土壤水分、光照和空气湿度对木薯气孔导度的影响

为探讨土壤水分、光照等环境因子对华南8号木薯气孔导度的影响,构建气孔导度与相关环境因子的数学模型,设置7个土壤水分梯度(相对含水量20%～80%),盆栽华南8号木薯,测量净光合速率、气孔导度和空气相对湿度等参数.结果表明:空气相对湿度与气孔导度之间呈极显著正相关;光合有效辐射、土壤相对含水量与气孔导度之间呈显著正相关,但它们对气孔导度的影响程度随土壤相对含水量的变化而变化,当土壤相对含水量较低时,土壤相对含水量是影响气孔导度的主导因子,而当土壤相对含水量较高时,光合有效辐射是影响气孔导度的主导因子;土壤相对含水量、光合有效辐射、空气相对湿度与气孔导度的关系可用指数模型表达;华南8号木薯的适宜土壤相对含水量的低限临界值为52%.     

北京市5种园林树木蒸腾作用模拟研究

通过对北京市园林5种常用乔木, 国槐(Sophora japonica)、银杏(Ginkgo biloba)、白蜡(Fraxinus chinensis)、杜仲(Eucommia ulmoides)和臭椿( Ailanthus altissima)等植物蒸腾作用与周围环境气象因子(温度、湿度、太阳有效辐射)及植株叶面积指数相关关系的研究, 利用Javis公式计算冠层气孔阻力, 同时采用PM公式计算冠层蒸腾速率和植株日蒸腾量, 并分析不同乔木的冠层气孔导度对环境主要驱动因子的响应规律。结果表明: 5种被观测乔木中, 国槐耗水量最大, 白蜡耗水量最小, 植株蒸腾量大小依次为国槐>银杏>杜仲>臭椿>白蜡(P<0.01)。植物叶片气孔导度及蒸腾量与环境驱动因子太阳辐射及水气压亏缺的相关关系表明, 在土壤水分条件较好时, 国槐长势优于其它4种乔木, 但是其对水分的利用不够经济, 在干旱的情况下不能有效节水。     

植物气孔导度的环境响应模拟及其尺度扩展

气孔导度是衡量植物和大气间水分、能量及CO2平衡和循环的重要指标,探讨气孔导度与环境因子的关系及其模拟,以及气孔导度在叶片、冠层及区域尺度间的尺度转换及累积效应,对更好地认识植被与大气间的水热运移过程,合理评价植被在陆面过程中的地位和作用都具有重要意义。从植物气孔导度与环境因子的关系、气孔导度模拟以及尺度扩展三个方面,对前人的研究成果进行了概括总结。从叶片和冠层两个尺度出发,归纳总结了前人对于不同植物气孔导度与环境因子关系的研究成果,发现由于不同植物的遗传特性、测定时的环境、时间尺度的不同,以及未考虑各个环境因子的相互作用对气孔导度的影响,由此得到的气孔导度与环境因子之间的关系也不尽一致。对各单一环境因子与气孔导度的关系,给出了生理学解释,从根本上说明了环境因子变化对气孔导度的影响,而研究环境因子对气孔导度的综合影响时,应对各环境因子进行系统控制与同步观测。模拟计算植物气孔导度的模型主要有Jarvis模型和BWB模型两类,这些模型的模拟能力随着研究对象、试验区域、环境条件的改变而存在一定的差异,在具体使用时应结合实际情况选择最优模型进行模拟。除上述常用模型外,还总结了其他学者分别从不同角度提出的新的模型,对现有气孔导度模型进行了全面的总结。从叶片-冠层、冠层-区域两个方面归纳总结了前人关于气孔导度尺度扩展的研究成果,发现叶片-冠层的尺度扩展研究较成熟而冠层-区域的尺度扩展在模拟精度的验证方面存在困难。针对以下几个方面提出了今后气孔导度的研究重点:(1)结合研究对象所在的区域及环境条件,选择最优模型进行模拟;(2)综合考虑环境因子之间的相互作用及其对气孔导度的累积影响;(3)BWB模型与光合模型的耦合;(4)提高大尺度范围内的气孔导度模拟精度。     

华北山区侧柏冠层气孔导度特征及其对环境因子的响应

冠层气孔导度(g_s)是衡量冠层-大气界面水汽通量的重要生物学常数,研究其特征及对环境因子的响应,能为开展森林冠层水汽交换过程的机理性研究提供理论依据.于2014年利用SF-L热扩散式探针测定了侧柏的树干液流密度(J_s),同步监测光合有效辐射(PAR)、饱和水汽压差(VPD)、气温(T)等环境因子,计算侧柏的冠层气孔导度特征并分析其对各环境因子的响应.结果表明: 侧柏液流密度的日变化总体呈双峰曲线,生长季高于非生长季,且胸径越大液流密度越大;冠层气孔导度日变化与单位叶面积冠层蒸腾(E_L)趋势相近,均呈双峰曲线,生长季的冠层气孔导度和蒸腾较非生长季略高.侧柏冠层气孔导度与空气温度呈抛物线关系,在10 ℃左右冠层气孔导度达到峰谷;光合有效辐射以400 μmol·m^-2·s^-1为界,小于该阈值两者呈正相关关系,大于该阈值则冠层气孔导度受其影响较小;与饱和水汽压差呈负对数函数关系,随饱和水汽压差增大而逐渐降低.较高的空气温度和光合有效辐射、较低的饱和水汽压差有利于侧柏形成较大的冠层气孔导度,进而促进冠层蒸腾.     

科尔沁沙地黄柳气孔导度和水分状况随季节和地形的变化特征

黄柳叶片气孔导度在上午8时后即呈下降趋势,下表皮气孔导度大于上表皮。干旱季节上下表皮气孔日间开启程度不同,下表皮气孔受环境因子的影响较大;湿润季节则相同。不同季节气孔导度值不同,下表皮气孔对季节变化反应灵敏。不同季节黄柳体内水分状况参数值不同,在5、6月份抗旱性最强;沙丘不同部位各参数值亦不相同,在沙丘中部和丘脚抗旱性最强,而在丘顶水分状况最好。湿润的７月黄柳一日内各时刻的膨压值均大于0,说明虽然此期间水势随环境条件和气孔调节有所升降,但未影响植株的正常生长。     

适应不同光环境小蜡叶片气孔导度、气孔开度和气孔密度的时空变化

对生长在强光环境和弱光环境小蜡叶片的气孔参数测定发现:气孔导度和气孔开度在4个取样部位存在异质性分布.气孔导度和气孔开度经回归分析呈线性、指数或多项式分布.统计分析表明:强光下的叶片气孔导度和气孔开度的相关性明显高于弱光环境叶片的数值.无论强光环境还是弱光环境下的叶片,在取样部位编号为1和3,其气孔导度和气孔开度均存在显著的线性关系.弱光环境下叶片的气孔密度要远低于强光环境下的叶片.强光环境下叶片对变化环境的敏感性要大于弱光环境下的叶片,这可能与强光环境叶片具有较高的气孔密度有关.     

芦苇与外来植物互花米草在不同CO2浓度下的光合特性比较

以上海崇明东滩湿地外来植物互花米草与本地种芦苇为研究对象,对两者在不同CO2浓度条件下的光合/呼吸-CO2响应机制,光合作用进程及光合特性指标进行比较研究.结果表明：（1）随CO2浓度的增加,互花米草与芦苇的净光合速率增加,暗呼吸速率下降;（2）互花米草与芦苇的光合/呼吸-CO2响应机制不同,互花米草表现出更高的表观羧化效率（CE）和暗呼吸速率（R）;（3）互花米草的净光合速率（Pn）、气孔导度（Gs）及蒸腾速率（Tr）在400μmol/mol CO2浓度下均高于芦苇,在1000μmol/molCO2浓度下则显著下降,表现出对设定环境因子和高CO2浓度胁迫的光合生理响应.本项研究通过对入侵植物互花米草与本地种芦苇的在特定时间段内的光合特性比较研究,将有助于揭示互花米草和芦苇的CO2-光合适应机制,为解释互花米草生长迅速,生产力高,竞争性强的生理生态学特性提供实验依据.     

西北干旱区葡萄净光合速率变化及其影响因素

葡萄作为西北干旱区主要经济作物之一,认识其光合生产过程对种植栽培至关重要。为探究大田自然条件下葡萄光合生理特征及影响葡萄光合作用的主要影响因子,该研究于2019年6—9月测定葡萄(品种:无核白)叶片光合作用及其生理生态因子日变化,采用通径分析方法分析各因子对叶片净光合速率的直接和间接作用,确定其主要影响因子,同时在全天分时段模式下进一步分析葡萄叶片净光合速率对各生理生态因子的响应。结果表明:(1)葡萄叶片净光合速率日变化总体呈现先升高、后下降的单峰型曲线变化特征。(2)葡萄叶片净光合速率与光合有效辐射、饱和水汽压差、空气温度、气孔导度和蒸腾速率呈极显著正相关,与相对湿度和胞间CO₂浓度呈极显著负相关。(3)各月影响葡萄叶片净光合速率变化的主要决定因子6月、8月和9月为蒸腾速率,而7月为气孔导度。(4)6—9月的葡萄叶片净光合速率与空气温度、光合有效辐射、饱和水汽压差的响应均呈“迟滞回环”关系,与蒸腾速率、气孔导度呈良好的线性关系(R²>0.85),与胞间CO₂浓度呈指数函数关系(R²=0.53)。研究认为,葡萄对西北干旱区环境具有较强的适应能力,可以通过控制蒸腾速率和气孔导度来优化管理并提高产量,此外还需要考虑其他因子的直接和间接作用。     

豆科复叶和单叶树种的光合-水分关系分析北大核心CSCD

以豆科(Fabaceae)11个复叶树种和6个单叶树种为材料,测定他们的气孔导度、叶片水力导度、水势、相对含水量等指标,分析叶型对枝叶光合水分关系的影响。结果显示,复叶树种正午叶轴水势(-0.91MPa)与单叶树种正午枝条水势(-0.88MPa)间无显著差异,但正午枝条水势(-0.60MPa)显著高于单叶树种。复叶树种正午气孔导度降低的百分比(55.3%)显著高于单叶树种(34.1%)。叶片、叶轴和枝条正午水势两两之间均显著正相关,但与正午气孔导度之间均不存在相关性。本研究中,17个树种的正午叶片水力导度与气孔导度间显著正相关(r=0.79,P<0.001),但他们与气孔导度降低百分比间呈负相关(r=-0.81,P<0.001),说明叶片导水率对日间气孔导度的维持具有重要作用。研究结果表明单叶和复叶树种在光合水分关系上存在明显差异,说明他们对环境条件具有不同的适应策略。     

豆科复叶和单叶树种的光合-水分关系分析

以豆科（Fabaceae）11个复叶树种和6个单叶树种为材料,测定他们的气孔导度、叶片水力导度、水势、相对含水量等指标,分析叶型对枝叶光合水分关系的影响。结果显示,复叶树种正午叶轴水势（-0.91 MPa）与单叶树种正午枝条水势（-0.88 MPa）间无显著差异,但正午枝条水势（-0.60 MPa）显著高于单叶树种。复叶树种正午气孔导度降低的百分比（55.3%）显著高于单叶树种（34.1%）。叶片、叶轴和枝条正午水势两两之间均显著正相关,但与正午气孔导度之间均不存在相关性。本研究中,17个树种的正午叶片水力导度与气孔导度间显著正相关（r=0.79,P<0.001）,但他们与气孔导度降低百分比间呈负相关（r=-0.81,P<0.001）,说明叶片导水率对日间气孔导度的维持具有重要作用。研究结果表明单叶和复叶树种在光合水分关系上存在明显差异,说明他们对环境条件具有不同的适应策略。     

Scurvy in capybaras bred in captivity in Argentine

In order to determine if the absence of vitamin C in the diet of capybaras (Hydrochoerus hydrochaeris) causes scurvy, a group of seven young individuals were fed food pellets without ascorbic acid, while another group of eight individuals received the same food with 1 g of ascorbic acid per animal per day. Animals in the first group developed signs of scurvy-like gingivitis, breaking of the incisors and death of one animal. Clinical signs appeared between 25 and 104 days from the beginning of the trial in all individuals. Growth rates of individuals deprived of vitamin C was considerably less than those observed in the control group. Deficiency of ascorbic acid had a severe effect on reproduction of another population of captive capybaras. We found that the decrease in ascorbic acid content in the diet affected pregnancy, especially during the first stages. The results obtained suggest that it is necessary to supply a suitable quantity of vitamin C in the diet of this species in captivity.     

Changes in lactate dehydrogenase activity in chicken tissues in hyperthyreosis in ontogenesis

The lactate dehydrogenase activity in reactions of lactate oxidation and synthesis was studied in subfractions of the chicken brain, heart and liver at the embryonal, early postembryonal and adult stages of development after thyroxine administration. It has been shown that during embryogenesis thyroxine predominantly enhanced the rate of lactate oxidation in the mitochondrial tissues. A marked increase in the lactate synthesis was found in cytoplasm of the adult chicken tissues. Specificity of enzyme activity alterations was detected in the chicken brain during ontogenesis after thyroxine administration.     

Role for dopamine in malonate-induced damage in vivo in striatum and in vitro in mesencephalic cultures

Defects in mitochondrial energy metabolism have been implicated in the pathology of several neurodegenerative disorders. In addition, the reactive metabolites generated from the metabolism and oxidation of the neurotransmitter dopamine (DA) are thought to contribute to the damage to neurons of the basal ganglia. We have previously demonstrated that infusions of the metabolic inhibitor malonate into the striata of mice or rats produce degeneration of DA nerve terminals. In the present studies, we demonstrate that an intrastriatal infusion of malonate induces a substantial increase in DA efflux in awake, behaving mice as measured by in vivo microdialysis. Furthermore, pretreatment of mice with tetrabenazine (TBZ) or the TBZ analogue Ro 4-1284 (Ro-4), compounds that reversibly inhibit the vesicular storage of DA, attenuates the malonate-induced DA efflux as well as the damage to DA nerve terminals. Consistent with these findings, the damage to both DA and GABA neurons in mesencephalic cultures by malonate exposure was attenuated by pretreatment with TBZ or Ro-4. Treatment with these compounds did not affect the formation of free radicals or the inhibition of oxidative phosphorylation resulting from malonate exposure alone. Our data suggest that DA plays an important role in the neurotoxicity produced by malonate. These findings provide direct evidence that inhibition of succinate dehydrogenase causes an increase in extracellular DA levels and indicate that bioenergetic defects may contribute to the pathogenesis of chronic neurodegenerative diseases through a mechanism involving DA.     

我国葫芦科植物离体培养研究进展

葫芦科植物包括多种瓜类蔬菜,对其进行离体培养研究具有重要的理论和实践意义。综述了国内在葫芦科植物器官培养、体细胞胚胎发生、花药培养、原生质体培养和体细胞杂交及离体遗传转化等方面取得的研究进展,并对葫芦科植物离体培养、遗传转化与育种的前景作了展望。