培养基质、储藏方式和盐度对三种海滨植物种子萌发的影响

研究了培养基质、储藏方式和盐度对3种海滨植物互花米草(Spartina alterniflora)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)和芦苇(Phragmites australis)种子萌发的影响,探索在潮间带环境下海滨植物种子萌发适应策略。结果表明:3种植物的干藏种子和湿藏芦苇种子随着盐度的升高,萌发率和萌发速率均显著下降,湿藏互花米草和盐地碱蓬种子在各盐度下萌发率和萌发速率差异不显著。各盐度-土培-干藏互花米草,中、高盐度-土培-干藏盐地碱蓬,土培各处理,中、高盐度-水培-干藏,高盐度-水培-湿藏芦苇种子萌发失败。湿藏提高了各盐度处理下土培互花米草,中、高盐度-水培和土培盐地碱蓬,淡水、中盐度-水培芦苇种子的萌发率和萌发速率。干藏互花米草种子在中、高盐度和土埋条件下种子的萌发受到抑制,限制了互花米草向高潮带与潮上带的扩展;而经常受潮水浸淹保持湿润的种子能抵抗高盐和泥沙沉积,导致互花米草种群逐步向低潮带方向发展;湿藏芦苇种子在淡水中萌发率和萌发速率最高,当潮上带盐度降低时,芦苇具有很强的竞争优势,但是对盐度和土埋敏感,限制了其向海的拓展;盐地碱蓬在中、高盐度和土培条件下萌发速率最高,快速萌发的适应策略和广适应性在盐地碱蓬占据高潮带和中潮带广大区域的过程中起到了重要的作用。     

芦苇、互花米草的生长和繁殖对盐分胁迫的响应

对2种海滨植物——土著种芦苇(Phragmites australis)和外来种互花米草(Sparti-na alterniflora)在淡水、中盐度(15‰)和高盐度(30‰)环境下生长和有性繁殖特征及其年际动态进行了研究,以期探索海滨植物对盐分胁迫的适应机制。结果表明:2年中各盐度处理下互花米草地上部分生物量均高于芦苇,芦苇和互花米草地上部分生物量、株高和分蘖数均随着盐度的升高而显著下降。芦苇第1年没有开花;第2年,只有淡水和中盐度处理下的芦苇开花。各盐分梯度下,第1年互花米草的开花株数没有显著差异,但花序重量在高盐度条件下显著下降;第2年高盐胁迫仍然抑制了互花米草的繁殖。第1年各处理下的芦苇株高均低于互花米草,但第2年淡水和中盐环境中的芦苇株高高于互花米草。除了高盐处理下的芦苇,第2年这2种植物地上部分生物量、株高、开花株数、花序重量显著高于第1年。与芦苇相比,互花米草表现出较高的生长能力和耐盐能力;2种植物的生长和繁殖的能力随着定居时间的增加而提高,但高盐胁迫抑制了芦苇第2年的增长;芦苇第2年在淡水和中盐度条件下表现出株高上的优势。     

崇明东滩湿地不同潮汐带入侵植物互花米草根际细菌的多样性

为了调查崇明东滩湿地入侵植物互花米草(Spartina Alterniflora)在不同潮汐带和季节根际细菌的多样性与丰富度,以本地植物芦苇、海三棱藨草(P. australis和 S.mariqueter)和光滩为对照实验研究,在崇明东滩湿地10样点采集根际土壤和光滩土壤,通过PCR-DGGE分子生物学等技术并结合传统培养方法对土壤细菌进行分析研究。研究表明:东滩湿地不同潮汐带的植物根际细菌群落丰富度和多样性不同,在夏季中潮带的根际细菌丰富度(P=0.021<0.05)较高,各个潮带的植物根际细菌在夏秋季有高多样性,其中中潮带的植物根际细菌平均多样性指数最高(H=4.20)。在中潮带入侵物种互花米草根际细菌的丰富度和多样性要显著高于本地植物芦苇和海三棱藨草,其中海三棱藨草的根际细菌在夏季略高。崇明东滩湿地入侵植物互花米草根际细菌与本地植物相比较具有较高的多样性,而且外来种互花米草对湿地土壤微生物群落结构有着较强影响;入侵种互花米草根际细菌的高丰富度和多样性可能是其成功入侵东滩湿地的一个重要因素。     

盐度变化条件下芦苇对互花米草的化感效应

以芦苇凋落物为试材,采用溶液浸提法和厌氧腐解法,获得水提物和腐解产物两种浸提物母液;在5‰和10‰盐浓度下以两种浸提物母液和25%母液分别处理互花米草种子、刚萌发的幼苗以及互花米草滩涂中特有的互花米草益生菌,考察盐度变化对互花米草种子的萌发、幼苗生长以及菌落生长的影响.结果表明：盐处理能够显著促进互花米草种子的萌发、幼根以及互花米草益生菌的生长(P＜0.05).较高的盐浓度(10‰)下,芦苇水提物对互花米草的萌发、生长和互花米草益生菌的生长呈促进作用;当盐浓度降低至5‰时,该促进作用消失.在较低的盐浓度(5‰)下,芦苇腐解产物对互花米草萌发产生显著的抑制作用;在较高盐浓度(10‰)时,则对互花米草益生菌产生显著促进作用(P＜0.05);在试验的任一盐浓度下,芦苇腐解产物对互花米草幼苗和幼根的生长均存在显著的抑制效果(P＜0.05).     

海三棱藨草及互花米草对模拟盐胁迫的响应及其耐盐阈值

盐度作为滨海湿地的关键环境因子之一,影响盐沼植物的存活、生长及分布。未来海平面上升引起的盐水入侵,将导致滨海湿地的盐沼植物面临高盐胁迫的挑战,进而影响滨海湿地生态系统的结构和功能。本研究选择长江口中低潮滩的主要先锋植物海三棱藨草(Scirpus mariqueter)和互花米草(Spartina alterniflora)为对象,通过人工控制实验,比较不同盐度处理下两种盐沼植物存活、营养生长及繁殖的响应,并确定两种盐沼植物存活的耐盐阈值,从而比较未来盐水入侵背景下,本地物种海三棱藨草及外来物种互花米草对盐胁迫的响应和适应性。结果表明:(1)海三棱藨草和互花米草的存活率随着盐度的增加均呈下降趋势,相同盐度处理下互花米草的存活率显著高于海三棱藨草的存活率(P0.05);(2)盐胁迫明显影响了海三棱藨草和互花米草的生长,随着盐度的增加,海三棱藨草株高、地上生物量及地下生物量均呈逐渐下降的趋势,而互花米草株高、地上生物量及地下生物量呈先增加后下降的趋势,均在盐度为10‰时最高;(3)海三棱藨草和互花米草的分蘖数及结穗率均随着盐度增加呈下降趋势,盐胁迫在一定程度上抑制了两种植物的繁殖能力;(4)互花米草存活的耐盐阈值为43‰,高于海三棱藨草存活的耐盐阈值(21‰);(5)外来物种互花米草比本地物种海三棱藨草具有更强的耐盐性,未来海平面上升引起的盐水入侵将对本地物种海三棱藨草产生更加严重的影响。     

10种茶藨子属植物导管分子形态特征及其生态适应性比较研究

利用光学显微镜和扫描电子显微电镜,以10种茶藨子属植物为研究材料,观察了其导管分子的形态结构。结果显示:(1)所研究的茶藨子属植物导管分子穿孔板为梯状穿孔板,且穿孔板上横隔分布的数量不同,端壁倾斜角度种间变化不大;(2)导管分子纹孔式样为互列式或兼有互列式和对列式,纹孔形状种间存在差异;(3)有的种类导管分子内壁有螺纹加厚或网状凸起。研究表明,不同生境下的茶藨子属植物导管形态与其生态适应性之间有较强的相关性,表现为湿生环境的物种导管较短,直径较宽;旱生环境的物种导管较长,直径较小;中生环境的居中。本文分析了茶藨子属植物导管分子形态特征的生态适应性。     

喀斯特地区莎叶兰的解剖构造及其环境适应性

以广西西北部雅长兰科植物保护区的莎叶兰( Cymbidium cyperifolium)为对象,采用石蜡切片法对莎叶兰叶片和根的解剖构造及其对喀斯特环境的适应性进行了研究。结果表明：(1)莎叶兰叶片的上表皮覆盖有较厚的角质层,气孔均分布于下表皮,且凸出表皮细胞之上;各表皮性状在叶片不同部位存在显著差异,叶片下部的气孔密度、气孔指数和气孔长度最大,表皮细胞密度以叶片上部的最大;叶片属于等面叶,叶肉无栅栏组织和海绵组织的分化;叶脉为明显的平行脉,且粗细交互分布;(2)莎叶兰根的横切面包括根被、皮层、中柱3部分,其中根被细胞排列紧密,为生活细胞;皮层由薄壁细胞组成;根部维管束属于辐射维管束,14原型。菌根粗壮,稀根毛,共生真菌主要分布于根被及皮层中,菌丝体通过根被薄壁细胞间隙及内、外皮层的通道细胞进行侵染。(3)莎叶兰叶片和根的结构不仅有湿生植物特征,如叶片相对较薄、气孔少且凸出表皮细胞、冠/根比值大等;还有旱生植物的特征,如叶片角质层较厚、机械组织发达、细胞结构紧密、具含晶细胞,肉质根具根被,内、外皮层细胞壁明显增厚等。这些结构是莎叶兰对当地缺水、干湿季明显、分布于林下多石砾土壤的生长环境的一种高度适应性表现。     

Effects of phylloxera infestation on the root ultrastructure of grape cultivars with different resistance

[目的]探讨不同抗性葡萄品种对葡萄根瘤蚜Daktulosphaira vitifolia Fitch侵染后的组织结构响应.[方法]以砧木140Ru(Vitis rupestris×V.berlandieri)和栽培品种赤霞珠Vitis vinifera cv.Cabernet Sauvignon离体三级根及140Ru盆栽苗为试材接种根瘤蚜卵,接种两周后取刺吸位点组织作超薄切片并观察超微结构变化,取盆栽140Ru不同时期根结测定多酚含量.[结果]超微结构显示,砧木140Ru根系周皮层最外层细胞壁的厚度(1 031.25 nm)及周皮层细胞层数(6～7层)显著高于赤霞珠品种的周皮层细胞厚度(543.75 nm)及层数(3～4层),140Ru根系韧皮部酚类物质含量比赤霞珠高出35％;侵染后,砧木140Ru周皮层细胞第3层以内的细胞壁加厚并积聚大量的多酚类物质,140Ru葡萄新根被根瘤蚜侵染后多酚含量呈升高趋势,在接种20d时是对照的2.4倍;赤霞珠粗根被根瘤蚜侵染后薄壁细胞中细胞质变浓,出现大量淀粉粒,线粒体及内质网数量增多.[结论]砧木140Ru的周皮层组织结构较赤霞珠不利于根瘤蚜口针穿刺,被根瘤蚜侵染后发生了不利于根瘤蚜侵染取食的变化.     

单子叶植物根的内皮层及其观察方法

裸子植物和具有少量次生长的双子叶植物根的内皮层细胞通常都具有径向壁和横壁加厚而成的凯氏带结构。但多数单子叶植物和少数双子叶植物(没有次生生长的种类)根的内皮层细胞只有在发育的早期(幼根)具有凯氏带,发育的后期(较老的根)内皮层细胞壁内敷贴了一整层栓质层,随后细胞壁又经过了五面加厚(只有邻接皮层一面的壁没有加厚)或六面加厚(即全部细胞壁都加厚),加厚部分都经过了木质化,因此这时就看不到凯氏带了。由于内皮层细胞内敷贴了一整层栓质层,这类植物根的维管柱似乎被一层不透水的套子所隔开了。实际不然,因为并不是全部内皮层细胞都具有五面或六面加厚的壁,通常有一部分内皮层细胞,就是在根的横切面上靠近木质部角端的那一部分内皮层细胞,仍有未栓质化、未加厚、只有凯氏带的纤维素薄壁,这一部分内皮层细胞     

盐度及种间相互作用对海三棱藨草、互花米草萌发及生长的影响

盐度和种间作用是影响湿地植物群落构建的关键因子。然而,已有研究主要集中于植物成体阶段,我们对生活史早期更新阶段的种间相互作用了解十分有限。崇明东滩国家级自然保护区是位于长江口的重要湿地,外来入侵植物互花米草对优势土著物种海三棱藨草的竞争排斥对当地生态系统造成了严重的负面影响。通过受控实验探讨了盐度及种间作用对海三棱藨草和互花米草种子萌发及生长的影响,以深入了解更新过程在盐沼湿地植物群落构建中的作用。结果表明,在培养皿中盐度对海三棱藨草的萌发有显著抑制作用,互花米草的萌发率受盐度影响不显著但萌发进程被延迟。混种处理对两者的萌发存在一定促进效应,且其作用强度受到盐度的调控。海三棱藨草与互花米草种子在萌发阶段的相互促进并非是通过化感作用实现的,可能是由于萌发过程对盐分的吸收减弱了盐胁迫的影响。盆栽条件下,两物种混种时的萌发及生长表现（高度、地上生物量）较单种时有所下降,但差异不显著。种间竞争受环境胁迫程度及生活史阶段的影响,竞争作用在胁迫较弱的淡水环境及生活史后期更强。盐沼湿地植物群落在形成早期受到盐度等环境因子的影响较大,不同植物对盐胁迫的响应是影响种群建成的主导因素,后期种间竞争的重要性不断增加,最终决定了植物群落的整体格局。     

荷叶铁线蕨孢子体解剖结构和组织化学特征研究

荷叶铁线蕨为岩生珍稀蕨类植物,分布在中国重庆市万州、涪陵等极少地区.为揭示荷叶铁线蕨生长特性,采集栽培在种质资源圃中的荷叶铁线蕨根样、根状茎、在阳光下生长和在阴暗环境下生长的叶片,固定于甲醛-酒精-乙酸溶液中,用双面刀片进行徒手切片,分别用三种0.1％苏丹红、0.1％硫酸氢黄连素-苯胺兰、0.05％甲苯胺蓝染色剂染色,...     

Enumeration and Localization of N(2)-Fixing Bacteria Associated with Roots of Spartina alterniflora Loisel

Numbers and possible locations of N(2)-fixing bacteria were investigated in roots of Spartina alterniflora Loisel, which support nitrogenase activity in the undisturbed native habitat. N(2)-fixing bacteria were recovered in cultures both from S. alterniflora roots and from the surrounding sediment, and they formed a greater proportion of the bacteria recovered from root homogenates than from salt-marsh sediment. N(2)-fixing bacteria were recovered in high numbers from the rhizoplane of S. alterniflora after roots were treated with 1 or 5% chloramine-T for 1 h or with 1% NaOCl for 1 or 2 h. Immersing S. alterniflora roots in 5% NaOCl for 1 h was more effective in distinguishing bacteria inside the roots since this treatment nearly eliminated N(2)-fixing bacteria recoverable from the rhizoplane, although high numbers of N(2)-fixing bacteria were recovered from homogenates of roots treated with 5% NaOCl for 1 h. However, this treatment was less effective with roots of Zea mays L. (Funks G4646) and Sorghum bicolor (L.) Moench (CK-60 A), indicating that techniques to surface sterilize roots should be evaluated for different plants. Bacteria were observed by light and electron microscopy inter- and intracellularly in the cortex and in the aerenchyma of S. alterniflora roots. This study clearly shows that bacteria, including N(2) fixers, colonize the interior of roots of S. alterniflora growing in a Chesapeake Bay, Maryland, salt marsh.     

三七(Panax notoginseng)根残体化感自毒效应研究

为研究三七(Panax notoginseng(Burk)F.H.Chen)采收过程中残留须根的化感自毒效应,采用土培和水培2种方法,按不同比例添加三七须根粉碎物,检测根残体作用下土培三七土壤中皂苷的动态变化及水培三七根部形态结构变化。结果显示,土培条件下,随着须根粉碎物处理时间的延长,土壤中皂苷成分种类增加、总皂苷含量减少。水培条件下,随着处理时间的延长,添加须根粉碎物处理后的三七根尖细胞壁增厚,细胞中出现菌丝体;随着处理时间及处理浓度的增加,细胞开始皱缩甚至破碎,细胞中无完整细胞器结构,三七根部细胞结构差异明显。研究表明三七采收过程中残留在土壤中的须根腐解释放的化学物质可能是导致三七自毒效应的因素之一。     

Effects of salinity and temperature stress on Ecophysiological characteristics of exotic cordgrass, Spartina alterniflora

Salintiy and temperature are two important ecological factors which affect the distribution and abundance of Spartina alerniflora Loisel. To find out how cordgrass adapts to the environmental conditions in the introduced range, we studied the dynamics of a series of important physiological components including superoxide dismutase (SOD), guaiacol peroxidase (POD), catalase (CAT), malondialdehyde (MDA), soluble sugar and free proline under different salinity and temperature stresses. The results showed that low NaCl concentration (lower than 100 mmol·L^?1) enhanced the growth of S. alterniflora. On the contrary, high NaCl concentration (higher than 100 mmol·L^?1) inhibited the growth of S. alterniflora. To a certain extent, S. alterniflora was able to be acclimated to the osmotic pressure created by external solution concentration by adjusting the activities of POD, SOD and CAT, and the contents of free proline and soluble sugar. S. alterniflora varied in its responses to environment in different parts of the plant under 5°C and 38°C temperature stress. Compared with roots, leaves accumulated more soluble sugar, and CAT activities in leaves were higher, whereas SOD and POD activities in leaves were much lower than those in roots.     

Structural changes in root and shoot ofBacopa monniera in response to salt stress

Various concentrations of salt (NaCI) were shown to have an influence on the differentiation of tissues in the root and stem ofBacopa monniera (L) Wettst. Higher concentrations induced drastic changes in roots grown on salt-supplemented media; epidermal and cortical cells experienced changes in shape, size, and orientation and/or were got disintegrated. A low concentration of salt induced a profuse development of root hairs which gradually disappeared at higher concentrations. Air spaces in the stem cortex were enlarged and xylem cell walls in the vascular ring were thickened.     

冰川退缩地15种丛藓科植物茎的比较结构学观察

应用石蜡切片和扫描电镜方法对一号冰川退缩地生长的15种丛藓科植物茎的结构及表面微形态特征进行观察,结果表明：该地区的15种丛藓科植物的茎分为具中轴和无中轴两类,其细胞壁均有不同程度的加厚。而具中轴的丛藓科植物的茎又分为表皮、皮部、中轴三部分,茎表皮细胞短,1层,细胞壁大多向外突出,表面粗糙,表面纹饰多为颗粒状;皮部所占面积最大,大部分有内、外皮部的分化,大多数种的细胞壁由外向内逐渐变薄,细胞由小到大整齐排列;中轴所占的面积也不同,其细胞壁多具角隅加厚;而没有中轴分化的种类,其各自细胞壁加厚的程度基本一致。     

三种盐胁迫对互花米草和芦苇光合作用的影响北大核心CSCD

互花米草(Spartina alterniflora)的入侵给海岸带盐沼生态系统的结构和功能带来了显著影响。互花米草盐沼中的硫含量高于附近的土著芦苇(Phragmites australis)盐沼。为探讨硫元素对互花米草和芦苇竞争过程的可能影响及其作用机制,以50mmol·L–1的Na2SO4和Na2S对互花米草和芦苇进行处理,分析处理前后5天内两种植物光合气体交换和叶绿素荧光指标变化的差异,实验另设等Na+浓度的Na Cl处理作为比较。研究发现:Na2S对互花米草和芦苇光合作用影响的差异最大,Na Cl次之,Na2SO4最小。Na2S处理后,互花米草净光合速率(Pn)出现显著上升,芦苇Pn值大幅度下降。互花米草的光饱和点(Isat)上升而芦苇的Isat值无变化。表明Na2S处理对互花米草的光合能力有促进作用,但对芦苇的光合能力有抑制作用。Na Cl处理后互花米草Pn值也出现小幅上升,而芦苇Pn值略有下降。Na2SO4处理对互花米草和芦苇的Pn值均无显著影响。除Na2SO4处理的互花米草外,不同盐处理后的互花米草和芦苇非光化学淬灭(NPQ)均出现上升趋势。研究结果表明互花米草对环境硫胁迫的适应能力显著高于芦苇,暗示盐沼高硫环境尤其是硫化物有助于互花米草相对于芦苇的竞争,也很可能是其形成单一植被的重要原因之一。     

Tight coupling of root-associated nitrogen fixation and plant photosynthesis in the salt marsh grass Spartina alterniflora and carbon dioxide enhancement of nitrogenase activity

The coupling of root-associated nitrogen fixation and plant photosynthesis was examined in the salt marsh grass Spartina alterniflora. In both field experiments and hydroponic assay chambers, nitrogen fixation associated with the roots was rapidly enhanced by stimulating plant photosynthesis. A kinetic analysis of acetylene reduction activity (ARA) showed that a five-to sixfold stimulation occurred within 10 to 60 min after the plant leaves were exposed to light or increased CO2 concentrations (with the light held constant). In field experiments, CO2 enrichment increased plant-associated ARA by 27%. Further evidence of the dependence of ARA on plant photosynthate was obtained when activity in excised roots was shown to decrease after young greenhouse plants were placed in the dark. Seasonal variation in the ARA of excised plant roots from field cores appears to be related to the annual cycle of net photosynthesis in S. alterniflora.     

Tight coupling of root-associated nitrogen fixation and plant photosynthesis in the salt marsh grass Spartina alterniflora and carbon dioxide enhancement of nitrogenase activity.

The coupling of root-associated nitrogen fixation and plant photosynthesis was examined in the salt marsh grass Spartina alterniflora. In both field experiments and hydroponic assay chambers, nitrogen fixation associated with the roots was rapidly enhanced by stimulating plant photosynthesis. A kinetic analysis of acetylene reduction activity (ARA) showed that a five-to sixfold stimulation occurred within 10 to 60 min after the plant leaves were exposed to light or increased CO2 concentrations (with the light held constant). In field experiments, CO2 enrichment increased plant-associated ARA by 27%. Further evidence of the dependence of ARA on plant photosynthate was obtained when activity in excised roots was shown to decrease after young greenhouse plants were placed in the dark. Seasonal variation in the ARA of excised plant roots from field cores appears to be related to the annual cycle of net photosynthesis in S. alterniflora.