施硅对增温稻田CH4和N2O排放的影响

夜间增温幅度大于白天是气候变暖的显著特征。夜间增温影响水稻生产及CH4和N2O排放。硅是作物有益元素,施硅可提高产量,减少稻田CH4排放。增温或施硅单因子对稻田CH4和N2O排放影响已有报道,但二者耦合如何影响水稻生产及稻田CH4和N2O排放,尚不清楚。通过田间模拟试验,研究了夜间增温下施硅对水稻生长、产量及温室气体持续增温/冷却潜势和排放强度的影响。采用铝箔反光膜夜间(19:00-6:00)覆盖水稻冠层进行模拟夜间增温试验。增温设2水平,即常温对照(CK)和夜间增温(NW);施硅量设2水平,即Si0(不施硅)和Si1(钢渣硅肥,200 kgSiO2/ha)。结果表明,施硅可缓解夜间增温对水稻根系活力的抑制作用,降低夜间增温对水稻地上部、地下部干重和产量的抑制作用。夜间增温显著提高CH4累计排放量,而施硅显著降低CH4累计排放量。夜间增温下施硅处理稻田CH4累计排放量在分蘖期、拔节期、抽穗-扬花期和灌浆成熟期比未施硅处理分别低48.12%、49.16%、61.59%和39.13%。夜间增温或施硅均促进稻田N2O排放,夜间增温下施硅在上述生育期以及全生育期的累计排放量依次比对照高78.17%、51.45%、52.01%、26.14%和40.70%。研究认为,施硅可缓解夜间增温对稻田综合增温潜势和排放强度的促进作用。     

不同冬季覆盖作物对稻田CH4 和 CO2 排放的影响

冬季稻田排放的甲烷( CH4)和二氧化碳(CO2)是影响稻田温室气体排放的重要因素。为探求种植适宜的冬季覆盖作物并减少稻田冬季CH4 和CO2 排放, 试验采用静态暗箱法对播种油菜的稻田(YC)、播种小麦的稻田(XM)及冬闲 田(CK)三个处理下稻田的CH4 和CO2 排放进行了观测, 分析了不同冬季覆盖作物对稻田CH4 和CO2 的排放影响。结果表明, 不同处理CH4 排放通量为YC＞XM＞CK, CO2 排放通量为XM＞YC＞CK。不同冬季作物覆盖下, 各处理CH4 和 CO2 的累计排放量表现同其平均排放通量相同。YC 处理的CH4 累计排放量与冬闲田(CK)处理的相比较达到显著水平(p<0.05), XM 处理CO2 的累计排放量与YC 和CK 相比都有显著性差异(p<0.05)。根据稻田CH4 和 CO2 季节排放量以及在 100 年尺度上的 CO2 当量计算, 不同处理温室气体全球增温潜势(GWP)大小顺序为XM＞YC＞CK, 在YC、XM 和CK 中, 小麦(Triticum aestivum L.)处理的增温潜势最大, 且最大值达到6442.58 (kg·hm–2)。小麦处理的CO2 和CH4 的总温室效应最大, 机耕直播油菜(Brassica napus L.)次之, 冬闲田最小。研究水稻(Oryza sativa L.)收获后稻田种植不同冬季作物, 观察在其生长季节内CH4 和 CO2 和的排放特征, 为合理利用冬闲稻田控制温室效应提供理论依据。     

华东稻麦轮作生态系统的N2O排放研究

根据对华东稻麦轮作周期的N2 O排放及其影响因子的连续观测结果 ,分析了N2 O排放时间变化以及施肥、灌溉、温度、土壤湿度和土壤速效N素含量对N2 O排放的影响 ,同时还比较分析了稻田N2 O和CH4排放 .研究结果表明 ,稻麦轮作周期内 ,水稻生长季的N2 O排放量仅占 30 % ,稻田持续淹水可比常规灌溉增加CH4排放量 2 6% ,减少N2 O排放量 1 1～ 2 6% .     

广州地区晚稻田CH4和N2O的排放通量及其影响因素

用密闭箱法同时研究了广州地区晚稻田CH4和N2 O的排放通量。结果表明 ,连续淹水、常规连作和水旱轮作等 3种处理的CH4平均排放通量分别为 1 7 63、2 84和0 36mg·m- 2 ·h- 1 ,而N2 O的平均排放通量分别为 6 74、1 1 69和 55 0 7μgN2 O N·m- 2 ·h- 1 ,表明稻田连续淹水显著增加CH4的排放而降低N2 O的排放。水旱轮作降低CH4排放而提高N2 O的排放 ,说明稻田CH4和N2 O排放之间存在着消长关系。讨论了这 2种温室气体排放的影响因素 ,并初步分析了它们对温室效应的相对贡献。     

剔除杂草对山核桃林地土壤温室气体排放的影响

森林土壤是CO2、N2O和CH4等温室气体的重要排放源,山核桃是中国特有的高档干果和木本油料树种,林下杂草管理对山核桃林地温室气体排放具有重要影响.采用静态箱-气相色谱法在浙江临安山核桃主产区进行了为期1年的原位试验,研究剔除林下杂草对山核桃林地土壤温室气体排放的影响.结果表明:剔除杂草和留养杂草山核桃林地土壤CO2排放通量呈现一致的季节变化规律:夏秋季高、冬春季低;N2O排放在夏季较高,其他季节变化平稳;CH4的排放无明显季节变化规律.剔除杂草显著降低了土壤CO2排放,促进了N2O排放和CH4吸收.剔除杂草对土壤水溶性有机碳和微生物生物量碳没有显著影响.剔除杂草的山核桃林地土壤排放温室气体的综合增温潜势为15.12 t CO2-e·hm-2·a-1,显著低于留养杂草处理(17.04 t CO2-e·hm-2·a-1).     

施氮对桉树人工林生长季土壤温室气体通量的影响

施肥是维持短期轮伐人工林生产量的重要手段,为了提高肥料利用效率,缓释氮肥逐渐成为广泛采用的氮肥种类。评估缓释肥施用对人工林生长季土壤温室气体通量的影响对于全面评估人工林施肥的环境效应具有重要意义。以我国南方广泛种植的桉树林为对象,采用野外控制实验研究了4种施氮处理(对照CK:0 kg/hm2;低氮L:84.2 kg/hm2;中氮M:166.8 kg/hm2;高氮H:333.7 kg/hm2)对土壤-大气界面3种温室气体(CO2、N2O和CH4)通量的影响,结果表明:(1)4种施氮水平下CO2排放通量、N2O排放通量和CH4吸收通量分别为276.84—342.84 mg m-2h-1、17.64—375.34μg m-2h-1和29.65—39.70μg m-2h-1;施氮显著促进了N2O的排放(P0.01),高氮处理显著增加CO2排放和显著减少CH4吸收(P0.05),且CO2排放通量与CH4吸收通量随着施氮量的增加分别呈现增加和减少的趋势;(2)生长季CO2和N2O排放呈现显著正相关(P0.01),CO2排放和CH4吸收呈现显著负相关(P0.05),N2O排放和CH4吸收呈现显著负相关(P0.01);(3)土壤温度和土壤水分是影响CO2、N2O排放通量和CH4吸收通量的主要环境因素。结果表明:施用缓释肥显著增加了桉树林生长季土壤N2O排放量,且高氮处理还显著促进CO2排放和显著抑制CH4吸收,上述研究结果可为人工林缓释肥对土壤温室气体通量评估提供参数。     

生物质炭化还田对稻田温室气体排放及土壤理化性质的影响

通过水稻种植田间试验,研究了水稻秸秆直接还田、水稻秸秆与生活垃圾炭化后还田对稻田温室气体CH4、CO2和N2O排放及土壤理化性质和水稻产量的影响.结果表明:与直接还田相比,秸秆炭化后还田可显著降低稻田CH4和N2O的累积排放量,降幅分别为64.2%～78.5%和16.3%～18.4%.与不添加生物炭相比,无论种植水稻与否,添加秸秆炭和垃圾炭均显著降低了稻田N2O的累积排放量;不种植水稻情况下,添加垃圾炭显著降低了稻田CO2的累积排放量,降幅为25.3%.秸秆炭对提高稻田土壤pH和速效钾含量的作用优于垃圾炭.两种生物炭均能显著提高稻田土壤有机碳含量,但对土壤容重、全氮、有效磷、阳离子交换量及水稻籽粒产量均未产生显著影响.与秸秆直接还田相比,秸秆炭化后还田对水稻增产的效果更佳.     

基于生命周期评价的上海市水稻生产的碳足迹

碳足迹是指由企业、组织或个人引起的碳排放的集合。参照PAS2050规范并结合生命周期评价方法对上海市水稻生产进行了碳足迹评估。结果表明:(1)目前上海市水稻生产的碳排放为11.8114 t CO2e/hm2,折合每吨水稻生产周期的碳足迹为1.2321 t CO2e;(2)稻田温室气体排放是水稻生产最主要的碳排放源,每吨水稻生产的总排放量为0.9507 t CO2e,占水稻生产全部碳排放的77.1%,其中甲烷(CH4)又是最主要的温室气体,对稻田温室气体碳排放的贡献率高达96.6%;(3)化学肥料的施用是第二大碳排放源,每吨水稻生产的总排放量为0.2044 t CO2e,占水稻生产总碳排放的16.5%,其中N最高,排放量为0.1159 t CO2e。因此,上海低碳水稻生产的关键在降低稻田甲烷的排放,另外可通过提高氮肥利用效率,减少氮肥施用等方法减少种植过程中碳排放。     

DCD不同施用时间对水稻生长期CH4和N2O排放的影响

硝化抑制剂传统的施用方法是在作物移栽或播种前与基肥配合施用.通过温室盆栽试验研究相同施肥条件下,硝化抑制剂双氢胺(dicyandiamide, DCD)不同施用时间(与基肥混施、分孽肥后施入、穗肥后施入)对水稻生长期CH4和N2O排放的影响.结果表明,施入DCD能同时降低CH4和N2O排放量.就整个水稻生长期而言,与基肥混施DCD分别降低21.41%的CH4排放量和8.00%的N2O排放量;调节DCD施用时间至分孽肥后显著降低30.30%的N2O排放量,同时降低5.24%的CH4排放量.就施入DCD到水稻收获的特定生长阶段而言,缓施DCD分别降低32.65%的N2O排放量和11.18%的CH4排放量;晚施DCD对CH4和N2O排放的影响不大.CK、早施DCD、缓施DCD及晚施DCD处理CH4平均排放通量分别为0.95、0.75、0.87 mg/(m2 · h)及0.94 mg/(m2 · h),N2O平均排放通量为155.67、143.24、108.50 μg/(m2 · h)及153.24 μg/(m2 · h),缓施DCD显著降低CH4和N2O排放量(p＜0.01).土壤温度是影响N2O排放的主要因素,而CH4排放通量与土壤Eh呈显著负相关(p＜0.01).     

UV-B增强下施硅对稻田CH4和N2O排放及其增温潜势的影响

大气平流层臭氧损耗导致的地表紫外辐射增强作为全球变化重要问题之一,受到广泛关注。硅是水稻生长有益元素,但施硅是否影响稻田CH_4和 N_2O排放,迄今相关报道尚不多见。通过大田试验,研究UV-B增强下施硅对水稻生长、稻田甲烷(CH_4)和氧化亚氮( N_2O)排放及其增温潜势的影响。UV-B辐照设2水平,即对照(A,自然光)和增强20%(E);施硅量设2水平,即对照(Si0,0 kg SiO_2/hm2)和施硅(Si1,200 kg SiO_2/hm2)。结果表明,UV-B增强降低了成熟期水稻地上部和地下部生物量,而施硅能缓解UV-B增强对水稻生长的抑制作用,使水稻地上部和地下部生物量增加。UV-B增强可显著提高稻田CH_4和 N_2O排放通量和累积排放量,增加稻田CH_4和 N_2O排放的综合增温潜势。施硅能明显降低稻田CH_4排放,促进 N_2O排放,降低稻田CH_4和 N_2O排放的综合增温潜势。研究表明,施硅显著降低稻田CH_4和 N_2O的全球增温潜势,缓解UV-B增强对稻田CH_4和 N_2O的全球增温潜势的促进作用。     

植物水孔蛋白的功能

水孔蛋白是由多基因编码的介导水分快速跨膜转运的膜内在蛋白。植物水孔蛋白分为4类,具有多功能性,包括介导水分的快速跨膜转运,参与气孔运动,参与叶肉内CO_2的运输,调节植物对中性分子(甘油、NH_3、尿素)和营养元素(硼、硅)的吸收,参与植物体内的氧化应激及信号的跨膜转导等。     

植物细胞中蓝光诱导ROS生成的识别和亚细胞定位检测

以2’,7’-二氯二氢荧光素二乙酯(dichlorofluorescein diacetate,H2DCF-DA)为荧光探针孵育拟南芥叶表皮条,利用荧光光谱和激光共聚焦扫描显微技术,对高辐照蓝光诱导下叶肉细胞活性氧(reactive oxygen spe-cies,ROS)的生成,进行了分子识别和亚细胞定位检测。结果表明:植物细胞在蓝光诱导下,可以产生大量的ROS。过氧化氢酶清除实验表明:高辐照蓝光诱导产生的ROS,主要成分是H2O2,并且主要定位在叶绿体和细胞膜上。     

淡水小球藻清除Cu2+、Cd2+、Zn2+污染能力的研究

用接种密度(n/mL-1)为498 ×104的淡水小球藻对含Cu2+、Cd2+、Zn2+的水体分别处理,观察了藻细胞对上述3种离子的清除能力,并用金鱼存活检测了结果.结果表明(1)淡水小球藻对不同密度的Cu2+、Cd2+、Zn2+都有清除能力,Cu2+的密度在0.094～0.484 mol/L时,清除率为61%～84.5%;Cd2+的密度在0.053～0.32mol/L时,清除率为45.90%～78.20%;Zn2+的密度在0.077～0.466 mol/L时,清除率为61.80%～84.80%.(2)淡水小球藻Cu2+、Cd2+和Zn2+良好工作浓度分别为0.094～0.484 mol/L、0.053～0.32 mol/L和0.077～0.466mol/L.其中,Zn2+的清除能达到国家污染物排放的二级标准.     

Core RNAi machinery and gene knockdown in the emerald ash borer (Agrilus planipennis)

The RNA interference (RNAi) technology has been widely used in insect functional genomics research and provides an alternative approach for insect pest management. To understand whether the emerald ash borer (Agrilus planipennis), an invasive and destructive coleopteran insect pest of ash tree (Fraxinus spp.), possesses a strong RNAi machinery that is capable of degrading target mRNA as a response to exogenous double-stranded RNA (dsRNA) induction, we identified three RNAi pathway core component genes, Dicer-2, Argonaute-2 and R2D2, from the A. planipennis genome sequence. Characterization of these core components revealed that they contain conserved domains essential for the proteins to function in the RNAi pathway. Phylogenetic analyses showed that they are closely related to homologs derived from other coleopteran species. We also delivered the dsRNA fragment of AplaScrB-2, a β-fructofuranosidase-encoding gene horizontally acquired by A. planipennis as we reported previously, into A. planipennis adults through microinjection. Quantitative real-time PCR analysis on the dsRNA-treated beetles demonstrated a significantly decreased gene expression level of AplaScrB-2 appearing on day 2 and lasting until at least day 6. This study is the first record of RNAi applied in A. planipennis.     

4种重金属离子对多刺裸腹溞的联合毒性效应

在研究了铜、铅、镉和锌4种单一因子对多刺裸腹溞（Moina macrocopa）急性毒性作用基础上,采用Marking 相加指数法研究了联合毒性效应.实验结果表明：4种重金属离子的毒性大小依次为Cd2＋＞Cu2＋＞Pb2＋＞Zn2＋,对多刺裸腹溞48h的LC50分别为0.0076mg/L,0.0306mg/L,0.0532mg/L,0.3568mg/L;Pb2＋-Cu2＋-Cd2＋、Pb2＋-Zn2＋-Cd2＋3种离子和Cu2＋-Pb2＋-cd2＋-Zn2＋4种离子共存时的毒性效应表现为拮抗作用;Cu2＋-Zn2＋-Cd2＋和Pb2＋-cu2＋-Zn2＋共存时的联合毒性较为复杂,三者浓度比1：1：1时表现为协同作用,而毒性比1∶1：1时在24h内表现为协同作用,至48h时为拮抗作用.     

拟南芥神经酰胺酶基因对氧化胁迫的响应

以拟南芥哥伦比亚生态型（Col）和神经酰胺酶突变体为实验材料,通过对突变体的一系列生理生化指标的测定,来研究拟南芥神经酰胺酶基因（AtCER）对H2O2的响应。利用PCR和Northern blot获得了9个AtCER纯合单突变体。不同浓度H2O2处理野生型和突变体后,发现突变体对H2O2的反应比野生型更加敏感。H2O2处理后突变体叶片出现比野生型更严重的黄化现象和坏死斑点,总叶绿素含量也比野生型下降的更快,电导率测定也发现突变体比野生型的电导率增加得更多。抗氧化酶活性的分析结果发现H2O2处理后,突变体的抗氧化酶活性比野生型提高了1．5～3倍。上述研究结果说明AtCER参与了H2O2诱导的氧化胁迫反应。     

外源H2O2对湖北海棠根系线粒体膜透性和细胞核DNA的影响

用0．024％（V／V）H2O2处理湖北海棠（Malus hupehensis Rehd．）实生苗根系,30min后,根系线粒体膜通透,陛明显增大,线粒体膜电位（△ψm）和线粒体内Cyt c／a吸光度比值下降;60min后,根系细胞核DNA发生片段化降解。经荧光染料吖啶橙染色后,可见H2O2处理60min以上的根系压片中出现了清晰致密的黄绿色荧光宽,呈现出细胞程序,陛死亡（PCD）的特征。     

小麦与叶锈菌互作过程中的H2O2与HR

以小麦品种洛夫林10为材料,与叶锈菌生理小种165和260分别组成亲和组合和不亲和组合.以荧光探针DCFHDA标记H2O2的变化,并借助荧光显微镜原位地直观显现了叶锈菌侵染过程中小麦叶片中H2O2的动态变化.结果表明,亲和组合中H2O2爆发表现为单峰曲线,峰值出现在接种后12h;不亲和组合中表现为双峰曲线.峰值分别出现在接种后12h和20h,第二个峰比第一个高约一倍,且不亲和组合中H2O2爆发的强度远远大于亲和组合.另外,通过药理学试验,采用活体注射法对小麦叶片在接种叶锈菌小种260之前分别预注射抗氧化药物AsA、DTT以及NADPH氧化酶抑制剂DPI和咪唑.观察这些药物对不亲和组合中寄主叶片产生的H2O2和HR的影响.结果表明,抗氧化药物和NADPH氧化酶抑制剂均使寄主叶片中H2O2爆发的强度降低,表现在两个H2O2峰均受到抑制,其中第二个峰受抑制的程度更明显,同时寄主细胞发生HR的面积减小.     

槲皮素对氧化应激大鼠肝细胞氨基酸代谢的影响

通过检测原代培养的大鼠肝细胞培养液中18种氨基酸含量的变化情况,探讨槲皮素对氧化应激大鼠肝细胞氨基酸代谢的影响。结果表明,与对照组相比,槲皮素组氨基酸质量浓度无明显变化;H2O2组、槲皮素+H2O2组培养液中丙氨酸、蛋氨酸和组氨酸的质量浓度显著减少(P<0.05),而牛磺酸的质量浓度显著增加(P<0.05),上述变化槲皮素+H2O2组较H2O2组更明显,槲皮素+H2O2组M et和H is的质量浓度显著低于H2O2组(P<0.05)。说明槲皮素可影响氧化应激肝细胞某些氨基酸,尤其是含硫氨基酸的代谢。这种影响可能是槲皮素抗氧化应激作用的机制之一。     

脱落调节物质对植物器官脱落的调控

器官脱落是植物生命过程中重要的生理现象.植物体内的许多激素和非激素类物质(扩展蛋白、H_2O_2、细胞壁水解酶等)都参与脱落过程的调控,而且是相互协同配合,共同发挥作用.本文综述了生长素、乙烯、脱落酸、赤霉素和茉莉酸等植物激素,以及非激素类物质扩展蛋白、H_2O_2和两种主要的细胞壁水解酶(纤维素酶和多聚半乳糖醛酸酶)在植物器官脱落过程中的调控作用,并对它们在植物器官脱落调控中的相互作用进行分析,以期为相关研究提供信息.