长沙市不同污染程度区域桂花和香樟叶表面PM2.5吸附量及其影响因素

为阐释不同污染程度下城市绿化植物吸滞PM_2.5机理、解析污染物来源,应用气溶胶再发生器定量测定长沙市常见的2种园林绿化树种(桂花和香樟)植物叶片PM_2.5吸附量,同时应用原子力显微镜(AFM)观察了不同污染区(交通区、文教区、清洁区)植被的叶表面微形态特征,使用离子色谱仪测定样品中水溶性离子含量.结果表明: 污染程度与植物叶表面PM_2.5吸附量呈正相关,不同植物单位叶面积PM_2.5吸附量全年均值表现为交通区(0.56±0.04 μg·cm^-2)＞文教区(0.48±0.06 μg·cm^-2)＞清洁区(0.33±0.02 μg·cm^-2),植物单位叶面积PM_2.5吸附量季节变化为冬季(0.70±0.10 μg·cm^-2)＞春季(0.43±0.14 μg·cm^-2)＞秋季(0.39±0.12 μg·cm^-2)＞夏季(0.31±0.09 μg·cm^-2),桂花的单位叶面积PM_2.5吸附量大于香樟;污染程度轻的区域的植物叶片比较光滑,污染程度重的区域的叶片较粗糙,植物粗糙度排序为交通区(195.45±16.09 nm)＞文教区(176.99±8.45 nm)＞清洁区(131.88±12.98 nm);不同污染程度地区PM_2.5离子含量均表现为冬季最大,其次是春季和秋季,夏季最低;3个污染区PM_2.5离子成分均以Na⁺、NH₄⁺、Cl^-和Br^-这4种离子为主,不同程度污染区PM_2.5污染均以移动源污染为主.     

HPLC同时测定大叶冬青叶中10种多酚成分的含量及抗氧化活性研究

建立HPLC同时测定大叶冬青叶中新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸、咖啡酸、对羟基肉桂酸、芦丁、异槲皮苷、异绿原酸B、异绿原酸A和异绿原酸C 10种多酚类化合物的定量分析方法,研究不同产地及不同采收时期大叶冬青叶中10种多酚类化合物的含量差异及其抗氧化活性。采用HPLC测定大叶冬青叶50%甲醇提取液中10种多酚类成分的含量,并选用DPPH法对其抗氧化活性进行初步探索。结果表明,10种多酚类化合物分离效果较好,标准曲线在检测范围内具有良好的线性(r>0.999 5),平均加样回收率在96.58%～112.03%,RSD<4%(n=6)。大叶冬青叶50%甲醇提取液抗氧活性良好。本实验建立的方法快速、准确、重复性好,可用于同时测定大叶冬青叶中新绿原酸、绿原酸、隐绿原酸、咖啡酸、对羟基肉桂酸、芦丁、异槲皮苷、异绿原酸B、异绿原酸A、异绿原酸C 10种成分的含量;不同产地、不同采收时期大叶冬青叶中10种多酚类化合物含量存在一定差异;不同来源大叶冬青叶50%甲醇提取液抗氧化能力具有明显差异。     

杉木人工林下原生与引入树种叶性状变异特征

叶性状在表征植物资源利用和生存策略方面具有重要作用。构建异龄复层林是改造人工纯林的有效措施,探究引入与原生树种叶性状变异有利于林下伴生树种的筛选。研究了引入乔灌木树种(如闽楠、蚊母树等13个树种)与原生乔灌木树种(苦槠、红紫珠等6个树种)的叶片形态、光合色素、碳氮磷生态化学计量和非结构性碳水化合物特征。结果表明:(1)总体上引入与原生乔木和灌木树种的叶形态性状差异较小,原生乔木的叶长和比叶面积显著小于引入树种与原生灌木。引入与原生树种间光合色素具有显著差异,引入乔木叶绿素含量显著高于原生乔木,不同功能群植物的比叶面积.叶绿素关系格局存在策略位移现象。引入树种叶碳含量显著大于原生树种,叶氮和叶磷含量显著大于原生乔木;引入树种和原生灌木的碳、氮、磷养分含量的变异系数较大;引入与原生树种叶碳氮磷生态化学计量没有一致变化规律。引入灌木叶可溶性糖含量、原生灌木淀粉含量均显著高于乔木树种,灌木的非结构性碳水化合物总量也显著高于乔木。(2)引入与原生树种叶性状呈显著协同变化趋势。所有叶性状中,比叶面积、叶绿素含量、叶氮含量、叶磷含量在乔木和灌木中均呈极显著正相关关系。主成分分析显示,引入乔木和灌木树种的叶性状接近,引入树种与原生灌木之间叶性状差异相对较小,但与原生乔木间的叶性状差异较大。总体上引入树种的叶性状与原生树种具有趋同适应特征,但不同生活型植物叶性状在林下弱光环境中仍产生一定分异,引入灌木可能比引入乔木更适应杉木林下生境。     

樟叶越桔组培苗生根和移栽技术研究

为解决樟叶越桔(Vaccinium dunalianum)组培苗生根质量不佳、移栽成活率低的问题,该研究以樟叶越桔继代苗为材料,采用单因子试验从激素类型及浓度、培养基类型和蔗糖质量浓度对其生根的适宜条件进行筛选,进一步研究了不同基质配比对樟叶越桔移栽苗存活率的影响。结果表明:激素类型和浓度、培养基类型对樟叶越桔生根率的影响最大,其次为蔗糖质量浓度;最适合樟叶越桔生根的激素及浓度为IBA2.0 mg·L~(-1)、基本培养基类型为1/4MS、蔗糖质量浓度为15 g·L~(-1),樟叶越桔组培苗最佳生根培养基为1/4MS+IBA 2.0 mg·L~(-1)+活性炭0.1 g·L~(-1)+蔗糖15 g·L~(-1),生根率达100%,平均生根数为每株7.67条;根系呈辐射状、基部无愈伤组织,组培苗生长健壮、叶色浓绿;樟叶越桔组培苗移栽时以全腐殖土基质为佳,成活率为83.7%,植株叶片舒展,生长状况良好。该研究建立的优化体系有效地提高了樟叶越桔组培生根苗的生根率和生根质量,解决了后期移栽成活困难的问题,为优良的樟叶越桔植株规模化生产提供了科学依据和技术支持。     

光叶眼子菜响应夏季高温的模拟研究

为探讨南四湖优势物种光叶眼子菜在夏季浅水区的衰亡原因, 用25℃、30℃、35℃和40℃的恒温水浴模拟夏季高温处理光叶眼子菜(Co. Potamogeton lucens L.)3h。生化结果显示, 在35℃及以上高温下, 光叶眼子菜的蛋白质含量、可溶性糖含量和叶绿素含量显著下降, 丙二醛含量显著上升, 说明35℃以上高温对光叶眼子菜产生了显著伤害。光叶眼子菜的光合系统对高温更为敏感, 在高温胁迫下标准化的叶绿素荧光动力学曲线上J相和K相显著隆起, 但并未发现明显的L-band。进一步解析叶片的叶绿素荧光动力学参数, 结果显示: 随着处理温度的升高, 反应中心的初始关闭速率(dVG/dt_o, dV/dt_o)变慢, 但到达P相的所需时间(T_fm)变短; 光系统Ⅱ (Photosystem Ⅱ, PSⅡ)的光化学效率(F_v/F_m)减小, 非光化学效率(K_n)、J相相对可变荧光强度(V_j)和热耗散(DI_o/RC、DI_o/CS_o、F_o/F_m)增大; 尽管高温下质体醌周转次数(N)、还原速率(S_m/T_fm)和I相相对可变荧光强度(V_i)变化不显著, 但质体醌库(S_m)明显减小; 单个反应中心光能的吸收(ABS/RC)和捕获效率(TR_o/RC)增加, 电子传递效率(ET_o/RC)却呈下降趋势; 单位激发态面积的光能捕获(TR_o/CS_o)和电子传递效率(ET_o/CS_o)均降低, 反应中心数目(RC/CS_o)显著减少。上述高温胁迫效应导致整个叶片的结构功能指数(SFI_abs)、性能指数(PI_abs)以及光合驱动力(DF)显著降低。高温对光叶眼子菜的伤害主要是导致其光系统II放氧复合体失活、反应中心数目减少和反应中心的光化学效率下降, 进而诱导活性氧的产生, 对细胞造成伤害。因此, 光叶眼子菜属于对高温敏感的水生植物。     

硅酸盐矿物麦饭石对沉水植物生理生态的影响

沉水植物的稳定生长是重建健康湖泊生态系统重要环节, 底质条件是沉水植物生长的关键因素。研究通过观测沉水植物生理生态的变化来探讨麦饭石对其影响及作用机理。研究结果表明, 与湖泥组相比, 麦饭石可明显促进沉水植物苦草生长, 覆盖1 cm厚度麦饭石的苦草植株高度、单株生物量优于湖泥组(P<0.05); 改性麦饭石组的苦草株高、单株生物量高于麦饭石原石组(P<0.05)。麦饭石组中两种植物苦草和轮叶黑藻的光合色素、根系活力、丙二醛、过氧化物酶活等指标在一定程度上均优于湖泥组。检测发现麦饭石中含有丰富的植物生长所需的常量和微量元素, 可以明显促进沉水植物生长。可见麦饭石有益于沉水植物生长, 可进一步作为底质改良材料应用于湖泊生态修复工程。     

甘肃小苏干湖盐沼湿地盐地风毛菊叶形态-光合生理特征对淹水的响应

盐沼湿地植物叶片功能性状对淹水的响应分析, 有助于探究植物叶片可塑性机制与光合生理特征间的内在关联性, 对深入理解盐沼湿地植物的生境抗逆性策略具有重要意义。根据小苏干湖湖水泛滥区静水持留时间长短分别设置: 轻度淹水区(静水持留30-90天)、中度淹水区(静水持留90-150天)、重度淹水区(静水持留150-210天) 3个试验样地, 以盐地风毛菊(Saussurea salsa)为研究对象, 研究了小苏干湖盐沼湿地盐地风毛菊叶片功能性状对淹水的响应。结果表明: 随着静水持留时间的增加, 轻度淹水区盐地风毛菊形态上采用小比叶面积(SLA)的肉质化小叶模式, 光合生理上具有高实际光合效率(Y(II))和低调节性能量耗散的量子产额(Y(NPQ))的协同变异; 重度淹水区盐地风毛菊形态和光合生理上则采用与轻度淹水区完全相反的协同变异策略; 在3个样地中, SLA与Y(II)、光化学淬灭(QP)和Y(NPQ)间均呈极显著相关关系; 叶绿素a含量和叶绿素b含量与调节性能量耗散的量子产额(Y(NO))均呈显著正相关关系。小苏干湖湖水泛滥区静水时空演变格局影响下, 盐地风毛菊种群通过改变叶面积、叶厚度和SLA等叶片形态特征, 适时调整叶片Y(II)和Y(NPQ)等光合生理特征, 实现植物叶片光合碳同化产物的收支平衡, 表现出对水盐异质性环境较强的耐受性, 反映了盐沼湿地植物在极端生存环境下的叶片可塑性和抗逆性机制。     

瓜氨酸对锯叶裂臀瓢虫成虫取食的干扰作用

【目的】为明确瓜氨酸对锯叶裂臀瓢虫Henosepilachna pusillanima(Mulsant)成虫取食的影响。【方法】本研究设置取食非选择性和取食选择性试验,用南瓜Cucurbita moschata Duchesne制作叶盘,将叶盘喷施20 mmol·L^(-1)和60 mmol·L(-1)和60 mmol·L^(-1)的瓜氨酸后,测定锯叶裂臀瓢虫雄虫和雌虫在24 h内的取食面积,并计算取食选择的百分率,以喷施去离子水的叶盘为对照。【结果】非选择性试验结果表明,不同处理的锯叶裂臀瓢虫雌虫的取食量均显著大于雄虫（P<0.05）。喷施20 mmol·L(-1)的瓜氨酸后,测定锯叶裂臀瓢虫雄虫和雌虫在24 h内的取食面积,并计算取食选择的百分率,以喷施去离子水的叶盘为对照。【结果】非选择性试验结果表明,不同处理的锯叶裂臀瓢虫雌虫的取食量均显著大于雄虫（P<0.05）。喷施20 mmol·L^(-1)和60 mmol·L(-1)和60 mmol·L^(-1)的瓜氨酸后,对雄虫和雌虫的取食具有显著的抑制作用（P<0.05）。喷施20 mmol·L(-1)的瓜氨酸后,对雄虫和雌虫的取食具有显著的抑制作用（P<0.05）。喷施20 mmol·L^(-1)和60 mmol·L(-1)和60 mmol·L^(-1)的瓜氨酸后雄虫的取食面积比对照（5.32 cm(-1)的瓜氨酸后雄虫的取食面积比对照（5.32 cm²）分别减少36.88%和49.33%,雌虫的取食面积则比对照（7.60 cm2）分别减少36.88%和49.33%,雌虫的取食面积则比对照（7.60 cm²）分别减少42.08%和53.36%。但雄虫和雌虫的取食量在两个瓜氨酸处理之间都没有显著差异。在选择性试验中,雄虫和雌虫明显偏好于取食对照叶盘。【结论】瓜氨酸对锯叶裂臀瓢虫成虫的取食具有抑制作用,这为该虫划圈行为机制的研究提供了新的思路和证据。     

一种快速鉴别柑橘潜叶蛾蛹及成虫雌雄的简易方法

【目的】柑橘潜叶蛾Phyllocnistis citrella Stainton是柑橘重要害虫,本研究拟建立一种快速鉴别柑橘潜叶蛾蛹及成虫性别的简易方法。【方法】利用体视显微镜观察、拍照记录柑橘潜叶蛾蛹和成虫的腹部末端形态特征并进行比较分析,待蛹羽化后进行解剖验证结果。【结果】与柑橘潜叶蛾雄蛹相比,雌蛹的第7腹节下缘分界线不明显,生殖孔和肛门分别在第8腹节和第10腹节,而雄蛹的第7腹节下缘分界线明显,生殖孔在第9腹节,肛门在第10腹节。柑橘潜叶蛾雌成虫腹部末端呈圆筒形,而雄成虫腹部末端相对尖细;轻轻按压成虫腹部,雌蛾在末端伸出部分的两侧有黑斑,而雄蛾在末端伸出部分的两侧没有黑斑,但有一对长毛簇,在伸出的同时散开。该方法能快速鉴别柑橘潜叶蛾蛹及成虫的性别,其准确率为100%。【结论】通过比较柑橘潜叶蛾雌雄蛹生殖孔及肛门的位置,可以准确区分雌雄蛹;轻压并观察雌雄成虫腹部伸出末端黑斑或长毛簇的有无可有效区分成虫性别。     

番茄潜叶蛾卵黄原蛋白受体基因TaVgR在生殖发育调控中的作用

【目的】本研究旨在明确卵黄原蛋白受体(vitellogenin receptor, VgR)在番茄潜叶蛾Tutaabsoluta生殖发育过程中的功能,为潜叶类害虫的绿色防控提供候选靶标。【方法】基于番茄潜叶蛾转录组数据,采用RT-PCR扩增TaVgR基因cDNA全序列,并进行生物信息分析;通过RT-qPCR分析TaVgR在番茄潜叶蛾不同发育阶段(1-4龄幼虫、1-7日龄雌蛹和雌成虫)和雌成虫不同组织(头、体壁、前肠、中肠、后肠、卵巢、脂肪体和马氏管)中的表达模式;进一步利用RNAi抑制番茄潜叶蛾雌蛹体内TaVgR的表达,并观测沉默TaVgR基因后番茄潜叶蛾卵巢发育及繁殖力的变化。【结果】克隆获得番茄潜叶蛾TaVgRcDNA(GenBank登录号: MZ682118)序列,其开放阅读框序列长5 496 bp,编码1 831个氨基酸,推测的蛋白分子量约为206 kD,等电点为5.17,信号肽包含N-端前18个氨基酸残基,并具有典型LDLR家族蛋白保守功能域。RT-qPCR结果显示,TaVgR转录水平随着番茄潜叶蛾龄期的增加逐渐上升,雌成虫羽化后达到最高水平;TaVgR在番茄潜叶蛾雌成虫的卵巢中表达量最高。TaVgR RNAi对初期雌蛹中TaVgR的表达抑制率为62.04%~72.55%,导致卵黄蛋白在卵巢中的沉积受阻,卵巢管和卵粒长度缩短,成虫10日单雌总产卵量及后代卵孵化率降低,最终引起番茄潜叶蛾繁殖力下降。【结论】TaVgR基因在番茄潜叶蛾雌成虫和卵巢中高表达,且沉默该基因严重阻碍其卵巢发育和降低繁殖力。本研究为开发以VgR基因作为靶标的鳞翅目害虫防治新技术奠定了理论基础。