遮光对连香树幼苗光合特性及其叶片解剖结构的影响

以2年生连香树实生苗为材料,在田间通过黑色遮阳网设置全光照(L₀)及透光率55%(L₁)、25%(L₂)和10%(L₃)4种光环境,研究遮光对连香树幼苗光合作用及叶片解剖结构的影响。结果表明：(1)连香树幼苗叶片P_n在全光和L₁处理下呈非典型的“乁”形变化,未出现“午休”现象,中午14:00出现极值,而在L₂和L₃处理下变化相对缓和,极值出现在中午12:00;叶片G_s呈现与P_n类似的变化趋势,而C_i则呈基本一致的凹形变化。(2)各处理P_n、G_s和T_r的日均值均表现为L₀＞L₁＞L₂＞L₃,而C_i的日均值则呈相反的顺序;P_n与G_s、T_r、气温和光合有效辐射均呈极显著正相关关系(P＜0.01)。(3)全光照连香树幼苗的光补偿点(LCP)、光饱和点(LSP)、暗呼吸速率(R_d)均显著高于遮光处理,并维持较高的P_n而未出现明显的光抑制;遮光导致幼苗的LCP、LSP、R_d显著降低,有利于充分利用弱光,以满足低光环境下植株的正常生长。(4)与全光照相比,遮光下连香树叶片气孔密度显著变小,但气孔器长度、气孔器宽度、单个气孔器面积显著增加,气孔器面积百分比减少,影响幼苗细胞内外的水分和气体传递。(5)遮光条件下,连香树叶片明显变薄,表皮细胞厚度减小,栅栏组织(PT)厚度降低,排列变得疏松,海绵组织(ST)厚度增加,PT/ST相应减小。(6)与全光照相比,强度遮光下(L₂和L₃)连香树幼苗生长受阻,苗高(H)和基径(D)明显减小,生物量模型D²H下降;而轻度遮光(L₁)下幼苗H和D、H/D和D₂H均未出现显著变化。研究发现,连香树具有一定的光忍耐性和喜光性,对光照条件的生态幅较宽,轻度遮光影响较小,但强度遮光对连香树幼苗气体交换参数和光合响应特征产生了显著影响,同时影响了叶片的解剖结构和气孔分布特征,从而影响连香树幼苗的生长形态。在育苗生产中,适度遮光有利于降低气温、减小蒸腾,但遮光后田间有效辐射强度应保持在自然光强的55%以上。     

基于叶绿体基因组数据的芸香科属间系统发育初步分析（专题约稿）

该研究在人工控制水分条件下,设置3个干旱胁迫处理,选用3个主栽油菜品种‘陇油10号’、‘陇油2号’、‘青杂5号’幼苗进行盆栽试验,测定干旱胁迫条件下叶片相对含水量、叶绿素含量、光合气体交换参数及叶绿素荧光参数等指标,考察各指标在干旱胁迫过程中的变化特征,并通过主成分分析(PCA)和隶属函数法评价品种的抗旱性及其主要响应因子,以揭示西北地区油菜幼苗响应干旱胁迫的光合调控机制。结果表明：(1)各品种油菜幼苗的叶片相对含水量(RWC)均随干旱胁迫程度的递增而逐渐降低,最大水分亏缺(WSD)却逐渐上升。(2)各品种油菜幼苗叶片的叶绿素a含量、叶绿素总含量随着干旱胁迫程度的递增而先增加后递减,且同一种幼苗在不同处理间差异显著。(3)各品种油菜幼苗叶片的净光合速率(P_n)、水分利用效率(WUE)、单株生物量、气孔导度(G_s)、胞间CO₂浓度(C_i)均在受到干旱胁迫时迅速降低,且同一品种幼苗在不同处理间差异显著,而其叶片蒸腾速率(T_r)在干旱胁迫下无显著变化。(4)各品种油菜幼苗叶片光化学猝灭系数(qP)和非光化学猝灭系数(NPQ)随着干旱胁迫程度的递增先增加后递减,最大光化学效率(F_v/F_m)和电子传递速率(ETR)在受到干旱胁迫时迅速降低,且同一品种幼苗在不同处理间差异显著。(5)主成分分析结果表明,在油菜幼苗受到干旱胁迫时RWC、C_i、G_s、P_n、WUE、叶绿素总含量、叶绿素a含量和NPQ起主要调控作用;隶属函数法综合评价表明,3个品种油菜幼苗耐旱能力由高到低依次为‘陇油10号’＞‘陇油2号’＞‘青杂5号’。     

施氮量对麻疯树幼苗生长及叶片光合特性的影响

采用盆栽土培的方法,研究了不同施氮量(对照N₀ 0 kg N/hm²、低氮N_L 96 kg N/hm²、中氮N_M 288 kg N/hm²、高氮N_H 480 kg N/hm²)对麻疯树幼苗生长、叶片气体交换及叶绿素荧光参数的影响。结果表明,麻疯树幼苗叶片氮含量、可溶性蛋白含量、株高、地径、叶片数量、叶面积、根长、各组分生物量、叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)和水分利用效率(WUE)均随施氮量的增加先升高后降低,N_M处理下麻疯树幼苗长势最好,各气体交换参数值最高;施氮对麻疯树地上部分的促进作用远大于地下部分,施氮后根冠比显著降低;此外,麻疯树叶绿素含量、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、PSⅡ有效量子产量(F'v/F'm)、PSⅡ实际光化学效率(Φ_PSⅡ)、电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(qP)均随施氮量的增加而升高,非光化学淬灭系数(NPQ)随施氮量增加而降低。适量施氮可通过增强叶绿体光化学活性、气孔导度和羧化能力而提高麻疯树幼苗的光合能力,促进生长;过高施氮对麻疯树幼苗光合与生长的促进效应降低。试验条件下,当年生麻疯树幼苗的最适施氮量为288 kg N/hm²。     

黄土丘陵区退耕草地群落优势种叶片光合生理对氮磷添加的响应

以黄土丘陵区退耕草地群落典型优势种白羊草、长芒草和达乌里胡枝子为研究对象，测定不同氮磷（主区N：0，50，100 kg N hm^-2 a^-1；副区P：0，40，80 kg P₂O₅ hm^-2 a^-1）添加处理下叶片光合气体交换参数、叶绿素荧光参数、叶片氮磷含量、光合氮利用效率（PNUE）和光合磷利用效率（PPUE），探究不同优势种光合生理特征对外源氮磷添加的响应特征与物种差异。结果表明：单独氮添加下，3个优势种的净光合速率（P_n）、蒸腾速率、水分利用效率（WUE_i）、气孔限制值（Ls）和光系统Ⅱ（PSⅡ）活性高于或显著高于未施肥处理，白羊草和达乌里胡枝子的PNUE和PPUE以及长芒草的PPUE显著增加。单独磷添加下，仅达乌里胡枝子的P_n、WUE_i、Ls和PNUE相比未施肥处理显著增加。氮磷共同添加下，50 kg N hm^-2 a^-1处理下，施磷后达乌里胡枝子的P_n以及三个优势种的PNUE显著增加，白羊草的PPUE显著降低；100 kg N hm^-2 a^-1处理下，施磷后达乌里胡枝子的P_n和PNUE均显著增加，白羊草PPUE和长芒草的PNUE的仅在40 kg P₂O₅ hm^-2 a^-1处理下显著增加。3个优势种的P_n均与PSⅡ最大光化学效率和叶片氮含量呈显著正相关关系，长芒草和达乌里胡枝子的P_n与PSⅡ潜在活性和叶片磷含量呈显著正相关关系。总体表明，氮磷对黄土丘陵区退耕草地优势种光合生理具有一定的交互作用，物种属性和施肥水平影响其光合生理特征响应程度。     

盐分胁迫下杠柳叶片光合特性的光响应研究

利用CID型便携式光合作用仪测定不同NaCl浓度下杠柳叶片净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)、水分利用效率（WUE）及光能利用率(LUE)生理参数的光响应过程,阐明盐分胁迫下其对光照响应的规律,探讨有利于杠柳正常生长的盐分浓度和光照条件。结果表明:（1）各盐分浓度下杠柳叶片光补偿点（LCP）在21.89～65.05 μmol·m^-2·s^-1之间变动,介于阴性植物与阳性植物之间;杠柳随土壤盐分的不同,其光合作用参数对光照强度表现出一定的适应性和可塑性;50 mmol·L^-1盐分浓度下杠柳光合同化能力最强,最有利于其干物质的积累,表现出一定的耐盐性。（2）轻度的盐分胁迫（小于50 mmol·L^-1）可以提高杠柳叶片的P_n、G_s、WUE和LUE,而盐分胁迫对杠柳的T_r有抑制作用,并随着盐分浓度的增加其抑制作用愈强烈。（3）维持杠柳正常生长的土壤盐分浓度小于50 mmol·L^-1,最佳PAR为1 000～2 000 μmol·m^-2·s^-1;而保持杠柳最大WUE和LUE的光照强度分别为800和100 μmol·m^-2·s^-1。     

水分胁迫对极小种群东兴金花茶幼苗光合特性的影响

为了解东兴金花茶幼苗对水分胁迫的适应能力和响应机制,该文以东兴金花茶1年生实生苗为材料,采用盆栽控水试验,研究不同控水时间处理对东兴金花茶幼苗的生理生态特性的影响。结果表明:随着控水时间的延长,水分胁迫的程度不断加剧,东兴金花茶叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)呈现显著下降趋势; 胞间CO₂浓度(C_i)呈现先低后高的变化趋势,水分利用效率(WUE)呈现先高后低的变化趋势。土壤含水率和叶片相对含水量均呈现不断下降的趋势,丙二醛呈现先降后升的变化趋势; 东兴金花茶幼苗的荧光参数F_v/F_m和F_v/F_o呈现先增加后不断下降趋势,分别从0.806下降至0.754和4.17下降至3.08,表明水分胁迫降低了PS Ⅱ原初光能转化效率,光合作用原初反应过程受到抑制。基于水分胁迫的生理生态指标和叶片生物性状的变化表明,控水时间在4 d情况下东兴金花茶可以提高自身水分利用效率来抵抗干旱,说明东兴金花茶幼苗对水分胁迫具有一定的适应性和响应机制。控水8～12 d,东兴金花茶的光合指标下降显著,土壤含水率下降至14.157%～15.065%,其叶片萎蔫、打卷,低于此水平东兴金花茶幼苗会因过度干旱而死亡,表明东兴金花茶幼苗对水分胁迫的耐受极限土壤含水率为14.157%～15.065%。研究结果有助于营建适宜的环境以保证东兴金花茶的正常生长和繁殖,对东兴金花茶迁地保护、引种培育和回归自然具有重要的科学指导意义。     

幼龄胡杨气孔行为对土壤质地和地下水埋深变化的响应

气孔调节是植物适应水分条件变化的关键途径,研究多变生境中植物气孔行为对认识植物的适应具有重要意义。洪水漫溢新形成的河漫滩是胡杨更新的自然生境,其土壤质地和地下水埋深具高度时空异质性。已有研究主要集中于胡杨对地下水埋深变化的生理生态响应,而对土壤质地与地下水变化交互作用影响植物水分关系的认识不足。通过设置土壤质地(砂土(S₁)、砂壤土(S₂)、黏壤土(S₃)与地下水埋深(W₁(30 cm)、W₂(60 cm)、W₃(90 cm))交互试验模拟幼龄胡杨自然生境,观测分析了不同条件下胡杨气孔导度(G_s)、气孔导度斜率(g₁)、光合的气孔限制(L_s)的变化。研究结果表明:(1) 胡杨气孔行为对地下水变化的响应受土壤质地影响;(2) 相同地下水埋深时不同土质间G_s具显著差异,W₁时S₂与S₃的G_s显著高于S₁;W₂时S₁与S₂明显低于S₃;W₃时S₃最大,S₂次之,S₁最小;(3) 相同地下水埋深处理下,g₁在S₁最大,S₃次之,S₂最小;(4) 相同地下水埋深处理下,W₁时S₂与S₃的L_s显著高于S₁,W₂与W₃时L_s在S₂最大,S₃次之,S₁最小。综上所述,幼龄胡杨气孔行为对地下水埋深变化的响应因土壤质地而异,这可能归因于土壤质地影响根系结构和土壤水的垂直分布,对胡杨早期植物水分关系具有重要影响。     

外源硅对自毒作用下黄瓜幼苗生长及光合特性的影响

以‘绿博6号’黄瓜幼苗为试材,采用营养液培法研究不同浓度外源硅(0、0.5、1.0、1.5和2.0 mmol/L)对肉桂酸(cinnamic acid,CA)模拟自毒胁迫(3.0 mmol/L CA)下黄瓜幼苗生长、光合参数和叶绿素荧光参数的影响。结果表明：(1)自毒胁迫显著抑制了黄瓜幼苗的生长、根系形态建成和生物量的积累,显著降低了净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)和叶绿素(Chl a、Chl b和Chl t)含量,并显著降低了叶片中PSⅡ的电子传递速率(ETR)、PSⅡ实际光化学效率［Y_(Ⅱ)］和光化学淬灭系数(qP)。(2)添加适宜浓度外源硅可有效缓解自毒胁迫对黄瓜幼苗生长的影响,并提高其P_n、G_s、T_r和叶绿素含量,在一定程度上维持叶片光合系统的稳定。(3)添加适宜浓度外源硅能使自毒胁迫下黄瓜叶片的F_v/F_m、ETR、Y_(Ⅱ)和qP显著升高,而非光化学淬灭系数(NPQ)则显著下降。研究发现,添加适宜浓度外源硅能提高自毒胁迫下黄瓜幼苗的叶绿素含量、F_v/F_m、ETR、Y_(Ⅱ)和qP,使光合机构趋于稳定,抑制P_n的下降,缓解自毒胁迫对光合系统的损伤,从而增强黄瓜幼苗对自毒胁迫的抗性,并以1.0 mmol/L外源硅处理的效果最佳。     

氮添加对樟子松人工林氮转化及相关功能基因丰度的影响

土壤氮(N)的有效性是影响土壤微生物群落结构以及土壤氮循环的重要因子。为探索N添加对樟子松人工林氮素转化及N功能基因(NFGs)表达的影响及其作用机制,该文以塞罕坝千层板林场的樟子松人工林为研究对象,进行了2年的氮添加处理,设置4个不同氮添加水平0、1、5、10 g N·m^-2·a^-1,分别记作N0、N1、N5、N10,采用功能基因微阵GeoChip 5.0系统及室内土壤培养法,探讨了土壤NFGs对氮添加的反应及其对氮转化过程的影响。结果表明:(1)与N0相比,中低N添加处理(N1、N5)促进了氨化(ureC、nirA、nrfA)、硝化(amoA)和反硝化(norB)相关基因的相对丰度,高N处理(N10)则抑制了所有NFGs的表达。(2)相关分析表明,N1、N5的促进作用与土壤有机碳(SOC)、硝态氮(NO₃^--N)和微生物生物量碳(MBC)显著相关,N10处理显著降低了所有氮转化过程NFGs的相对丰度,这种负面影响与溶解性有机碳(DOC)、MBC含量的减少有关。(3)与氮转化基因丰度规律趋势相似,N1和N5处理显著增加了净N硝化、净N矿化以及N₂O的排放速率,但N10促进作用不明显,表明氮添加对氮转化的促进作用存在阈值。(4)多元回归分析进一步表明,amoA-AOB和MBC是影响净N硝化的关键因素,ureC、nirK和MBC是影响净氮矿化的关键因素,narG、nirS是影响N₂O排放的关键因素。综上,N添加可提高促进樟子松人工林的氮转化及提高部分特定酶功能基因的相对丰度,但氮添加水平存在阈值,当施用10 g N·m^-2·a^-1时,氮转化受到抑制,添加5 g N·m^-2·a^-1是促进樟子松人工林土壤N转化的较佳水平。     

干旱胁迫下喷施黄腐酸对燕麦光合及其抗氧化酶活性的影响

为了揭示黄腐酸对干旱胁迫下燕麦光合及其抗氧化酶活性的影响机理,该研究选用燕麦品种‘燕科2号’为材料,采用盆栽试验,以正常供水(田间持水量的75%)为对照(CK),设干旱胁迫处理(田间持水量的45%,D0)、D0 + 喷施不同浓度黄腐酸(0、200、400、600、800、1 000 mg/L)处理(D1~D5),测定各处理燕麦干鲜重、光合性能及其抗氧化酶活性。结果表明:(1)与CK相比,干旱胁迫下燕麦幼苗地上部鲜重和干重、叶片光合色素含量、净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)均显著降低,并导致叶片F_v/F_m、qP、ETR和Φ_PSⅡ显著下降,使叶片抗氧化酶 SOD、POD、CAT活性分别显著提高25.68%、19.98%和7.29%。(2)与D0相比,D0 +喷施600 mg/L黄腐酸后,燕麦幼苗地上部鲜重和干重分别显著提高了28.59%和39.13%,叶片叶绿素a、叶绿素a+b、类胡萝卜素和P_n、G_s、T_r及F_v/F_m、Φ_PSⅡ、ETR分别显著增加了25.17%、21.03%、47.37%和74.38%、26.47%、43.34%及6.49%、69.57%、70.71%,C_i和F_o、NPQ分别显著降低了19.52%和13.32%、43.75%。(3)干旱胁迫下喷施不同浓度的黄腐酸均使幼苗叶片中SOD、POD、CAT活性较D0处理显著增加,其中喷施600 mg/L黄腐酸的叶片SOD、POD、CAT活性最高,分别较D0处理显著增加了12.19%、76.57%和55.26%。研究认为,叶面喷施适宜浓度黄腐酸能够显著提高干旱胁迫下燕麦幼苗的光合作用及其抗氧化能力,缓解干旱对燕麦幼苗的伤害,进而促进燕麦幼苗的生长,且以叶面喷施600 mg/L黄腐酸效果最佳。     

Embryo and Endosperm Function and Failure inSolanumSpecies and Hybrids

Although the importance of the endosperm as a food store inmany angiosperm seeds is well known, its significance duringearly embryogenesis has been neglected. In many interspecifichybrids, and in some other situations, embryos do not developfully and abort. It has often been stated that this is causedby the endosperm failing to conduct sufficient nutrients tothe embryo, but seldom has it been suggested that the endospermactively controls most of the early stages of morphogenesisof the embryo. Information gleaned from a broad survey of theliterature, combined with additional evidence presented here,obtained fromSolanum incanumand interspecific hybrids, indicatethat the endosperm is dynamic and very active in regulatingearly embryo development. This requires highly integrated geneticcontrol of rapidly changing metabolism in the endosperm. Ininterspecific hybrids, lack of coordination may cause unbalancedproduction of growth regulating substances by the endospermand hence abortion of the embryo, or even unregulated productionof nucleases and proteases resulting firstly in autolysis ofthe endosperm and then digestion of the embryo. The endospermmay thus serve to detect inappropriate hybridization of speciesor ploidy levels and so prevent waste of resources by producingseeds that would result in sterile hybrids or unthrifty subsequentgenerations. This discriminatory function of the endosperm hasdiminished during evolution and domestication of the crop plantSolanummelongenaL.Copyright 1998 Annals of Botany Company Solanum, embryo morphogenesis, endosperm, hybrid, seed development.     

环腺苷酸应答元件结合蛋白与学习记忆

环腺苷酸(cAMP)应答元件结合蛋白(cAMP response element binding protein,CREB)是一种核转录因子,可与cAMP反应元件结合,调节基因转录,具有调节精子生成,昼夜节律,学习记忆等功能.近年来关于其在学习记忆中的作用成为医学研究热点.CREB是神经元内多条信息传递途径的汇聚点,参与长时记忆形成和突触可塑性.长时记忆(long-term memory)形成需依赖CREB介导的基因转录,干扰或抑制CREB活性可破坏长时记忆.长时程增强(long-term potentiation,LTP)是研究学习记忆的理想模型,在LTP诱导和维持过程中均可观察到CREB活性持续升高.但增龄过程中,海马CREB活性下降,影响学习记忆功能,与许多神经退行性疾病发生有关.     

HIFs and tumors--causes and consequences

For most organisms oxygen is essential fo life. When oxygen levels drop below those required to maintain the minimum physiological oxygen requirement of an organism or tissue it is termed hypoxia. To counter act possible deleterious effects of such a state, an immediate molecular response is initiated causing adaptation responses aimed at cell survival. This response is mediated by the hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1), which is a heterodimer consisting of an alpha- and a beta-subunit. HIF-1 alpha protein is stabilized under hypoxic conditions and therefore confers selectivity to this response. Hypoxia is characteristic of tumors, mainly because of impaired blood supply resulting from abnormal growth. Over the past few years enormous progress has been made in the attempt to understand how the activation of the physiological response to hypoxia influences neoplastic growth. In this review some aspects of HIF-1 pathway activation in tumors and the consequences for pathophysiology and treatment of neoplasia are discussed.