UV—B辐射对大豆生长、产量和稳定碳同位素组成的影响

大田条件下,模拟20%的平流层臭氧层衰减时辐射到地表的紫外线B（UV-B,280-320nm)的增强。研究了10个大豆（Glycine max(L.)Merr.)品种根、茎、叶和种子的稳定碳同位素组成（δ^13C)、生物量、产量和收获指数的变化。UV-B辐射增加使所有品种的总生物量和产量分别平均下降24.2%和23.3%,10个品种的收获指数平均提高1.39%,其中6个品种的收获指数增加,4个减少。与对照相比,UV-B作用下9个品种叶、茎、根和种子中稳定碳同位素（δ^13C值）组成降低,一个品种“8907-32”各器官稳定碳同位素组成增加。δ^13C值存在器官差异。10个品种的对照组和处理组的δ^13C平均值由大到小的顺序是根、茎、种子和叶。结果表明,UV-B可能导致大豆代谢过程及代谢产物的分配发生变化。     

新疆阿勒泰地区近440年来大气δ13C变化

化石燃料的大量使用和森林的过度砍伐,引起大气中CO₂浓度的大幅度增加,同时由于Suess效应,大气CO₂中的δ¹³C在不断地下降。植物中δ¹³C的变化是大气CO₂浓度和同位素比值变化的敏感指示器。文中利用树木年轮δ¹³C序列和植物碳同位素分馏模型,尝试恢复了新疆阿勒泰地区近440年来大气δ¹³C的变化。结果表明,1850年之前,从树木年轮δ¹³C序列恢复的大气δ¹³C相对恒定在-6.60‰(R²=0.052),而1850年之后,该大气δ¹³C明显降低(R²=0.65),平均约为-7.04‰,平均年降低0.0084‰。这一结果高于从冰芯气泡所恢复的大气δ¹³C,1850年～1981年冰芯大气δ¹³C平均年降低约0.00657‰这可能与从树木年轮δ¹³C序列恢复的大气δ¹³C有更高的分辨率及树木生长点大气δ¹³C不同于全球大气δ¹³C值有关。     

东天山地区庙儿沟雪坑中微生物多样性、群落结构与环境关系研究

通过荧光计数、恢复培养和变形梯度凝胶电泳(DGGE),分析了东天山地区庙儿沟不同深度积雪中的可培养细菌数量、多样性及其群落结构。结果表明,东天山地区冰雪微生物数量和多样性指数与气候环境替代指标钙离子、镁离子、氯离子等具有相关性。该地区雪坑中细菌隶属于4个不同系统发育群:proteobacteria(α-,β-,γ-),CFB,HGC和LGC,其中CFB类和proteobacteria类为主要类群。与青藏高原、南北极冰雪中微生物的比较分析发现Paracoccu和Aquasalina属是该地区的特殊微生物类群。直接培养和DGGE分析发现不同深度雪坑中微生物数量和群落结构都有明显的变化。结果表明,由于东天山地区的特殊地理位置,该地区冰雪微生物具有其特殊性。     

西北油松叶片δ13C特征与环境因子和叶片矿质元素的关系

选取甘肃、宁夏及内蒙古油松(Pinus tabulaeformis)10个天然种群, 通过测定油松叶片稳定碳同位素组成(δ¹³C)和元素含量等特征, 分析了油松叶片δ¹³C特征及其与环境气候因子和叶片矿质元素含量之间的关系。研究结果表明, 油松叶片δ¹³C的变化范围在-28.68‰ - -25.02‰之间, 平均值为-26.82‰; 油松叶片δ¹³C值与海拔、经度之间相关性不显著, 与纬度之间呈显著正相关, 与年降水量、年平均温度之间均呈显著负相关, 说明年平均温度和年降水量是决定油松¹³C分馏能力差别及生长的主要限制因子; 叶片元素N、P、K、Si、Ca、Fe含量与δ¹³C值有明显的相关性, 其中叶片N、P、K含量与δ¹³C值显著负相关, Si、Ca、Fe含量与δ¹³C值显著正相关, 可见不同种群间δ¹³C组成差异可反映植物营养元素含量的变化状况。不同生境条件下环境气候因子和矿质元素含量的这种响应模式在一定程度上反映和影响了以油松为建群种和优势种的生态系统的δ¹³C变化特性。     

增强紫外线B辐射对小麦叶绿体膜组分和膜流动性的影响

 研究了温室种植的小麦在0kJ·m-2(对照)、8.82kJ·m-2(处理1)和12.6kJ·m-2(处理2)3种剂量的紫外线B辐射下叶绿体膜组分和膜流动性的变化。紫外线B辐射导致了光合色素(包括叶绿素和类胡萝卜素)的降解、Hill反应的抑制、膜脂肪酸组分配比的改变和不饱和度指数(IUFA)的下降、膜流动性的降低以及丙二醛(MDA)含量的升高。分析表明,紫外线B辐射诱导的膜脂过氧化是叶绿体膜系统受破坏的主要原因。     

增强UV-B辐射对小麦叶片内源ABA和游离脯氨酸的影响

研究温室种植的小麦在０（ＣＫ）、８．８２ＫＪ／ｍ＾２（Ｔ１）和１２．６ＫＪ／ｍ＾２（Ｔ２）３种剂量的ＵＶ－Ｂ辐射下其内源ＡＢＡ和游离脯氨酸含量的变化。ＵＶ－Ｂ辐射导致叶绿体膜脂脂肪酸配比改变和ＩＵＦＡ降低,叶片ＭＤＡ含量升高及ＡＢＡ和游离脯脯氨酸积累。分析表明,ＵＶ－Ｂ辐射对膜系统的损坏也许是内源ＡＢＡ和游离脯氨酸含量增加的原因之一,而后者也是植物抵抗ＵＶ－Ｂ胁迫所做出的适应性反应。     

圆柏属常绿木本植物元素含量的季节动态

测定分析了圆柏属2种常绿木本植物叶片干物质含量、叶绿素含量及N、P、K、Na、Ca、Mg等元素含量的季节变化和元素间的关系。结果发现,两种圆柏叶片N含量与叶绿素含量正相关,反映了其一年四季的生长情况;两树种N和K含量的季节变化趋势相似,夏、秋季高于冬、春季,表明两树种夏、秋季富集的营养物质较多,与夏、秋季较高的生物量一致;而P、Ca、Mg和Na含量是冬、春季较夏、秋季高,表明圆柏属植物通过积累这些无机渗透调节剂来增强其对低温的抗性。两树种叶片对N和K同步积累,对P、Na和Mg同步积累,但在元素积累模式上也存在一定的差异,元素间的关系也要复杂得多。     

祁连山中部4种典型植被类型土壤细菌群落结构差异

土壤微生物参与土壤生态过程,在土壤生态系统的结构和功能中发挥着重要作用。2013年7月采集了祁连山中段4种典型植被群落(垫状植被、高寒草甸、沼泽草甸和高寒灌丛)的表层土壤,分析了表层土壤微生物生物量碳氮和采用Illumina高通量测序技术研究了土壤细菌群落结构及多样性,并结合土壤因子对土壤细菌群落结构和多样性进行了相关性分析。结果表明:(1)土壤微生物生物量碳氮的大小排序为:沼泽草甸高寒草甸高寒灌丛垫状植被;(2)土壤细菌群落相对丰度在5%以上的优势类群是放线菌门、酸杆菌门、α-变形菌、厚壁菌门和芽单胞菌门5大门类;(3)沼泽草甸土壤细菌α多样性(物种丰富度和系统发育多样性)显著高于其它3种植被类型(P0.05),而垫状植被土壤细菌α多样性最低;(4)冗余分析和Pearson相关性分析表明,土壤pH、土壤含水量、土壤有机碳和总氮是土壤细菌群落结构和α多样性的主要影响因子。研究结果可为祁连山高寒生态系统稳定和保护提供理论依据。     

两种圆柏属植物不同季节显微和超微结构变化与耐寒性的关系

以祁连圆柏和圆柏为材料,研究了圆柏属植物的抗寒性与解剖结构变化,以及淀粉与可溶性糖粉转化的关系.结果表明,祁连圆柏和圆柏叶片的上下表皮细胞外覆盖一层角质膜,叶肉细胞间隙大,形成发达的通气组织.在生长季节,二者叶绿体内均积累了很多淀粉粒,在冷冻休眠季节淀粉粒消失或变小,同时叶片可溶性糖分含量增加,祁连圆柏的可溶性糖分增幅高于圆柏;而休眠季节圆柏叶绿体受到低温伤害,脂质球数目增多,出现脂质小滴,部分叶绿体变形,祁连圆柏类囊体的结构受到影响较小,脂质球数量少,叶绿体形状没有发生明显的变化.因此,祁连圆柏和圆柏抗寒性与发达的通气组织和淀粉粒生长季节的积累有关,在低温胁迫下祁连圆柏叶绿体表现出高的稳定性,通过可溶性糖分的调节力强,耐寒性增强.     

镉和增强紫外线-B辐射复合作用对大豆生长的影响

研究了Cd^2+和增强紫外线-B(UV-B)辐射以及二者复合胁迫(Cd+UV-B)对大豆生长、光合作用、抗氧化酶活性和吲哚乙酸(IAA)氧化酶活性的影响,结果表明,UV-B辐射对大豆生长较CA^2+有更明显的抑制作用,主要是降低了光合作用,生物量减小;抑制节间的分化和伸长,节间减少,株高降低。UV-B辐射对POD、SOD活性有显著诱导作用,而Cd^2+明显颉颃UV-B对POD活性的诱导并抑制IAA氧化酶活性．在复合作用下,植物体内IAA氧化酶和POD活性较UV-B单独作用下显著降低,这两种酶活性降低会引起植物体内IAA含量升高,同时光合作用略有升高,这是株高和生物量较UV-B作用下有所增加的重要原因,复合胁迫还增强了对根伸长生长的抑制作用,根长度较对照显著降低(P<0．05)。IAA氧化酶和POD活性变化以及光合强度变化与大豆株高和生物量变化密切相关,这也是复合胁迫影响大豆生长状况的重要因素。