旱生芦苇对地下水位变化的生态响应及适应机制

地下水作为干旱半干旱地区可利用水的主要存在形式,是影响植被生存的主要生态因子。通过人工模拟地下水位,探讨了旱生芦苇对不同地下水位的生态响应及适应机制。结果表明:(1)随地下水位的降低,旱生芦苇净光合速率(P_n)、蒸腾速率(T_r)、气孔导度(G_s)和胞间CO_2浓度(C_i)均呈先增后减的变化趋势,其生长季均呈单峰曲线,以7—8月为峰值;(2)旱生芦苇叶绿素(Chl)含量随地下水位的降低呈先增后减的动态变化;(3)旱生芦苇脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)和可溶性蛋白质(SP)含量随地下水位及其生长季的变化规律不一致,但三者在抑制干旱胁迫过程中存在相互补偿的关系;(4)随地下水位的降低,丙二醛(MDA)含量呈先增后减的变化趋势,且随生长季变化增加显著;超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性增加显著,且SOD比CAT对干旱胁迫反应更敏感,是适应干旱胁迫的主要抗氧化酶;(5)旱生芦苇生理因子对P_n的重要性大小顺序为G_sSPChlT_rC_iSS。     

短命植物叶片生源要素的化学计量特征及异速关系

短命植物经长期进化形成了独特的生态化学计量特征,该研究以古尔班通古特沙漠南缘主要短命植物为研究对象,通过对研究区的66个样方、109个植物样品、42个物种的叶片生源要素的化学计量特征进行分析,以明确研究区的主要短命植物在个体尺度、种群尺度、群落尺度上的化学计量特征及异速关系,揭示制约古尔班通古特沙漠南缘短命植物生长的主要限制元素。结果显示:(1)在3个尺度上,短命植物叶片K含量均高于全国平均水平,而N、P含量均低于全国平均水平,且N∶P均值都小于14;Ca含量在个体尺度和种群尺度上低于全国平均水平,而群落尺度上高于全国平均水平。(2)个体尺度上,各生源要素间的相关性以Ca-Mg最高、K-Mg其次、Ca-S最低;各元素增长斜率显著偏离1,各元素间呈异速增长关系,增长速率为MgCaKPFeNS。(3)种群尺度上,Ca-Mg的增长指数为0.82(接近1),说明两元素间大致呈等速增长,各元素间的增长速率为CaKPSNFe,其中Ca的增长速率最大,它在植物生物量大量积累时期,植物会获得更多的Ca为开花繁殖做准备。(4)群落尺度上,各元素间相关性的拟合优度都高于个体尺度,各生源要素间具有显著的异速增长关系,增长速率为KCaMgSPNFe,表明短命植物对不同元素的利用速率不同。研究发现,古尔班通古特沙漠南缘短命植物在受N、P限制的同时更易受N限制,群落尺度上具有较高一致性生物学特征和相同生态适应性的物种具有更高的拟合优度。     

套作大豆苗期茎秆纤维素合成代谢与抗倒性的关系

为从茎秆强度的角度研究套作大豆苗期对荫蔽胁迫的响应及耐荫抗倒机制,采用耐荫性不同的3个大豆材料,在玉米大豆套作和单作两种种植模式下,对茎秆的纤维素、可溶性糖、蔗糖、淀粉含量及蔗糖代谢中关键酶活性以及茎秆抗折力、抗倒伏指数等进行测定,研究它们与套作大豆苗期倒伏的关系.套作大豆苗期倒伏严重,茎秆抗折力、抗倒伏指数、纤维素、可溶性糖、蔗糖、淀粉含量和相关酶活性均显著低于单作.不同大豆材料受套作荫蔽影响程度不同,强耐荫性大豆南豆12茎秆抗折力降低幅度最小,在套作环境下其茎秆抗折力、抗倒伏指数大,纤维素、可溶性糖、蔗糖、淀粉含量高,酶活性强.相关分析表明： 套作大豆苗期茎秆糖含量均与抗折力呈极显著正相关,与倒伏率呈极显著负相关;蔗糖含量与蔗糖磷酸合酶(SPS)、蔗糖合酶(SS)、中性转化酶(NI)活性呈极显著正相关,与酸性转化酶(AI)活性相关性不显著;纤维素含量与SPS、SS呈极显著正相关,与NI呈显著正相关,与AI相关性不显著.套作环境下,强耐荫性大豆苗期茎秆中较高的SPS、SS活性是其维持高蔗糖和纤维素含量的酶学基础,而高纤维素含量有利于提高茎秆强度,进而增强其抗倒伏能力.本研究应用玉米大豆套作种植系统,从苗期抗倒角度,探明了光环境对不同基因型大豆茎秆纤维素代谢的影响机制,为下一步筛选耐荫抗倒大豆品种提供了理论依据.     

古尔班通古特沙漠某些短命植物叶片N、P化学计量特征的季节变化

短命植物是荒漠生态系统的重要组成部分。为了解短命植物叶片N、P化学计量特征随生长季变化的特点,选择古尔班通古特沙漠6种优势短命植物(3种一年生短命植物,3种多年生类短命植物)为研究对象,对比了2种生活型短命植物叶片N、P化学计量特征随生长季变化特点。结果表明,3种一年生短命植物尖喙牻牛儿苗(Erodium oxyrrhynchum)、小花荆芥(Nepeta micrantha)以及条叶庭芥(Alyssum linifolium)N含量平均值(±标准差)分别为(11.23±7.16)、(14.11±6.38)和(10.85±6.14)mg·g–1;P含量平均值分别为(2.82±0.73)、(3.12±1.24)和(3.43±0.55)mg·g–1;3种多年生类短命植物独尾草(Eremurus chinensis)、雅葱(Scorzonera pusilla)和簇花芹(Soranthus meyeri)N含量的平均值分别为(19.97±5.94)(15.08±4.01)和(17.94±9.03)mg·g–1;P含量平均值分别为(3.55±0.83)、(2.73±1.11)和(5.03±0.65)mg·g–1。由此可见,短命植物在生长过程中叶片N-P化学计量特征存在一定差异。各物种N、P含量在生长初期都大于其它生长季节,在生长旺季随叶片生物量增加,N、P含量呈下降趋势;而在生长末季N、P含量又有所回升。相关性分析表明,不同生活型短命植物元素间的关系存在差异,但同一生活型短命植物元素间的关系并无显著差异,体现了种内一致性。     

基于红边参数的芦苇叶绿素的反演研究

干旱区荒漠植物的叶绿素定量反演是动态监测、快速有效评估植物生物量及长势的有效方法。利用便携式可见-近红外光谱仪FieldSpecPro3测定绿洲、盐碱地及沙漠3种生境内的芦苇高光谱值, 对高光谱数据一阶微分以及红边参数与叶绿素含量进行了相关分析, 选取最佳红边参数建立经验估算模型与神经网络模型, 并评估检验。模型显示, 三种生境下均为二项式回归模型的决定系数最佳, 检验精度的决定系数(R²)分别为0.8466、0.8672和0.7935, 均方根误差 RMSE (root-mean-square error)分别为2.3601、1.4112和2.8002; BP神经网络模型的检验精度的决定系数(R²)分别为0.9147、0.9331和0.8813, RSME分别为1.4010、0.9964和0.5559。结果表明, 利用BP(back propagation)神经网络估算的模型精确度显著提高, 可作为芦苇叶绿素高光谱反演的有效模型而使用, 为荒漠植物叶片叶绿素的光谱特征反演提供了借鉴, 为监测荒漠植物生长、产量估算及动态监测等提供可行的手段。     

中脑神经前体细胞的体外分离、培养和特性

为了解中脑神经前体细胞的体外培养特性和建立中脑神经前体细胞的体外分化调控机制提供细胞模型。本实验采用含有丝分裂源表皮生长因子(EGF)的无血清培养基培养来源于大鼠胚胎E14.5天的中脑神经前体细胞,应用免疫细胞化学方法了解其前体细胞特性。结果发现中脑神经前体细胞呈神经前体细胞特征性标记Nestin免疫染色阳性,无分化细胞标记;细胞克隆实验证实中脑神经前体细 胞有自我更新能力;在EGF刺激下增殖迅速;当撤去EGF后置于含胎牛血清的培养基和被覆多聚赖氨酸(PLL)的培养皿内,中脑神经前体细胞可分化成神经元和星形胶质细胞。本试验证明我们培养的中脑神经前体细胞具有增殖、自我更新能力和多向分化潜能特性。     

绿洲生态系统生物量与植被指数分析

利用阜康绿洲野外实测的53个样方的植物生物量数据与同期陆地卫星MODIS影像的第1,2通道250 m遥感数据,分析植被指数与绿洲植物生物量的相关关系,建立植被指数与绿洲植物生物量的一元线性和非线性回归模型。结果表明,植被指数NDVI和MSAVI与绿洲生态系统植物生物量之间存在较好的相关性;所建植被指数与植物生物量的回归模型中,三次方程为所得到的回归模型中最适合用于绿洲生态系统植物生物量和生长监测。     

NaCl对齿肋赤藓叶肉细胞超微结构的影响

齿肋赤藓(Syntrichia caninervis)是古尔班通古特沙漠苔藓结皮层中的优势物种,对荒漠生态系统的稳定性及功能多样性具有十分重要的意义。利用透射电镜技术对不同浓度Na Cl胁迫下齿肋赤藓叶肉细胞超微结构进行了观察。结果表明:齿肋赤藓叶肉细胞在未胁迫(0 mmol/L)处理下排列疏松,各种细胞结构完整,叶绿体基质排列均匀且叶绿体内含少量淀粉粒和脂质球。在轻度盐Na Cl胁迫(100 mmol/L)下,齿肋赤藓叶肉细胞结构依然保持完整,叶绿体基质均匀,叶肉细胞超微结构仅有较小变化。在中度盐Na Cl胁迫(200、300 mmol/L)下,齿肋赤藓叶肉细胞发生质壁分离,出现晶体结构,且中央大液泡发生破裂;叶绿体由梭形变成椭球形或圆球状,出现空泡化并伴随有轻微的解体;叶绿体类囊体肿胀,脂质球数量增加。在高度Na Cl胁迫(400、500 mmol/L)下,齿肋赤藓细胞的质壁分离加剧,叶肉细胞出现大量泡状结构和膜片层,叶肉细胞死亡;叶绿体片层结构消失,空泡化加重,脂质球数量增加且体积变大,叶绿体内外膜消失,叶绿体大部分解体,在叶肉细胞中几乎看不到叶绿体的存在。上述结果表明,叶绿体膜结构的损伤与盐胁迫下叶肉细胞死亡有密切关系。     

植物激素ABA调控植物根系生长的研究进展

脱落酸（abscisic acid,ABA）是一种重要的植物激素,在调控种子发育、种子休眠与萌发、抑制生长、促进落花落果、参与植物应对外界环境胁迫等过程中发挥着重要的生理功能。ABA还能与其他植物激素（如生长素、乙烯等）互作进而精细调控植物根系的生长。本文以模式植物拟南芥（Arabidopsis thaliana（L.）Heynh）为主要对象,对近年来国内外在ABA调控植物根系生长方面的研究成果、ABA与其他植物激素（如GA等）互作调控根系生长及调控非生物逆境下根系发育的机理等进行综述,并对其未来的研究方向进行了展望。     

青海湖地区不同水体介形类分布特征的初步研究

作者于2005年7—8月在青海湖地区进行考察期间,对青海湖、尕海、耳海以及周边河流、沼泽等不同水体和沉积物进行了系统采样,分析了水底表层41个1—2cm沉积物样品中的介形类动物群组成及对应的水化学组成。初步分析得出青海湖大湖区介形类以Limnocythereinopinata和Eucyprismareotica为主,依盐度的不同二者的优势度有所区别;尕海盐度较高,以Eucyprismareotica为主,耳海盐度较低,分布Limnocythereinopinata和较多偏淡水种如Ilyocyprisechinata,Ilyocyprisbradyi和Candonanyensis;沼泽坑和河流情况较为复杂。