上海市中心城区和郊区共35个样点的苔藓植物名录,应用聚类分析对公园进行分组,比较了市区和郊区两个区域的苔藓植物相似性;采用典范对应分析(CCA)及层次分割的方法,定量研究环境因子与城市公园苔藓植物多样性分布格局的关系。结果表明,35个公园共有苔藓植物34科74属164种,包括苔类7科8属9种、藓类27科66属155种,其中有12种中国特有种和4种近危种。根据聚类分析结果,35个公园可划分为两组,主要与人口密度、与市中心距离、与主干道距离及公园面积等因素有关。市区和郊区两个区域的科、属、种的Jaccard相似性系数分别为0.94、0.89和0.30,表明两个区域的物种组成各有特点。层次分割结果显示,环境因子对城市公园苔藓植物多样性分布格局的解释率从高到低分别为人口密度、公园年龄、与市中心距离、与主干道距离、森林覆盖率、湖泊覆盖率及公园面积。整体上,上海城市公园苔藓植物物种多样性较高,而且市区公园和郊区公园物种组成存在一定差异,两个区域对于苔藓植物多样性保护都具有重要价值。本研究揭示了人口密度、与主干道距离和森林覆盖率等不同环境因子对城市公园苔藓植物多样性分布格局的影响,有助于对城市苔藓植物多样性的全面认识,促进城市生态系统及苔藓植物多样性的保护。

关键词：苔藓植物生物多样性城市公园聚类分析典范对应分析

碱性亮氨酸拉链转录因子的翻译后修饰在植物响应非生物胁迫中的作用

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生物工程学报 2024年第1期40卷 53-62页

作者：李影赵伟迪杨敬华李佳奇韩松洋任月坤郭长虹哈尔滨师范大学生命科学与技术学院黑龙江哈尔滨150000

非生物胁迫是植物生长发育过程中必须要应对的不利环境因素。在进化过程中,植物获得了多种响应或抵抗逆境的能力,其中转录因子在调控非生物胁迫耐受性方面起到了重要作用。碱性亮氨酸拉链转录因子(basic leucine zipper transcription f... 详细信息

非生物胁迫是植物生长发育过程中必须要应对的不利环境因素。在进化过程中,植物获得了多种响应或抵抗逆境的能力,其中转录因子在调控非生物胁迫耐受性方面起到了重要作用。碱性亮氨酸拉链转录因子(basic leucine zipper transcription factors,bZIP)是转录因子中较大的基因家族之一。不同的翻译后修饰(post-translational modifications,PTMs)可以控制bZIP转录因子的稳定性和活性,响应各种细胞内或细胞外胁迫。本文介绍了bZIP转录因子的结构特征与分类,重点综述了bZIP转录因子磷酸化、泛素化和小泛素相关修饰物(small ubiquitin-like modifier,SUMO)化等翻译后修饰在植物响应非生物胁迫中的作用,并对未来的研究方向进行了展望,为通过调控bZIP转录因子的翻译后修饰培育优良抗逆作物品种提供研究参考。

关键词：非生物胁迫碱性亮氨酸拉链转录因子(bZIP) 磷酸化泛素化小泛素相关修饰物(SUMO)

氨对蚤状溞诱导型反捕食生活史防御的抑制效应

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生态与农村环境学报 2024年第2期40卷 245-254页

作者：刘琪孙运菲谷磊杨州南京师范大学生命科学学院江苏南京210023

氨是水体中常见且毒性较强的含氮污染物之一,不仅会对水生生物产生直接毒害作用,甚至在不产生直接危害的情况下严重威胁水生生物的种间关系。诱导型防御是猎物应对捕食风险所表现出的典型的适应性响应,是重要的捕食与防御关系。目前,尚... 详细信息

氨是水体中常见且毒性较强的含氮污染物之一,不仅会对水生生物产生直接毒害作用,甚至在不产生直接危害的情况下严重威胁水生生物的种间关系。诱导型防御是猎物应对捕食风险所表现出的典型的适应性响应,是重要的捕食与防御关系。目前,尚不清楚氨是否会干扰猎物诱导型反捕食防御性状的表达。为此,研究选择浮游动物代表性物种蚤状溞(Daphnia pulex)作为受试生物,检验了不同浓度氨对蚤状溞反捕食(鳑鲏鱼作为捕食风险源)生活史防御策略的影响以及处于诱导防御的蚤状溞对氨胁迫敏感性的变化。结果表明,氨会对蚤状溞的生活史表现产生毒害作用,例如,当氨浓度达到0.6 mg·L^(-1)时,首窝产卵时间延迟了4.2 h,成熟体长和尾刺长分别缩短了5.72%和3.74%,后代数量降低了39.7%。就蚤状溞的生活史防御而言,随着氨浓度的升高,蚤状溞响应鱼类捕食风险而表现出的体长减小(-11.13%)、生长速率减缓(-24.18%)、产卵提前等防御表现被明显抑制,并且这种对蚤状溞诱导型防御的抑制作用随着氨暴露时间的延长而累积。此外,经捕食者信息素诱导后形成反捕食防御的蚤状溞更容易受到环境压力的胁迫,即捕食风险会削弱蚤状溞对氨的耐受性。该研究不仅从种间关系的角度揭示了氨的广泛负面效应,同时也为捕食风险下生物个体应对环境胁迫能力的变化提供了新的见解。

关键词：蚤状溞诱导型防御氨污染捕食风险信息素

丛枝菌根真菌和铜对紫云英生长和镉吸收的影响

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应用与环境生物学报 2024年第4期30卷 795-801页

作者：胡明慧郭梦雅李思瑶蔡蕊马坤坤张溪溪朱先灿安徽师范大学生命科学学院芜湖241000

植物与微生物互作在缓解非生物胁迫和提高作物生产力等方面发挥重要作用,目前关于丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)诱导植物Cu吸收以及由此减少Cd吸收方面的研究鲜见报道.在添加和不添加Cd条件下分别设置对照(CK)、接种A... 详细信息

植物与微生物互作在缓解非生物胁迫和提高作物生产力等方面发挥重要作用,目前关于丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)诱导植物Cu吸收以及由此减少Cd吸收方面的研究鲜见报道.在添加和不添加Cd条件下分别设置对照(CK)、接种AMF(AM)、添加Cu(Cu)、AM+Cu等处理的盆栽实验,探究Cd胁迫下接种AMF或外源添加Cu对紫云英生长和Cd吸收转运的影响.结果显示,接种AMF及添加Cu元素均促进植物根系的发育,植株的生物量显著增加,并在不同程度上提高了紫云英植株内可溶性糖和脯氨酸含量、过氧化物酶和超氧化物歧化酶的活性,降低了过氧化氢含量、地上部分Cd浓度以及减轻地下部分Cd向地上部分的转移.其中,两者同时存在的促进效应大于单独存在处理组.本研究表明Cu元素和AMF有利于紫云英在Cd胁迫下生长,通过降低其活性氧分子、提高渗透调节物质含量和抗氧化酶活性、降低金属Cd离子在地上部的累积,从而缓解金属污染对紫云英造成的损伤. Cu元素提高了AMF与植物的共生效应,可能与菌根介导增强Cu吸收和由此产生的金属耐性有关.本研究结果有助于更深入地了解丛枝菌根共生修复重金属污染的机理.(图4表1参49)

关键词：丛枝菌根共生重金属污染植物与微生物修复紫云英

干旱胁迫下AMF对两种荒漠植物幼苗生长及荧光特性的影响

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草业科学 2024年

作者：麦格皮热提古丽·达吾提王海鸥陈晓楠伊力努尔·艾力马晓东新疆师范大学生命科学学院新疆特殊环境物种保护与调控生物实验室

探讨干旱胁迫条件下，丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi， AMF)菌丝传递距离对疏叶骆驼刺和多枝柽柳幼苗生长和叶绿素荧光特性的影响，对于维持荒漠化地区生态系统结构与功能的稳定具有重要意义。本试验采用盆栽试验的方法，... 详细信息

探讨干旱胁迫条件下，丛枝菌根真菌(Arbuscular mycorrhizal fungi， AMF)菌丝传递距离对疏叶骆驼刺和多枝柽柳幼苗生长和叶绿素荧光特性的影响，对于维持荒漠化地区生态系统结构与功能的稳定具有重要意义。本试验采用盆栽试验的方法，选取疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)用作供体植物，而多枝柽柳(Tamarix ramosissima Ledeb)则是受体植物，研究了不同水分条件下菌丝传递短距离(15cm、S)和长距离(30cm、L)对AMF侵染率、株高、基径、根系形态结构以及叶绿素荧光参数的影响。结果表明：在重度胁迫条件下，菌丝传递长距离处理多枝柽柳的侵染率显著降低(P 生物量、比根长、根平均直径和根尖数的增加；中度水分条件下，AMF通过提高S、L处理受体Fm、 Fv/Fo、Fv/Fm值和qP值，降低Fo和NPQ值来减少干旱对光系统带来的损伤从而提高光合能力，且不同距离处理的受体间差异不显著；但重度水分条件下仅对S处理具有显著促进作用(P < 0.05)，对L处理下幼苗的地上部分生长和地下部分生长以及叶绿素荧光参数无显著促进作用。综上所述，在中度水分胁迫下，AMF定殖对长距离受体植物也能通过显著提高地上和地下部分生长及光合作用来缓解干旱胁迫对受体植物的伤害，提高其耐旱性，促进受体植物的生长；但在重度水分条件下，菌丝传递距离过长对菌根的定殖和幼苗的生长带来不利，而且AMF促进受体植物的能力也有限。

关键词：疏叶骆驼刺多枝柽柳 AMF 干旱胁迫叶绿素荧光根系