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香榧假种皮开裂过程中组织结构、细胞壁代谢的变化

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林业科学 2023年第2期59卷 86-95页

作者：沈家怡吴翠萍姚佳吴家胜张瑞胡渊渊浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300

【目的】研究香榧假种皮开裂过程中细胞壁代谢及结构的变化,为进一步探明假种皮的开裂机制和探寻促进假种皮开裂的措施提供理论依据。【方法】在种实的不同发育时期内,测定香榧假种皮的开裂率和硬度的变化,分析细胞壁组分及相关降解酶... 详细信息

【目的】研究香榧假种皮开裂过程中细胞壁代谢及结构的变化,为进一步探明假种皮的开裂机制和探寻促进假种皮开裂的措施提供理论依据。【方法】在种实的不同发育时期内,测定香榧假种皮的开裂率和硬度的变化,分析细胞壁组分及相关降解酶活性的变化,结合石蜡解剖结构的观察,揭示假种皮细胞壁代谢与结构变化在开裂过程中的作用;通过测定香榧种实乙烯释放率的变化,并利用外源乙烯利/乙烯作用抑制剂(1-甲基环丙烯,1-MCP)处理分析乙烯在假种皮开裂过程中的作用,探讨乙烯与假种皮开裂的关系。【结果】1)从134~154 DASP(DASP:突破种鳞后的天数),香榧假种皮的开裂率增加了10倍,硬度降低了61%,假种皮厚度增加了43%;假种皮开裂时(154 DASP),假种皮中靠近内表皮层的树脂道细胞群与其相邻树脂道细胞群之间的薄壁细胞降解,呈分离状态,且中间薄壁细胞层与内表皮层之间存在明显的分离层。2)从134~154 DASP,假种皮的水溶性果胶(WSP)总体上呈增加趋势,而CDTA可溶性果胶(SSP)和Na2CO3可溶性果胶(CSP)则呈降低趋势,其相关降解酶果胶甲酯酶(PME)和多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性均呈增加趋势,且PME和PG与硬度均呈显著负相关。3)从134~154 DASP,香榧种实的乙烯释放率呈先增后降的趋势,且外源喷施乙烯利溶液可显著提高香榧假种皮的开裂率,降低其硬度,且乙烯释放率的变化与其开裂率、硬度分别呈显著正相关和显著负相关。【结论】香榧种实从134 DASP开始逐渐进入开裂期,其假种皮的开裂是由内表皮层和中间薄壁细胞层共同作用发生的;假种皮的开裂与其果胶的代谢密切相关,乙烯的释放可促进开裂的发生。

关键词：香榧开裂假种皮结构细胞壁代谢乙烯

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香榧种子生长发育过程中假种皮挥发油的变化

林业科学 2022年第11期58卷 127-136页

作者：郑刘辉侯宇张新凤喻卫武曾燕如戴文圣浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300

【目的】探究香榧假种皮不同制备方式与分析方法对挥发油成分含量测定的影响,揭示香榧种子生长发育过程中假种皮挥发油成分的动态变化规律,为香榧假种皮的利用提供参考。【方法】结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术,优化水蒸气蒸馏法(SD... 详细信息

【目的】探究香榧假种皮不同制备方式与分析方法对挥发油成分含量测定的影响,揭示香榧种子生长发育过程中假种皮挥发油成分的动态变化规律,为香榧假种皮的利用提供参考。【方法】结合气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术,优化水蒸气蒸馏法(SD)和顶空固相微萃取法(HS-SPME)样品制备条件,选择适合的方法测定香榧种子生长发育过程中假种皮挥发性油成分与含量。【结果】1)基于GC-MS的分析结果,从成分种类及含量上来看,SD更适合香榧假种皮挥发油分析样品的制备。2)用SD-GC-MS分析,检测出假种皮挥发油成分有47种,包含萜烯类21种(柠檬烯、α-蒎烯、δ-杜松烯等)、萜醇类15种(芳樟醇、冰片、榄香醇等)、萜烯酯类3种(乙酸冰片酯、乙酸松油酯、乙酸香叶酯)、其他化合物8种(胡椒酮、抗氧剂264、棕榈酸等)。3)种子生长发育过程中,假种皮中的挥发性成分呈一定的变化规律,其中莰烯、β-蒎烯、萜品油烯等含量5—9月均呈上升趋势;部分成分5—8月上升到最大值后开始下降,如α-蒎烯、桧烯、月桂烯等;5—6月和8—9月单萜类和倍半萜类成分呈明显的负相关趋势,而6—7月由于假种皮处于生长时期,单萜类和倍半萜类组分均呈增加趋势。主成分分析发现,假种皮挥发油成分在5月和6月、7月和8月比较相似。【结论】香榧假种皮挥发油SD提取条件为料液比为1∶10、浸泡时间为1 h、提取时间为4 h;通过SD-GC-MS检测出47种化合物,共13483.14μg·g^(-1),主要成分为柠檬烯、α-蒎烯等萜烯类化合物;不同种实生长发育期的香榧假种皮中挥发性组分差异较大,化合物种类从5月份的35种增加到了9月份的47种,倍半萜类和含氧衍生物积累增多,挥发油成分的总含量从5—9月份先升后降;5—6月、7—8月的假种皮挥发油成分组成及含量比较接近,而9月份与其他4个月份差异较大。

关键词：香榧假种皮水蒸气蒸馏法顶空固相微萃取挥发性成分气质联用分析法

12个竹种的45S rDNA和5S rDNA分布特性比较

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林业科学 2022年第7期58卷 93-102页

作者：徐川梅王子晗谢峰金旭胤吴心妍陈荣黄坚钦浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300

【目的】分析12个竹种的45S rDNA和5S rDNA分布特征,并调查这些竹种的染色体数目和结构,为竹类植物系统分类和染色体结构等研究提供相应的细胞遗传学资料,为相关的染色体识别提供相应的染色体物理标记。【方法】以毛竹、花毛竹、龟甲竹... 详细信息

【目的】分析12个竹种的45S rDNA和5S rDNA分布特征,并调查这些竹种的染色体数目和结构,为竹类植物系统分类和染色体结构等研究提供相应的细胞遗传学资料,为相关的染色体识别提供相应的染色体物理标记。【方法】以毛竹、花毛竹、龟甲竹、早竹、金镶玉竹、白哺鸡竹、紫竹、斑竹、黄秆乌哺鸡竹、人面竹、大明竹和茶秆竹为材料,以45S rDNA和5S rDNA为探针,采用双色荧光原位杂交技术分析45S rDNA和5S rDNA在这些竹种染色体上的分布。【结果】1)12个竹种的染色体数目均为2 n=48,45S rDNA在12个竹种染色体上展现出一定的多态性分布。①毛竹、花毛竹、龟甲竹、早竹、黄秆乌哺鸡竹和斑竹均具有2个45S rDNA位点,且2个45S rDNA位点信号强度和分布位置表现一致。②茶秆竹、人面竹、白哺鸡竹和金镶玉竹也具有2个45S rDNA位点,其中1个位点较为稳定,位于染色体末端,另外1个位点断裂严重,经常脱离分布位置。③紫竹和大明竹具有2个45S rDNA位点,这对位点在信号强度上存在较大差异,特别是紫竹表现更明显。2)5S rDNA在12个竹种染色体上展现出了一定的多态性分布。①毛竹、花毛竹和龟甲竹的5S rDNA分布模式相似,具有2对信号强度不同的5S rDNA位点,其中1对5S rDNA位点信号很强,位于染色体末端,另外1对5S rDNA位点信号微弱,位于染色体近中间区域。②早竹、白哺鸡竹和黄秆乌哺鸡竹的5S rDNA分布模式较为相似,具有2对较强的5S rDNA信号,且2对信号强度差异不大,以成对形式位于2对同源染色体近中间区域。③金镶玉竹、紫竹和大明竹的5S rDNA分布模式比较特殊,均有3个位点,明显不对称,其中紫竹的3个5S rDNA位点,2个位于染色体末端,1个位于染色体近中间区域,金镶玉竹的3个5S rDNA,2个强弱不同的信号位于染色体中间,还有1个位于染色体末端,而大明竹的3个5S rDNA均位于染色体近中间区域。④斑竹与人面竹的5S rDNA分布模式非常相似,具有2对5S rDNA位点,且信号较弱,均位于染色体近中间区域。⑤茶秆竹具有1对较弱的5S rDNA位点,位于染色体短臂近着丝粒区域。【结论】1)根据45S rDNA和5S rDNA在金镶玉竹、紫竹、人面竹、白哺鸡竹、大明竹和茶秆竹染色体上的分布特征,推测这些竹种的染色体可能发生过断裂、易位、删除或插入等遗传重组。2)毛竹、花毛竹和龟甲竹3个竹种的45S rDNA和5S rDNA分布模式非常相似,该分布模式与3个竹种系统分类地位具有一定的一致性。

关键词：竹类植物染色体荧光原位杂交 5S rDNA 45S rDNA

降水季节性分配格局对亚热带灌木凋落物分解的影响

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生态学杂志 2024年第5期43卷 1390-1398页

作者：武启骞李彦浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300

气候变化导致的降水季节性分配格局变化对水分可利用性、微生物活性及相关酶类活性的改变,可能对森林凋落物分解过程施加不同程度的影响,亟待深入研究。2020—2021年采用野外原位控制实验法和分解袋法,研究了我国亚热带常绿阔叶林中常... 详细信息

气候变化导致的降水季节性分配格局变化对水分可利用性、微生物活性及相关酶类活性的改变,可能对森林凋落物分解过程施加不同程度的影响,亟待深入研究。2020—2021年采用野外原位控制实验法和分解袋法,研究了我国亚热带常绿阔叶林中常见的灌木树种早竹(Phyllostachys violascens)和八角枫(Alangium chinense)凋落叶于1年内干季和湿季不同阶段的分解动态。共设置对照(CK),干季更干、湿季极端降水增加(DD)和干季更干、湿季降水等比例增加(EW)3种处理。结果表明:物种、降水处理和分解阶段均影响着凋落物分解率。试验期内,干季更干、湿季更湿的降水格局显著提升了两种凋落物的分解速率(早竹2.01%以上,八角枫4.69%以上),并以湿季降水等比例增加的影响最为显著。此外,干季更干、湿季更湿的降水格局提升了两种凋落物湿季对全年分解总量的贡献率,同样以湿季降水等比例增加的影响更为明显。这是因为干季更干、湿季更湿的降水格局可通过对酶活性和微生物生物量的正效应,降低凋落物中难降解物质和元素含量,间接提升凋落物分解率。因此,由气候变化带来的降水季节性分配格局改变不但会显著影响亚热带森林凋落物的分解过程,还会改变干季和湿季对全年分解总量的贡献率。

关键词：凋落物分解亚热带森林全球变化生物地球化学循环干湿季

千岛湖地区上梧溪流域地表径流非点源氮污染分类识别

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环境科学 2023年第7期44卷 3923-3932页

作者：俞珂严琰唐张轩张方方何圣嘉姜培坤浙江农林大学环境与资源学院杭州311300 浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300

非点源污染的准确定量是流域非点源污染控制和治理的基本前提和重要保障.在综合考虑基流非点源污染的前提下,对传统输出系数模型(ECM)进行优化和改进,建立以周为时间步长的输出系数模型(IECM),实现上梧溪流域不同土地利用类型地表径流... 详细信息

非点源污染的准确定量是流域非点源污染控制和治理的基本前提和重要保障.在综合考虑基流非点源污染的前提下,对传统输出系数模型(ECM)进行优化和改进,建立以周为时间步长的输出系数模型(IECM),实现上梧溪流域不同土地利用类型地表径流非点源总氮(TN)污染更加准确的定量识别.结果表明,IECM可以有效实现该流域TN负荷的模拟定量,校准期与验证期的纳什系数(NSE)分别为0.82和0.77,R^(2)分别为0.87和0.84.基于IECM得到的上梧溪流域2020年11月至2021年10月地表径流和基流的TN输出强度分别为5.74 kg·(hm^(2)·a)^(-1)和9.85 kg·(hm^(2)·a)^(-1),分别占总径流负荷的36.80%和63.20%.相较于IECM,ECM由于未考虑基流对非点源污染的贡献,其估算的地表径流TN负荷量较IECM高54.21%.显然,直接将基流非点源污染归结于地表径流将导致地表径流负荷输出强度的严重高估.基于IECM计算得到的上梧溪流域水田、草地、林地、旱地和人居地的以地表径流形式输出的非点源污染TN输出强度分别为10.95、5.42、5.20、12.34和2.77kg·(hm^(2)·a)^(-1),上述各地类产生的地表径流TN负荷量占总径流负荷的比例分别为5.80%、4.00%、26.55%、0.38%和0.03%.因此,该流域今后非点源氮(N)污染的治理应重点围绕流域地下水非点源的污染防治与管理,以及对耕地(水田和旱地)地表径流非点源污染负荷输出的控制.

关键词：非点源污染氮输出系数模型基流数字滤波

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褪黑素缓解植物镉胁迫机制研究进展

植物生理学报 2023年第9期59卷 1749-1759页

作者：李承青温广超郑炳松王晓飞浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室杭州311300

镉(Cadmium,Cd)是动植物非必需的毒性元素,易在植物体内富集并抑制生长,降低植物产量品质,经食物链富集则进入人体,危害人体健康。褪黑素是吲哚类激素,在植物应对逆境胁迫中发挥重要作用。近年来研究表明,褪黑素能够有效缓解植物Cd胁迫... 详细信息

镉(Cadmium,Cd)是动植物非必需的毒性元素,易在植物体内富集并抑制生长,降低植物产量品质,经食物链富集则进入人体,危害人体健康。褪黑素是吲哚类激素,在植物应对逆境胁迫中发挥重要作用。近年来研究表明,褪黑素能够有效缓解植物Cd胁迫,本文从表型、生理生化、分子调控等方面对近年来褪黑素施用对植物的缓解Cd胁迫效应的相关研究进展进行综述,为通过合理的褪黑素外施,提高农业生产和植物生态修复提供参考。

关键词：褪黑素镉缓解机制生理生化

毛竹PheMOC1a/b基因表达与互作蛋白分析

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农业生物技术学报 2023年第1期31卷 73-86页

作者：邵明侠周敏舒陈骄羽刘丽郭小勤浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室

毛竹(Phyllostachys edulis)是我国重要的经济竹种，笋芽正常发育与否决定了其产量。MOC1(MONOCULM1)基因在植物腋分生组织与腋芽的形成和发育中起着重要作用。本研究通过RT-PCR从毛竹中获得2个MOC1同源基因PheMOC1a (GenBank No. ON804... 详细信息

毛竹(Phyllostachys edulis)是我国重要的经济竹种，笋芽正常发育与否决定了其产量。MOC1(MONOCULM1)基因在植物腋分生组织与腋芽的形成和发育中起着重要作用。本研究通过RT-PCR从毛竹中获得2个MOC1同源基因PheMOC1a (GenBank No. ON804247)和PheMOC1b (GenBank No. ON804248)，序列分析表明，PheMOC1a和PheMOC1b的ORF分别为1 530和1 293 bp，分别编码509和430个氨基酸，蛋白多肽链中均含有GRAS-superfamily保守结构域，属于GIBBERELLIN ACID INSENSITIVE (GAI),REPRESSOR of GA1 (RGA) and SCARECROW (SCR)(GRAS)基因家族。系统进化树分析显示，PheMOC1a/b与水稻(Oryza sativa) MOC1亲缘关系较近。qRT-PCR分析表明，PheMOC1a和PheMOC1b表达呈现明显的组织特异性；PheMOC1a和PheMOC1b在不同发育阶段笋芽中呈现相反的表达特性，随着笋芽发育进程的推进，PheMOC1a表达量降低，PheMOC1b表达量上升；在不同发育阶段的分枝中，PheMOC1a和PheMOC1b的表达趋势亦相反。酵母双杂交与双分子荧光互补结果显示，PheMOC1a和PheMOC1b不仅可以自身互作，两者间也可以互作；还可与indeterminate domain (IDD)家族的2个成员发生互作，而且这些互作蛋白在细胞核中发挥生物学作用。本研究为进一步分析PheMOC1a/b的生物学功能提供参考依据，为毛竹笋芽发育的分子机制提供基础资料。

关键词：毛竹 MOC1 (MONOCULM1)基因笋芽 GRAS基因家族基因表达蛋白互作

基于HPLC-MS/MS的毛竹笋不同生长阶段差异代谢物分析

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食品科学 2023年

作者：郭明阳贺曰林潘凯婷鲍方艳应叶青浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室

通过广泛靶向代谢组学结合基础生理指标测定，对毛竹笋破土期（S1-5 cm）、生长期（S2-20 cm）和快速生长期（S3-40 cm）三个时期差异代谢物的动态变化展开研究。生理指标测定结果表明，破土期具有较好的营养风味品质。通过代谢组学共... 详细信息

通过广泛靶向代谢组学结合基础生理指标测定，对毛竹笋破土期（S1-5 cm）、生长期（S2-20 cm）和快速生长期（S3-40 cm）三个时期差异代谢物的动态变化展开研究。生理指标测定结果表明，破土期具有较好的营养风味品质。通过代谢组学共鉴定出个765个代谢产物，多元统计分析表明不同时期代谢物成分差异性明显，差异累积代谢物有203个，其中以脂质类、氨基酸类、有机酸类、酚酸类以及黄酮类和生物碱类变化较为显著。破土期较好的营养风味品质主要同多数黄酮类、游离脂肪酸、氨基酸以及新绿原酸的富集密切相关。而在竹笋生长期和快速生长期主要包含脂质类、氨基酸衍生物、有机酸类、酚酸类以及褪黑激素，其中仍含有大量的生物活性成分，它们与提高竹笋的环境适应力密切相关。本研究结果可为毛竹笋的营养价值研究以及毛竹资源的开发与利用提供理论依据。

关键词：毛竹笋不同生长阶段代谢组学差异代谢物营养品质

降水季节性分配格局对亚热带灌木凋落物分解的影响

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生态学杂志 2023年

作者：武启骞李彦浙江农林大学省部共建亚热带森林培育国家重点实验室

气候变化导致的降水季节性分配格局变化对水分可利用性、微生物活性及相关酶类活性的改变，可能对森林凋落物分解过程施加不同程度的影响，亟待深入研究。因此，2020—2021年采用野外原位控制实验法和分解袋法，研究了我国亚热带常绿阔... 详细信息

气候变化导致的降水季节性分配格局变化对水分可利用性、微生物活性及相关酶类活性的改变，可能对森林凋落物分解过程施加不同程度的影响，亟待深入研究。因此，2020—2021年采用野外原位控制实验法和分解袋法，研究了我国亚热带常绿阔叶林中常见的灌木树种早竹（Phyllostachys violascens）和八角枫（Alangium chinense）凋落叶于1年内干季和湿季不同阶段的分解动态。共设置对照（CK），干季更干、湿季极端降水增加（DD）和干季更干、湿季降水等比例增加（EW）3种处理。结果表明：物种、降水处理和分解阶段均影响着凋落物分解率。试验期内，干季更干、湿季更湿的降水格局显著提升了两种凋落物的分解速率（早竹2.01%以上，八角枫4.69%以上），并以湿季降水等比例增加的影响最为显著。此外，干季更干、湿季更湿的降水格局提升了两种凋落物湿季对全年分解总量的贡献率，同样以湿季降水等比例增加的影响更为明显。这是因为干季更干、湿季更湿的降水格局可通过对酶活性和微生物生物量的正效应，降低凋落物中难降解物质和元素含量，间接提升凋落物分解率。因此，由气候变化带来的降水季节性分配格局改变不但会显著影响亚热带森林凋落物的分解过程，还会改变干季和湿季对全年分解总量的贡献率。

关键词：凋落物分解亚热带森林全球变化生物地球化学循环干湿季