中华蚊母树在干旱-水淹交叉胁迫下形态和活性氧代谢的适应机制

为阐明中华蚊母树（Distylium chinense）在消落带干旱-水淹交叉胁迫下的形态和活性氧（ROS）代谢适应机制，通过控制实验模拟了三峡水库消落带的水文节律，研究了干旱-水淹交叉胁迫及恢复过程施加不同外源物质对中华蚊母树形态学和ROS清除的变化。结果表明：（1）前期干旱胁迫增强了中华蚊母树对后期水淹胁迫的适应，主要表现在叶片脱落、大量不定根的形成及茎基部膨大等形态学的变化；（2）干旱或水淹单一胁迫下，中华蚊母树·OH、O₂^·等ROS水平明显高于对照，表现出氧化应激反应，其超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）等抗氧化系统酶活性及脯氨酸（Pro）等抗氧化系统小分子含量也均显著高于对照，表现出一定的抗氧化防御作用机制，且在复合胁迫下，SOD、CAT、APX酶活性及Pro含量显著高于单一胁迫；（3）恢复阶段，相关性分析表明，中华蚊母树清除ROS （·OH、O₂^·）的酶促（SOD、CAT、APX）及非酶促（Pro）系统具有一定的协同性。同时，恢复阶段施加脱落酸（ABA），内源Pro显著高于正常水平；施加Pro，SOD、CAT等抗氧化酶活性显著高于对照；施加可溶性糖（Glu），APX活性显著升高。表明外源添加ABA、Pro、Glu，均对ROS的清除产生显著影响，同时，SOD活性显著高于CAT和APX活性，因此SOD可能是中华蚊母树清除冗余ROS的主要因子。因此，中华蚊母树形态学的变化、较高的脯氨酸积累和对ROS有效的清除防御，可能是其适应干旱-水淹交叉胁迫的主要机制，ABA、Pro、Glu等外源物质的添加对中华蚊母树的胁迫恢复过程具有显著的促进作用，前期干旱可提高中华蚊母树植株对后期水淹的耐受能力。     

鱼类通过鱼道内水流速度障碍能力的评估方法

鱼类通过鱼道内水流速度障碍能力的量化对鱼道设计有重要理论和实际价值,其基础是鱼类游泳能力的测定.首先对鱼类游泳能力的研究方法进行了概述总结,指出了鱼类游泳能力经典测试方法存在测定流场与自然情况相差较大的不足;分析了关键要素如鱼类行为特征、生理耗能规律及水力特性对鱼类通过水流速度障碍能力的影响;提出了分析鱼类游泳行为和能力与特征流场的关系,探讨鱼类通过水流障碍行为规律和生理疲劳恢复特征,通过研究仿自然流态下的鱼类自由游泳行为、水力计算及生理耗能的关系,构建多因素鱼类游泳能力关系式,定量评价鱼类通过鱼道内水流速度障碍的发展方向.     

土壤铅胁迫对苘麻光合特性及生物量的影响

为明确不同浓度铅污染对苘麻(Abutilon theophrasti)光合特性及生长的影响程度,揭示苘麻对铅胁迫的光合适应能力,在铅污染土壤区域提供潜在物种。该研究设置五个铅浓度梯度(0、500、1 000、1 500、2 000 mg·kg~(-1)),分析了在不同浓度铅污染胁迫下,苘麻的铅积累、气体交换参数、叶绿素荧光特性及生物量的变化。结果表明:当铅浓度在1 000 mg·kg~(-1)以下时,净光合速率(P_n)和气孔导度(G_s)、光化学效率(F_v/F_m)、电子传递速率(ETR)的值分别与空白组的P_n、G_s、F_v/F_m、ETR值相比均不显著(P0.05),表明铅浓度小于1 000 mg·kg~(-1)时,苘麻的光合活性未受到损伤,有很强的光合适应能力。苘麻生物量在500、1 000 mg·kg~(-1)铅胁迫下为空白组的88.6%、106%,苘麻能够正常生长,说明苘麻能够适应铅污染的胁迫。当铅浓度低于1 000 mg·kg~(-1)时,苘麻地上部与地下部对铅富集与转移的效果较好,表明在铅污染区苘麻也具有较强的铅积累能力。根据铅污染土壤区域的实际情况,结合苘麻在低浓度铅污染修复效率高的特点,认为苘麻可以作为铅污染地区修复的潜在物种。     

基于MATLAB轨迹跟踪研究重金属铜对鲢幼鱼自发游泳行为的影响

鱼类行为的改变可以作为识别突发环境污染的一项敏感指标。为了量化鱼类对重金属污染的行为响应, 通过视频记录及MATLAB软件定量分析了不同浓度急性铜暴露(0、1、2、3、4 mg/L)对幼鱼的呼吸代谢、运动行为及幼鱼组织中铜离子含量。结果表明: 重金属铜离子存在对鲢幼鱼(Hypophthalmichthys molitrix)的运动时间比和呼吸频率影响显著(P<0.05), 随着铜离子浓度增大, 鲢幼鱼运动时长下降, 当铜离子浓度为4 mg/L时运动时长最小(t=8min), 比对照组减少了72.41%; 鲢幼鱼5min内的平均运动速度、平均加速度和总运动路程随着铜离子浓度增大而逐渐减小, 最小平均速度为29.50 mm/s, 最小平均正加速度大小为45.18 mm/s2, 最小平均负加速度大小为42.64 mm/s2, 加速的能力强于减速能力; 鲢幼鱼各组织中铜含量的顺序为: 肝脏>鳃>肌肉, 但差异不显著。研究结果可为水质预警和快速评价水体的综合毒性提供基础数据和理论基础。     

流速对细鳞裂腹鱼游泳行为及能量消耗影响的研究

通过自制密封的鱼类游泳实验装置, 研究了流速对细鳞裂腹鱼游泳行为和能量消耗的影响。结果显示,细鳞裂腹鱼的摆尾频率随游泳速度的变化有明显的变化规律, 摆尾频率随着流速的增加而显著性的增加,而摆尾幅度有减小趋势, 差异性不显著。结果还表明, (26±1) ℃时, (10.60±0.54) cm 细鳞裂腹鱼的相对临界游泳速度为(11.5±0.5) BL/s, 绝对临界游泳速度为(110.28±2.02) cm/s。测定的相对临界流速较其他的鲤科鱼大,是对生存水流环境(流速0.5—1.5m/s)适应性的表现。这一结果表明鱼类的游泳能力是能够训练的。运动代谢率与相对流速的关系为, AMR = 93.08e(0.307v) + 314.33, R2= 0.994; 单位距离能耗与流速的指数关系为COT =28e (-1.03V) +6.05, R2= 0.998。流速达到8 BL/s 时, 裂腹鱼耗氧率开始下降, 从流速7 BL/s 时, (1245.57±90.97 )mg O2/(kg·h)最大, 下降到(978.78±189.38) mg O2/(kg·h)。1—7 BL/s 流速范围内, 裂腹鱼单位时间内的耗氧率随着游泳速度的增加而增加, 而且随着游泳速度的增加, 单位距离能耗(COT)逐渐减少, 最小能耗在6 倍体长流速, 0.68 m/s 时, 为(6.00±1.57) J/(kg·m), 其能量利用效率最大。