植物根系形态对低磷胁迫应答的研究进展

本文综述了近年来植物对磷营养高效吸收有关的根系形态方面的研究进展,总结了植物适应低磷胁迫的根系形态特征,以及植物适应低磷胁迫根系形态变化的激素调控的内在机制,着重阐述了植物适应低磷根系形态变化的分子生物学基础,并对开展此类工作的有效途径进行了探讨.     

氮磷限制对锥状斯氏藻孢囊形成的作用

在实验室研究了锥状斯氏藻(Scrippsiellatrochoidea)在N、P单因子营养限制(N:500μg.L-1,P:74～0.74μg.L-1和P:74μg.L-1,N:500～5μg.L-1)条件下的生长和孢囊形成。结果显示N、P限制不利于锥状斯氏藻的快速生长,其中低P对细胞生长的限制作用更显著。其孢囊形成率在15～99%之间,中度N限制能促进孢囊的形成,形成率几乎可达100%。孢囊一般在对数生长期结束、细胞数量达到最大值时开始形成。但由于接种后营养盐浓度的急剧降低,营养极度限制组孢囊可在接种后第1d就开始形成。结果显示稳定生长期孢囊的大量形成大大降低了锥状斯氏藻营养细胞数量,能在一定程度上促进其赤潮的消亡。     

细菌群体感应淬灭酶的研究进展

细菌的群体感应系统（Quorum sensing,QS）参与许多生物学功能的调控,其中包括动植物病原细菌致病因子的生成以及人类某些病原细菌生物膜的形成。酰基高丝氨酸内酯（N—acylhomoserine laetone,AHL）是调控群体感应系统的关键信号分子。近年的研究表明,不同生物体包括细菌和真核生物中都存在类别不同的能够降解AHL的群体感应淬灭酶（Quorum—quenching enzyme）。在AHL依赖型致病菌和转基因植物中表达AHL降解酶能有效地抑制QS信号分子的积累,从而阻断了病原细菌的发病机制,提高了植物的抗病性。这些新颖的群体感应淬灭酶的发现,不仅为防治细菌侵染提供了可行的途径,也对研究它们在宿主中的功能和对生态系统的潜在影响提出挑战。     

磷石膏浸提液对豌豆种子生理及幼苗生长的影响

利用不同浓度的磷石膏浸提液处理豌豆种子,测定豌豆种子淀粉酶活性、可溶性糖、种子生命力、吲哚乙酸含量、吲哚乙酸氧化酶活性和发芽率、苗高、植株鲜重。结果表明:磷石膏浸提液处理后,豌豆种子可溶性糖含量和吲哚乙酸含量分别比对照增加6.7%～43.3%和9.4%～40.8%。豌豆幼芽中α-淀粉酶活性和吲哚乙酸氧化酶活性分别比对照高出8%～64%和15.2%～30.9%;发芽率、苗高和植株鲜重分别比对照提高10%以上。表明磷石膏能促进豌豆萌发和生长。     

四种冬季水生植物组合对富营养化水体的净化效果

选择10种耐低温的水生植物构建4种植物组合,研究了冬季低温环境下不同水生植物组合对富营养化水体的净化效果.结果表明:组合1[常绿水生鸢尾(Iris hexagonus Hybrid)*羊蹄(Rumex japonicus)+金叶“金钱蒲”(Acorus gramineus“Ogan”)+反曲灯心草“蓝箭”(Juncus inflexus“Blue Arrows”)]4种植物均能在试验富营养化水体中茂盛生长,且对TN、NOx-N、NH4-N和TP的去除率分别为47.8％、52.2％、32.4％和70.1％;组合2[常绿水生鸢尾+羊蹄+金叶“金钱蒲”+大苞萱草(Hemerocallis middendorfii)]4种植物也都能在试验富营养化水体中存活,并且有一定量的生长,对TN、NOx-N、NH4-N和TP的去除率分别为44.2％、58.5％、34.6％和67.8％;而未种植物的对照对TN、NOx-N、NH4-N和TP的去除率分别为40.0％、25.9％、27.3％和64.5％;组合1和2对富营养化水体有较好的净化效果.组合3和组合4中由于吊兰(Chlorophytum comosum)和三穗薹草(Carex tristachya)等植物长势较差,仅对NOx-N具有较明显去除能力,对其他指标去除效果不明显.通过这些水生植物在富营养化水体中生长特性和对营养元素的去除能力,发现冬季组合1和2的净化效果较好,是低温条件下适宜的浮床植物组合形式.     

液态地膜覆盖对土壤水分有效性的影响

采用田间微区试验方式,观测和分析了液膜地表覆盖下土壤含水量、花生植株伸长速率、叶面积指数、叶片光合速率、水分利用效率及产量等指标,并利用隶属函数法进行数值转换后,对液膜覆盖的土壤水分有效性进行了分析.结果表明,液膜覆盖提高土壤含水量103％ ～ 167％,且随液膜浓度的增大有效性提高;不同土层间,花生耗水量差异显著,其中以土层深度为20 ～ 40 cm差异最大;液膜覆盖也明显提高了光合速率,增幅为1.9％～15.6％;叶面积指数提高0.3％ ～26.4％,改善了植株光合形态.综合全部指标表明,液膜类型为3号,液膜浓度为高水平时,覆盖效应最为明显.     

柴胡提取物诱导人类白血病细胞HL-60的细胞凋亡及其机理研究

柴胡提取物诱导人类白血病细胞HL-60的细胞凋亡从而抑制其细胞生长.为了研究该过程的作用机理,我们研究了丝裂原活化蛋白激酶(MAPKs),包括胞外信号调节激酶(ERK1/2),c-jun氨基末端蛋白激酶(JNK)和p38丝裂原活化蛋白激酶(MAPK),在该过程中的磷酸化特征与动态变化.结果表明,柴胡提取物显著的增加了p38丝裂原活化蛋白激酶和胞外信号调节激酶(ERK1/2)的磷酸化作用,其增加值在测试范围内与测试剂量和作用时间成正相关,但在柴胡提取物诱导人类白血病细胞HL-60的细胞凋亡过程中,没有发现对氨基末端蛋白激酶(JNK)表现出磷酸化活性.柴胡提取物诱导白血病HL-60的细胞凋亡部分归结于对p38丝裂原活化蛋白激酶的上调节作用,这种上调节作用能够受到p38 MAPK特异性的抑制剂SB203580的部分逆转,而MEK的抑制剂U0126则对柴胡提取物诱导HL-60细胞凋亡过程中的胞外信号调节激酶(ERK1/2)的磷酸化具有显著的协同效应.这是首次报道柴胡提取物在诱导人白血病细胞HL-60细胞凋亡过程中参与p38丝裂原活化蛋白激酶的磷酸化,同时柴胡提取物作为胞外信号调节激酶(ERK1/2)抑制剂的协同作用物具有相应的药物学功能.     

尤溪天然米槠林植物碳氮磷的化学计量特征及其分配格局

以福建尤溪的天然米槠[Castanopsis carlesii(Hemsl.) Hayata]林乔木层、灌木层和草本层的26个主要优势种为研究对象,分析了植物不同器官的C、N和P含量及其比值的差异及相关性,并对不同器官C、N和P含量在不同层次间的分布特征进行了研究.结果显示:同一器官中均为C平均含量最高、P平均含量最低;其中,叶片中C、N和P含量分别为344.95 ～ 486.15、6.26 ～ 19.50和0.18 ～0.62 mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为22.52 ～61.21、696.64～2 589.72和11.38 ～58.94;根系中的C、N和P含量分别为277.95 ～458.30、1.41 ～12.73和0.13 ～0.44mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为34.63 ～296.17、731.45 ～3 372.69和8.81 ～34.41;乔木层和灌木层植物枝条中C、N和P含量分别为407.75 ～473.75、3.10 ～7.39和0.09～0.61 mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为57.43 ～148.15、776.64～5 054.44和7.05 ～48.11;乔木层植物树干中的C、N和P含量分别为432.56 ～463.32、2.67 ～6.35和0.16 ～0.31 mg·g-1,C/N、C/P和N/P比分别为68.12 ～167.73、1 494.58 ～2 860.63和11.35 ～29.06.乔木层植物的不同器官按C含量由高至低依次排序为叶片、枝条、树干、根系,按N和P含量由高至低依次排序为叶片、枝条、根系、树干;灌木层植物的C含量在枝条中最高、根系中最低,N和P含量在叶片中最高、枝条中最低;而草本层植物地上部分的C、N和P含量均高于地下部分.除根系中的N含量与P含量呈极显著正相关外,同一器官的C、N和P含量间均无显著相关性,但与C/N、C/P和N/P比值间大多有极显著的相关性.不同器官的C、N和P含量也因植物所处层次的不同而异,其中乔木层植物叶片中均最高、草本层植物叶片中均最低;乔木层植物全株的C含量最高、N含量最低,草本层植物全株的N含量最高、C含量最低,各层植物全株的P含量比较接近.研究结果表明:尤溪天然米槠林内植物叶片的C、N和P含量均偏低,P缺乏很可能是限制该林分植物生产力的最重要元素.     

黄东海陆架区沉积物中磷的形态分布及生物可利用性

采用1992年Ruttenberg连续提取法(SEDEX)将黄东海陆架区沉积物中的磷分为交换态磷(Ex-P),Fe结合态磷(Fe-P),自生磷(Au-P),碎屑磷(De-P),有机磷(Or-P),分析了各形态磷的平面和垂直分布特征;利用沉积物年代序列测定的结果,探讨了柱状沉积物中不同形态磷的含量变化,并进一步分析了该区域磷形态的生物可利用性.结果表明,黄东海陆架区表层沉积物各形态磷平均含量为:Au-P(140.72 μg/g)＞De-P(59.23 μg/g)＞Or-P(32.69 μg/g)＞Fe-P(29.91 μg/g)＞Ex-P(5.92 μg/g);各形态磷在沉积时间序列上分布不同,反映了不同时期人类活动和气候环境等因子对磷埋藏量影响的不同,其中Au-P在长江口H1-18站位含量比南黄海中部3个站位要低得多;调查区表层潜在生物有效磷为13.55％左右,仅仅占沉积磷中的一小部分.     

施磷对间套作玉米叶面积指数、干物质积累分配及磷肥利用效率的影响

通过2011、2012年连续两年田间试验, 研究了“小麦/玉米/大豆”间套作体系中不同施磷处理（小麦0、45、90、135、180 kg P₂O₅·hm^-2, 记为WP₀、WP₁、WP₂、WP₃、WP₄; 玉米0、37.5、75、112.5、150 kg P₂O₅·hm^-2, 记为MP₀、MP₁、MP₂、MP₃、MP₄）对玉米叶面积指数、干物质积累动态和磷肥利用效率的影响.结果表明: 在玉米与小麦共生期, 施磷明显增加了玉米叶面积指数（LAI）和群体光合势（LAD）, 促进了茎、叶干物质的积累（DMA）; 玉米拔节以后LAI、LAD、生长率（CGR）和DMA均随磷肥施用量的增加呈先增加后减少的趋势, 最大值都出现在MP₂或MP₃处理; 玉米生殖生长期营养器官的干物质输出随着磷肥施用量的增加而增加.玉米籽粒产量和体系总产量均随磷肥施用量的增加先增大后减少,都以P₃处理为最高,分别为6588和11955 kg·hm^-2.玉米磷肥表观利用率（PARE）以MP₂处理最高（26.3%）,分别比MP₁（14.4%）、MP₃（19.0%）、MP₄（10.4%）处理高82.6%、38.4%和152.9%.综上,在麦/玉/豆间套作体系中,适量施用磷肥可促进玉米的生长、减轻小麦对玉米的影响,同时可提高玉米当季磷肥利用率,玉米的磷肥施用量在75～112.5 kg P₂O₅·hm^-2为宜.