Fine root production of Pinus massoniana plantation and Castanopsis carlesii plantation at different successional stages in subtropical China

AimsOur objectives were to determine differences in fine root production, its relationships with environmental factors, and its diameter- and depth-related distribution patterns between plantations of two subtropical tree species differing in successional stages. MethodsPlantation forests of an early-successional species, Pinus massoniana, and a late-successional species, Castanopsis carlesii, in Sanming, Fujian Province, were selected. Fine root production was monitored for two years using minirhizotrons methods. At the same time, environmental factors including monthly air temperature, monthly precipitation, soil temperature, and soil water content were determined.Important findings 1) During the two years, there was significant difference in annual fine root length production between these two forests, with annual production of P. massoniana plantation nearly four times that of C. carlesii plantation. Fine root length production under both forests showed significant monthly dynamics and maximized in summer, a season when most of fine roots were born. 2) Roots of 0-0.3 mm in diameter accounted for the largest proportion of total fine root length production. Fine roots were concentrated mostly at the 0-10 cm soil depth in P. massoniana plantation, but happened mostly at the 30-40 cm soil depth in the C. carlesii plantation. 3) Partial correlation analysis suggested that, monthly fine root production of both forests was significantly correlated with both air temperature and soil temperature, while it had no significant correlation with either rainfall or soil water content. Linear regression analysis illustrated that monthly fine root production was more correlated with air temperature and soil temperature in the P. massoniana plantation than in the C. carlesii plantation. It was concluded that fine root production in the early-successional P. massoniana plantation was not only much higher in amount, but also more sensitive to temperature, than that in the late-successional C. carlesii plantation.     

生姜根茎的发育过程及分泌腔的超微结构

为了解生姜(Zingiber officinale Roscoe)根茎的发育过程,在光学显微镜和电子显微镜下对不同发育时期的生姜进行显微和超微结构观察,并对分泌腔的发生发育过程进行了研究。结果表明,幼嫩期的生姜,表皮以内的基本组织可大致分为皮层、拟内皮层和中柱。次生加厚分生组织起源于中柱外侧一些细胞,细胞分裂和体积增大促使生姜发育。薄壁细胞内有大量的淀粉粒且其数量、形状和大小因发育时期而不同。分泌腔广布于生姜中,其发育过程可分为3个阶段:分泌腔原始细胞团形成、分泌腔的发生和成熟分泌腔形成。生姜精油主要在线粒体、质体和细胞质中合成。本研究为生姜药用资源的开发利用提供了理论依据。     

光照和温度对入侵植物大狼耙草异型瘦果萌发的影响

为了解大狼耙草(Bidens frondosa)的入侵机理,对其中央瘦果和外围瘦果的形态特征和萌发特性进行了研究。结果表明,大狼耙草果序中的中央瘦果和外围瘦果在颜色、长度、宽度和芒刺长度等方面均存在明显差异。在周期性光照下, 两种瘦果在15℃/10℃下不萌发;在20℃/15℃和25℃/20℃下中央瘦果的萌发率显著高于外围瘦果;而在30℃/25℃、35℃/30℃和40℃/35℃下两种瘦果的萌发率无显著差异。在全黑暗条件下, 中央瘦果在低于35℃/30℃时萌发受到抑制,外围瘦果在低于40℃时萌发受到抑制。光照和瘦果类型除对大狼耙草的萌发率有显著影响外,对萌发指数和萌发速率也有明显影响。大狼耙草通过异形瘦果间的萌发差异减少同胞后代间的相互竞争,增强其对不同环境的适应性,使后代获得更多的生存机会,有利于瘦果在适宜的环境条件下萌发及入侵种群的存留与扩张。     

龙津蕨的配子体发育特征及其系统学意义

采用改良Knop's营养液液体培养基于25℃恒温培养箱中培养龙津蕨(Mesopteris tonkinensis)的孢子,每天光照12 h,黑暗12 h,光照强度为2 500 lx。用光学显微镜观察记录其孢子萌发、配子体发育的全过程,为龙津蕨系统学的研究提供配子体发育方面的详实资料。结果表明:成熟孢子深褐色,不透明,两侧对称,极面观椭圆形,赤道面观圆角三角形,具单裂缝,孢子周壁具密集的脊状褶皱。播种后15 d左右萌发,形成2~5个细胞长的丝状体。孢子萌发类型为书带蕨型(vittaria-type)。具单细胞假根,不含叶绿体,基部膨大。20 d左右发育成片状体,30 d左右形成幼原叶体,幼原叶体不对称,成熟原叶体心脏形对称,56 d左右形成成熟原叶体,原叶体发育类型为铁线蕨型(adiantum-type)。幼原叶体仅左右两翼顶端细胞产生乳突毛状体,成熟原叶体边缘及背腹面都具少量乳突毛状体,毛状体由单细胞构成。68 d左右精子器开始出现,精子器近圆球形,由基细胞、环细胞、盖细胞构成。75 d左右颈卵器出现,成熟颈卵器颈部由3层细胞构成。其侧面观柱状,顶面观为铜面状。颈卵器垂直于原叶体表或向原叶体基部倾斜。另外,根据已知的金星蕨科其他属的配子体发育特征,发现龙津蕨配子体发育的这些特征与他们存在较大的区别,因此龙津蕨系统学位置还有待于进一步研究。     

狗脊孢壁发育超微结构的研究

鳞毛蕨型孢子类型众多,初步研究表明形态相似的孢子类型其孢壁发育特征存在差异,因此有必要对各代表类群的孢壁发育进行深入地研究。该文利用透射电镜对乌毛蕨科(Blechnaceae)狗脊(Woodwardia japonica)孢壁结构和发育的超微结构进行研究。结果表明:(1)狗脊孢子囊的结构由外向内分别为孢子囊壁细胞、两层绒毡层细胞和孢子母细胞;(2)狗脊孢子具乌毛蕨型(Blechnoid type)外壁,表面光滑,由两层构成,裂缝区域具辐射状的槽;(3)周壁属于空心型(cavity type),由四层构成,从内向外分别为P1、P2、P3和P4层,前三层叠合在一起,层间有不同程度的空隙,P4层与前三层之间具有明显而连续的空腔,并隆起形成片状褶皱纹饰;(4)有小球体和小杆共同参与孢子周壁的形成,周壁部分或全部来源于孢子囊壁细胞。综上所述,狗脊孢子与同属于鳞毛蕨型的贯众(Cyrtomium fortunei)和朝鲜介蕨(Dryoathyrium coreanum)孢壁的发育在周壁结构、周壁各层的发育顺序、周壁来源和参与成壁的特征物质等方面存在差异。该研究有利于进一步理解蕨类植物孢壁所蕴含的分类和演化上的科学意义和价值。     

温度和流速对洛氏鱥呼吸代谢的影响

采用实验生态学的方法研究了不同温度和流速对两个年龄组洛氏鱥呼吸代谢的影响。结果表明,1龄和2龄洛氏鱥在4℃水体中基本不摄食生长十分缓慢,随着水体温度升高,鱼类摄食和生长情况出现好转。在温度4℃增高至28℃的过程中,除流速16cm/s和18cm/s条件下水温由24℃升28℃时耗氧率出现降低外,其余流速下洛氏鱥耗氧率均随着温度升高而增加,呈典型的指数增长趋势Y=aebx,R2值均高于0.90;在流速由8cm/s增至18cm/s的过程中,虽然1龄组在低于20℃和2龄组低于24℃水体中耗氧率随流速增加而增加,但1龄组在温度24、28℃和2龄组在28℃的水体中当流速增至16cm/s时耗氧率达到最大值,1龄组持续30min和2龄组持续1h后出现鱼体紧贴栏鱼网的现象。通过分析得出,洛氏鱥的呼吸代谢受到温度、水流和个体大小等因素的相互影响,个体较大的2龄洛氏鱥对水环境的适应范围明显强大于1龄鱼,流速为12—14cm/s温度为16—24℃和流速为16cm/s温度为16—20℃是1龄洛氏鱥理想养殖条件,流速12—16cm/s温度8—24℃是2龄洛氏鱥理想养殖条件。     

γ谷氨酰环化转移酶对斑马鱼早期发育的影响

γ谷氨酰环化转移酶(γ-Glutamyl cyclotransferase,GGCT)是谷胱甘肽循环过程中催化L-γ-GlutamylL-amino acid分解为L-amino acid和5-oxoprodline的关键酶,在防止细胞氧化性损伤中发挥重要作用。研究以斑马鱼为模型,利用吗啡啉(Morpholino,MO)敲降GGCT,发现早期胚胎发育出现脑部发育缓慢、尾短弯曲和环心室水肿等异常表型,原位杂交检测发现脑发育相关标记基因shha、wnt8b与fgf8的表达发生改变。体外转录ggct-m RNA与GGCT-MO共注射,畸形率降低,部分脑部标记基因表达回复正常。此外,使用化学阻断剂阻断GGCT上游的γ谷氨酰转肽酶(γ-Glutamyl transpeptidase,GGT)和下游的5羟脯氨酸酶,斑马鱼胚胎产生发育停滞和水肿表型。敲降GGCT和阻断GGT都降低了胚胎的谷胱甘肽(Glutathione,GSH)的含量,研究表明γ谷氨酰环化转移酶可能通过谷胱甘肽循环在斑马鱼早期胚胎发育过程发挥重要作用。     

野生棘胸蛙消化器官蛋白酶的分布及酶活力

本研究在不同p H和温度条件下以离体方式对野生棘胸蛙(Quasipaa spinosa)不同消化器官的蛋白酶活力进行了分析。结果表明,食道、胃、胰的蛋白酶活力受到酶体系p H的显著影响(P0.05),且随p H升高呈现典型的单峰型活力曲线。食道和胃的蛋白酶活力在p H为1.5时达到峰值,胰的酶活力在p H为9.6时达到峰值,而肠道酶活力在p H为7.4时达到峰值。各消化器官蛋白酶活力具有明显的温度依赖性(P0.05),酶活力随温度升高也均呈典型的单峰型活力曲线,不同消化器官的最大酶活力温度分别为,食道50℃、胃50℃、胰45℃、前肠45℃、后肠45℃、直肠45℃。在最大酶活力的p H和30℃条件下,各消化器官蛋白酶活力由高到低依次为胰、食道、胃、直肠、前肠、后肠。由此可见,蛋白酶在棘胸蛙消化系统的分布具有明确的规律性,且不同来源的蛋白酶需要在特定p H和温度下才能表现出最大的反应活性。     

海月水母精巢发育及排精过程的观察

采用实验生态学及显微观察的方法研究了海月水母(Aurelia sp.)的精巢发育及其排精过程,并对其精子活力进行了测定。结果表明:在水温20~22℃的条件下,海月水母碟状体经过40 d生长,达到伞径(7.50±0.71)cm、体重(28.70±6.60)g时,精巢出现并生长发育;经过60 d生长,达到伞径(11.77±0.51)cm、体重(83.54±10.36)g时,精巢发育成熟并开始排精;生长90 d后,精巢开始出现退化,当生长110 d时,精巢退化完全。在精巢发育过程中,其宽度和长度分别伴随海月水母伞径的增长而增宽和伸长,并出现折叠现象。海月水母的排精路线为:精子先粘附于精子细丝上,从精巢排出,继而经过胃循环沟、胃口腕沟,最后由口腕基沟排出体外。在水温22℃、盐度30、p H 8.0的条件下,海月水母精子活力随时间延长而降低,其快速运动时间和寿命分别为4 h 30 min和10 h。本研究结果显示,在适宜的环境条件下,海月水母精巢发育迅速,排精路线与过程相对简单,其精子活力强、寿命长,这种高效的生殖策略为其暴发奠定了基础,这或许也是海月水母能在地球上存活年代久远的原因之一。     

灭钉螺微生物的选育及抑螺效果观察

【目的】筛选出一种高效、持久、安全及价廉的灭螺微生物,对其进行鉴定并观察其抑螺功效。【方法】从钉螺孳生的土壤中筛选出4株灭螺活性较强的菌株(B8、B27、B36、B59),显微镜观察菌株形态和革兰氏染色均为G+杆菌。不同分离胶浓度的SDS-PAGE分析其灭螺活性成分;优势菌株经16s rRNA扩增后,PCR产物测序,序列比对,构建系统发育树鉴定其种属。【结果】灭螺结果表明,各试验组中发酵上清液各菌株间灭螺效果差异有统计学意义(χ2=21.286,P=0.002);细菌发酵液各菌株间差异也有统计学意义(χ2=17.298,P=0.008);菌体悬液各菌株间差异无统计学意义(χ2=7.579,P=0.271);此外,B59菌株的灭螺效果优于其它菌株,尤其是其发酵上清液浸泡48 h和72 h钉螺死亡率高达73.3%和96.7%。SDS-PAGE发现在B59细菌上清液中无蛋白带出现,推测其灭螺活性物质可能是其他成分;分子系统发育分析结果显示B59菌株位于Bacillus cereus (CP001746)分支上,一致性达100%。【结论】B59菌株的发酵上清液灭螺效果最好,其灭螺活性物质可能不是蛋白质,B59菌株被鉴定为Bacillus cereus。