强光照和全黑暗条件下荒漠沙蜥视网膜内GAP-43表达的免疫组织化学

采用免疫组织化学技术研究了在强光照和全黑暗条件下荒漠沙蜥(Phrynocephalus prezewalskic)视网膜内生长相关蛋白GAP-43的表达变化。结果表明,在正常光照条件下,视网膜内GAP-43阳性表达部位主要存在于内网层;强光照条件下,GAP-43免疫染色部位主要出现在内网层、节细胞层和内核层的部分细胞核。在全黑暗条件下,在视纤维层和内网层呈阳性染色;提示视网膜在不同环境条件下GAP-43的不同定位,可能与其在相应的环境下参与不同的视觉功能有关。     

荒漠区植物光合器官解剖结构对水分利用效率的指示作用

植物生理功能的发挥以结构为基础,因此,植物光合器官(叶片或同化枝)解剖结构会对水分利用效率(WUE)有一定的指示作用。通过对黑河流域优势种灌木光合器官的解剖特征和表征WUE的稳定碳同位素比率(δ13C)进行分析,试图从解剖结构的角度为荒漠植物WUE寻求一个有效的指示指标。结果显示:(1)除花棒外,轴状光合器官植物的δ13C值均高于叶状。(2)不同荒漠植物光合器官及不同组织厚度变化范围较广,叶厚度(Tl)或轴直径(Da)、角质层厚度(Tc)、表皮厚度(Te)、栅栏组织厚度(Tp)、海绵组织厚度(Ts)、贮水组织厚度(Ta)的最大值分别约为最小值的6.9、5.8、11、4、3.5和3.5倍。荒漠区多数轴状光合器官植物的Da以及Te高于叶状。(3)所研究优势种灌木的δ13C值与Tl或Da之间存在极显著的正相关关系(r=0.719,P<0.01),与不同组织厚度(Tc、Te、Tp、Ts和Ta)之间相关性不显著。由此可知,从植物光合器官的解剖结构来看,荒漠区植物的WUE可以用Tl或Da来表征,叶片越厚,越有利于植物高效利用水分,且轴状光合器官植物的WUE高于叶状。     

低温下抗氧化酶活性与冬油菜根细胞结冰关系的初步研究

以4个抗寒性不同的油菜品种的根为材料,于低温试验箱内连续降温处理(4℃/24 h,0℃/24 h,-3℃/24 h,-6℃/24 h,-9℃/24 h,-15℃/24 h,-21℃/24 h),检测其抗氧化酶(POD、CAT)活性,并结合POD同工酶电泳和冷冻前后幼苗的形态变化特征,探讨油菜根部抗氧化酶活性变化与细胞冰冻状态间的相关性以及油菜根的抗冻机理.结果显示:(1)弱抗寒性油菜品种(‘临油7号’和Vision)在低温冷冻后,叶面出现大量水渍,之后叶片萎缩直至焦枯,根部出现水渍后软化直至干枯死亡;强抗寒性品种(‘陇油6号’和‘陇油8号’)在冷冻后不产生水渍或水渍极少,其根在冻后损伤也较轻微.(2)在连续冷冻条件下,弱抗寒性油菜根部POD和CAT活性在降温初期有较大幅度的变化,之后就保持恒定,说明根部细胞已完全结冰;而强抗寒性油菜根部POD和CAT活性在降温初期变化较小,后期持续大幅增加,表明根部细胞仍保持溶液状态;POD同工酶分析也反映出类似的变化规律.研究表明,低温下冬油菜根部抗氧化酶活性变化和细胞冰冻状态之间存在相关性;细胞结冰通常会给植物造成致死性伤害,强抗寒油菜品种能安全越冬的关键就是能通过某种机制避免细胞内结冰,其结冰温度越低,抗寒性越强.     

高寒山区混播草地燕麦和毛苕子生物量分配格局对组分密度比的响应

密度梯度对植物生物量分配格局的制约影响到混播草地在生态和生产上表现.2010年6-9月采用取代系列实验方法,在石羊河上游建立1年生人工混播草地,按燕麦(Avena sativa L.)与毛苕子(Vicia villosa Roth)的密度比例设置A(8∶2)、B(6∶4)、C(5∶5)、D(4∶6)和E(2∶8)5个处理,研究了密度对燕麦与毛苕子生物量分配格局的影响.结果表明:混播草地中随着燕麦相对密度的减小和毛苕子相对密度的增大,燕麦根系生物量先减小后增大最后再减小的趋势与毛苕子相反,燕麦和毛苕子茎、叶生物量先减小后增大;随着牧草的生长,5种混播草地中燕麦和毛苕子茎生物量分配比例逐渐增加,叶、根生物量分配比例逐渐减少.密度制约下混播牧草资源分配策略发生的调整,证明了植物地上部分对光竞争的不对称性和地下部分对资源竞争的对称性,毛苕子攀援生长及其对燕麦茎秆的压力使植物茎秆生物量分配比例较高,实现了资源利用的最大化.     

高寒草地狼毒与阴山扁蓿豆种群的空间格局

不同的格局类型和空间关联性可以反映出干扰状态下天然草地植物种群的资源环境适应对策.采用草地群落学调查与点格局分析方法,分析了祁连山北坡高寒草地优势种群更替过程中狼毒和阴山扁蓿豆种群的空间格局及其种间关联关系.结果表明:随着草地退化程度加剧,狼毒种群地上生物量、密度、植株高度持续增加,空间分布类型由聚集分布转变为非聚集分布,阴山扁蓿豆种群高度逐渐降低,种群密度和地上生物量先增大后减小,空间分布类型由均匀或聚集分布转为随机分布;狼毒和阴山扁蓿豆的空间关联性由显著正关联区间不断增大转为关联性不显著.草地退化过程中群落上层禾草西北针茅种群的衰退以及狼毒和阴山扁蓿豆的植株高度差异,导致了植物对光资源的非对称性竞争,使二者的资源分配策略发生了调整,并影响了空间分布格局和种间关联性.     

青藏高原东缘常见种长毛风毛菊(Saussurea hieracioides)的繁殖分配

对分布在青藏高原东缘高寒草甸常见种长毛风毛菊的6个海拔梯度(3200～3850m)18个居群的繁殖分配进行了研究,结果表明:长毛风毛菊随海拔的升高个体和营养器官减小,繁殖的投入增加;随着海拔的升高,长毛风毛菊的个体管状小花数目和种子数目减少,管状小花重量和百粒重增大;个体管状小花的数目及重量和个体种子的数目及重量间存在权衡关系;长毛风毛菊的个体大小和繁殖分配存在负相关关系。在资源受限的环境下,长毛风毛菊以减少管状小花数目和种子的数目来增加管状小花重量和百粒重,是保证有性繁殖成功的策略之一。     

2000-2011年黄土高原植被景观格局变化

在RS和GIS技术的支持下,利用遥感数据MODIS NDVI提取植被覆盖度,运用景观生态学的分析方法,对黄土高原近12年不同时段(2000-2003年、2004-2007年和2008-2011年)以及夏季不同时期(初夏、盛夏和暮夏)的植被景观格局变化进行研究.结果表明:(1)近12年黄土高原的植被覆盖度在景观水平上,破碎度和复杂度在初夏时期呈先增后减的趋势;而在盛夏和暮夏时期整体趋于复杂化,景观优势度、最大斑块的聚集度降低,多样性先增后减,景观连通性无明显变化.(2)在类型水平上,年际变化主要表现为中低度、中度覆盖向中高度、高度覆盖类型的转化,而低度覆盖呈先增后减的变化趋势,变化幅度较小,约为3％～5％;季节内变化主要表现为低度覆盖持续减小,中度、高度覆盖类型在盛夏明显增大,最大增幅为9.76％,中低度覆盖类型在盛夏减小幅度最高,达13.77％,其他类型无明显变化趋势.研究结果揭示了黄土高原植被覆盖情况和景观格局变化规律,可为当地植被建设和生态环境保护提供参考.     

响应面分析法优化当归粗多糖提取工艺

选取岷县当归药材为原料,采用水提醇沉法进行多糖提取,以当归粗多糖得率为指标,探讨加水量、回流提取时间、水提液的浓缩比、醇沉后所达含醇比例对当归多糖得率的影响。在单因素分析的基础上,采用响应面分析法(RSM)确定了当归粗多糖最佳提取条件为:加水量837.6 mL/100 g,浓缩后溶液体积为228.12 mL,最终含乙醇浓度为65.80%,回流提取时间2 h,在此条件下预测当归粗多糖得率理论的最佳值为10.44%,实际验证值为10.40%,两者相符,说明RSM法分析的可靠性。     

二斑叶螨抗螺螨酯品系GST基因的克隆与表达分析

【目的】揭示二斑叶螨Tetranychus urticae对螺螨酯的分子抗性机理。【方法】利用RT-PCR克隆了二斑叶螨的谷胱甘肽-S-转移酶（glutathione S-transferase, GST)基因 cDNA 全长序列, 采用生物信息学软件分析了克隆基因的编码蛋白特性; 利用实时荧光定量PCR 方法分析GST基因在二斑叶螨的螺螨酯抗性与敏感品系中的表达差异。【结果】克隆获得的谷胱甘肽-S-转移酶2个基因分别被命名为TuGSTd1和TuGSTd2 (GenBank登录号分别为： KC445659和KC445660)。序列分析发现, TuGSTd1的开放阅读框长度为648 bp, 编码215个氨基酸, 分子量约为24.47 kDa, 理论等电点为5.49; TuGSTd2的开放阅读框为648 bp, 编码215个氨基酸, 分子量约为24.57 kDa, 理论等电点为6.33。系统发育分析表明这两个基因与桔全爪螨Panonychus citri Delta家族的GST基因的氨基酸序列一致性为93%。实时荧光定量PCR 结果表明, TuGSTd1和TuGSTd2在二斑叶螨抗螺螨酯品系中的相对表达量分别为敏感品系的5.60和3.75 倍。【结论】 GST基因在二斑叶螨抗螺螨酯品系中的相对表达量均显著高于敏感品系, 据此推测GST基因的过量表达可能与其对螺螨酯的抗性形成有关。     

二斑叶螨刺吸胁迫对白三叶叶绿素含量和两种保护酶的影响

本文采用室内人工接螨法,研究了二斑叶螨Tetranychus urticae Koch不同虫口密度和不同为害时间对白三叶生理的影响。结果表明:在0、5和10头/小叶3个虫口密度下,二斑叶螨取食为害2、4、6和8 d后白三叶植株体内叶绿素含量、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性有不同程度的变化。二斑叶螨为害后,在同一虫口密度下,随着为害天数的增加白三叶植株体内叶绿素含量呈下降的趋势、而POD和PPO活性呈上升趋势;在同一为害时间内,虫口密度越高,叶绿素含量下降的幅度越大,酶活力增加幅度越明显;方差分析表明,3个虫口密度下白三叶体内叶绿素含量、POD、PPO活性差异显著(P<0.05)。