叶片水H218O富集的研究进展

 植物叶片水H₂¹⁸O富集对大气中O₂和CO₂的¹⁸O收支有着重要影响。蒸腾作用使植物叶片水H₂¹⁸O富集, 而植物叶片水H₂¹⁸O富集的程度主 要受大气水汽δ¹⁸O和植物蒸腾水汽δ¹⁸O的影响。过去, 通过引入稳态假设(蒸腾δ¹⁸O等于茎水δ¹⁸O)得到Craig-Gordon模型的闭合形式, 或 将植物整个叶片水δ¹⁸O经过Péclet效应校正后得到植物叶片水δ¹⁸O的富集程度。然而, 在几分钟到几小时的短时间尺度上, 植物叶片蒸腾 δ¹⁸O是变化的, 稳态假设是无法满足的。最近成功地实现了对大气水汽δ¹⁸O和δD的原位连续观测, 观测精度(小时尺度)可达到甚至优于稳定 同位素质谱仪的观测精度。在非破坏性条件下, 高时间分辨率和连续的大气水汽δ¹⁸O和蒸腾δ¹⁸O的动态观测, 将提高植物叶片水H₂¹⁸O富集的 预测能力。该文综述了植物叶片水H₂¹⁸O富集的理论研究的新进展、研究焦点和观测方法所存在的问题, 旨在进一步加深理解植物叶片水H₂¹⁸O 富集的过程及其机制。     

黑河中游春玉米叶片水δD和δ~(18)O的富集过程和影响因素

植物水的稳定同位素分馏过程是水在土壤-植物-大气连续体中循环的重要环节。以往研究由于叶片水18O同位素比值(δ~(18)O l,b)和氘(D)同位素比值(δDl,b)(合称δl,b)实测数量少只能作为模型验证数据,导致δl,b富集机制研究多集中于模型研究,缺乏基于野外试验条件的δl,b富集的控制机制研究。叶片水δDl,b和δ~(18)O l,b的富集程度(ΔDl,b和Δ18O l,b,合称Δl,b)通常表示为δl,b与茎秆水D同位素比值(δDx)和18O同位素比值(δ~(18)Ox)(合称δx)之差,即Δl,b=δl,b–δx。该研究以黑河中游沙漠绿洲春玉米(Zea mays)生态系统为研究对象,重点采集和分析了季节和日尺度δl,b和δx数据,配套开展了大气水汽δ~(18)O和δD(合称δv)等辅助变量的原位连续观测,探讨了季节和日尺度上的δl,b富集特征及其影响因素。结果表明:叶片水δl,b和Δl,b的季节变化趋势不明显,而受蒸腾作用影响表现出白天富集夜间贫化的单峰日变化特征。对于D来说,无论季节尺度上还是日尺度上,大气水汽δv和相对湿度是δDl,b和ΔDl,b的主要环境控制因素;而对于18O来说,无论季节尺度上还是日尺度上,相对湿度是δ~(18)O l,b和Δ18O l,b的主要环境控制因素。由于D和18O在热力学平衡分馏上有约8倍差异,直接分析叶片水ΔDl,b和Δ18Ol,b与影响因素的差异性,有助于理解叶片水δD和δ~(18)O富集过程以及对模型发展有一定的指导意义。     

亚热带地区常绿阔叶林SPAC系统水分的氢氧稳定同位素特征

森林的土壤-植物-大气连续体(SPAC)是陆地重要的水循环连续界面过程。本研究通过分析亚热带常绿阔叶林的降水、大气水汽、土壤水、叶片水的同位素组成,探讨森林SPAC系统水分的氢氧同位素组成特征以及植物蒸腾与叶片性状和环境因子的关系。结果表明: 研究区大气降水、土壤水、竹柏枝条水、竹柏叶片水和大气水汽的δD-δ¹⁸O线性回归方程分别为: δD_P=7.97δ¹⁸O_P+12.68(R²=0.97)、δD_S=4.29δ¹⁸O_S-18.62(R²=0.81)、δD_B=3.31δ¹⁸O_B-29.73(R²=0.49)、δD_L=1.49δ¹⁸O_L-10.09(R²=0.81)、δD_V=3.89δ¹⁸O_V-51.29(R²=0.46)。在降水→土壤水→植物水的界面水输送过程中,氢氧同位素逐渐富集,而从土壤蒸发和从植物蒸腾的水汽同位素贫化。在降水和蒸发作用的影响下,土壤水同位素随深度增加有贫化的趋势,而且整体上旱季土壤水同位素比雨季富集。观测期间,枝条水同位素比土壤水略微富集,说明水分在植物体内运输过程中存在受到蒸腾富集作用的可能性。旱季,乔木的枝条水同位素比灌木贫化,说明根系分布更深的乔木植物更倾向于利用深层土壤水。由于在叶片性状、蒸腾速率以及对环境因子的响应程度等方面存在差异,不同植物的叶片水同位素组成随叶龄增长的变化特征有所不同。雨季的环境条件更有利于叶片蒸腾,使雨季的叶片水同位素比旱季富集。叶片水同位素组成与植物叶片含水量呈正相关关系,与相对湿度呈负相关关系,综合反映了植物应对环境变化的水分调控功能。     

基于多种同位素模型的侧柏林生态系统蒸散组分定量拆分

为了全面认识森林生态系统蒸散各组分及其对蒸散的贡献率在日尺度上的变化规律,本研究利用同位素稳态和非稳态假设理论结合水同位素分析仪系统,对生长季侧柏林生态系统蒸散各组分进行了定量拆分和比较。结果表明: 4个测定日(2016年8月5、8、10、11日)不同来源水体的¹⁸O都呈现表层土壤水氧同位素组成(δ_S)＞枝条水氧同位素组成(δ_X)＞大气水汽氧同位素组成(δ_V),说明三者可能因同位素分馏效应表现出明显的差异。土壤蒸发水汽氧同位素组成(δ_E)在日尺度上为-26.89‰～-59.68‰,整体上呈现出先上升后下降的变化趋势;森林生态系统蒸散水汽氧同位素组成(δ_ET)为-15.99‰～-10.04‰,稳态(ISS)下植物蒸腾水汽氧同位素组成(δ_T-ISS)为-12.10‰～-9.51‰,而非稳态(NSS)下植物蒸腾水汽氧同位素组成(δ_T-NSS)为-13.02‰～-7.23‰,在日时间尺度上δ_ET与δ_T-NSS全天的变化趋势一致,在11:00—17:00 δ_ET、δ_T-ISS与δ_T-NSS三者的变化趋势近似一致。总体上,植物蒸腾量对蒸散量的贡献率表现为F_T-ISS 79.1%～98.7%,而F_T-NSS 88.7%～93.7%。这表明研究区土壤蒸发耗水远小于植被蒸腾耗水,植被蒸腾在林地蒸散中起主导作用。     

兰州城区绿化植物稳定氢氧同位素特征

选取兰州城区14个公共绿地作为采样点,采集了常绿植物侧柏(Platycladus orientalis)、大叶黄杨(Buxus megistophylla)以及落叶植物国槐(Sophora japonica)、连翘(Forsythia suspensa)的叶片、木质部,结合兰州市气象局提供的西北师范大学新校区自动气象站的监测数据,分析了4种植物叶片和木质部水稳定氢氧同位素的时间变化和空间差异,讨论了其与气温、风速、相对湿度、气压的相关性。结果表明:与常绿植物相比,落叶植物叶片水δ~(18)O更富集,而落叶植物和常绿植物木质部水δ~(18)O在采样期的变化较平缓且与叶片水δ~(18)O的变化趋势相似;4种植物叶片水d变化趋势均与δ~(18)O的变化趋势相反;植物的叶片水蒸腾线斜率和截距与兰州市大气水线相差甚远,且大叶黄杨叶片水和木质部水的蒸腾线斜率最小;常绿植物和落叶植物叶片水δ~(18)O、d与各气象要素的相关性是相反的,其中叶片水δ~(18)O和d与风速和气压的相关性较好。     

利用原位连续测定水汽δ~(18)O值和Keeling Plot方法 区分麦田蒸散组分

利用稳定同位素技术和Keeling Plot方法可以有效分割地表蒸散量,进而加深对陆地生态系统水循环的理解.该研究通过原位连续测定麦田的水汽同位素数据,评价Keeling Plot方法在分割地表蒸散中的应用,并揭示华北冬小麦(Triticum aes-tivum)蒸腾在总蒸散中的比例.实验于2008年3-5月在中国科学院栾城农业生态站进行,利用国际上先进的H_2~(18)O、HD~(16)O激光痕量气体分析仪(TDLAS)为基础构建的大气水汽~(18)O/~(16)O和D/H同位素比原位连续观测系统,同时利用涡度相关技术、真空抽提技术、同位素质谱仪技术,获取了必要的数据.研究分析了一天中不同时间段的连续的大气水汽δ~(18)O与水汽浓度倒数拟合Keeling Plot曲线的差异和可能的原因.结果显示,中午时段的拟合结果较好,这也暗示中午时段蒸腾速率高时最可能满足植物蒸腾的同位素稳定态假设.进一步的分析发现植物蒸腾的同位素稳定态并不总是成立,尤其是水分胁迫下进入成熟期的小麦,其蒸腾水汽同位素一般处于非稳定态.利用同位素分割结果显示,生长盛期麦田94%-99%的蒸散来源于植物蒸腾.     

O值和Keeling Plot方法区分麦田蒸散组分

利用稳定同位素技术和Keeling Plot方法可以有效分割地表蒸散量, 进而加深对陆地生态系统水循环的理解。该研究通过原位连续测定麦田的水汽同位素数据, 评价Keeling Plot方法在分割地表蒸散中的应用, 并揭示华北冬小麦(Triticum aestivum)蒸腾在总蒸散中的比例。实验于2008年3–5月在中国科学院栾城农业生态站进行, 利用国际上先进的H₂¹⁸O、HD¹⁶O激光痕量气体分析仪(TDLAS)为基础构建的大气水汽¹⁸O/¹⁶O和D/H同位素比原位连续观测系统, 同时利用涡度相关技术、真空抽提技术、同位素质谱仪技术, 获取了必要的数据。研究分析了一天中不同时间段的连续的大气水汽δ¹⁸O与水汽浓度倒数拟合Keeling Plot曲线的差异和可能的原因。结果显示, 中午时段的拟合结果较好, 这也暗示中午时段蒸腾速率高时最可能满足植物蒸腾的同位素稳定态假设。进一步的分析发现植物蒸腾的同位素稳定态并不总是成立, 尤其是水分胁迫下进入成熟期的小麦, 其蒸腾水汽同位素一般处于非稳定态。利用同位素分割结果显示, 生长盛期麦田94%–99%的蒸散来源于植物蒸腾。     

北京山区三种植物叶片水δ~(18)O特征及影响因子

叶片是植物光合作用和呼吸作用进行物质和能量交换的重要场所,而叶片水稳定同位素特征能够反映植物生长周围的气候和生态信息。本研究以旱季、雨季北京山区3种植物侧柏(Platycladus orientalis)、栓皮栎(Quercus variabilis)和荆条(Vitex negundo)叶片水δ18O观测数据为依据,结合土壤水及林内气象因子观测,综合探讨叶片水δ18O变化特征及其影响因子。结果表明:旱季、雨季3种植物一天内利用土壤水分来源较为稳定,枝条水δ18O无明显日变化,3种植物枝条木质部水δ18O雨季旱季;但由于3种植物叶片水δ18O日变幅旱季雨季,3种植物叶片水δ18O相对于枝条木质部水δ18O富集程度旱季雨季,因此造成3种植物叶片水δ18O均值旱季雨季;3种植物叶片水δ18O和δD关系曲线斜率旱季雨季,3种植物叶片水δ18O和δD关系曲线截距旱季雨季,这从另一个方面表明,相对湿度是引起旱季、雨季3种植物叶片水δ18O差异的一个重要因子;旱季,栓皮栎、荆条叶片水δ18O对于5种气象因子(光合有效辐射、气温、相对湿度、气压、VPD)敏感性强于雨季。同时,无论旱季或雨季,侧柏叶片水δ18O与上述5种气象因子间无明显相关性。     

利用原位连续测定水汽δ18O值和Keeling Plot方法区分麦田蒸散组分

 利用稳定同位素技术和Keeling Plot方法可以有效分割地表蒸散量, 进而加深对陆地生态系统水循环的理解。该研究通过原位连续测定麦田的水汽同位素数据, 评价Keeling Plot方法在分割地表蒸散中的应用, 并揭示华北冬小麦(Triticum aestivum)蒸腾在总蒸散中的比例。实验于2008年3–5月在中国科学院栾城农业生态站进行, 利用国际上先进的H₂¹⁸O、HD¹⁶O激光痕量气体分析仪(TDLAS)为基础构建的大气水汽¹⁸O/¹⁶O和D/H同位素比原位连续观测系统, 同时利用涡度相关技术、真空抽提技术、同位素质谱仪技术, 获取了必要的数据。研究分析了一天中不同时间段的连续的大气水汽δ¹⁸O与水汽浓度倒数拟合Keeling Plot曲线的差异和可能的原因。结果显示, 中午时段的拟合结果较好, 这也暗示中午时段蒸腾速率高时最可能满足植物蒸腾的同位素稳定态假设。进一步的分析发现植物蒸腾的同位素稳定态并不总是成立, 尤其是水分胁迫下进入成熟期的小麦, 其蒸腾水汽同位素一般处于非稳定态。利用同位素分割结果显示, 生长盛期麦田94%–99%的蒸散来源于植物蒸腾。     

不同动力学分馏系数对北京山区侧柏叶片水δ18O的模拟

利用稳定同位素技术对植物叶片水¹⁸O同位素组成(δ_L,b)进行研究,可以为植物叶片生理及森林水文的研究提供理论参考。本研究连续监测北京山区侧柏人工林生态系统冠层大气水汽浓度(W_a)和大气水汽¹⁸O同位素值组成(δ_v),结合测定的侧柏枝条水¹⁸O同位素组成(δ_x)和δ_L,b,分析了动力学分馏系数ε_k1(32%)和ε_k2(28%)对δ_L,b的预测效果。结果表明: 侧柏人工林生态系统W_a日变化无明显规律,大气相对湿度(RH)日变化呈“V”型,气孔导度(g_s)在日尺度上先增大后减小;同位素接近稳态时(正午前后),δ_L,b略有增加,W_a、RH、g_s与δ_L,b均呈显著负相关关系;同位素接近稳态条件下,将不同动力学分馏系数ε_k1、ε_k2应用于Craig-Gordon模型,预测δ_L,b,ε_k2的预测值更接近δ_L,b的实测值,表明ε_k2应用于模型更符合北京山区侧柏叶片水同位素富集情况。研究结果将加深对叶片水同位素富集模型、蒸散拆分模型的认识。     

ENZYMIC ACTIVITIES IN DISSOCIATED NEURONS DIFFERENTIATED IN CULTURES IN VITRO

Abstract— The appearance of the enzymes succinate dehydrogenase, lactate dehydrogenase, acid phosphatase, monoamine oxidase and acetylcholinesterase in cultures of dissociated spinal cord, dorsal root ganglia and cerebellum removed at different stages of development have been studied. The neurons differentiated in vitro have morphological and cytochemical characteristics similar to those of the normally developing neurons. On the basis of the results obtained, it is argued that in this experimental model the histogenetic determination of the neuroblasts at the time of the explant may start and bring to an end the morphological and biochemical differentiation of the various types of neurons even under conditions extremely different from those of normal development.     

中国蜱螨学研究进展概况

<正> 我国蜱螨学的研究起步较晚,解放前只有一些零星报道,比较系统的研究是从50年代开始。1963年在长春召开了第一届全国蜱螨学术讨论会,至今已有30年。近十几年来,蜱螨学的研究进展较快,中国经济昆虫志中有关蜱     

TILLING在水稻育种中的应用前景

TILLING(Targeting Induced Local Lesions in Genomes)是功能基因组研究中应用的一种反向遗传学技术。它能高通量低成本地在EMS诱变群体中鉴定出发生在特定基因上的点突变。在其基础上发展出的EcoTILLING技术则可发现种质资源中的SNP位点及小插入或缺失多态性位点。水稻是非常重要的粮食作物, 也是已经完成了全基因组序列测定,有丰富的生物信息学资源可以利用的基因组研究模式植物。水稻的分子标记辅助育种将在育种中扮演越来越重要的角色。在这样的背景下,本文从基于特定基因的种质资源鉴定、EMS诱变育种、及水稻功能标记开发等方面论述了其在水稻育种中的应用前景。