5种外源物质对干旱胁迫下笔筒树幼苗生长的缓解效应北大核心CSCD

为探究外源物质对干旱胁迫下笔筒树生长的缓解效应和生理机制,对实验室培养的笔筒树幼苗进行了自然干旱胁迫,期间分别叶面喷施1.0 mmol/L水杨酸(SA)、150μmol/L褪黑素(MT)、100 mg/L多效唑(PP_(333))、2.5 mmol/L氯化钙(CaCl_(2))以及0.3 mg/L的2,4-表油菜素内酯(EBR)溶液,测定各处理幼苗的生长和光合作用、抗氧化酶、渗透调解物质等相关生理指标。结果表明:(1)与正常生长对照(CK)相比,干旱胁迫(DCK)显著抑制笔筒树幼苗地上部分的生长,但能够显著促进地下部分的生长;干旱胁迫显著抑制笔筒树叶片抗氧化酶活性,加剧对细胞膜的损害,进而引起幼苗叶片相对电导率和丙二醛含量显著上升,显著增加渗透调节物质的积累;干旱胁迫也使叶片叶绿素含量显著降低,不能正常进行光合作用,其净光合速率、气孔导度和蒸腾速率都显著降低。(2)与DCK处理相比,叶面喷施外源物质可以显著提高笔筒树幼苗叶片抗氧化酶活性,有效清除细胞内过多的活性氧,显著降低相对电导率和丙二醛含量,使细胞膜系统代谢正常,减轻干旱胁迫对笔筒树幼苗造成的伤害,并提高净光合速率、气孔导度、蒸腾速率和叶绿素含量,有效减轻干旱胁迫对光合作用的抑制。(3)隶属函数法综合评价表明,适宜浓度的水杨酸(SA)和褪黑素(MT)处理对笔筒树幼苗干旱胁迫的缓解效应最好。     

社会经济代谢研究:内涵、发现和展望

社会经济代谢是指由于人类活动导致的物质和能量在社会经济系统内部和边界上的迁移和转换。社会经济代谢研究已经成为产业生态学的核心领域。本文结合典型案例介绍了社会经济代谢研究的内涵和基本步骤,总结了社会经济代谢研究的主要发现:提供了追踪物质在社会经济系统的来源、去向和流动路径的方法与模型;揭示了物质材料及其社会经济代谢过程对现代化生产和生活方式的支撑作用;阐明了人类活动驱动与物质代谢相关的生态环境问题的机制;提供了评估资源利用效率、资源供需趋势和城市矿产开发潜力的模型与基础数据。最后指出了社会经济代谢研究的发展方向:增加研究对象并深化对每种对象的研究精度;拓展或细化研究系统的时空边界;引入并融合新的数据来源和研究方法;将社会经济代谢中的物质流对接到与其相关的生态环境影响;建立可共享、可拓展、可累积的数据平台。     

红壤和风沙土添加不同化学结构有机碳对外源碳去向及累积贡献的影响

植物凋落物碳输入显著影响陆地生态系统土壤CO₂排放和有机碳(SOC)形成,然而,针对不同质地土壤添加不同化学结构外源碳去向依然不清楚。本研究将¹³C标记的葡萄糖、淀粉和纤维素添加至红壤和风沙土,比较2种质地土壤添加不同化学结构外源碳在土壤释放的CO₂、SOC、可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)库的净累积量、回收率及贡献比例上的差异。结果表明: 添加外源有机碳显著提高了CO₂、SOC、DOC和MBC的δ¹³C值,且随着外源有机碳化学结构复杂性的增加,CO₂的δ¹³C峰值依次延迟出现;外源有机碳种类、土壤类型和培养时间均显著改变外源碳去向及其在各碳库的贡献比例;在风沙土中,外源有机碳更多被矿化为CO₂,且CO₂库的外源碳净累积量和回收率大小依次为葡萄糖>淀粉>纤维素;红壤添加外源碳转变为SOC的累积量和回收率显著高于风沙土,且红壤SOC库的外源碳净累积量和回收率大小顺序也为葡萄糖>淀粉>纤维素。可见,外源有机碳化学结构和土壤质地共同调控外源碳去向及累积贡献。     

顺磁物质对土壤低场核磁共振信号特征及含水量测定的影响

核磁共振(NMR)技术由于具有高效快速、不破坏土壤结构且对人体无害等优点,逐渐被应用到土壤学相关领域研究中。然而,土壤中顺磁物质的存在对核磁共振信号特征的影响仍不明确。本研究旨在揭示顺磁物质对不同类型土壤低场核磁共振(LF-NMR)信号特征和土壤含水量测定的影响。结果表明:土壤水的LF-NMR信号量最高可达150左右,土壤矿物、有机质和微生物等固相物质的LF-NMR信号量基本不超过0.3,相对可以忽略。质地和顺磁物质对土壤水的LF-NMR信号量测量有更大影响。LF-NMR仪器存在弛豫时间监测盲区,信号量损失主要是由于顺磁物质加速了水中氢质子的弛豫过程,导致小孔隙中水分反馈的极快的LF-NMR信号不能被监测设备捕获。对于顺磁物质含量较少的壤性潮土(1.2%)和黏壤性黑土(1.3%),LF-NMR信号量损失不大,其与土壤含水量呈线性关系;但对于黏粒含量(45.3%)和顺磁物质含量(4.0%)较高的黏性红壤,测定中会损失一部分LF-NMR信号量,监测到的LF-NMR信号量与土壤含水量不再呈线性关系。此外,外源添加顺磁物质(3.0 g·L^-1的MnCl₂溶液)也会降低黑土和红壤中可被监测的LF-NMR信号量,黑土和红壤的信号量最大损失率分别为41.0%和46.7%,极大地改变其与土壤含水量之间的定量关系。因此,在利用LF-NMR测量富含顺磁物质(>1.3%)或有外源顺磁物质进入的黏性土壤的含水量时,应先通过校正降低顺磁物质等对LF-NMR信号量的影响。研究结果对利用低场核磁共振技术准确分析土壤水分分布及土壤孔隙结构具有重要意义。     

不同抗性泡核桃对褐斑病病原菌侵染的生理生化响应北大核心CSCD

以抗病和感病泡核桃无性系为实验材料,人工接种褐斑病病原菌后测定不同时期叶片中保护酶活性、总酚、类黄酮、叶绿素含量等相关生理生化指标,探讨不同抗性泡核桃响应褐斑病病原菌侵染的生理生化差异。结果表明:(1)接种病原菌后,感病无性系64叶片带菌率随着侵染时间的增加而升高,且显著高于抗病无性系199(P<0.05)。(2)抗病无性系199和感病无性系64叶片的SOD、POD、CAT、APX和PPO活性随着侵染时间均呈现先升高后降低的变化趋势,其中SOD、POD和APX活性均在16 d时达到最大值;与较感病无性系相比,接种后抗病无性系的POD和APX活性较强;在接种前期(1~16 d),感病无性系PPO活性高于抗病无性系,后期(16~34 d)CAT活性也较抗病无性系高。(3)抗病无性系叶片叶绿素含量始终高于感病无性系;抗病无性系MDA含量在接种后无明显变化,而感病无性系先增加后降低,其细胞膜脂过氧化较重。(4)两个无性系叶片可溶性蛋白和可溶性糖含量变化较平缓,且差异不显著,在接种后期(34 d)有升高的趋势;接种5 d以后,感病无性系叶片类黄酮和总酚含量始终显著高于抗病无性系。研究发现,泡核桃抗病无性系叶片带菌率较低,较难受到侵染,并且通过提高POD和APX活性以及积累较多叶绿素、可溶性蛋白和可溶性糖来应对病原菌侵染引起的氧化胁迫,抑制病原菌的繁殖,从而提高其抗病能力。     

基于GC-IMS比较不同干燥方式对柴达木枸杞中挥发性物质的影响CSCD

柴达木枸杞作为青藏高原特有的中药材之一,为探究不同干燥方式对柴达木枸杞品质以及挥发性成分的影响。本文采用自然阴干、热风烘干、真空冷冻干燥以及微波干燥的方式处理柴达木枸杞鲜果,通过气相色谱-离子迁移谱联用(GC-IMS)法分析枸杞鲜果和各类枸杞干果的挥发性成分的变化,构建挥发性成分的差异谱图,并进行主成分分析。从样品中共鉴别出了52种挥发性有机物质以及部分物质的单体和二聚体,包括醛类、烯醛类、酯类、酮类和醇类等。差异图和主成分分析图表明枸杞干燥后挥发性有机物发生了显著的变化,冷冻干燥后的枸杞中挥发性有机物质的种类和含量与枸杞鲜果较为相近,但与其他干燥方式干燥后的枸杞干果差异较大,而热风烘干和微波干燥后的枸杞干果中挥发性有机物种类非常相似。通过建立一种利用GC-IMS检测分析枸杞中挥发性成分的方法,结果表明与其他干燥方式相比,冷冻干燥法能够有效保留枸杞中的挥发性成分,使枸杞保持较高的品质,该研究结果为后续柴达木枸杞的质量评价和加工提供一定的参考依据。     

基于配体捕捞结合HR-ESI-Q-TOF-MS快速鉴定和分离蛇莓的神经氨酸酶抑制剂

流感是一种急性呼吸道疾病,由甲型、乙型和丙型等流感病毒引起。其中,甲型和乙型流感病毒可导致季节性流行甚至全球大流行。流感病毒神经氨酸酶(NA)是病毒复制、传播和发病机制中的关键酶,因而研发神经氨酸酶抑制剂(NAIs)是对抗流感感染的有效途径之一。在中国,许多用于清热解毒的中药单独使用或作为中药配方来治疗流感显示出良好的疗效,但如何从中药中快速分离出活性物质是一个难题。     

外源保幼激素对异色瓢虫卵巢发育及生殖相关基因转录水平的影响

【目的】本研究旨在明确外源保幼激素(juvenile hormone, JH)对异色瓢虫Harmonia axyridis成虫卵巢发育以及生殖信号通路中关键基因转录水平的影响。【方法】以萝卜蚜Lipaphis erysimi饲喂的异色瓢虫雌成虫为空白对照组,以点滴同体积丙酮的雌成虫为溶剂对照组,对人工饲料饲喂的羽化后第2天的雌成虫点滴不同剂量(80, 120和160 ng/头)JHⅢ 1, 3, 5, 7和9 d后,解剖成虫卵巢,拍照并测量卵巢长度及其第一卵室的长度和宽度。利用qPCR分析在最适JHⅢ剂量(120 ng/头)处理后1, 5和9 d的异色瓢虫雌成虫生殖信号通路中关键基因JH受体methoprene-tolerant (Met)基因、krüppel homolog 1(Kr-h1)基因、卵黄原蛋白(vitellogenin, Vg)基因(Vg1和Vg2)和卵黄原蛋白受体(vitellogeninreceptor, VgR)基因表达水平。【结果】与溶剂对照组相比,点滴80和120 ng/头剂量JHⅢ可促进异色瓢虫成虫卵巢发育,其中120 ng/头剂量JHⅢ处理羽化后第2天雌成虫后7 d卵巢中出现大量卵黄沉积,与萝卜蚜饲喂的空白对照组卵巢发育状态一致,卵巢长度以及第一卵室的长度和宽度均显著高于溶剂对照组的;160 ng/头剂量JHⅢ处理则抑制卵巢发育。qPCR结果表明,120 ng/头剂量JHⅢ处理后5和9 d雌成虫中HaMet, HaKr-h1, HaVg1, HaVg2和HaVgR基因表达量较对照组(丙酮处理组)均增加,其中处理后5 dHaMet, HaVg1和HaVgR基因表达量分别为对照组的2.78, 13.14和8.28倍,处理后9 d分别为对照组的2.36,1.85和2.01倍,差异极显著。【结论】120 ng/头JHⅢ可促进异色瓢虫成虫卵巢发育,上调处理后5和9 d时雌成虫HaMet, HaKr-h1, HaVg和HaVgR基因表达量;推测这些关键基因在保幼激素调控异色瓢虫卵巢发育及卵黄形成过程发挥重要作用。     

杜鹃花TPS基因家族鉴定及与萜类物质代谢的关系分析

萜烯合成酶（terpene synthase,TPS）能催化不同的前体物质生成不同的萜类化合物,是合成萜类物质的关键酶。为探究杜鹃花TPS基因家族成员在萜类物质代谢过程中的表达模式,本文基于杜鹃花基因组数据库,利用生物信息学方法对杜鹃花TPS基因（TPS）进行家族成员鉴定;通过云锦杜鹃和诺娃杜鹃两种不同种高山杜鹃的转录组测序结果,结合qRT-PCR、顶空固相微萃取和气相色谱-质谱联用技术,分析两种杜鹃不同发育时期花瓣中TPS家族成员表达水平和代谢物含量变化关系。结果表明,从杜鹃花基因组数据库中共鉴定获得47个RsTPS成员,RsTPS家族成员长度在591-2 634 bp之间,含有3-12个外显子不等,编码196-877个氨基酸;RsTPS家族成员主要分布在叶绿体和细胞质;系统进化分析结果显示RsTPS基因分为5个亚组。通过分析转录组数据得到7个功能注释为TPS的基因家族成员,发现TPS1、TPS10、TPS12和TPS13的表达量在4个时期中呈现出先上升,到盛开期达到顶峰后再下降的趋势。对基因表达量变化与萜类物质含量变化进行相关性分析,发现TPS1、TPS4、TPS9、TPS10、TPS12和TPS13表达量与云锦杜鹃不同时期花瓣中萜类物质含量变化呈显著性正相关,推测这6个基因家族成员可能是参与云锦杜鹃花香调控的关键基因。     

韭菜化感物质草莓酸对香蕉枯萎病菌的影响

香蕉枯萎病主要由尖孢镰刀菌 4 号生理小种(Fusarium oxysporum f. sp. cubense,Foc4)引起的一种土传病害,严重威胁香蕉产业的可持续发展。为寻求一种经济有效且环保的防治措施,以韭菜化感物质的衍生物草莓酸(strawberry acid,SA)为材料,通过平板和盆栽实验,研究了SA对Foc4的菌丝生长、香蕉枯萎病病情指数、土壤微生物数量、土壤酶活性的影响。结果表明:(1)随着SA浓度的增加,Foc4的菌落生长直径显著减小,第5天时菌落直径在SA浓度为300、450 μL·L^-1时比150 μL·L^-1分别减小了49.15%、70.89%; 液体培养条件下SA浓度为600 μL·L^-1时Foc4的分生孢子数量显著低于对照处理(相差 470 多倍); pH为5时SA对Foc4的抑制效果显著比pH为7和9时好。(2)随实验处理时间的延长,添加 SA后香蕉幼苗的病情指数显著低于对照。(3)土壤细菌、真菌数量和微生物总量在SA为600 μL·L^-1时均为最高; Foc4数量随SA浓度升高而降低,在1 200 μL·L^-1时显著降低。(4)各土壤酶在浓度(300～600 μL·L^-1)SA处理时活性较高; 1 200 μL·L^-1时显著降低,过氧化氢酶和多酚氧化酶较对照分别降低了41.88%、54.82%。(5)相关性分析得出,土壤微生物总量与细菌、真菌数量极显著正相关; 土壤真菌与放线菌显著负相关; 土壤细菌、真菌和放线菌数量均与蔗糖酶、多酚氧化酶显著正相关; 蔗糖酶与脲酶、过氧化氢酶与多酚氧化酶均显著正相关。综上认为,添加SA浓度为600 μL·L^-1能较好地抑制Foc4的菌丝生长且能提高其抑制率,病情指数明显降低,有利于改善香蕉的生长环境。该研究结果为有效利用SA防治香蕉枯萎病提供了科学依据。