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海滨乔木矮化现象及其环境因子驱动力

生态学报 2024年第3期44卷 893-902页

作者：周婷曾广宏刘碧颖廖慧璇张圆浩中山大学生命科学学院有害生物控制与资源利用国家重点实验室广州510275 中山大学国家公园与自然教育研究院广州510275 中山大学生态学院广州510006

在海滨森林生态系统中,乔木表现出以株高降低为主的特殊海滨矮化现象。阐明海滨植被在海滨生境胁迫下的矮化响应机制是实现海滨植被保护和恢复的关键环节。从海滨森林生态系统中乔木矮化的形态和作用机制的角度出发,综述了这一矮化现象... 详细信息

在海滨森林生态系统中,乔木表现出以株高降低为主的特殊海滨矮化现象。阐明海滨植被在海滨生境胁迫下的矮化响应机制是实现海滨植被保护和恢复的关键环节。从海滨森林生态系统中乔木矮化的形态和作用机制的角度出发,综述了这一矮化现象与海滨各生态胁迫因子之间的关联及作用机制的研究进展。海滨乔木受到了长期海滨大风和极端风暴的机械压力,在形态上表现出茎粗、低矮的特征;海滨贫瘠的土壤、特殊的盐胁迫和复合型的水分胁迫在导致乔木高度降低的同时降低了基径和胸径生长,表现出瘦小的性状,这与非地带性山地矮林中乔木矮化现象是不同的;乔木的矮化也同样受到了海滨频发的火灾、极端光暴露或林内高郁闭度的光胁迫等环境因子的影响。这种乔木个体的矮化最终表现为海滨植被群落中乔木层的矮化。不可否认的是,海滨乔木矮化现象是由多种因素交互作用下形成的,但迄今为止,学界对海滨矮化现象的主导环境驱动力的探讨尚处于初步阶段。在指出现有研究的不足之处的同时,提出在未来的研究中,应更多的关注全球变化下海滨森林矮化的多因素驱动模型,并基于现行的植被分类系统,提出了划分海滨矮化森林为新植被型的构想,为海滨植物和植被的保护、恢复和分类提供了参考。

关键词：海滨胁迫形态矮化生理响应植被

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华夏植物区系理论与中国植物区系研究的发展

中国科学：生命科学 2024年第9期54卷 1518-1533页

作者：廖文波凡强王凤翔赵万义金建华施苏华中山大学生命科学学院/广东省植物逆境生物学重点实验室广州510275 中山大学国家公园与自然教育研究院广州510275

1859年,著名生物学家达尔文出版了《物种起源》[1],引起生物学界的轰动,被誉为19世纪自然科学三大发现之一.生物进化论的提出引发自然科学家、社会科学家的不同反响,他们分别采用不同的思考方法,来描绘各自学科或社会的演变.2009年是生... 详细信息

1859年,著名生物学家达尔文出版了《物种起源》[1],引起生物学界的轰动,被誉为19世纪自然科学三大发现之一.生物进化论的提出引发自然科学家、社会科学家的不同反响,他们分别采用不同的思考方法,来描绘各自学科或社会的演变.2009年是生物进化论发表150周年,达尔文诞生200周年.彼时,在国际上举办了多场研讨会以纪念这位伟大的生物学家.然而,人们可能不会想到,当时让达尔文“感到困惑的被子植物白垩纪爆发式发生之谜”,至今仍然没有解决,争议仍然存在.

关键词：《物种起源》生物进化论华夏植物区系植物区系研究达尔文被子植物著名生物学家思考方法

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广州市郊公路廊道旁适生植物

中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2024年

作者：彭少麟许为欣周婷廖慧璇陈宝明中山大学生命科学学院中山大学国家公园与自然教育研究院中山大学生态学院

公路是人为修建用以促进人文交流与物质联通交换的廊道，对社会经济、文化的发展起着极为重要的基础支撑作用。由于公路廊道与林地生境条件相比差距较大，导致植物不易生长，如何通过生态恢复构建道旁植被，成为公路廊道生态建设的焦点... 详细信息

公路是人为修建用以促进人文交流与物质联通交换的廊道，对社会经济、文化的发展起着极为重要的基础支撑作用。由于公路廊道与林地生境条件相比差距较大，导致植物不易生长，如何通过生态恢复构建道旁植被，成为公路廊道生态建设的焦点问题之一。本研究选取了广州郊区18条经历较长时间恢复的郊区道路设置了道旁样地，共144个样方，进行了植物群落调查和数据综合分析；比较了6条公路与邻近林内生境的环境因子；进一步测定了代表性优势适生物种的生理生态指标。试图解决如下科学问题：（1）道旁与林内相比，限制植物生长的环境要素有哪些？（2）在道路旁有哪些自然适生植物？（3）为什么这些植物能在道旁环境生长？主要结果如下：（1）广州郊区公路道旁生境较之林地，对植物的生长起了限制作用的生态因子是强光照、高温以及干旱。（2）筛选出33种道旁恶劣生境下自然生长的植物优势适生种，其中16种广泛分布在道旁和林地，17种广泛分布在道旁；常绿种有2种、落叶种有9种，落叶占比27.3%；乔木有24种、灌木有6种，藤本有3种，乔木占比约72.7%。（3）道旁自然生长植物具有阳性树种种数与数量增多，树木形态矮化，尖削度高，叶片总厚度、栅栏组织和海绵组织增厚等适应性变化特征，以及具有净光合速率、水分利用效率加快的生理生态特征；这些特征也很好地解释了其适应的机理，可作为道旁恢复物种筛选的科学依据。本研究揭示为什么这些植物能够在广州市郊区公路道旁生境下自然适生的机理，丰富了公路生态廊道生态建设理论；本研究所提出的适生优势种，可作为广州市郊区公路廊道植被快速生态恢复的优先物种选择，对其他区域的道路生态廊道建设也有参考价值。

关键词：广州郊区公路道旁生境适生物种适应特征

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红树植物的系统起源、群体演化与生态适应性

中国科学：生命科学 2024年第9期54卷 1565-1580页

作者：郭子骁黄颖欣司法施苏华中山大学生命科学学院水产动物疫病防控与健康养殖全国重点实验室(中山大学)广东省植物逆境生物学重点实验室广州510275

红树植物因其重要的生态价值而备受关注,其起源演化和生态适应性是长期以来的研究热点问题.随着分子生物学和基因组学技术的发展,过去数十年该领域取得了长足的进步.本文回溯该领域发展的脉络,从五个方面综述了当前的进展情况:(ⅰ)红树... 详细信息

红树植物因其重要的生态价值而备受关注,其起源演化和生态适应性是长期以来的研究热点问题.随着分子生物学和基因组学技术的发展,过去数十年该领域取得了长足的进步.本文回溯该领域发展的脉络,从五个方面综述了当前的进展情况:(ⅰ)红树植物区系地理、系统发育和起源;(ⅱ)印度西太平洋地区红树植物群体遗传演化;(ⅲ)自然杂交与物种形成;(ⅳ)潮间带适应性的分子和基因组演化机制;(ⅴ)全球变化下的红树林保护.在总结进展基础上,对未来研究方向进行展望.

关键词：红树植物潮间带适应系统发生起源基因组进化群体遗传结构生物多样性保护

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中山大学植物生物学研究:历史、传承与发展

中国科学：生命科学 2024年第9期54卷 1506-1517页

作者：刘俊李陈龙张玉婵李剑峰肖仕陈月琴姚楠中山大学生命科学学院广州510275 中山大学农业与生物技术学院深圳518107

中山大学在植物生物学领域的研究具有十分悠久的历史,包括对植物种子发育和保存、植物逆境生物学以及水稻产量和品质的相关研究.早在建校初期,丁颖院士和罗宗洛院士先后加入中山大学开展研究.丁颖院士对稻作的相关研究为发展华南粮食产... 详细信息

中山大学在植物生物学领域的研究具有十分悠久的历史,包括对植物种子发育和保存、植物逆境生物学以及水稻产量和品质的相关研究.早在建校初期,丁颖院士和罗宗洛院士先后加入中山大学开展研究.丁颖院士对稻作的相关研究为发展华南粮食产业做出了重要的贡献.罗宗洛院士成立了全国第一个植物生理实验室,开创了中山大学植物生理研究的先河.

关键词：建校初期中山大学植物生物学植物生理粮食产业传承与发展罗宗洛植物种子

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生物防治造福人类

中国科学：生命科学 2024年第9期54卷 1626-1640页

作者：张古忍张文庆周强胡建徐卫华中山大学生命科学学院广州510275 中山大学农学院深圳518107

生物防治是植物保护绿色防控技术的核心组成部分,是我国有效控制农药用量、保障农业生产和生态环境安全、提高农产品质量、促进农业可持续发展的重要技术手段.已故中国科学院院士蒲蛰龙教授及其带领的团队深耕害虫生物防治领域,在多个... 详细信息

生物防治是植物保护绿色防控技术的核心组成部分,是我国有效控制农药用量、保障农业生产和生态环境安全、提高农产品质量、促进农业可持续发展的重要技术手段.已故中国科学院院士蒲蛰龙教授及其带领的团队深耕害虫生物防治领域,在多个方面作出卓越贡献.在天敌昆虫保育、挖掘与利用方面,以蓖麻蚕卵作为大量繁殖赤眼蜂的中间寄主,开创了大卵繁蜂的先例,并广泛推广应用于甘蔗螟虫的防治;繁殖释放平腹小蜂防治荔枝、龙眼害虫荔枝蝽,沿用至今;发掘利用黄猄蚁防治柑橘害虫的方法,继承和弘扬了祖国的文化遗产;挖掘稻虱缨小蜂种质资源,建立了可以用于规模化繁育的四室繁蜂法.在引进天敌防治害虫方面,先后完成了引进澳洲瓢虫和孟氏隐唇瓢虫防治介壳虫;建议从松突圆蚧原产地引进花角蚜小蜂防治松林新入侵害虫松突圆蚧.在利用昆虫病原微生物防治害虫方面,利用苏云金杆菌防治水稻害虫稻纵卷叶螟和三化螟以及卫生害虫致倦库蚊;利用松毛虫质多角体病毒防治马尾松毛虫;研制和商品化生产了斜纹夜蛾核多角体病毒杀虫剂“虫瘟一号”;利用病毒基因组的突变,构建了多株高效核多角体病毒株;利用昆虫病原线虫防治花卉新入侵害虫蔗扁蛾.在害虫综合防治方面,实施“以发挥害虫天敌效能为主的害虫综合防治”,将水稻虫害控制在经济损失允许水平之下.在应用基础研究方面,阐明了保护利用天敌、充分发挥天敌效能的群落生态学机制;研究了腰带长体茧蜂与寄主的免疫互作机制;研发了基于RNAi的害虫生物防治新技术;系统研究了棉铃虫滞育的分子机制.害虫生物防治是一项系统工程,在所涉及的政府、商业部门、技术研究者、农技推广部门、广大消费者、农民等社会各方面中,农民是防治措施的最终执行者,只有加大对农民的培训、让他们充分认识害虫生物防治的思想和技术体系,才能确保生物防治这一造福人类的技术得到精准有效实施.

关键词：生物防治害虫天敌赤眼蜂昆虫病原微生物综合防治

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昼夜增温对外来入侵植物竞争力的影响

中山大学学报(自然科学版)(中英文) 2024年

作者：陈宝明中山大学生命科学学院/广东省热带亚热带植物资源与利用重点实验室

全球存在明显的昼夜不对称增温现象，光合作用只在白天发生，而呼吸作用在白天和晚上都在进行，昼夜增温可能会改变光合作用和呼吸作用之间的平衡，进而影响植物的生长。入侵植物通常具有较强的资源捕获能力与能量利用效率，那么在昼夜... 详细信息

全球存在明显的昼夜不对称增温现象，光合作用只在白天发生，而呼吸作用在白天和晚上都在进行，昼夜增温可能会改变光合作用和呼吸作用之间的平衡，进而影响植物的生长。入侵植物通常具有较强的资源捕获能力与能量利用效率，那么在昼夜增温对外来入侵植物的生长及竞争力有何影响？为此，选取两种严重危害的菊科入侵植物白花鬼针草（Bidens alba）和假臭草（Eupatorium catarium），同时选取本地植物一点红（Emilia sonchifolia）作为对照，设置不同的昼夜增温处理，研究增温对入侵植物和本地植物的生物长、生物量分配及种间竞争的影响。结果表明，白天增温显著提高了入侵植物白花鬼针草和假臭草的总生物量和地上生物量，而全天增温显著提高了本地植物一点红的总生物量和地上生物量；白花鬼针草在全天增温处理下的根冠比显著高于其他增温处理的，而其他2种植物的根冠比在全天增温处理下最低。夜间增温和全天增温加剧了入侵植物对本地植物一点红生长的抑制作用；3种增温模式都不同程度地降低了两种入侵植物对一点红的竞争响应，但不同增温模式之间差异并不显著，说明增温背景下本地植物一点红对入侵植物的竞争响应并未表现出明显的竞争者依赖性。

关键词：全球变暖外来植物入侵性

转录因子在植物内质网胁迫中的作用及分子机制研究进展

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植物生理学报 2024年第7期60卷 1055-1067页

作者：白雨婷张文晓周倩向凤宁山东大学生命科学学院植物发育与环境适应生物学教育部重点实验室山东青岛266237

植物的一生常遭受各种胁迫,导致错误折叠蛋白或未折叠蛋白在细胞内积累,进而引发内质网胁迫。植物主要通过内质网质量监控系统(ER quality control,ERQC)、内质网相关降解(ER-associated degradation,ERAD)、未折叠蛋白反应(unfolded pr... 详细信息

植物的一生常遭受各种胁迫,导致错误折叠蛋白或未折叠蛋白在细胞内积累,进而引发内质网胁迫。植物主要通过内质网质量监控系统(ER quality control,ERQC)、内质网相关降解(ER-associated degradation,ERAD)、未折叠蛋白反应(unfolded protein response,UPR)以及自噬来抵抗内质网胁迫。其中UPR是一种通过信号转导来增强蛋白质折叠和修复能力以及促进错误折叠蛋白降解的途径,植物UPR中IRE1和bZIP17/28两种途径已被证实。许多转录因子(transcription factors)参与响应内质网胁迫,主要涉及bZIP、NAC、HSF、WRKY和NF-Y核因子等基因家族,是作物抗逆遗传改良的目标基因,因此研究内质网应激调控机制具有重要意义。本文主要简述了内质网应激中ERQC、ERAD、UPR以及自噬反应的一般原理并对参与内质网应激的转录因子的调控机制研究进展进行综述,以期为植物内质网胁迫中转录因子的作用机制解析及作物抗逆遗传改良提供参考。

关键词：植物转录因子内质网胁迫 UPR 逆境胁迫

外源甜菜碱对铝胁迫下小麦幼苗生长及抗氧化能力的调节效应

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麦类作物学报 2024年第11期 1467-1473页

作者：张云芳程智鸿张心茹刘聪陈楚淮北师范大学生命科学学院/安徽省资源植物生物学重点实验室

为明确甜菜碱对小麦铝毒的缓解效应，以小麦品种济麦22为材料，采用水培方法，比较分析了铝胁迫下(400μmol·L-1AlCl3)不同浓度甜菜碱(0、1、2、4、8 mmol·L-1)处理后小麦幼苗生长、膜脂过氧化及活性氧代谢的差异。结果表明，铝胁迫... 详细信息

为明确甜菜碱对小麦铝毒的缓解效应，以小麦品种济麦22为材料，采用水培方法，比较分析了铝胁迫下(400μmol·L-1AlCl3)不同浓度甜菜碱(0、1、2、4、8 mmol·L-1)处理后小麦幼苗生长、膜脂过氧化及活性氧代谢的差异。结果表明，铝胁迫抑制了小麦幼苗的生长，显著降低了幼苗的株高、根长及叶绿素含量，提高了丙二醛（MDA）含量及超氧阴离子自由基(O2-·)的产生速率；增施甜菜碱能缓解铝胁迫对小麦幼苗生长的抑制作用，促进铝胁迫下幼苗株高和根系的伸长生长，提高叶片叶绿素含量和抗氧化酶活性，显著降低MDA含量及O2-·产生速率。综合来看，外施甜菜碱可通过调节活性氧代谢、抑制膜脂过氧化来缓解铝胁迫对小麦幼苗生长的抑制及生理损伤，本试验条件下以4 mmol·L-1浓度的甜菜碱缓解效果最好。

关键词：小麦幼苗铝胁迫甜菜碱生长发育抗氧化