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。     

厌氧氨氧化菌特性及其在生物脱氮中的应用*

在无分子氧环境中,同时存在NH₄⁺和NO₂^-时,NH₄⁺作为反硝化的无机电子供体,NO₂^-作为电子受体,生成氮气,这一过程称为厌氧氨氧化。目前已经发现了3种厌氧氨氧化菌(Brocadia anamm oxidans,Kuenenia stuttgartiensis,Scalindua sorokinii);对厌氧氨氧化     

苹果三维树冠的净光合速率分布模拟

构建三维树冠光合模型可模拟出叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和光能利用效率(LUE)在树冠内的三维分布。以17年生纺锤形"富士"苹果树(Malus domestica Borkh. cv. ‘Fuji’)为试材,通过实测确定三维树冠内叶片和辐射分布,根据不同部位叶片最大光合速率经验公式模拟叶片P_n 在三维树冠空间内分布,并据2007-2009年测定数据拟合相关模型参数。模拟表明,苹果树冠叶片P_n 和辐射的三维分布相似,在树冠上部P_n 三维分布比较平缓,然后随辐射的减少而迅速降低。高辐射条件下(PAR=1500 μmol·m^-2·s^-1),从树冠上部3 m处降到到1 m,平均相对辐射从71.18%降到8.05%,减少了89%,叶片平均P_n从15.05 μmol·m^-2·s^-1降到1.92 μmol·m^-2·s^-1,减少了87%。单位体积小室内的总净光合速率大小主要取决于叶面积密度,部分取决于P_n。G_s三维分布与P_n相似,而LUE分布与辐射相反,中下部高,上部低。根据光合机理模型、树冠内辐射和叶面积三维分布可模拟出苹果三维树冠内叶片的P_n、G_s和LUE分布,该模型参数少,可方便用于其它果树三维光合模型构建和果树整形修剪研究。     

油蒿叶片氮分配对其最大净光合速率季节变异的影响

植物最大净光合速率的季节变异性及其氮调控机制是近年来植物生理生态领域研究热点,对荒漠植物光合最大净光合速率季节动态及其叶氮影响,特别是叶氮分配对最大净光合速率调控机制的了解仍非常有限。2018年5-10月在宁夏盐池毛乌素沙地,对当地主要建群种油蒿(Artemisia ordosica)进行生长季原位观测,测定其叶光合光响应曲线(A-PAR)、CO₂响应曲线(A-Ci)和叶氮含量,结合环境观测数据,分析A-PAR关键参数最大净光合速率(A_max)的季节变异和叶片氮分配相关参数对A_max的调控。结果表明,油蒿叶片A_max在生长期季节变异系数(Cv)为14%,在完全展叶中期,光合氮利用效率(PNUE)有最大值11.82 μmolCO₂ gN^-1 s^-1,此时叶片氮素在光合系统中的分配比例最大,A_max有最大值29.48 μmol CO₂ m^-2s^-1,油蒿光合能力较强。在完全展叶末期,油蒿叶片氮在光合系统中的分配比例(P_p)有最小值0.21,此时叶氮分配更倾向于非光合系统,A_max较小,光合能力较弱,有利于油蒿延长叶片寿命。A_max与单位干重叶片氮含量(N_mass)、氮在捕光系统中分配比例(P_L)、氮在生物力能系统中分配比例(P_b)正相关(P<0.05),其中,P_L对A_max产生了最大的直接正向影响,氮在羧化系统中分配比例(P_c)主要通过P_b对A_max的产生了间接的正向影响,P_b对A_max季节动态的解释度最大(R²=0.49,P<0.01)。A_max与比叶重(LMA)负相关(P<0.05),即当有较高LMA时油蒿具有较低的光合速率,此时叶片光合能力较弱,叶片机械韧性较强。不同物候时期,油蒿叶片氮素分配的变化及叶片光合能力与结构性状之间的权衡关系,标志着荒漠植物对其生境的适应性调节。研究结果不但可提高荒漠灌木油蒿生态系统生产力预测的准确性,也是对植物光合适应机理认识的补充和深入。     

氮素形态对杉木幼苗侧根生长和叶片光合特性的影响

以3月龄的杉木实生苗为试验材料,分析了不同氮素形态——硝态氮(NO₃^- N)、铵态氮(NH4⁺ N)和硝酸铵(NH₄NO₃)(氮素浓度均为3 mmol·L^-1)对杉木幼苗侧根生长、叶片光合气体交换参数和叶绿素荧光参数的影响,以揭示杉木幼苗对不同形态氮的偏好性,以及不同形态氮肥下杉木幼苗侧根生长和光合生理的响应特征,为杉木苗期氮肥管理提供理论依据。结果显示：(1)不同氮素形态对杉木幼苗地上部和侧根生物量具有显著影响,其中NH₄⁺ N处理下幼苗地上部和侧根生物量最大,NO₃^- N处理次之,而NH₄NO₃处理最小。(2)NH₄⁺ N和NO₃^- N处理下杉木幼苗总根长、根系总表面积和根系总体积均显著高于NH₄NO₃处理(P＜0.05),且NH₄⁺ N处理又显著高于NO₃^- N处理,但不同氮形态处理间侧根数量差异不显著。(3)NH₄⁺ N处理下杉木幼苗叶片净光合速率、气孔导度和蒸腾速率明显高于NO₃^- N和NH₄NO₃处理,但NO₃^- N和NH₄NO₃处理之间无明显差异。(4)NH₄⁺ N处理下杉木叶片初始荧光强度低于NO₃^- N处理,而最大荧光强度、可变荧光强度和PSⅡ潜在活性却高于全硝氮和硝铵氮处理。上述结果表明,NH₄⁺ N处理不仅有利于杉木幼苗侧根生长发育,且其叶片具有较强的光合能力,较高的PSⅡ中心稳定性、光化学活性以及电子传递效率,从而更有利于植株生长。因此,从根系生长和光合特性来看,杉木幼苗对铵态氮具有偏好性。     

呼吸链电子漏在细胞凋亡中的作用

实验证明细胞色素c具有很强的抗氧化功能,在线粒体中氧化态的细胞色素c直接清除O2·-,还原态的细胞色素c清除H2O2.由于呼吸链传递电子合成ATP的同时,总有少部分电子从呼吸链底物端的复合物Ⅰ和Ⅲ漏出,而且漏出的电子首先使氧分子还原成O2·- ,然后O2·-歧化成H2O2,所以细胞色素c清除O2·-和H2O2的功能使呼吸链出现了两条电子漏旁路.细胞色素c通过这两条电子漏路径实现其控制线粒体中O2·-和H2O2水平的功能.根据两条电子漏旁路都是O2·-代谢路径的事实,引进了线粒体自由基代谢的概念,并从自由基代谢失调的角度探讨了呼吸链电子漏在细胞凋亡中的作用.     

Cr6+对人工湿地薏苡光合特性和微量元素吸收的影响

为深入了解Cr⁶⁺胁迫对人工湿地植物薏苡光合特性和微量元素吸收的影响,该文通过构筑微型垂直流薏苡(Coix lacryma-jobi)人工湿地,采用1/2 Hoagland''s营养液配制的含0、5、20、40 mg·L^-1 Cr⁶⁺废水为灌溉用水,研究铬胁迫对人工湿地植物生长、光合特性、抗氧化酶活性和微量元素吸收等的影响。结果表明:(1)低浓度(5 mg·L^-1)Cr⁶⁺对薏苡的株高、茎粗和分蘖影响不显著,高浓度(20、40 mg·L^-1)Cr⁶⁺则显著抑制薏苡的生长。(2)低浓度Cr⁶⁺处理下,薏苡叶片净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)有不同程度的提高,提高幅度分别为6.8%～54.8%、13.0%～40.3%和9.1%～36.4%。高浓度Cr⁶⁺处理下,叶片P_n、G_s、T_r等指标显著下降,但叶片胞间CO₂浓度(C_i)则显著提高。(3)薏苡叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性均随着处理时间的延长而提高; 低浓度Cr⁶⁺处理下,薏苡叶片SOD活性与对照差异不大,高浓度Cr⁶⁺处理下,SOD活性受到显著抑制。薏苡叶片POD活性和丙二醛(MDA)含量均随Cr⁶⁺处理浓度的提高而提高。(4)高浓度Cr⁶⁺处理显著抑制根系、茎、叶对Cu 、Fe、Mn和Zn的吸收。(5)5、20 mg·L^-1 Cr⁶⁺处理下,人工湿地对Cr⁶⁺去除率最高可达99%,40 mg·L^-1 Cr⁶⁺处理下最高则为86%。综上认为,Cr⁶⁺胁迫导致Fe、Mn、Zn和Cu等元素吸收量显著下降,光合受阻,抗氧化系统受损,植物生长受到抑制,最终导致人工湿地处理含Cr⁶⁺废水的能力下降。     

色素置换影响紫细菌601光合反应中心的电化学性质及其机理

运用色素置换、单分子复合膜技术及方波伏安法测定, 研究了色素置换对紫细菌Rhodobacter sphaeroides 601光合反应中心电化学性质的影响, 并探讨了相关机理. 研究发现, 紫细菌光反应中心在外加电位驱动下也可以产生电荷分离, 其效果等同于照光条件下的原初光化学反应. 在金电极表面上, 由2,3-二巯基丁二酸(DMSA)、聚二甲基二丙烯氯化铵(PDDA)与紫细菌光合反应中心(RC)组装而成单分子层复合膜(RC-PDDA-DMSA膜). 利用方波伏安法对RC-PDDA-DMSA膜进行了研究, 用低频率和高频率方波分别检测到紫细菌反应中心光化学反应不同的4个氧化还原电位对的参数. 通过非线性拟合, 获得了P/P⁺的标准电位(0.522 V)和电极反应速率常数(13.04 s^-1). 植物去镁叶绿素(Phe)置换细菌去镁叶绿素(Bphe)后反应中心在- 0.02 V的氧化还原峰显著变化, 进一步分析后认为是色素置换降低了Bphe^- / Bphe(Phe^- / Phe)和Q_A^-/Q_A电位对之间电子转移速率. 分析不同色素置换后的光谱及电化学性质, 并对不同的色素分子的功能基团进行比较, 结果表明, 叶绿醇尾同卟啉环上的其他取代基团一样明显影响了色素置换的位点和效率.     

盐度、温度和光照强度对针叶蕨藻的生长及光合活性的影响

为探究环境因子对针叶蕨藻（Caulerpa sertularioides）生长的影响,对不同盐度、温度和光照强度下针叶蕨藻的生长和叶绿素荧光参数进行了研究。结果表明：藻体日特定生长率（SGR）、最大光量子产量（F_v/F_m）、实际光合效率（Yield）、电子传递速率（ETR）和光化学淬灭（qP）随盐度升高呈先上升后下降的变化趋势,非光化学淬灭（qN）则呈相反的变化趋势,藻体光合活性和固碳效率在盐度27.5‰时达到最高,且与25‰和30‰盐度的差异显著（P<0.05,n=3）。藻体SGR、F_v/F_m、Yield、ETR和qP随温度升高而下降,qN则相反,藻体光合活性和固碳效率在26℃下达到最高,且与28℃和30℃的差异显著（P<0.05,n=3）。藻体的SGR、F_v/F_m、Yield、ETR和qP随光照强度升高呈先上升后下降的变化趋势,qN则相反,且在18.75 μmol/（m²·s）弱光照下出现轻微光抑制,藻体生长、光合活性及固碳效率在光照强度25.00 μmol/（m²·s）时达到最高,但与18.75和31.25 μmol/（m²·s）的差异不显著（P>0.05,n=3）。因此,针叶蕨藻在27.5‰盐度、26℃和25.00 μmol/（m²·s）光照强度下生长最快且光合作用能力最高。     

离子通道在高等植物光合能量转换中的功能

将类囊体膜重组于脂双层上,用电生理-电压钳位技术测定离子通道,发现一种Cl^-通道,其单位电导为88pS,加入Cl^-通道抑制剂DIDS可以抑制Cl^-通道电流。进一步用几种离子通道抑制剂,即DIDS(Cl^-通道),TEA⁺(K⁺通道),La³⁺,Co²⁺和Verapamil(Ca²⁺通道)分别处理菠菜叶片和类囊体,研究对光合能量转换的影响:(1)叶片光合放氧降低,K_i(DIDS)=0.23μmol/L,K_i(TEA⁺)=0.455mmol/L;叶片荧光参数F_y/F_m和q_p略有变化,q_N和q _E-f增加,(2)类囊体△pH的建立(9-AA荧光猝灭)受到抑制;类囊体q_N明显降低。这些结果表明:离子通道对光合能量转换是必需的,类囊体膜离子通道直接参与了质子梯度的建立,而质膜离子通道较为间接地参与了光合作用能量转换。     

高等植物光系统Ⅱ中强光照射产生超氧阴离子自由基的ESR探索

利用自旋捕捉电子顺磁共振（ESR）的方法对从菠菜叶绿体中分离提纯的光系统Ⅱ(PSⅡ)颗粒产生O₂^-_·的机理进行了直接检测.通过对样品充氧、加入超氧化物歧化酶（SOD）抑制剂四氰乙烯（TCNE）以及原位光照检测ESR信号等手段，在PSⅡ中检测到O₂^-_·与DMPO加合物的特征ESR信号.而在没有SOD抑制剂的情况下，光照时PSⅡ中O₂^-_·与DMPO加合物浓度显著下降.进一步实验发现PSⅡ中O₂^-_·产率与氧分子浓度直接正相关.O₂^-_·产率还具有pH值依赖性，在pH值为6.0～6.5范围内，O₂^-_·产率最高，大于此范围时则呈显著下降趋势.而PSⅡ颗粒的Tris处理也将导致O₂^-_·产率的急剧减少.以上结果证实水裂解放氧十分活跃的PSⅡ也是高等植物叶绿体在光照下产生活性O₂^-_·的主要部位，通常大部分的O₂^-_·能被内源SOD清除，且O₂^-_·的生成与PSⅡ的电子传递活性密切相关.     

修剪节位及修剪时期对四季蜜芒枝条生长及反季节开花的综合效应

五种模型分别运用于紫茉莉的光合—光响应及CO₂响应曲线的拟合,研究其光合效率参数的变化,探讨紫茉莉光合—光响应及CO₂响应的最适模型。结果表明:(1)紫茉莉的光合—光响应及CO₂响应改进指数模型拟合R²均为0.999,拟合效果优于非直角双曲线、直角双曲线和直角双曲线修正模型。其饱和光强和最大净光合速率分别为797.299和7.879 μmolCO₂·m^-2·s^-1,饱和CO₂浓度和最大光合能力分别为1 264.447和16.783 μmol CO₂·m^-2·s^-1,均与实测值最接近;(2)五个模型拟合和预测的均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE),都是改进指数模型小于其他模型。改进指数模型为紫茉莉光合—光响应及CO₂响应曲线的最佳模型,实验结果可为紫茉莉的生理生态应用研究提供参考。     

改进指数模型对紫茉莉光合-光响应及CO2响应适用性研究

五种模型分别运用于紫茉莉的光合—光响应及CO₂响应曲线的拟合,研究其光合效率参数的变化,探讨紫茉莉光合—光响应及CO₂响应的最适模型。结果表明:(1)紫茉莉的光合—光响应及CO₂响应改进指数模型拟合R²均为0.999,拟合效果优于非直角双曲线、直角双曲线和直角双曲线修正模型。其饱和光强和最大净光合速率分别为797.299和7.879 μmolCO₂·m^-2·s^-1,饱和CO₂浓度和最大光合能力分别为1 264.447和16.783 μmol CO₂·m^-2·s^-1,均与实测值最接近;(2)五个模型拟合和预测的均方误差(MSE)、平均绝对误差(MAE),都是改进指数模型小于其他模型。改进指数模型为紫茉莉光合—光响应及CO₂响应曲线的最佳模型,实验结果可为紫茉莉的生理生态应用研究提供参考。     

线粒体参与氧自由基代谢的功能

根据呼吸链中传递的电子可从细胞色素c漏出传给H2O2的实验结果,结合文献关于呼吸链底物端电子漏导致生成O2·-和H2O2的报导,提出了呼吸链主链电子传递之外,存在一个由两类电子漏衔接形成的电子漏路径.由于这一路径实质上是氧自由基的代谢途径而显示出线粒体可能具有参与氧自由基代谢的功能.     

离体缺血再灌注鼠心肌钙离子的变化

用液体闪烁计数法测定离体再灌注鼠心肌肌质网(SR)和线粒体(Mit)内 ⁴⁵Ca²⁺放射性强度(cpm),比较能量制剂ATP-MgCl₂,活性氧自由基清除剂SOD和钙阻滞剂Verapamil对离体缺血再灌注鼠心肌细胞SR和Mit钙离子浓度的影响.结果表明,SR内ATp-MgCl₂,SOD和Verapamil组 ⁴⁵Ca²⁺的cpm均高于对照组(P<0.0l或P<0.05),而Mit内均低于对照组(P<0.01).此三种药均能提高离体大鼠心肌细胞内SR ⁴⁵Ca²⁺和降低Mit ⁴⁵Ca²⁺积聚,从而保护了心肌细胞,防止缺血再灌注损伤.     

P2-DNA的转染及提纯

P₂-DNA即Phage 2型噬菌体的染色体DNA,是一条线状双股螺旋的DNA分子,分子量为2．2×10⁷Da。有19个碱基的牯性末端．可以连接成环状^[1]．1970年Bertani L.E. 和 Bertani G分离纯化得到P₂噬苗体并对其遗传学及理化特性进行了研究^[2],发现它在DNA复制,溶源性的控制以及基因重组等方面与温和性λ菌体不同;1979年Saint R B 等和Westoo A等先后研究了P₂-DNA的几种限制酶的切割图谱^[3]。P₂-DNA可望成为分子生物学研究的重要工具和实验材料。目前国内尚无这种材料．我们试图将少量的P₂-DNA转染获得P₂噬菌体,加以扩增纯化．抽提得到大量的P₂-DNA。为分子克隆和限制酶的研究提供有实用价值的材料和研究工具。     

早春短命植物鸢尾蒜和准噶尔鸢尾蒜的光合途径

该研究以鸢尾蒜属两种早春短命植物准噶尔鸢尾蒜(Ixiolirion songaricum)和鸢尾蒜(Ixiolirion tataricum)为对象,通过解剖结构、光合参数、稳定碳同位素比值(δ¹³C)和光合关键酶活性分析二者的光合途径。结果发现：(1)显微结构和超微结构显示,两种短命植物的叶脉维管束鞘细胞1层、排列较紧密,鞘细胞内含有较多叶绿体且多离心分布,类似C₄花环结构。(2)准噶尔鸢尾蒜和鸢尾蒜最大净光合速率分别为14.81和15.04 μmol·m^-2·s^-1;两者的CO₂补偿点较低,分别为3.57和2.54 μmol·mol^-1,δ¹³C分别为-25.36±0.55‰和-25.76±1.38‰,光合酶PEPC/Rubisco比值分为别0.244和0.322。(3)最大净光合速率、δ¹³C和PEPC/Rubisco比值均说明两种植物为C₃光合途径,但二者均具有类似C₄的维管束鞘结构、较低的CO₂补偿点和暗呼吸速率,并具有高于部分C₃和C₃ C₄中间型植物的PEPC/Rubisco比值,表明两种短命植物的光合途径并非典型的C₃途径,而是C₃ C₄中间型。     

八肽胆囊收缩素对大鼠大脑皮质细胞钙调素活性的影响

为了探讨胆囊收缩素(CCK)受体在中枢神经系统中的信号传递机制,观察了CCK₈和CCK_A受体拮抗剂L-364,718、CCK_B受体拮抗剂L-365,260对大鼠大脑皮质钙调素（CaM）活性的影响.结果表明：a.CCK₈对CaM活性的影响具有时间依赖性,15 min达到最高点后逐渐下降;b.CCK₈在10^－12～10^－7 mol/L范围内可刺激CaM活性的增加,超过10^－7 mol/L后,逐渐趋于饱和.c.CCK_A受体拮抗剂L-364,718、CCK_B受体拮抗剂L-365,260均可抑制10^－7 mol/L CCK₈引起的CaM活性的增加,但两者IC₅₀相差40倍,L-365,260在较低浓度时即能明显拮抗CCK₈引起的CaM活性变化.研究结果提示CCK₈可能通过CCK_B受体引起CaM活性变化,而CaM可能是CCK_B受体的重要信号传递机制之一.     

碳酸氢盐处理下桑树和构树的生长、光合和抗逆性差异

为探究喀斯特生境中,在碳酸氢盐的胁迫下HCO^-₃对植株生长及生理特性的影响,该文以构树和桑树幼苗为研究对象,对不同浓度NaHCO₃溶液(0、15、30 mmol·L^-1)处理下植株的生长情况、光合能力、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量和细胞膜系统损伤情况进行研究。结果表明:(1)在HCO^-₃处理下,构树和桑树的生长和光合能力均受到抑制,叶片细胞内均发生显著的抗氧化和抗渗透胁迫生理响应。(2)HCO^-₃对构树和桑树生长的抑制作用与其浓度有关,并有显著差异性(P<0.05)。(3)30 mmol·L^-1 HCO^-₃处理对植株生长、光合、抗氧化酶系统和渗透调节系统的抑制作用以及植物细胞的损伤情况要显著强于15 mmol·L^-1 HCO^-₃处理的效果。(4)同等浓度的HCO^-₃处理下,构树的生长、光合能力、抗氧化酶活性、渗透调节物质含量显著高于桑树,其叶片细胞损伤情况显著低于桑树。综上结果均表明,构树对碳酸氢盐胁迫的耐受能力要优于桑树。该研究为阐明桑科植物对喀斯特环境适应机制提供科学支撑。     

尖吻蝮蛇毒碱性磷脂酶A2的表达及其生化特征

将尖吻蝮蛇毒碱性磷脂酶A₂（A.aBPLA₂）基因克隆至温敏表达载体pBLMVL2,在大肠杆菌RR1中成功诱导表达.表达产物A.aBPLA₂约占细菌蛋白质总量的20％,并以包涵体的形式存在.纯化包涵体后,将产物变性、复性,然后用FPLC Superose^TM12纯化,产物经过SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测只有单一条带.对纯化后的表达A.aBPLA₂进行了酶活性、抑制血小板聚集活性和溶血活性的测定.结果显示,表达A.aBPLA₂的酶活性与变性后复性江浙蝮蛇酸性磷脂酶A₂酶活性相近,具有类似变性后复性江浙蝮蛇碱性磷脂酶A₂的溶血活性,没有抑制血小板聚集活性.最后对磷脂酶A₂的结构与这些活性的关系进行了讨论.