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《武汉植物园在青藏高原湿地植物多元素含量的研究中取得进展》

  • 来源专题：生物安全知识资源中心—领域情报网
  • 编译者： hujm
  • 发布时间：2023-01-06

  • 　植物元素含量的研究对揭示植物对变化环境的响应和适应机制具有重要意义，但传统研究大多局限在对陆生植物及核心元素碳、氮和磷元素的含量等方面，未对高寒湿地植物的多元素含量开展深入的研究。

    　　武汉植物园科研人员通过对青藏高原湿地植物24种元素的含量和变化的大规模调查，发现无论是何种生活型的湿地植物，其大量元素的变异程度均较小，而微量元素的变异程度相对更大，符合限制元素稳定性假说。研究结果还表明，分类和系统发育对于青藏高原湿地植物多元素含量变化的影响有限，土壤和水体的多元素含量及理化性质对湿地植物多元素格局的影响大于空间和气候因子的影响。尽管人类活动的影响并未纳入最佳选择模型中，但仍不能忽视。该研究的结果使我们对湿地植物元素的认识超越了核心元素的框架，促进了对高寒湿地植物多元素的格局和驱动因素的理解。

    　　研究结果以“Variations of multi-elements in wetland plants on the Tibetan Plateau are mainly determined by environmental factors”为题发表于国际学术期刊Ecological Indicators。湿地生态学学科组周雯副研究员为第一作者，水生植物与水生态系统健康学科组邢伟研究员为通讯作者。本研究得到了国家自然科学基金项目（31870346，32170375）、武汉应用基金前沿项目（2020020601012287）的支持。

  • 原文来源：http://www.whiob.ac.cn/xwdt/kydt/yjjz/202301/t20230106_6596369.html;https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1470160X22012808
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相关报告

  • 《武汉植物园在青藏高原科学考察中取得进展》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者：hujm
    • 发布时间：2022-01-11
    • 　　植物的快速运动素来被科学家和自然爱好者所关注，因为相较于动物，植物一般以固着的静止姿态示人，很少有主动的动作或行为。引人注目的植物运动有捕蝇草的特化叶片、狸藻的捕虫囊以及因其叶片的触敏性而闻名的含羞草。在武汉植物园组织的第二次青藏高原综合科学考察水生植物专项调查中，来自湖北大学、武汉大学、西藏大学以及中国科学院武汉植物园的研究团队首次发现了生长于青藏高原的“含羞花”。研究发现，龙胆科龙胆属的四个物种，假水生龙胆（白花型、蓝花型）、新疆龙胆、西域龙胆以及一个待鉴定的龙胆属植物，其花冠被机械触碰后，会在7秒到210秒的时间范围内迅速收缩，直至紧实的花苞状态（见下图）。花冠闭合后，都有再次开放的能力，该过程在天气晴好状态下大概需要20分钟。如果再次触碰，花冠还会再次闭合，然后开放，以此类推。虽然有研究记录了食虫植物特化叶片的运动可发生在毫秒级别，但在花瓣（冠）运动方面，迄今为止，只有生长于日本的茅膏菜属植物（Drosera tokaiensis）的花会在机械触碰后的数分钟有收缩行为，数小时后完全闭合。相比之下，该研究中取样最广的假水生龙胆（Gentiana pseudoaquatica），其两种花色八个居群的平均闭合时间为29秒，最短闭合时间仅7秒，可称之为世界上闭合速度最快的花。 　　为了探究花冠触敏的诱发因子，研究人员针对西域龙胆（Gentiana clarkei）的一个自然居群（花朵平均闭合时间27秒）开展了一系列的实验。结果表明，风不太可能是龙胆属植物花部触敏性的选择压力；大型动物的啃食作用对其花冠的行为也影响甚微。然而，在对传粉昆虫的观察中，研究人员发现了多种熊蜂对花朵的“非法访问”。熊蜂将其相对庞大的身躯趴在花冠之上，将头伸向花冠筒外侧的基部，扎裂开口后盗取花蜜。熊蜂离开后，98.8%的花冠有收缩行为直至完全闭合。采样统计后发现，熊蜂对西域龙胆的盗蜜造成了花冠筒异常高比例的损伤，还可能进一步损伤子房。闭合后的花朵可以有效地避免被熊蜂访问，西域龙胆的花部触敏性可能是为了避免频繁的熊蜂盗蜜对花冠筒、特别是子房造成的伤害。不过，熊蜂除了盗蜜行为，也有对西域龙胆的正常访问行为，同样也会造成花冠的响应性闭合。这种正常访问后的闭合会不会对柱头上的花粉落置和花粉萌发起到促进作用？在更多的物种和居群中，熊蜂与龙胆属植物究竟是哪种种间关系占上风？什么因素对龙胆属花部触敏性的进化起到了决定性作用？更多的谜团有待进一步的研究解答。 　　相关研究成果以“Touch induces rapid floral closure in gentians”为题在线发表在Science Bulletin上，湖北大学戴璨教授、武汉植物园王青锋研究员为论文共同通讯作者。研究工作得到了第二次青藏高原综合科学考察研究（2019QZKK0502）、湖北省自然科学基金（2019CFA066）等项目的支持。
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  • 《武汉植物园揭示了青藏高原湿地土壤中氨氧化微生物的群落构建的调控机制》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：hujm
    • 发布时间：2020-11-17
    • 氨氧化过程在氮素的生物地球化学循环中起着至关重要的作用，该过程高度依赖于氨氧化古菌（AOA）和氨氧化细菌（AOB）的活性。尽管已有研究表明AOA和AOB分布广泛，受到环境因子的调控，但对于高海拔湿地生态系统中氨氧化微生物的了解却十分有限。 　　为了解释氨氧化微生物群落在不同地理距离及环境梯度下的分布模式，武汉植物园湿地生态学学科组的科研人员周雯等在刘贵华研究员和刘文治研究员的指导下，在青藏高原选取了河流、湖泊和沼泽等不同类型的31个自然湿地，分析其氨氧化古菌和氨氧化细菌的群落组成及多样性格局。结果表明，湿地土壤中氨氧化微生物的丰度、群落组成和活性存在较强的异质性，空间距离和环境变化均影响着微生物的群落构建，但环境因素对青藏高原湿地氨氧化微生物群落格局的形成起着主导作用，具体而言，气候条件对AOA群落构建影响更大，而年均温、植物丰富度及土壤条件与AOB的群落组成显著相关。该工作基于青藏高原湿地氨氧化微生物群落的大规模调查，其结果将提高我们对高海拔偏远湿地氮循环过程的认识，并拓展高海拔湿地的管理思路。 　　研究成果以“Environmental factors, more than spatial distance, explain community structure of soil ammonia-oxidizers in wetlands on the Qinghai-Tibetan Plateau”为题发表于国际学术期刊Microorganisms。研究得到了国家自然科学基金（31971479）、中国科学院青年创新促进会（2017388）和中国科学院重点部署项目（ZDRW-ZS-2017-3-2）的支持。
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