接种土壤微生物对铜胁迫下海州香薷生长及光合生理的影响

采用框栽试验方法,模拟Cu胁迫条件下,探讨接种土壤微生物对海州香薷(Elsholtzia splendens)生长和光合生理的影响。结果表明:(1)在Cu胁迫下,海州香薷株数、株高、基径、生物量、茎重比均显著低于对照;与Cu胁迫相比,接种土壤微生物能显著缓解Cu胁迫对海州香薷生长的抑制作用,使植株的株数、株高、生物量、茎重比显著提高。Cu胁迫下,接种土壤微生物均降低了植株体内不同器官Cu含量,茎和叶Cu的累积量显著减少,但对其它器官的Cu含量影响不显著。(2)秋季,各处理的海州香薷的净光合速率(Pn)日变化均呈"单峰"曲线,接种土壤微生物显著提高了Cu胁迫下海州香薷的日均Pn、日均蒸腾速率(Tr),而日均气孔导度(Gs)、日均胞间CO2浓度(Ci)显著降低。(3)Cu胁迫下,接种土壤微生物显著提高了植株的最大净光合速率(Pnmax)、光饱和点(LSP)、表观量子效率(AQY)、最大羧化速率(Vcmax)、最大电子传递速率(Jmax)、磷酸丙糖利用率(TPU),且使光补偿点(LCP)显著降低。表明接种土壤微生物通过提高光能利用率、利用弱光和碳同化能力来增强光合作用能力及有机物的积累,缓解Cu胁迫对海州香薷的毒害。因此,接种土壤微生物可促进Cu胁迫下海州香薷的生长,在重金属污染土壤的植物修复中具有较好的应用潜力。     

荒漠植物梭梭群体和叶片水平气体交换对不同土壤水分的响应

为揭示C4荒漠植物梭梭的抗旱性和适应环境的光合作用特征,在人工控制土壤水分条件下,选择代表性植株,使用改进同化箱和LI-8100土壤碳通量自动测量系统组成的群体光合作用测量系统进行测量.该系统能够自动、连续观测,在测量时光、温环境因子稳定,能够准确测定植物的群体水平光合作用.使用LI-6400测定叶片水平光合作用.在相同土壤水分条件下,群体与叶片水平光合速率存在极显著差异（P〈0.001）,当土壤水分为田间持水量的50%（土壤含水量约10%）左右时梭梭的光合能力最强,群体光合速率（CAP）日均值为6.22μmolCO2m-2s-1,叶片光合速率（Pn）日均值为20.18μmolCO2m-2s-1,群体为叶片水平的30.8%.升高或降低土壤水分,梭梭的光合能力都下降.CAP与Pn的线性回归关系为CAP=0.20Pn＋1.82（r2=0.89,P〈0.001）.结果表明,适宜的土壤含水量可显著提高梭梭群体和叶片的光合能力,过高的土壤含水量不利于梭梭生长发育.梭梭群体及叶片水平的气体交换对同一水分条件有近似的响应趋势,利用拟合公式,可从叶片水平推算出群体水平的光合速率.     

生态基因组学研究进展

生态基因组学是一个整合生态学、分子遗传学和进化基因组学的新兴交叉学科。生态基因组学将基因组学的研究手段和方法引入生态学领域,通过将群体基因组学、转录组学、蛋白质组学等手段与方法将个体、种群及群落、生态系统不同层次的生态学相互作用整合起来,确定在生态学响应及相互作用中具有重要意义的关键的基因和遗传途径,阐明这些基因及遗传途径变异的程度及其生态和进化后果的特征,从基因水平探索有机体响应天然环境(包括生物与非生物的环境因子)的遗传学机制。生态基因组学的研究对象可以分为模式生物与非模式生物两大类。拟南芥、酿酒酵母等模式生物在生态基因组学领域发挥了重要作用。随着越来越多基因组学技术的开发与完善,越来越多的非模式生物生态基因组学的研究将为生态学的发展提供重要的理论与实践依据。生态基因组学最核心的方法包括寻找序列变异、研究基因差异表达和分析基因功能等方法。生态基因组学已广泛渗透到生态学的相关领域中,将会在生物对环境的响应、物种间的相互作用、进化生态学、全球变化生态学、入侵生态学、群落生态学等研究领域发挥更大的作用。     

水分胁迫和温度对夏蜡梅叶片气体交换和叶绿素荧光特性的影响

夏蜡梅是浙江省特有的濒危单种属物种.本文研究了不同程度土壤水分胁迫和不同温度处理对2年生盆栽夏蜡梅光合作用的影响.结果表明:轻度和中度水分胁迫下夏蜡梅净光合速率分别下降至对照的92.3%和74.3%,净光合速率的降低主要由气孔限制引起;重度水分胁迫下,净光合速率仅为对照的44.4%,主要由非气孔限制引起.夏季夏蜡梅的光合适宜温度范围在20 ℃～28 ℃,39 ℃下其净光合速率、水分利用效率和最大光化学效率显著降低,暗呼吸速率和蒸腾速率显著升高.随着水分胁迫的加重及处理温度的升高,夏蜡梅光补偿点上升,光饱和点、表观量子效率和最大净光合速率下降.重度水分胁迫及高温是制约夏蜡梅生存的重要环境因子.     

入侵植物薇甘菊种群的遗传分化

利用简单重复序列区间(Inter simple sequence repeat, ISSR)分子标记技术分析了入侵植物薇甘菊(Mikania micrantha)8个种群的遗传多样性及遗传分化。12个引物共扩增出171个位点,其中多态位点有103个,多态位点百分率(P%)为60.23%,Shannon信息指数(I)为0.281 8,Nei指数(h)为0.184 9,薇甘菊在物种水平具有较高的遗传多样性。AMOVA显示薇甘菊具有较高的遗传分化,36.49%的变异发生在种群间,63.51%的变异发生于种群内,基因分化系数(G_ST)为0.352 4。种群间的基因流较高,为0.918 7。薇甘菊8个种群之间的遗传相似性很高,平均为0.915 5;遗传距离很小,平均为0.088 4。采用UPGMA法对8个种群进行聚类,可以将8个种群分为两大类群,即内伶仃岛为一个类群,而深圳与东莞内陆种群组成另一类群。薇甘菊现有遗传结构的形成与其生活史特性及入侵生态学特性有关。     

马尾松人工林土壤有机层和矿质土壤层酶活性随雨旱季的变化

土壤酶活性随雨旱季的变化特征对于深入理解人工林土壤物质循环具有重要意义。2014年6月至2017年4月,采用原位土柱培养方法,研究了长江上游低山丘陵区的马尾松人工林土壤有机层和矿质土壤层转化酶、脲酶和酸性磷酸酶活性随关键时期（雨季初期;雨季中期;雨季末期;旱季初期;旱季末期）的变化特征。结果表明：土壤有机层和矿质土壤层酶活性随关键时期的变化显著,总体表现为雨季高于旱季。土壤有机层转化酶和脲酶活性呈现逐年降低的趋势;矿质土壤层酸性磷酸酶活性呈现逐年增加的趋势。土壤有机层转化酶和酸性磷酸酶活性显著高于矿质土壤层。土壤有机层三种酶活性年际变化幅度及随关键时期的变化幅度均高于矿质土壤层。偏最小二乘分析（PLS）表明,土壤含水量、微生物量和底物含量对土壤酶活性具有显著影响,但其影响大小强烈取决于土壤层次和酶的种类。可见,马尾松人工林土壤有机层酶活性对环境因子变化的响应更敏感,而且驱动土壤有机层和矿质土壤层酶活性动态的主导因子也存在差异。     

铜胁迫条件下AMF对海州香薷光合色素含量、抗氧化能力和膜脂过氧化的影响

以盆栽海州香薷为研究对象,模拟Cu胁迫条件下,接种丛枝菌根真菌(AMF)对海州香薷叶片光合色素含量、抗氧化酶活性、抗氧化剂含量、膜脂过氧化程度的影响。结果表明:(1)与对照相比,Cu胁迫使海州香薷叶片叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、总叶绿素(Chl(a+b))、类胡萝卜素(Car)含量以及叶绿素a/b(Chl a/b)均显著降低,抗氧化酶活性和抗氧化剂含量也显著下降,质膜相对透性(MRP)和丙二醛(MDA)含量显著增大。(2)与Cu胁迫相比,Cu胁迫下接种AMF可使海州香薷叶片叶绿素含量显著增加;超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性显著提高;还原型谷胱甘肽(GSH)、抗坏血酸(As A)含量显著增加;MDA含量、MRP显著下降。总之,接种AMF可提高Cu胁迫下海州香薷叶片光合色素含量和抗氧化能力,降低膜脂过氧化水平,从而缓解Cu胁迫对植株造成的伤害,增强海州香薷对Cu胁迫的适应性,提高了植株的生物量。     

氮沉降对乌药幼苗生理生态特性的影响

2010年6月-2011年7月,采用盆栽模拟氮沉降试验,比较了不同氮浓度处理(CK0g·m-2·a-1、低氮2 g·m-2·a-1、中氮8 g·m-2·a-1、高氮32 g·m-2·a-1)下乌药幼苗光合作用、相对叶绿素含量、叶绿素荧光参数、抗氧化酶活性及膜脂过氧化的差异,探讨氮沉降对乌药幼苗生理生态特性的影响.结果表明:经过1年的低氮、中氮和高氮处理,乌药幼苗叶片的日均净光合速率(Pn)和最大净光合速率(Pnmax)分别比对照增加了47.0％、117.8％、41.2％和82.6％、191.3％、152.2％;3种氮处理的乌药幼苗叶片日均Pn、Pnmax均以中氮处理最高.不同氮浓度处理后乌药幼苗叶片的日均胞间CO2浓度、日均气孔导度、光饱和点和表观量子效率均高于对照,暗呼吸速率以高氮处理最高.乌药幼苗叶片的相对叶绿素含量以中氮处理最高,其次是高氮处理,低氮处理与对照无显著差异.不同氮处理使乌药幼苗叶片的叶绿素荧光参数发生改变,PSⅡ原初光能转化效率、PSⅡ潜在活性均以高氮处理最低.3种氮处理的乌药幼苗叶片超氧化物歧化酶活性均高于对照,而过氧化物酶活性、丙二醛含量、膜透性均以高氮处理最高.氮沉降提高了乌药幼苗的光合能力,以中氮处理的效果最为明显,对其他生理指标也产生了不同程度的影响.     

模拟增温条件下接种AMF对夏蜡梅幼苗生长与光合生理特性的影响

全球变暖已对植物尤其是珍稀濒危植物产生重要影响。AMF对植物应对气候变化具有重要意义,但是在濒危植物应对气候变暖过程中发挥的作用并不清楚。以濒危植物夏蜡梅(Sinocalycanthus chinensis)一年生幼苗为对象,研究人工模拟增温条件下接种AMF对其生长、形态建成、光合生理、抗氧化酶活性和膜脂过氧化程度、营养物质积累和叶绿素相对含量的影响。实验共4个处理:模拟增温条件下添加AMF(AMF+SW)、添加AMF(AMF)、模拟增温(SW)和对照(CK)。结果表明:(1)接种AMF对幼苗株高、叶宽长比、总根长、根平均直径、根尖总数、比根长和比根表面积有显著影响。(2)AMF+SW条件下幼苗光合日进程呈现出明显"双峰"曲线,AMF显著提高叶片日均净光合速率(P_n);光合有效辐射大于50μmol m~(-2)s~(-1)时,AMF+SW和AMF处理的P_n、最大净光合速率P_(nmax)和呼吸速率R_d显著高于CK;胞间CO_2浓度大于100μmol CO_2/mol时,AMF+SW与AMF处理的P_n、AMF+SW处理的初始羧化效率(α)及AMF处理的光合能力(A_(max))显著高于CK,而AMF+SW和AMF处理的CO_2补偿点均低于CK。(3)AMF处理的叶可溶性糖显著高于其它处理,AMF+SW和AMF处理的叶可溶性蛋白显著高于CK。因此,AMF能显著促进夏蜡梅幼苗的形态建成和光合作用;在模拟增温条件下,接种AMF对夏蜡梅光合生理具有显著影响。     

接种AMF对煤矿废弃物上高丹草的生长和叶绿素荧光的影响

为改善采矿废弃物上植被生长状况,提高植物成活率,该研究采用盆栽试验法,以高丹草为材料,选用摩西球囊霉(Glomus mosseae,G.m)和地表球囊霉(G.versiforme,G.v)两种AM真菌,分别研究单接种和混合接种对粉煤灰(S1)、煤矸石(S2)和粉煤灰与煤矸石混合物(S3)三种煤矿废弃物基质上高丹草(Sorghum bicolor×S.sudanense)生长及叶绿素荧光的影响,并以正常沙土(S4)作为对照。结果表明:(1)4种基质上,3种接种处理均获得较高侵染率,在基质S1、S3和S4上均为接种摩西球囊霉对高丹草根系侵染率最高,分别为49.04%、57.40%、43.34%,在基质S2上,混合接种处理对高丹草根系侵染效果最好,达49.33%。(2)3种煤矿废弃物基质上高丹草根长、干重、叶绿素含量、F_v/F_o、q P和Yield显著降低。接种AM真菌显著提高了高丹草的生长和光合效率。与其他处理相比,在基质S1、S3和S4上,接种摩西球囊霉显著增加了根长、干重、叶绿素含量、F_v/F_o、q P和Yield,在基质S2上,接种地表球囊霉显著增加了根长、干重,接种地表球囊霉和摩西球囊霉+地表球囊霉(G.mv)处理间叶绿素荧光参数均无显著差异。这表明在煤矿废弃物基质的复合逆境中高丹草生长和光合作用显著受到抑制,AM真菌可通过提高高丹草叶绿素含量,改善叶片叶绿素荧光和光合作用,促进植物生长,来缓解该复合逆境对高丹草造成的伤害,增强其对煤矿废弃物不良环境的抗逆性,提高煤矿区植被恢复效果。接种摩西球囊霉对粉煤灰以及粉煤灰和煤矸石混合基质上高丹草的促进作用最佳,而接种地表球囊霉更适于煤矸石基质上高丹草的生长。