沉水植物穗花狐尾藻耐盐性与生长

通过室内人工海水培养和杭州湾栽培实验,探究了穗花狐尾藻的耐盐能力及在低盐度水域中的生长情况。室内培养表明:穗花狐尾藻断枝可在盐度12以内的人工海水中正常生长;低盐度处理可促进不定根的生长;水体盐度达到15后,穗花狐尾藻叶绿素含量和最大光合效率Fv/Fm降低,生长停滞,大部分植株逐渐死亡。野外栽培表明:从2017年6月到2018年5月,穗花狐尾藻可在杭州湾水体盐度6.06～9.03,水温3.85～33.37℃条件存活,8—10月是穗花狐尾藻的快速生长期;穗花狐尾藻在杭州湾低盐度水体中可进行有性繁殖和无性繁殖,以无性繁殖为主。研究结果为穗花狐尾藻在低盐度水体中建立种群提供了依据。     

狐尾藻属狭域种和广布种断枝的生长与再生能力比较研究

对比研究了广布种穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum L.)和狭域种扬子狐尾藻(M.oguraense Mikisubsp.yangtzense Wang)不同长度(5、10和15 cm)和不同位置(顶枝、中枝和底枝)断枝的生长和再生能力。研究结果显示,两物种由断枝生长所形成植株的总生物量、分枝生物量、分枝数均随断枝长度的增加而增大;在由不同位置的断枝生长所形成的植株中,顶枝所形成植株的总生物量最大,中枝所形成植株的分枝生物量、分枝数和平均分枝长最大。由断枝所形成植株的总生物量、分枝生物量、分枝数、平均分枝长和新分枝所处位置在种间均存在显著差异,穗花狐尾藻顶枝和中枝的生物量较大,顶枝所产生的分枝位于断枝基部;扬子狐尾藻的分枝生物量、分枝数及平均分枝长较大,新产生的分枝多位于断枝顶端附近。研究结果表明穗花狐尾藻和扬子狐尾藻断枝的再生对策不同,前者是增加对断枝总生物量的投资,而后者是增加对断枝产生新分枝的投资。研究结果可为进一步开展水生植物广布种与狭域种的生活史对策研究提供资料,也为湿地物种多样性保护与管理提供科学指导。     

5种沉水植物无性繁殖和定居能力的比较研究

 竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus)、微齿眼子菜(Potamogeton maackianus)、苦草(Vallisneria spiralis)、穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)、黑藻(Hydrilla verticillata)是长江中下游湖泊主要的沉水植物。在栽培条件下,它们的无性繁殖速率(单位时间内新增个体数)大小顺序为黑藻>微齿眼子菜>竹叶眼子菜>苦草>穗花狐尾藻。同时采用抛掷实验的方法观察研究了这5种沉水植物及其无性繁殖体的存活和生根情况;完整植株存活率为黑藻>穗花狐尾藻>微齿眼子菜>竹叶眼子菜>苦草,无性繁殖体部分存活率为黑藻>苦草>穗花狐尾藻>微齿眼子菜>竹叶眼子菜。生根能力和其存活时间长短相关,而且生根能力与存活率大小基本一致。在实验中,只有穗花狐尾藻的断枝存活率和生根能力存在差异,故无性繁殖体生根能力为黑藻>苦草>微齿眼子菜>竹叶眼子菜>穗花狐尾藻。     

春季不同程度低水位对四种沉水植物生理的影响

为了解不同沉水植物对春季低水位的生理响应, 在2014年春季开展为期3个月的控制实验, 研究不同程度的春季低水位, 包括极低水位(水深18 cm)、较低水位(36 cm)和低水位(54 cm)对3种乡土沉水植物微齿眼子菜、穗花狐尾藻和菹草的最大光化学量子产量(Fv/Fm)、总叶绿素含量和可溶性糖含量的影响, 并与外来种伊乐藻作对比。结果显示, 随着水位的降低, 微齿眼子菜、菹草和伊乐藻Fv/Fm显著升高, 而穗花狐尾藻的Fv/Fm无显著变化; 在3种水位下伊乐藻的Fv/Fm都明显高于其他3种植物。微齿眼子菜和菹草总叶绿素含量也随着水位降低有升高趋势, 而穗花狐尾藻和伊乐藻的总叶绿素含量随水位没有显著变化。所有水位下微齿眼子菜总叶绿素含量最高, 穗花狐尾藻最低, 菹草只在低水位下显著低于伊乐藻。微齿眼子菜、菹草和伊乐藻的可溶性糖含量随着水位的降低而下降, 穗花狐尾藻的可溶性糖含量随着水位的降低有升高趋势。在低水位和较低水位下穗花狐尾藻和菹草的可溶性糖含量分别是所有植物中的最小和最大, 但在极低水位下4种沉水植物的可溶性糖含量无明显差异。以上结果表明, 春季极低水位对微齿眼子菜、伊乐藻和菹草不产生胁迫,但对穗花狐尾藻产生了胁迫; 伊乐藻潜在光合能力强于乡土种, 在春季浅水区具备较强的入侵性。     

东湖围隔（栏）中水生植被恢复及结构优化研究

为重建湖泊水生植被 ,在武汉东湖无鱼的 2个大型围隔和 1个围栏中进行了水生植被自然恢复和人工结构优化试验 ,两年内 ,围隔 (栏 )中的植被均得以恢复 ,植物月生物量均值均高出对照区约 1倍 ,自然增加的维管束植物比对照区多 3～ 6种 ,漂浮植物易定殖 ,水绵和刚毛藻较易生长 ;自然恢复的植被常以穗花狐尾藻、野菱等为优势种 ,缺乏挺水层 ,群落结构不理想 ,通过合理选种植物 ,可较快地改善其结构 ,加快植被恢复进程 ,经初步实验 ,莲、芦苇、苦草、金鱼藻和穗花狐尾藻适应性较强 ,可作为重建东湖水生植被的先锋种 ,以沉水植物为主体的植被结构较优良 ,控制养鱼是恢复水生植被的前提     

不同基质中水鳖对共存的穗花狐尾藻和金鱼藻的影响

研究设置了营养水平不同的3种基质，在有或无浮水植物水鳖共存的情况下，混合种植营养吸收方式不同的两种沉水植物（仅从水中吸收营养的金鱼藻和从水和基质都能吸收营养的穗花狐尾藻），探讨在不同的基质中浮水植物对沉水植物的影响。结果显示:实验中水鳖的存在均未对共存的两种沉水植物的生长产生抑制作用。当水鳖覆盖水面时，与无根的金鱼藻竞争光照和水体营养，促使其增加分枝数和茎长，并增加叶生物量的分配，最终导致水鳖的共存促进了金鱼藻的生物量积累。但与金鱼藻不同，有根的穗花狐尾藻可通过基质吸收营养，与共存的水鳖之间只存在光照竞争，使穗花狐尾藻仅以改变植株形态来适应浮水植物的表层覆盖，生物量积累并未发生显著变化。与沙处理相比，水鳖在营养水平较高的泥处理和泥沙混合处理中生长更旺盛，基质没有显著影响沉水植物的生物量和分株数。因此，在退化湿地生态系统中恢复水生植物时，为了提高群落的物种多样性，可以将沉水植物与少量的浮水植物组合配置，少量的浮水植物不会对沉水植物的生长带来负面影响。     

污水处理厂尾水中氨氮对穗花狐尾藻生长的影响

为了更好地利用沉水植物净化污水处理厂尾水,用穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)在不同氨氮浓度的污水处理厂尾水中暴露10 d,探索氨氮对其生长的影响。结果表明,当尾水中氨氮浓度3.5 mg·L-1时,氨氮作为氮源被穗花狐尾藻吸收利用,有利于生长;当尾水中氨氮浓度3.5 mg·L-1时,狐尾藻体内叶绿素a、可溶性蛋白含量下降,脯氨酸含量明显上升,同时,植物体内SOD活性上升,尽管短时间内(暴露5 d)沉水植物产生应激反应抵御其不利影响,但是随着暴露时间的延长(暴露10 d),氨氮毒害作用逐渐增强,抑制穗花狐尾藻生长。在污水处理厂复合污染尾水中,穗花狐尾藻对氨氮的耐受阈值为3.5 mg·L-1。因此,在利用人工湿地净化污水处理厂尾水时,要充分考虑湿地植物,特别是沉水植物对氨氮的耐受能力。     

几种水生植物种子萌发的聚集效应研究

以10种常见水生植物的种子为材料,研究了种子聚集对其萌发的影响。结果表明,水鳖科植物种子萌发对聚集的响应多为正效应：海菜花（Ottelia acuminata）、出水水菜花（O.emersa）、密刺苦草（Vallisneria denseser-rulata）、水鳖（Hydrocharis dubia）和无尾水筛（Blyxa aubertii）种子聚集后其最终萌发率显著提高;苦草（V.na-tans）和刺苦草（V.spinulosa）种子聚集后最终萌发率虽然没有显著提高,但是其萌发速率得到显著提高。种子聚集对穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）的种子萌发有显著的抑制作用,而对穿叶眼子菜（Potamogeton perfo-liatus）和水麦冬（Triglochin palustre）的种子萌发无显著作用。水生植物的种子聚集萌发特性可能与其繁殖策略有关。水鳖科植物多进行有性繁殖或者有性繁殖比例较大,其种子也由于粘性物质的包裹为聚集分布,在野外聚集萌发的大量植株形成一个单一物种的斑块,这有利于迅速占领新生境。而穗花狐尾藻、穿叶眼子菜和水麦冬种群维持和扩张基本依靠克隆繁殖。     

水淹深度、持续时间及发生频率对扬子狐尾藻早期生长的影响

研究了水淹扰动包括不同的深度(0,10,60 cm)、持续时间(1周、2周)和发生频率(1次、2次)对扬子狐尾藻(Myriophyllum oguraense Miki subsp.yangtzense Wang)早期生长的影响。结果表明,湿生状态下未经过水淹处理的植株的总生物量最大、所产生的分枝数最多、株高最小;在经过水淹处理后,植株的总生物量、植株所产生的分枝数显著减少,而株高则显著增加。随着水淹深度的增大和持续时间的增加,植株的总生物量、分枝数显著减小,而株高则在浅水位处理下(10 cm)随着水淹持续时间的增加而增加,在深水位处理下(60 cm)随着水淹持续时间的增加而减小。总生物量在较长时间持续于浅水位下(2周,10 cm)和较短时间持续于深水位下(1周,60 cm)时随水淹发生频率的增高而增大,分枝数也呈增多趋势。随着水淹发生频率的增高,深水位(60 cm)显著促进株高的增加。此外,水淹处理后,茎生物量比增大,而根生物量比、叶生物量比、分枝生物量比则呈减小趋势。这些研究结果表明水淹扰动是影响扬子狐尾藻早期生长和克隆繁殖的重要因子之一,同时也说明扬子狐尾藻对不同的水淹扰动有不同的生长和克隆繁殖对策。     

外源NH_4~+对穗花狐尾藻根系形态和养分吸收的影响

在温室内进行静态实验,以原沉积物(CK)和分别添加0.24%和0.48%氯化铵(SN1和SN2)的沉积物作为底质培养沉水植物,探讨了高NH4+环境中穗花狐尾藻的根系形态特征及营养物质积累与干物质分配策略。结果表明,穗花狐尾藻主根直径(0.432-0.518mm)与主根/侧根比率(1.50-4.39)均随着沉积物NH4+含量升高呈现增大趋势,但单株主根总长(31.64-171.67cm)则在高NH4+环境中显著变短;其中,SN2处理中穗花狐尾藻主根数量(8.17条/株)显著低于SN1(14.67条/株)和CK(14.33条/株)处理,而SN1与CK处理之间差异不显著。SN1和SN2处理中穗花狐尾藻植株全氮含量(55.98和55.19mg/g)均显著高于CK(42.89mg/g)处理,而SN1和SN2处理中穗花狐尾藻植株全磷含量(1.63和1.53mg/g)则比CK处理中(3.71mg/g)显著降低。穗花狐尾藻植株干物质积累量(168.17-405.81mg/株)和全磷积累量(0.25-1.51mg/株)均随沉积物NH4+含量升高而显著下降,但植株全氮积累量(9.12-21.08mg/株)则表现为:SN1CKSN2。全氮和全磷在叶片中的分配率都随着沉积物NH+含量升高而显著降低,而在根系和茎秆中分配率则显著增加。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Determination of stoichiometry of radioiodination of proteins

A sensitive method for the detection of small quantities of hydrophobic antioxidant free radical scavengers such as butylatedhydroxytoluene (BHT) and butylatedhydroxyanisole (BHA) in aqueous samples is described. The procedure involves extraction of the hydrophobic free radical scavenger into an organic solvent phase, followed by the subsequent reaction of an aliquot of this extract with the stable cation radical tris(p-bromophenyl)amminium hexachloroantimonate (TBACA). In experiments with BHT and BHA, the loss of TBACA absorbance at 730 nm was found to be linearly proportional to the amount of antioxidant added, with quantities of BHT as small as 200 pmol being easily detectable. In aqueous suspensions of dimyristoylphosphatidylcholine vesicles, assays of the aqueous BHT concentration showed that BHT partitioned strongly into the membrane phase, achieving very high BHT/phospholipid ratios. For a given concentration of BHT, partitioning into the membrane phase was greater in large, multilamellar liposomes than in either small, single-walled vesicles or in purified rat brain synaptic vesicle membranes. Direct assay of BHT and BHA in phospholipid membranes, however, was complicated by a nonspecific interaction between TBACA and the phospholipid.