干旱胁迫对群众杨光合特性与器官干物质分配的影响

土壤干旱是北方地区杨树人工林生长和生态效益的重要限制因子。以群众杨(Populus×popularis‘35-44’)扦插苗为研究材料,采用盆栽称重法控制土壤水分,设置正常供水、中度干旱、重度干旱3种水分梯度。分别于2016年9月与2017年9月测定叶片气体交换参数、各器官干重、根冠比、叶经济性状等指标,研究了持续2年干旱胁迫下群众杨扦插苗光合特性与器官干物质分配的变化规律,分析了土壤干旱程度、树龄在"小老树"形成中的作用过程。2016年与2017年中度、重度干旱胁迫下功能叶净光合速率(P_n)受到非气孔限制,与正常供水相比分别降低了36.08%、56.42%;18.47%、5.13%。第一年干旱胁迫下群众杨气孔导度(G_s)和蒸腾速率(T_r)显著降低;第二年干旱胁迫下G_s与正常供水无显著差异,而T_r显著提高,有利于叶片C、N元素的运输分配进而维持较高的P_n。第一年随干旱胁迫程度加剧,群众杨叶片C/N显著提高,光合产物分配趋向于叶器官。第二年中度干旱胁迫下叶片C/N与正常供水相比无显著差异,各器官干重下降幅度均低于2016年,而根冠比显著增加,表明其光合产物主要用于地下部构建以适应中度干旱环境;持续重度干旱则光合产物向茎中的分配比例提高。干旱胁迫导致群众杨功能叶水分利用效率(WUE,Water use efficiency)与光合氮利用效率(PNUE,Photosynthetic nitrogen use efficiency)显著降低,整株氮利用效率(NUE,Whole plant nitrogen use efficiency)显著提高。严重土壤干旱下叶片耗水增强、PNUE下降以及茎木质部碳投资增加可能是群众杨小老树形成的重要原因。     

茂兰喀斯特区68种典型植物叶片化学计量特征

研究茂兰喀斯特区不同功能(类)群植物叶片的养分含量及化学计量特征,揭示其在时间和空间尺度上的变化规律,阐明碳(C)、氮(N)、磷(P)、钾(K)等养分含量与C∶N∶P间的相互关系,探讨N∶P对该区域植物生长的指示作用,以期能够更深入的了解其养分利用状况及适生性,为喀斯特森林的稳定性及维持机制提供理论依据。以茂兰喀斯特区68种典型植物为研究对象,分别测定不同生长阶段植物叶片的C、N、P和K含量,并计算其化学计量比。结果表明:研究区68种植物分属40科62属;其叶片C、N、P和K含量的几何平均值分别为445.87 g/kg、17.32 g/kg、1.35 g/kg和9.86 g/kg,C∶N的算术平均值为26.93,C∶P、C∶K、N∶P、N∶K和P∶K的几何平均值分别为330.93、45.22、12.85、1.76和0.137;C与N呈极显著负相关,N与P、K以及P与K均呈极显著正相关,N与C∶P和C∶K、P与C∶N、C∶K和N∶K以及K与C∶N、C∶P和N∶P均呈极显著负相关,且它们之间均具有二次函数、指数函数或幂函数的非线性耦合关系;从变异程度来看,C含量为弱变异,N、P、K含量及各元素的化学计量比则均属中等变异或强变异。从植物不同生活型来比较,各生长阶段的C含量均表现为灌木乔木草本,N、P和K含量均为草本灌木乔木,各元素的化学计量比则均为乔木灌木草本。从植物不同系统发育来分析,各生长阶段蕨类植物的N、P、K含量均要高于种子植物,而各元素的化学计量比则正好相反。从不同生长阶段来看,各功能(类)群植物生长期(或生长盛期)的养分含量均要高于落叶期(或生长末期);乔木、灌木和草本等不同生活型植物落叶期的C∶P、C∶K、N∶P和N∶K均要高于生长期;蕨类植物各元素的化学计量比不同生长阶段间差异都不显著;而种子植物的C∶P、C∶K、N∶P和N∶K则均表现为落叶期生长期。对比我国其他地区及全国和全球尺度上的研究结果,该区域植物的生长发育易受N和P素的双重限制,但又因功能(类)群及生长阶段的不同其受限的养分元素也存在一定差异,体现了对高度异质的喀斯特生境不同的适应策略;而植物体内较高的K含量则可能是提高其自身抗性、适应恶劣环境的重要因素。减少人为干扰、加之适当的保护,在植物生长期配以适量的N素添加,有利于其更好的生长发育,有助于提高喀斯特森林生态系统的稳定性和抗干扰性。研究结果揭示了喀斯特森林植物的适生机制,对喀斯特森林的保护具有重要的指导意义。     

正交设计优化微波辅助测定延胡索叶总生物碱含量

通过微波辅助提取的方式,以延胡索叶总生物碱含量为考察指标,通过单因素试验和正交试验对总生物碱提取方法进行优化。重点考察了微波提取温度、时间、料液比、提取缓冲液pH值等因素对延胡索叶总生物碱得率的影响。各因素对延胡索叶总生物碱提取量的影响大小依次为:提取缓冲液pH值料液比提取温度。其最佳的提取方法为:提取缓冲液pH值为1. 0,料液比1∶100,提取温度60℃,提取时间20 min。在此条件下,叶总生物碱含量为25. 910 mg/g。利用微波辅助提取延胡索叶中总生物碱,不仅耗时短,效率高,而且操作简单、稳定,为延胡索叶总生物碱含量测定提供一定的技术支持。     

蕨类植物叶绿体rps12基因的分子进化研究

以68种蕨类植物和2种石松类植物的rps12基因为对象,在系统发育背景下,结合最大似然法,使用HyPhy和PAML软件对该基因进行进化速率和适应性进化研究。结果显示:位于IR区的外显子2~3,其替换率明显降低,rps12基因编码序列的替换率也随之降低,且rps12基因密码子第3位的GC含量明显升高;在蕨类植物的进化过程中,3′-rps12更倾向定位于IR区,以保持较低的替换率;rps12基因编码的123个氨基酸位点中,共检测到4个正选择位点和116个负选择位点。研究结果表明基因序列进入到IR区后,显示出降低的替换率;强烈的负选择压力表明RPS12蛋白的高度保守性以及rps12基因的功能和结构已经趋于稳定。     

提高大肠杆菌表达外源蛋白胞外含量的策略

大肠杆菌的蛋白质表达平台在工业和农业中得到了广泛应用,使目的蛋白质表达后释放至胞外更有利于大规模的生产。目前,已经研究出许多改善外源蛋白胞外含量的方法。本文从蛋白质分泌机制、菌株、信号肽、载体和培养条件的选择和优化改造、密码子的优化和蛋白质跨膜转运过程的改善等方面总结了提高大肠杆菌表达外源蛋白的胞外含量的各种策略,指出多因素协同作用才能更全面地提升蛋白质的胞外产量。     

性腺发育不同阶段野生瓯江凤鲚肌肉营养成分的分析与评价

研究旨在针对不同性腺发育阶段(Ⅰ期、Ⅱ期、Ⅲ期、Ⅳ期、Ⅴ期)野生瓯江凤鲚(Coiliamystus)性腺发育情况和肌肉营养成分进行分析与评价。研究表明: 在雌、雄野生瓯江凤鲚性腺从Ⅰ期发育至Ⅴ期的过程中, 成熟系数呈现上升趋势, 凤鲚卵巢的GSI值是精巢GSI值的5倍。在卵巢发育Ⅰ—Ⅴ期, 粗脂肪含量显著下降, 粗蛋白和水分显著上升(P<0.05); 在精巢发育Ⅰ—Ⅴ期, 粗脂肪含量显著上升, 粗蛋白和水分显著下降(P<0.05), 灰分含量先升后降, 说明野生瓯江凤鲚在卵巢发育过程中脂肪为主要供能物质。雌凤鲚肌肉在卵巢发育Ⅰ—Ⅴ期显著上升(P<0.05), 雄凤鲚肌肉氨基酸含量在精巢发育Ⅰ—Ⅴ期显著下降(P<0.05)。但各性腺发育阶段氨基酸组成相对稳定, 雌、雄鱼肌肉总必需氨基酸/总氨基酸分别为(37.88±0.32)%—(41.66±0.44)%和(40.30±0.69)%—(40.94±0.29)%。依据氨基酸评分(AAS)和化学评分(CS)标准, 不同性腺发育阶段的野生瓯江雌、雄凤鲚肌肉中第一限制性氨基酸均为色氨酸, 第二限制性氨基酸均为甲硫氨酸(Met)和胱氨酸(Cys)。在卵巢发育Ⅰ—Ⅴ期, 性腺发育阶段含量最丰富的C16﹕0和C18﹕1呈下降趋势, 可能是作为主要的供能脂肪酸。多不饱和脂肪酸的主要脂肪酸DHA在卵巢发育中呈现先上升后下降趋势。在精巢发育Ⅰ—Ⅴ期, 多不饱和脂肪酸呈现下降趋势。因此, 在繁殖过程中, 野生瓯江凤鲚雌雄鱼的发育特征和肌肉营养组成变化规律及差异与生殖洄游产卵的繁殖习性密切相关。     

池塘内循环流水养殖模式对养殖塘上覆水-沉积物-间隙水磷时空分布特征及释放通量的影响

为了揭示池塘内循环流水养殖模式(Inner-circulation Pond Aquaculture, IPA)上覆水-沉积物-间隙水不同磷形态时空分布特征, 探讨沉积物-水界面磷的释放通量及其主要影响因素, 在IPA一条水槽前后端设置6个采样点, 共设置4条, 同时对常规传统池塘(Usual Pond Aquaculture, UPA)设置5个采样点, 采用SMT(磷形态标准测试程序)法测量沉积物中磷的形态组成, 对上覆水-沉积物-间隙水磷时空分布特征进行了分析, 统计了磷释放通量及主要影响环境因子的关系。结果表明: (1)从整体上, IPA上覆水及间隙水中不同形态磷含量低于UPA, 且IPA水体磷空间分布差异较大, 水槽后端沉积物向上覆水释放, 水槽前端则表现为上覆水向沉积物汇集; (2)在养殖中后期, 空间上, IPA水槽后端沉积物不同磷形态随着距离增加逐渐降低, 且均低于UPA; 时间上, 2种模式TP、IP、OP和Fe/Al-P随着养殖的进行而显著增加, Ca-P呈先降低后增加的趋势; (3)UPA基本表现为沉积物对磷的吸收, 而IPA磷释放通量时空差异较大, 养殖初期, 水槽前端表现对磷的吸收, 水槽后端10 m内则少量释放; 至养殖中后期, 槽后端10 m内表现对磷的大量释放; 而后端20和30 m在养殖初期磷通量较小, 至养殖中期均转变为对磷的吸收, 至养殖末期则转变为对磷的释放; (4)2种模式磷通量和环境因子的关系基本一致, TP、IP释放通量和pH呈显著正相关, 各形态磷释放通量和沉积物Eh呈显著负相关, 其中温度的升高对各沉积物不同形态磷的释放有显著的促进作用。综上所述, IPA沉积物磷组分时空差异较大, 主要集中分布在水槽后端10 m内, 且在养殖中后期向上覆水大量集中释放。研究旨在为IPA改进固体颗粒物拦截方法、提高残饵和粪便的收集效率及养殖水环境调控提供理论依据。     

不同品种淫羊藿黄酮类有效成分的主成分分析及对肾阳虚大鼠保护作用的研究

采用HPLC测定不同品种淫羊藿黄酮类即淫羊藿苷、朝藿定A、朝藿定B、朝藿定C 4种有效成分含量,结合主成分分析对不同品种淫羊藿进行质量分析与评价,并考察淫羊藿对大鼠肾阳虚保护作用。将实验动物随机分为阳虚模型对照组(模型组)、金匮肾气丸干预组(阳性组)、淫羊藿低(125 mg/kg)、中(250 mg/kg)、高(500 mg/kg)剂量组。四周后测定肾阳虚大鼠血清中尿酸(UA)、肌酐(CRE)和尿素氮(BUN)。主成分分析结果显示,主成分1淫羊藿苷、朝藿定C和主成分2朝藿定B是影响样品质量评价的主要因子。12批淫羊藿药材整体质量较好。药理学结果显示,与空白组相比,大鼠血清中UA、CRE和BUN含量显著降低。上述结果表明:本方法同时测定淫羊藿黄酮类4种有效成分,为建立淫羊藿质量评价提供参考;淫羊藿对氢化可的松诱导的肾阳虚具有明显的保护作用,具有量效关系。     

黄芩配伍川贝母后黄芩中主要化学成分含量变化及抗肺炎作用研究

本文旨在探究黄芩川贝母不同比例配伍后对黄芩中主要化学成分含量影响及等比配伍后抗肺炎作用。将黄芩川贝母按3∶0、3∶1、3∶2、3∶3、2∶3、1∶3、0∶3比例配伍后,水提取,高效液相色谱法测定黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素含量。选择健康ICR小鼠36只,随机分为6组,分别为空白组、LPS组、阳性药组、黄芩组、川贝母组、黄芩-川贝母组,每组6只,连续给药6天;第7天,实验组腹腔注射LPS 10 mg/kg,空白组注射等体积的生理盐水,LPS造模6 h,检测各组小鼠血清中IL-1β、IL-6、TNF-α水平,光镜下观察各组小鼠肺组织病理变化。结果发现黄芩川贝母配伍比例在3∶1、3∶2、3∶3、2∶3时,黄芩苷、汉黄芩苷、黄芩素、汉黄芩素总含量变化小于6%,当配伍比例达到1∶3时,四种化学成分的总量下降了23.7%。黄芩川贝母等比配伍后可显著降低小鼠血清中IL-1β、IL-6、TNF-α含量、改善肺组织病理形态,其治疗效果优于单药组。黄芩川贝母配伍比例控制在3∶1~2∶3为宜,且二者在抗肺炎中具有协同作用。     

丽江乌头根中的二萜生物碱成分研究

为了寻找丽江乌头中结构新颖的化合物,丰富丽江乌头的化学成分多样性,本文对丽江乌头(Aconitum forrestii Stapf)根部的化学成分进行研究,采用硅胶柱层析从其乙醇提取物中分离得到14个化合物。通过HR-ESI-MS、1D和2D NMR等波谱技术鉴定了它们的结构,其中化合物1是一个新的乌头碱型二萜生物碱,命名为8-O-methyl-14-O-anisoylchasmanine(1)。其余13个化合物均为已知化合物:14-acetoxy-8-O-methylsachaconitine(2)、14-acetyltalatizamine(3)、talatisamine(4)、chasmanine(5)、ezochasmanine(6)、crassicautine(7)、geniculatine C(8)、cammaconine(9)、vilmoraconitine(10)、aconitramine A(11)、vilmorrianine G(12)、hemsleyaconitine G(13)和heterophylloidine(14)。测试了所有化合物对阿霉素诱导的H9c2心肌细胞损伤的保护活性,结果显示化合物3、10、11和12表现出一定的保护作用。