微型月季插穗筛选及其生根生理和解剖结构研究

以微型月季Rosa chinensis品种‘淑女’和‘维纳斯’作为材料,探究未木质化插穗、半木质化插穗和木质化插穗的扦插生根效果;同时测定‘淑女’半木质化插穗内源激素含量的动态变化,观察其不定根原基起源的解剖结构。结果表明,插穗木质化程度影响扦插生根效果,两个月季品种的插穗扦插效果依次是：半木质化插穗>未木质化插穗>木质化插穗。‘淑女’半木质化插穗在第7 d产生不定根,其生根能力优于‘维纳斯’;‘淑女’半木质化插穗的IAA含量随时间呈递减趋势,ABA、GA和ZR含量则均呈先降低后升高趋势,插穗内源激素含量变化共同影响不定根的形成。通过解剖学观察,微型月季插穗中未发现潜伏根原基,属于诱发根原基类型,其不定根原基起源于韧皮部和维管形成层区域的薄壁细胞团。     

欧美杂种山杨微扦插不定根发生过程的解剖学研究

采用石蜡切片技术,以欧美杂种山杨插穗基部茎段为实验材料,连续解剖观察插穗不定根发生发育过程,分析根原基发生部位与扦插生根的关系。结果显示:欧美杂种山杨插穗不定根的发生过程分为4个时期,为根原基诱导期,不定根起始期、表达期和伸长生长期。根原基诱导期维管形成层产生具有分生组织特点的薄壁细胞;不定根起始期,维管形成层及附近的薄壁细胞脱分化,形成不定根原基发端细胞;不定根表达期,根原基发端细胞不断分裂成具有方向性的根原基,根原基穿过韧皮射线和皮层,向皮孔方向发展;不定根伸长生长期,根原基从皮孔伸出,其内部的维管系统开始发育,形成不定根。研究认为,欧美杂种山杨为皮部诱导生根类型,不定根原基起源于维管形成层区,起源部位单一,扦插难生根。     

自然越冬期间茶树叶片生理生化指标和解剖结构的变化

为探讨自然越冬条件下茶树〔Camellia sinensis(Linn.)O.Ktze.〕叶片的生理生化指标和解剖结构变化,以种植于南京的茶树品种'龙井长叶'('Longjingchangye')的10年生植株为研究对象,对自然越冬期间(2012年11月15日至2013年3月31日)其叶片的叶绿素、可溶性蛋白质、可溶性糖、游离脯氨酸和丙二醛(MDA)含量,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性,以及上表皮、下表皮、栅栏组织和海绵组织厚度及上表皮厚度与海绵组织厚度的比值进行了比较分析.结果表明:自然越冬期间,叶片的叶绿素含量随时间推移呈现先降低后升高的变化趋势,而叶片的可溶性蛋白质、可溶性糖、游离脯氨酸和MDA含量以及SOD、CAT和POD活性则总体上呈现先升高后降低的变化趋势,并且均在2013年1月15日达到其各自的最低值或最高值.与入冬前相比,越冬后叶片的叶绿素和可溶性糖含量显著降低,MDA含量略降低,可溶性蛋白质含量显著升高,游离脯氨酸含量及SOD、CAT和POD活性均略升高.自然越冬期间,叶片的上表皮、下表皮、栅栏组织和海绵组织厚度随时间推移总体上呈现先降低后升高的变化趋势,上表皮和栅栏组织厚度在2013年2月15日达到最低值,而下表皮和海绵组织厚度则在2013年1月30日达到最低值;上表皮厚度与海绵组织厚度的比值呈波动变化趋势.与入冬前相比,入冬后叶片的上表皮、下表皮、栅栏组织和海绵组织厚度均显著降低,而上表皮厚度与海绵组织厚度的比值略降低.研究结果显示:自然越冬条件下,茶树具有一定的耐寒能力,为了减轻低温对其机体的伤害可通过增加可溶性蛋白质、可溶性糖和游离脯氨酸合成及提高相关抗氧化酶活性来调解越冬期间的代谢平衡.     

红皮云杉茎的解剖结构与插条不定根形成的研究

1992年7-8月定时固定红皮云杉插条基部材料于FAA液中,石蜡制片法室内解剖研究不定根的发生。结果表明:红皮云杉插条诱发根原基的来源有两种途径。一种是愈伤组织生根型,在愈伤组织的再生形成层处,或茎的维管形成层诱发根原基;另一种是非愈伤组织生根型,在插条切口处的维管形成层、皮层或初生木质部与次生木质部间的薄壁组织较深的部位,直接产生纵向不定根原始体,有的在距离切口0.1-0.5cm以上茎的维管形成层,维管形成层与木射线的交界处及叶隙等薄壁组织产生径向不定根。不同个体间产生的不定根数量及发育的早晚差异较大。     

年龄效应对白杨硬枝扦插苗生长及其茎皮部解剖结构和叶片生化指标的影响

为探究白杨年龄效应导致的扦插繁殖苗退化问题,该试验以杂种三倍体‘北林雄株2号’的不同年龄苗木硬枝插穗为材料,就扦插苗生长形态、光合生理、根发育特征、插穗皮部解剖结构以及苗木生长发育过程中叶片可溶性总糖(TSS)、可溶性总蛋白(TSP)、叶绿素(Chl)、脯氨酸(Pro)、赤霉素(GA)、生长素(IAA)、脱落酸(ABA)及IAA/ABA比值等生理生化指标进行了观测。结果表明:(1)再生苗苗高、地径、叶柄长度、节间宽、叶面积、主根数、主根长、生根率、根系效果指数及净光合速率(P_n)等指标均随插穗年龄的增加而降低,而其侧根数、侧根长、胞间CO_2浓度(C_i)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)等指标与插穗年龄无明显相关性。(2)插穗茎皮部解剖结构显示,周皮和木质部厚度都随插穗年龄增大而增厚,韧皮部厚度则无明显变化。(3)再生苗叶片可溶性总糖、总蛋白、叶绿素、IAA、GA含量以及IAA/ABA比值等指标均随插穗年龄的增加而逐渐降低,而脯氨酸和ABA含量则随插穗年龄增加而增加。研究发现,白杨扦插苗随插穗年龄的增加累积成熟效应,使新生苗表现出整体性衰老的生长状态。     

川明参果实发育过程中解剖结构的变化

对伞形科(Apiaceae)中国特有单型属种类川明参（Chuanminshen violaceum Sheh et Shan）幼果发育阶段（包含幼果期Ⅰ、幼果期Ⅱ和幼果期Ⅲ）、中果发育阶段（包含中果期Ⅰ、中果期Ⅱ和中果期Ⅲ）和熟果发育阶段（包含熟果期Ⅰ、熟果期Ⅱ和熟果期Ⅲ）果实横切面的解剖结构进行了比较观察。观察结果表明,川明参果实在果壁细胞层数和形态、果棱和维管束、油管、胚乳以及分生果横切面大小和形状等特征均有明显的变化。川明参分生果果壁由厚变薄且外果壁、中果壁细胞形态发生变化,内果壁细胞消失;果实中油管分布在果实的背面、侧面和合生面,油管不断向外扩大,在成熟果实中油管往往皱缩。川明参果实中胚乳逐渐增大,从近球形变化为桃形、肾形直至月牙形,背部呈山丘状隆起;分生果横切面的形状由近五边状圆形变化至梭形,背腹极度压扁。通过对果实发育形态解剖观察发现,果实发育前期,果形的变化主要依靠维管束的发育,从而造成果棱的改变,来改变果实外部结构。到了熟果期,胚乳显现,形体变大,它的形状变化开始改变分生果的外部形态,并且影响较为显著。     

菠萝蜜叶和花的解剖结构研究

运用石蜡切片和电镜扫描等方法对菠萝蜜叶和花进行解剖学的观察和研究,结果表明:菠萝蜜的叶是典型的异面叶;表皮细胞的角质层较厚,叶肉有2～4层栅栏组织,海绵组织细胞间隙发达,在叶肉和叶脉中还有较多含单宁的薄壁细胞,叶脉的木质部非常发达;说明了菠萝蜜的叶具有较强的耐旱和抗虫能力。花小,单性,花粉粒小而量多,风媒传粉;三孔花粉粒。     

沉香叶解剖结构的研究

通过石蜡切片法,光学显微镜观察,研究了沉香叶的解剖结构。结果表明,沉香叶为典型的异面叶,但具有许多旱生特征。表皮由一层排列紧密的形状不规则的表皮细胞组成,细胞外壁角质膜较厚,上表皮角质膜较下表皮的厚3.48μm,下表皮上零星分布着单细胞表皮毛,气孔类型为无规则型,仅分布在下表皮上,微下陷;叶肉组织发达,其间分布着较多的长方晶体,其长轴与表皮垂直;栅栏组织由1～2层圆柱形细胞组成,其外层细胞转化为异细胞,栅栏组织∶海面组织为1∶3.5,下表皮内具有1～2层由异细胞组成的下皮层;主脉发达,有异细胞组成的维管束鞘,具内生韧皮部;叶内具有发达的木质部外纤维。以上特征反映出植物结构与环境的统一性。     

四合木扦插生根过程中淀粉粒和蛋白质积累动态研究

利用高碘酸-锡夫试剂(PAS)—萘酚黄S对染法对四合木扦插不定根发生发育过程中淀粉粒和蛋白质分布的动态变化进行观察分析,为进一步揭示四合木不定根发生、发育机理提供解剖学依据。结果表明:(1)扦插后,淀粉粒在茎的木栓层和维管形成层之间的薄壁细胞内积累,至愈伤组织发育初期达到高峰,随着愈伤组织的继续发育,淀粉粒逐渐减少;(2)蛋白质在茎的木栓层和维管形成层之间的薄壁细胞内逐渐减少,至愈伤组织形成后,细胞内含少量蛋白质;(3)淀粉粒和蛋白质主要分布在分裂旺盛的胚性细胞、不定根原基细胞、不定根细胞及其附近细胞内。研究认为,蛋白质和淀粉粒为四合木不定根的形成和发育提供了物质和能量。     

板栗“燕山早丰”幼苗光合与碳氮代谢对干旱胁迫的响应

干旱是影响燕山地区板栗树生长和产量的主要因子。为了在整株水平上研究板栗幼苗对干旱胁迫的响应,本试验以盆栽\"燕山早丰\"板栗幼苗为研究对象,通过模拟自然干旱处理22 d,测定叶片光合特性,根、茎、叶生物量、脯氨酸、丙二醛、碳、氮等生理指标变化。结果表明:与正常浇水相比,干旱胁迫下幼苗根、茎、叶含水量分别显著下降18.3%、29.0%和62.8%,脯氨酸(355.0%～1586.7%)和丙二醛(41.1%～81.3%)含量显著上升(茎中丙二醛除外),但叶部非光化学淬灭系数和净光合速率分别显著下降49.4%和77.4%;同时,茎和叶中非结构碳水化合物含量分别显著增加21.4%和69.5%,根中增加幅度未达显著差异水平;根和叶中硝态氮含量分别显著增加28.9%和26.8%,茎中增加幅度未达显著差异水平;根、茎、叶中铵态氮含量分别增加了16.2%、12.9%、217.6%,但仅在叶部差异显著。综上,干旱胁迫对燕山早丰板栗幼苗产生了较严重的伤害,显著抑制了其光合性能,但能够通过增强体内碳氮代谢来提高其适应干旱环境的能力。本研究结果可为当地板栗抗旱性资源选育和栽培提供参考。     

植物的光合作用与光合氮、碳代谢的耦联及调节

概述了光合作用反应与CO2同化和NO^-3/NO^-2还原的耦联关系,提出了应该从氮,碳代谢整合角度讨论作动和光合作用,以便根据生产目的,调节作物的氮,碳代谢,实现农业生产的高产,优质。     

A 13C method of estimation of carbon allocation to roots in a young chestnut coppice

Abstract A method is described in which 1 year-old chestnut coppice was fed in situ with air highly enriched in ¹³CO₂ (23%). After 3 days, ¹³C concentration increases in shoots were measured by mass spectrometry. Respiratory losses between ¹³C feeding and harvest were estimated using two different methods: (i) a model involving the temperature response of respiration and (ii) direct measurement of ¹³C content of the CO₂ respired by the shoots during the night. Carbon allocation to roots was deduced by subtracting from the given amount of ¹³C, the amount remaining in shoots and the ¹³C respired by the shoots. The method was tested twice during the growing season. Very little carbon was allocated to roots in late July, but over 80% of assimilated ¹³C went to roots at the end of September. Despite some approximations in the ¹³C respiratory losses estimations, the method allowed evaluation of carbon allocation to roots with an error of about 5%.     

Estimates of root system topology of five plant species grown at steady-state nutrition

Results from a controlled growth-analysis experiment were used to illustrate some methods for measuring and describing root system topology. The experiment was performed in a nutrient solution system with an exponential nutrient supply and steady-state growth, to achieve well-defined levels of whole-plant nutrient status. Five naturally coexisting grassland species were included: The slow-growing forbs Polygala vulgaris L. and Crepis praemorsa (L.) F. L. Walth., and the grass Danthonia decumbens (L.) DC. were compared with the more common, fast-growing grasses Agrostis capillaris L. and Dactylis glomerata L. The most marked difference in morphological indices was a much higher specific root length in the grasses than in the forbs, which implies thinner roots. In contrast to the conclusions of previous studies, an index of the topology for the grasses was very similar to that for the forbs. The specific root lenght and link length apparently vary more between species and nutrient levels than topology does, and may therefore be more ecologically important. The only clear plastic response to growth-limiting nitrogen supply was a markedly increased link length in P. vulgaris. There were also indications that nitrogen limitation led to more herringbone-like root systems in P. vulgaris and C. praemorsa. In general, there was a clear tendency for the estimates of topology to change with plant size, which may make many topological indices, especially those based on regression slopes, very difficult to interpret. Until interactions with plant size, other morphological parameters and among-plant competition can be properly understood, the relevance of root topology for plant performance remains unclear. This revised version was published online in June 2006 with corrections to the Cover Date.     

核桃试管不定根的组织学研究

以核桃品种‘新早丰’试管嫩茎为试材,采用二步生根法诱导生根,对其试管苗不定根发生发育过程进行了解剖学研究。结果表明:核桃试管嫩茎内未发现潜伏根原基;诱导生根后,不定根原基起源于形成层,特别是髓射线正对的形成层部分,属于诱生根原基型;不定根上的侧根起源于中柱鞘细胞。核桃试管嫩茎不定根的发育过程可分为4个阶段:(1)形成层细胞分裂;(2)转变为分生组织细胞群(即根原始细胞);(3)细胞群发育成可见的根原基; (4)根原基内细胞继续分裂分化形成根尖的外形,其内发育出维管束,并向外生长,穿过皮层,突破茎表皮。在组织培养条件下长出的不定根内部解剖构造为典型的初生构造,移栽后68 d出现次生构造。另外,试管苗根毛出现与否及其发育状况受基质理化性质的影响,即生态条件可以改变组织发生及其形状。     

桤木插穗不定根发生与发育的解剖学观察

采用常规石蜡切片法对桤木插穗进行解剖观察,研究茎的次生结构及不定根的起源和发生发育过程,探讨影响不定根发生的因素。结果表明:桤木茎的次生构造从外至内由周皮、皮层和次生维管组织3部分组成。皮孔有2种类型。不定根的发育过程可分为4个阶段:(1)维管形成层与髓射线交叉处的细胞活动,产生具有典型分生组织特点的薄壁细胞团;(2)薄壁细胞不断分裂,形成不定根原基发端细胞;(3)分裂分化形成的不定根沿着韧皮射线向皮层延伸;(4)随着不定根内部的维管系统的发育,不定根从皮孔或下切口伸出。     

三种植物生长物质对大豆叶茎解剖结构的影响

在大田栽培条件下,大豆‘垦农4号’于开花始期叶面喷施植物生长物质2-N,N-二乙氨基乙基己酸酯（DTA）、氯化胆碱（CC）和SOD模拟物（SODM）,并比较不同植物生长物质影响大豆叶片、叶柄和茎的解剖结构。结果表明,喷施植物生长物质后30d,叶中栅栏组织厚度及栅海比均增加;喷施SODM、DTA的叶中主脉维管束横截面积和木质部导管数目增加,CC对主脉维管柬横截面积和木质部导管数目的影响不明显;喷施3种植物生长物质的叶柄表皮细胞厚度、叶柄维管束横截面积和导管数量增加,茎部薄壁组织、韧皮部和木质部厚度增加,茎的直径也增加。     

A global analysis of fine root production as affected by soil nitrogen and phosphorus

Fine root production is the largest component of belowground production and plays substantial roles in the biogeochemical cycles of terrestrial ecosystems. The increasing availability of nitrogen (N) and phosphorus (P) due to human activities is expected to increase aboveground net primary production (ANNP), but the response of fine root production to N and P remains unclear. If roots respond to nutrients as ANNP, fine root production is anticipated to increase with increasing soil N and P. Here, by synthesizing data along the nutrient gradient from 410 natural habitats and from 469 N and/or P addition experiments, we showed that fine root production increased in terrestrial ecosystems with an average increase along the natural N gradient of up to 0.5 per cent with increasing soil N. Fine root production also increased with soil P in natural conditions, particularly at P < 300 mg kg(-1). With N, P and combined N + P addition, fine root production increased by a global average of 27, 21 and 40 per cent, respectively. However, its responses differed among ecosystems and soil types. The global average increases in fine root production are lower than those of ANNP, indicating that above- and belowground counterparts are coupled, but production allocation shifts more to aboveground with higher soil nutrients. Our results suggest that the increasing fertilizer use and combined N deposition at present and in the future will stimulate fine root production, together with ANPP, probably providing a significant influence on atmospheric CO(2) emissions.     

极端干旱环境下的胡杨木质部水力特征

胡杨作为我国西北干旱区重要的乔木树种,研究其木质部水力特征对了解此树种适应极端干旱环境的生物学背景具有较重要的意义。本研究以塔里木河下游的胡杨成株和2年生胡杨幼苗为研究材料,对其木质部最大导水能力（ks(max)）和自然栓塞程度（PLC）等木质部水力特征及其水力特征有关的木质部导管(或管饱)数量特征进行研究。结果表明,成株胡杨多年生枝条和侧根（2≤d<5 mm）木质部自然栓塞程度均较高,PLC均值高于50%,其中多年生枝条栓塞程度具有一定的日变化规律,清晨的PLC均值（58%）小于正午的（67%）;河道边上成株胡杨侧根的均ks(max)和PLC均值都小于距河道200 m处的。随着土壤干旱程度的加剧,幼苗胡杨侧根的自然栓塞程度随之增加,而叶片气孔导度随之降低,土壤含水率与侧根自然栓塞程度,叶片气孔导度之间分别存在显著负相关关系（R =-0.9、R =-0.811）。在统一直径范围内(2≤d<5 mm),成株胡杨侧根均导管直径（dmean）和水力直径均大于（d95%、dh）胡杨幼苗,而导管密度胡杨幼苗高于成株胡杨;胡杨侧根木质部最大导水能力与均导管直径、水力直径之间具有显著正相关关系（R>0.9）.