植物对低温的光合响应

低温是影响植物生长和发育的主要环境因子之一.低温下,植物的许多生理生化过程受到影响,而其中光合作用是对低温最敏感的过程.光合作用是地球上最重要的生理生化过程,所以研究光合作用在低温下的响应机制具有重要意义.本文系统地总结了当前国内外最新研究进展,综述了低温下植物的光合响应,主要内容包括影响低温下光合响应的因素、低温下光合响应的关键问题--能量平衡的调节,以及植物的低温光合响应信号通路,并展望了低温光合响应研究的新方向.     

RFRP-3对哺乳动物生殖功能和能量平衡的影响

哺乳动物的生殖功能受体内状态和外部环境综合作用的影响,这种综合作用通过作用于HPG轴的刺激因子和抑制因子之间的相对平衡来调控生殖。RFRP-3是目前下丘脑中唯一已知的HPG轴抑制因子。大量研究证实,RFRP-3能够抑制GnRH和LH的分泌,进而影响生殖功能。然而,RFRP-3对LH分泌的抑制作用是发生在垂体水平还是下丘脑水平尚不清楚。此外,RFRP-3还可能参与了MLT对哺乳动物季节性繁殖调控的信号通路,但是MLT对RFRP-3神经元的作用方式仍不清楚。此外,RFRP-3还可能在能量平衡和动物行为的调控中发挥着重要作用。文章就RFRP-3对HPG轴的调节机制以及其在能量平衡调节和行为调控中的作用进行了系统的阐述,并针对目前尚待解决的一些问题进行了探讨。     

中国蛇类物种丰富度地理格局及其与生态因子的关系

物种丰富度地理格局成因是生态学和生物地理学研究重要目标之一。生态假说在解释物种丰富度地理格局的成因上受到广泛关注。该文基于100km×100km空间分辨率研究中国蛇类物种丰富度的地理分布格局,并结合生态假说探讨影响蛇类分布格局的因素。该研究采用主轴邻距法获得基于特征值的空域数据,并同生态因子进行多元回归分析,结果表明:(1)中国蛇类物种丰富度在经、纬度上呈现多峰分布格局,物种丰富度最高的地区位于东洋界亚热带、热带,丰富度较低的地区位于青藏高原、北方草原荒漠、黄淮平原、两湖平原及鄱阳湖平原等;(2)多元回归分析能解释56.5%的蛇类物种丰富度变化,分析得出蛇类物种丰富度格局的主要影响因子是归一化植被指数、最冷季降水量和年温差。(3)模型选择结果显示,在多元回归分析中,P<0.05的变量(归一化植被指数、最冷季降水量和年温差)组成的模型是解释蛇类物种丰富度格局的最优模型。这说明蛇类物种丰富度格局是由不同生态因子共同作用的结果。基于中国蛇类物种丰富度地理格局成因研究的复杂性,该文提出在进一步研究中,需重视各假说中影响因子的选择和人类活动的影响,并在不同空间尺度上对蛇类物种丰富度地理格局进行综合分析。     

温带混交林碳水通量模拟及其对冠层分层方式的响应——耦合的气孔导度-光合作用-能量平衡模型

利用Leuning建立的耦合的光合作用、气孔导度和能量平衡方程,以将冠层分成多层的方式,包括Gaussian五点积分法、将冠层平均分为多层的方法,逐层计算温带混交林的碳水通量,最后累加至冠层尺度,以模拟CO2和H2O通量。该模型以常规气象观测数据作为驱动变量,计算出冠层与大气之间的碳水交换,与涡动相关系统的通量观测数据进行比较,分析了不同的冠层分层方式对多层模型模拟结果的影响。从3个温带混交林通量站涡动相关系统的能量平衡闭合度来看,中国长白山站CBS、韩国GDK和日本MMF站点的能量平衡比率(EBR)分别为0.76、0.66和1.07,居于国际同类观测范围(0.34—1.2)的中上水平,因此,涡动相关系统的观测数据较为可靠。从碳水通量的日变化来看,用Gaussian五点积分法将冠层分为五层的模型能较好的模拟碳水通量的"单峰形"日变化趋势。夜间Fc为负值且变化趋势较为平缓,表明生态系统进行呼吸作用释放CO2,从日出开始Fc逐渐变为正值,表明生态系统进行光合作用吸收CO2,Fc在中午时分达到最大值,下午Fc逐渐减小,日落之后又回复到夜间的负值。H2O通量的日变化曲线与CO2通量相似,且模拟值与涡动相关实测值具有较好的一致性。在多层模型中,对冠层采用不同的分层方法,对碳水通量模拟结果有一定的影响。以Gaussian五点积分法将冠层分为五层的方法作为对照,分别将冠层平均分为2、5、10、20层的方法得到的碳水通量与其进行比较。从平均值来看,分层越多,H2O通量模拟值越低,而CO2通量模拟值越高。不同的分层方法产生的差异,主要来自于不同层的辐射吸收、温湿度、风速等环境要素的垂直廓线差异,且叶片光合作用对光的响应是非线性的。     

AMPK/mTOR信号通路的研究进展

mTOR是细胞生长和增殖的中枢调控因子。mTOR形成2个不同的复合物mTORC1和mTORC2。mTORC1受多种信号调节,如生长因子、氨基酸和细胞能量,同时,mTORC1调节许多重要的细胞过程,包括翻译、转录和自噬。AMPK作为一种关键的生理能量传感器,是细胞和有机体能量平衡的主要调节因子,协调多种代谢途径,平衡能量的供应和需求,最终调节细胞和器官的生长。能量代谢平衡调控是由多个与之相关的信号通路所介导,其中AMPK/mTOR信号通路在细胞内共同构成一个合成代谢和分解代谢过程的开关。此外,AMPK/mTOR信号通路还是一个自噬的重要调控途径。本文着重于目前对AMPK和mTOR信号传导之间关系的了解,讨论了AMPK/mTOR在细胞和有机体能量稳态中的作用。     

彩色能量多普勒超声阻力指数与宫颈癌患者VEGF、MVD以及临床病理特征的关系

目的:研究彩色能量多普勒超声阻力指数与宫颈癌患者血管内皮生长因子(VEGF)、微血管密度(MVD)以及临床病理特征的关系。方法:以2015年2月-2018年2月我院收治的宫颈癌患者50例为研究对象,记为宫颈癌组。另取同期于我院接受治疗的宫颈上皮内瘤变患者50例记为宫颈上皮内瘤变组,取同期于我院体检的健康志愿者50例记为对照组。采用经阴道彩色能量多普勒超声检测三组受试者阻力指数,采用免疫组织化学法检测三组受试者VEGF表达以及MVD值。分别比较三组受试者阻力指数、VEGF表达及MVD值,并分析宫颈癌患者阻力指数与临床病理特征的关系,同时采用Spearman相关性分析宫颈癌患者阻力指数与VEGF、MVD的相关性。结果:宫颈癌组阻力指数低于宫颈上皮内瘤变组和对照组,且宫颈上皮内瘤变组低于对照组(P0.05);而宫颈癌组VEGF表达与MVD值高于宫颈上皮内瘤变组和对照组,且宫颈上皮内瘤变组高于对照组(P0.05)。病灶直径40 mm、临床分期Ⅰ-Ⅱ期、中高分化、无淋巴结转移宫颈癌患者阻力指数均高于病灶直径≥40 mm、临床分期Ⅲ-Ⅳ期、低分化、有淋巴结转移宫颈癌患者(P0.05),而阻力指数与宫颈前后径、组织学类型无关(P0.05)。经Spearman相关性分析可得:宫颈癌患者阻力指数与VEGF以及MVD均呈负相关(P0.05)。结论:彩色能量多普勒超声可有效反映宫颈病变形态结构特征、血管生成状况以及浸润情况,临床工作中可联合彩色能量多普勒超声与VEGF、MVD的测定,有助于判断宫颈癌患者病情严重程度,为临床治疗方案的制定以及预后评估提供参考依据。     

柴达木盆地水生植物多样性格局及多假说验证

物种多样性格局同时受到多个因子和过程的综合作用。以往对水生植物多样性格局形成机制的研究主要集中在几何限制、水分能量状况或随机过程等少数因子方面。该研究通过野外调查, 研究柴达木盆地水生植物沿经度和纬度梯度的分布格局, 并验证了对物种多样性分布格局影响较大的水分-能量假说、栖息地异质性假说、空间自相关、物种-面积效应和中域效应这5种假说。主要结果表明柴达木盆地水生植物多样性沿经度和纬度梯度均呈现“∩”形单峰格局。回归分析显示中域效应和物种-面积效应显著影响柴达木盆地水生植物多样性格局, 而水分-能量、栖息地异质性假说及空间自相关对该区域水生植物多样性格局影响较小。方差分解显示中域效应对柴达木盆地水生植物多样性经度和纬度格局的单独解释率分别为68.41%和66.91%, 该结果表明柴达木盆地水生植物多样性格局主要受几何限制和扩散限制影响。结合以往研究结果, 该研究进一步证实几何限制和随机效应可能是影响中国干旱区水生植物多样性分布格局的重要自然因素。     

定量评价天敌控害功能的生态能学方法

由于昆虫的能量完全来自于寄主,因此昆虫摄入的能量相当于食物的被取食消耗量。生态能量学方法的基本原理就是捕食性天敌完全依靠捕食猎物(害虫)而获取能量。显然,捕食性天敌摄入的能量就相当于为猎物(害虫)的被捕食消耗量,也即是捕食性天敌摄入量等于猎物(害虫)的被捕食消耗量。由此,可通过研究捕食性天敌和害虫种群的能量动态,定量分析捕食性天敌对害虫的控制作用。本文详细论述了生态能量学方法的基本原理、测算方法,并以棉田捕食性瓢虫类捕食作用为例,介绍了该方法的应用,为定量评价天敌的控害作用提供了一种新方法。     

基于生态能量视角的我国小水电可持续性分析

我国的小水电开发经历了以解决农村地区用电短缺到当前以促进节能减排、清洁能源建设为目的的转变。运用生态能量分析的方法之一——能值分析方法,选取贵州省安龙县红岩二级水电站为案例,对其建设与运行的可持续性进行了系统分析,并与国内外大水电的相关指标进行了平行对比。结果表明:该水电站2010年电力产出的能值转换率为1.03×105sej/J,其可再生性比例为52.01%,在能值产出率、环境负载率和可持续能力等方面的表现均好于大水电。但其能值交换率为0.58,表明2010年水电上网价格偏低。小水电的不稳定运行也使其系统能值指标呈现波动变化,当实际发电量为设计发电量的50%时,水电的能值转换率接近于湄公河上大坝生产水电的能值转换率,可持续性指标的值从6.12急剧降到3.01。系统评估水电资源,作好流域小水电总体开发规划,保证小水电系统稳定运行是提高其可持续性的关键之一。     

西南地区水稻灌溉需水量变化规律

研究作物需水变化规律是制订灌溉计划和水资源规划的重要依据。本文基于西南地区38个气象站点1951—2012年逐日气象观测资料,根据FAO推荐的Penman-Monteith公式计算水稻需水量,并分析了参考作物蒸散量分布及变化趋势、水稻生育期各阶段需水量变异性及灌溉需求指数分布。结果表明:近62年来西南地区参考作物蒸散量随时间变化不明显且随纬度增加而减少,各站点多年平均水稻生育期内参考作物蒸散量占到全年参考作物蒸散量的47.6%;对水稻生育期需水量分析发现,分蘖和抽穗阶段为水稻生长需水关键期,各阶段需水变化均为中等变异;西南地区水稻多年平均需水量、灌溉需水量和灌溉需求指数分别为304.5 mm、76.9 mm和0.24,需求指数分布自西向东呈逐渐增大,但均低于0.5,整体对灌溉依赖程度较低。