热带滨海植物红厚壳的抗逆生物学特性

为了解红厚壳(Calophyllum inophyllum)的抗逆特性,对西沙群岛自然生长的红厚壳叶片的形态解剖、生理生态、以及叶片和适生土壤的元素含量进行了研究。结果表明,红厚壳是阳生性植物,其上表皮厚,海绵组织发达且栅栏组织排列紧密,气孔排列松散且密度小(24.40 mm~(-2)),有利于叶片保水抵御干旱。叶片的叶绿素a、b含量低(分别为0.87和0.43 mg g~(-1)),表明红厚壳具适应强光环境的能力。叶片的MDA含量低(13.46 nmol g~(-1)),PRO含量高(127.89μg g~(-1)),SOD活性高(149.42 U g~(-1)),总抗氧化能力高(388.60 U g~(-1)),显示红厚壳能通过提高自身的抗氧化能力抵御膜脂过氧化伤害。红厚壳自然生长的珊瑚岛土壤较为贫瘠、营养元素含量低,但红厚壳植株体内具有较高的营养元素含量,表明红厚壳营养元素利用率高,对于贫瘠土壤具有很好的适应能力。因此,红厚壳具有较高的抗氧化胁迫能力和耐受干旱的能力,适宜生长在热带珊瑚岛等土壤贫瘠的生境,可以作为热带珊瑚岛防风固沙和植被恢复的工具种。     

复合微生态制剂对幼刺参营养成分和 酶活力的影响

目的研究复合微生态制剂对幼刺参体壁营养成分、几种消化酶和免疫酶活力的影响。方法在封闭式循环系统中投喂不同的微生态制剂进行30 d刺参养殖实验。结果投喂液态复合微生态制剂组和粉状复合微生态制剂组的刺参体壁的粗脂肪、总糖、粗蛋白含量最高,两组与对照组相比差异有统计学意义(Ps0.05)。添加微生态制剂的3个实验组刺参肠道蛋白酶、淀粉酶活力均比对照组高,且差异有统计学意义(Ps0.05)。实验组刺参的肠道、体壁、体液过氧化氢酶活力均比对照组高,其中投喂液态复合微生态制剂实验组活力最高。实验组刺参组织的酸性磷酸酶和碱性磷酸酶活力也明显高于对照组(与对照组相比差异有统计学意义,Ps0.05)。结论微生态制剂可以有效改善幼刺参体壁营养成分,促进机体消化活力,提高刺参免疫力。     

氮磷添加与不同栽植密度交互对樟树幼苗土壤化学性质的短期影响

研究氮磷添加对不同密度樟树(Cinnamomum camphora)幼苗土壤化学性质的影响,以期为全球化背景下樟树人工林生态系统的土壤养分管理提供依据。以1年生樟树幼苗为试验材料,选择氯化铵(NH4Cl)作为氮肥模拟大气氮沉降,以二水合磷酸二氢钠(NaH_2PO_4·2H_2O)模拟磷添加。氮磷处理设置CK、施N、施P和施N+P 4个水平,其中N、P和N+P施肥量分别为40 g m~(-2)a~(-1)(NH_4Cl)、20 g m-2a-1(NaH_2PO_4·2H_2O)和40g m~(-2)a~(-1)(NH_4Cl)+20 g m~(-2)a~(-1)(NaH_2PO_4·2H_2O)。种植密度设置4个水平:10、20、40和80株/m~2,试验时间为2017年6月至9月。研究结果表明,在各密度幼苗土壤中,N和N+P处理引起pH值的显著下降,N、P和N+P处理的土壤有机质和碱解N含量的变化规律不明显,P处理的幼苗土壤全P含量上升,P和N+P处理的土壤有效P含量增加,N+P处理的土壤全K含量以及N、P和N+P处理的土壤速效K含量均下降。在10、20和40株/m~2幼苗的土壤中,P处理的土壤全N含量高于N和N+P处理的,而80株/m~2幼苗的土壤全N含量低于其他密度幼苗。随着种植密度的增加,各施肥处理的土壤pH、全P、有效P、全K和速效K含量均呈现上升趋势,而施N和施P处理的土壤有机质呈现下降趋势,各施肥处理的土壤碱解N含量变化规律不明显。施肥和密度处理对樟树幼苗土壤有机质、碱解氮和速效钾含量有显著的交互作用。     

硬粒小麦 长穗偃麦草2E和4E附加系及E染色体传递

为探讨长穗偃麦草E染色体在硬粒小麦背景中的传递特点,利用染色体特异分子标记、基因组原位杂交(GISH)、非变性荧光原位杂交(ND FISH)等方法,对小偃麦8801(AABBEE)与硬粒小麦(AABB)杂交后代中选育的株系Du_No.2和Du_No.4进行了分析。结果表明：(1)分子标记检测株系Du_No.2及Du_No.4分别能扩增出长穗偃麦草2E、4E染色体特异条带。(2)GISH和ND FISH分析显示,株系Du_No.2和Du_No.4分别附加了1条2E和4E染色体,表明株系Du_No.2 和Du_No.4分别为硬粒小麦 长穗偃麦草2E和4E单体附加系。(3)2个株系的减数分裂过程观察发现,后期Ⅰ、Ⅱ和末期Ⅱ都有E染色体分离异常现象,且株系Du_No.2和 Du_No.4的异常率分别为22.24%和36.18%。(4)2个株系分别与硬粒小麦进行正反杂交的后代PCR分析表明, 2E和4E染色体经雄配子的传递率分别为4.41%和2.17%,而通过雌配子的传递率都为零,表明2E和4E染色体在硬粒小麦背景中能通过雄配子传递,但不通过雌配子的传递。该研究为创建全套硬粒小麦 长穗偃麦草双体附加系及代换系提供基础。     

不同密度樟树(Cinnamomum camphora)幼苗生长和叶片性状对氮磷添加的响应

人类活动改变了氮素从大气向陆地生态系统输入的方式和速率,进而导致森林生态系统养分变化和失衡。研究氮磷添加对不同密度樟树(Cinnamomum camphora)幼苗生长和叶片性状的影响,可以为全球氮磷沉降背景下亚热带地区樟树人工林的经营管理提供依据。本试验以1年生樟树幼苗为试验材料,选择氯化铵(NH_4Cl)作为氮肥模拟大气氮沉降,以二水合磷酸二氢钠(NaH_2PO_4·2H_2O)模拟磷添加。氮磷处理设置CK、施N、施P和施N+P 4个水平,种植密度设置10、20、40和80株·m~(-2 )4个水平。实验数据表明:N、P和N+P处理对樟树幼苗的苗高和地径均有促进作用,且N+P处理对幼苗生长的促进效果最好。N、P和N+P处理在整体上均能增加幼苗叶片的SPAD值,N和N+P处理均增加了幼苗叶片的比叶面积(SLA),而P处理减少了幼苗的SLA。随着种植密度的增大,N、P和N+P处理下樟树平均单株幼苗的苗高、地径、SPAD值呈现下降的趋势,各施肥处理下叶片的SLA变化规律不明显。密度和氮磷添加对叶片的SPAD值产生显著的交互作用。     

铜处理对菠菜幼苗矿质营养吸收和细胞超微结构的影响

土壤重金属积累严重影响植物生长和生态系统平衡,探寻植物对重金属的耐性机理尤为重要.菠菜可能具有一定的耐铜性,但Cu对其矿质元素吸收、细胞超微结构等方面的耐性机理尚不明确.本研究以菠菜幼苗为研究对象,通过盆栽试验,探究不同浓度铜处理对菠菜幼苗生长、矿质元素吸收、叶片细胞超微结构等指标的影响.结果表明: 100 mg·L^-1 CuSO₄处理浓度时,菠菜幼苗根Cu²⁺积累量小于地上部,其根系生长量增加,地上部生长量稍有下降,继续增加铜处理浓度,植物体各器官生长参数均呈下降趋势.低浓度铜处理时(<400 mg·L^-1 CuSO₄),菠菜幼苗叶N、K、Ca、Mg、Fe含量增加,P含量减少;根N、P、K含量减少,Ca、Mg、Fe含量增加;叶片细胞内各细胞器清晰可见,基粒片层排列仍较为整齐,叶绿体内外膜完整.高浓度铜处理时(>600 mg·L^-1 CuSO₄),菠菜幼苗叶N含量增加,P、K、Ca、Mg、Fe含量减少;根N、P、K、Ca、Mg、Fe含量均减少;叶片细胞内叶绿体变圆,叶绿体膜变薄,基质、基粒片层变少,层堆积高度下降,细胞核解体,液泡、细胞壁中有黑色小点分布,可能是大量Cu²⁺聚集导致细胞内膨压增大所致.低浓度铜处理并未对菠菜幼苗的生长生理特性产生明显的负面影响,而高浓度铜处理并未终止菠菜幼苗的生长.说明菠菜幼苗具有一定的耐铜性.     

人工油松林中不同植物叶片非结构性碳水化合物含量对氮添加的响应

全球氮沉降通过影响树木叶片的生理过程影响森林生态系统的结构与组成,但目前关于氮沉降对森林生态系统中不同植物叶片非结构性碳水化合物(NSC)含量的影响还不十分清楚.本研究选取黄土丘陵区人工油松林中油松、辽东栎、忍冬、绣线菊、黄刺玫、茜草、披针苔草7种主要高等植物,比较了3年氮添加(0、3、6、9 g N·m^-2·a^-1,分别用N₀、N₃、N₆、N₉表示)对7种植物叶片中NSC的影响.结果表明: 不同植物叶片可溶性糖、淀粉含量变异很大,二者变异最高的均为黄刺玫,最低的分别为绣线菊和披针苔草;不同植物可溶性糖、淀粉对氮添加的响应存在明显差异.N₆处理下茜草的可溶性糖和淀粉的变异高于其他物种,N₃和N₉处理下绣线菊的变异高于其他物种,可溶性糖和淀粉含量变异最小的物种在不同氮添加水平下不同.随着氮添加水平的增加,油松和披针苔草的可溶性糖含量持续升高,绣线菊持续降低,辽东栎、忍冬和黄刺玫的可溶性糖含量先降低后增加,在N₆处理达到最小,而茜草的可溶性糖含量呈现较复杂的变化趋势.氮添加对植物叶片中淀粉含量的影响表现为油松、忍冬和披针苔草的淀粉含量持续增加,绣线菊先降低后增加,在N₃处理达到最小,而黄刺玫和茜草则呈现较复杂的变化趋势,辽东栎淀粉含量变化趋势平缓.在氮添加后,土壤pH、有机碳、全氮、全磷与植物叶片NSC含量无相关关系,仅N₀和N₃水平下上述土壤理化指标会显著影响可溶性糖/淀粉.表明林地不同植物叶片中NSC含量对氮添加的响应明显不同,研究全球氮沉降或氮添加对林地生态系统的影响需要考虑不同植物,尤其不同生活型植物的不同响应.     

Effect of coupled reduced irrigation and nitrogen fertilizer on soil mite community composition in a wheat field

Groundwater and nitrogen fertilizer overuse severely threatens crop productions; thus, current ecological agriculture requires low irrigation and nitrogen fertilizer inputs. The effects of combined reduced irrigation and nitrogen fertilizer addition on soil organism (e.g., mite) community and biodiversity remain poorly understood. We analyzed soil mite community composition, wheat grain yield, and soil characteristics in a 10‐year manipulation experiment with two levels of irrigation (reduced and conventional irrigation) and five nitrogen fertilizer levels (0, 70, 140, 210, and 280 kg N/ha). Reduced irrigation (20% reduction, from 280 to 220 mm) and nitrogen fertilizer (25% reduction, from 280 to 210 kg N/ha) addition did not significantly influence soil mite community and wheat yield. The relative abundances of fungivores and predators showed negative quadratic relationships with wheat yield, while that of plant parasites showed a positive relationship. The relationships between soil mite trophic groups and wheat yield revealed that we can evaluate the impacts of reduced irrigation and nitrogen fertilizer addition from the perspective of soil fauna. Soil mite community composition was altered by soil abiotic factors prior to reduced irrigation and nitrogen fertilizer addition. Overall, moderate reductions of irrigation and nitrogen fertilizer may not threaten to soil mite community and diversity or decrease crop production; in contrast, such reductions will benefit mite community development and the sustainable agriculture.     

Greater soil microbial biomass loss at low frequency of N addition in an Inner Mongolia grassland

低频率的氮添加使内蒙古草原土壤微生物生物量碳出现更大幅度下降 土壤微生物生物量在生物地球化学循环过程中至关重要,是土壤碳固持的前体物质。人为氮输入深刻地改变了草地土壤微生物生物量。然而,传统氮沉降模拟实验仅通过低频率的氮添加进行,与持续高频率的自然氮沉降相比,对土壤微生物生物量的影响可能存在差异。不同频率的氮添加对土壤微生物生物量的影响尚缺乏可靠的数据支撑。本研究通过在不同的氮添加速率(0–50 g N m−2 yr−1)下,控制氮添加频率(每年2次和12次),研究了土壤微生物生物量碳对不同氮添加频率的响应。研究结果表明,在两种氮添加频率下,随着施氮水平的提高,土壤微生物生物量碳逐渐降低。然而,在低施氮频率下,土壤微生物生物量的下降幅度更大,这说明传统的氮添加实验可能高估了氮沉降对土壤微生物生物量的影响。在低施氮频率下,土壤酸化、无机氮积累、碳氮失衡、地下净初级生产力分配减少和真菌细菌比例降低等情况加剧,导致微生物生物量出现较大幅度下降。在未来研究中,为可靠预测氮沉降对草地生态系统土壤微生物功能和碳循环的影响,不仅要考虑氮添加的剂量,还需要考虑氮添加的频率。     

Synthesis of non-glycosidic 4,6'-thioether-linked disaccharides as hydrolytically stable glycomimetics

Michael addition of 1,2:3,4-di-O-isopropylidene-6-thio-alpha-D-galactose (2) to 2-propyl 6-O-acetyl-3,4-dideoxy-alpha-D-glycero-hex-3-enopyranosid-2-ulose (1) afforded, as the major diastereoisomer, 2-propyl 6-O-acetyl-3-deoxy-4-S-(6-deoxy-1,2:3,4-di-O-isopropylidene-alpha-D-galactopyranos-6-yl)-4-thio-alpha-D-threo-hexopyranosid-2-ulose (3, 91% yield). Reduction of the carbonyl group of 3, followed by O-deacetylation gave the two epimers 7 (alpha-D-lyxo) and 8 (alpha-D-xylo) in a 1:2 ratio. On removal of the protecting groups of 8 by acid hydrolysis, formation of an 1,6-anhydro bridge was observed in the 3-deoxy-4-thiohexopyranose unit (10). The free non-glycosidic thioether-linked disaccharide 3-deoxy-4-S-(6-deoxy-alpha,beta-D-galactopyranos-6-yl)-4-thio-alpha,beta-D-xylo-hexopyranose (11) was obtained by acetolysis of 10 followed by O-deacetylation. A similar sequence starting from the enone 1 and methyl 2,3,4-tri-O-benzoyl-6-thio-alpha-D-glucopyranoside (12) led successfully to 2-propyl 3-deoxy-4-S-(methyl 6-deoxy-alpha-D-glucopyranos-6-yl)-4-thio-alpha-D-lyxo-hexopyranoside (17) and its alpha-D-xylo analog (19, major product). In this synthetic route, orthogonal sets of protecting groups were employed to preserve the configuration of both reducing ends and to avoid the formation of the 1,6-anhydro ring.