毛竹茎秆叶绿体超微结构及其发射荧光光谱特征

为了探讨毛竹（Phyllostachys pubescens）茎秆的光合特性,以1龄和3龄毛竹为材料,观察了茎秆和叶中叶绿体的超微结构,测定了光合色素含量以及发射荧光光谱。结果表明：茎秆中叶绿体发育完整,其类囊体垛叠程度高于叶,并含有淀粉粒。茎秆中叶绿素总含量、类胡萝卜素及Chla／b含量显著低于叶（FI〈O．05）。茎秆发射荧光光谱在735nm处没有明显的主峰,1龄和3龄毛竹茎秆光系统lI与光系统I的半峰宽比值分别比叶降低了7．0％和11．3％（P〈0．05）,峰高比值比叶分别增加了6．5％和18．3％（P〈0．05）。四阶导数光谱在650—800nm波长范围内出现了6个极大值,代表LHCII、CP43、CP47、RCI和ILHCI的发射荧光峰以及PSI和PSII的发射荧光副振峰：其中,茎秆中RCI和LHCI特征发射荧光峰与叶相比有不同程度的红移。表明毛竹茎秆叶绿体通过提高Chlb的相对含量和增加类囊体垛叠以及降低LHCI含量,来适应毛竹茎秆以红光为主的光环境。进而协调激发能在2个光系统间的分配。     

‘波叶金桂’对干旱和高温胁迫的生理生态响应

为了探讨植物对干旱、高温及协同胁迫的响应,该研究以木犀(Osmanthus fragrans)‘波叶金桂’为材料,采用盆栽质量控水法模拟干旱胁迫(对照、轻度、中度和重度)和高温胁迫,利用动态顶空气体循环吸附法和热脱附-气相色谱-质谱(TDS-GC-MS)联用技术对其挥发性有机化合物(VOCs)进行测定;同时测定其非结构性碳(NSC)含量及次生代谢酶活性。结果表明:干旱胁迫对‘波叶金桂’叶片NSC组分含量影响不显著;可溶性糖和淀粉含量在高温胁迫下显著降低,在协同胁迫后持续性下降,重度协同胁迫下,葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉分别比对照降低47.7%、46.4%、34.4%和38.2%。干旱胁迫和协同胁迫下3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMGR)、1-脱氧木酮糖-5-磷酸还原酶(DXR)活性表现出先上升后下降,而脂氧合酶(LOX)活性表现出持续性上升趋势;高温胁迫后,HMGR、DXR和LOX活性显著高于对照。干旱胁迫下萜烯类VOCs释放量表现出先上升后下降趋势,中度干旱胁迫和高温胁迫下分别比对照高37.9%和32.3%;协同胁迫下萜烯类释放量逐渐降低,干旱、高温和协同胁迫诱导醛类释放量明显增加。上述结果表明:干旱胁迫条件下,‘波叶金桂’通过NSC进行自我渗透调节,同时合成大量萜烯类化合物来提高抗旱性;‘波叶金桂’调控萜烯类化合物合成以及绿叶挥发物(GLVs)的释放抵御高温胁迫;协同胁迫下萜烯类化合物的合成途径受阻,‘波叶金桂’提高GLVs合成与释放量抵御协同胁迫;中度和重度协同胁迫导致‘波叶金桂’细胞膜严重受损,自我调节能力降低。     

毛竹出笋后快速生长期内茎秆中光合色素和光合酶活性的变化

为了探讨毛竹(Phyllostachys pubescens)非同化器官茎秆的光合特性, 测定了毛竹出笋后快速生长期内(2011年4月13日到6月2日)的光合色素含量以及光合酶活性, 并通过激光共聚焦显微镜对其叶绿体分布进行了观察。结果表明: 毛竹茎秆中的叶绿体主要集中分布在表皮以下的基本组织中, 此外维管束鞘周围的细胞内也存在大量的叶绿体, 此特征类似于C₄植物的花环结构。在毛竹出笋后快速生长期内, 随着茎秆不断生长, 叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量均极显著(p < 0.01)增加。在出笋10天时, 茎秆中核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶(Rubisco)活性、磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)活性和NADP-苹果酸酶(NADP-ME)活性最高, 之后随茎秆生长逐渐降低, 生长30天时酶活性与10天时相比分别降低了88.55% (p < 0.01)、77.46% (p < 0.01)和72.50% (p < 0.01), 而PEPC/Rubisco比值则随茎秆生长逐渐增加, 30天时比值达到12.83, 明显高于C₃植物。这表明毛竹茎秆内可能存在C₄光合途径, 此途径有利于毛竹提高光合效率, 进而促进其出笋后的快速生长。     

损伤冷蒿挥发性有机化合物(VOCs)成分分析及其对牧草根系生长发育的影响

采用GC-MS测定损伤冷蒿VOCs的主要成分,并通过生物测定的方法研究损伤冷蒿VOCs对牧草幼苗根系生长发育的影响。结果表明:损伤冷蒿释放30种VOCs,包含萜烯类、醇类、酯类、醛类和酮类等5类化合物,其中相对含量高于1%的化合物共占VOCs总量的97.37%,桉树脑含量最高(22.43%)。损伤冷蒿释放的VOCs极显著(P0.01)的抑制草木樨、苏丹草、披碱草和冰草幼根的伸长,以及苏丹草侧根与冰草须根的发育,抑制率分别为51.55%、55.34%、37.57%、48.68%、93.04%和25.00%;同时也极显著抑制4种牧草幼根生物量的积累(P0.01)。损伤冷蒿VOCs影响牧草根部中柱组织结构的分化,使草木樨中柱内木质部、韧皮部与形成层不能正常分化;苏丹草、披碱草和冰草的凯氏带发育不完整。由此可见,损伤冷蒿VOCs对牧草根系生长发育具有明显的抑制作用。     

冷蒿挥发性有机化合物主要成分分析及其地上部分结构研究

冷蒿(Artemisia frigida)挥发性有机化合物(volatile organic compounds,VOCs)具有特殊气味,在植物受损伤时,此气味会更加浓烈。该文通过对未损伤与损伤冷蒿VOCs成分分析、地上部分结构观察,初步揭示了冷蒿VOCs释放与结构之间的关系。结果表明,未损伤冷蒿VOCs主要含有22种化合物,其主要成分是莰烯(14.27%)、(E)-乙酸-3-己烯酯(10.85%)、对-伞花烃(9.05%)、桉树脑(39.80%)、α-萜品醇(10.04%)、β-萜品醇(2.48%)、樟脑(5.66%)和(R)-(–)-对薄荷-1-烯-4-醇(3.84%)。损伤较未损伤冷蒿VOCs增加了12种物质,其中相对含量大于1%的化合物分别为顺-3-己烯醛(1.15%)、2-己烯醛(1.34%)、顺-牻牛儿醇(2.66%)、冰片(4.47%)、(1R,4R)(+)-对-薄荷-2,8-二烯(9.15%)、乙酸冰片酯(1.37%)和4(14),11-桉叶双烯(1.30%)。冷蒿叶片中栅栏组织发达,叶柄内具有2–3处栅栏组织,并且栅栏组织中都具有发达的气室,同时气室与气孔相连。因此,损伤较未损伤冷蒿VOCs种类和浓度增多的原因可能为:冷蒿VOCs合成后大量储存于气室中,当叶片损伤时,VOCs大量释放出来,同时合成释放一些新的VOCs,致使损伤冷蒿VOCs种类和浓度增加。     

植物间挥发物信号的研究进展

植物VOCs信号是植物间进行信息交流的“语言”, 可由多种生物和非生物因素诱导产生。非寄生植物释放的VOCs信号可影响其所在群落中其它植物的种子萌发与幼苗生长; 而寄主植物释放的VOCs信号却是诱导寄生植物种子萌发和幼苗生长的信号物质。VOCs作为植物间的伤害信息可以诱导临近的同种或异种植物做好防御准备, 从而通过主动或间接防御以减少外界的伤害。植物间通过VOCs信号进行信息交流, 从而实现其繁衍与防御。该文通过对VOCs信号的种类、诱导产生因素、传递及作用进行综述, 以期对VOCs信号的研究有所帮助。     

几种牧草幼苗对冷蒿茎叶水浸提液化感作用的生理响应

采用沙培法对草木樨、披碱草、冰草和羊草进行幼苗生长试验,研究了不同浓度冷蒿茎叶水浸提液处理对4种牧草幼苗生长、根系活力、叶绿素含量以及抗氧化保护酶活性的影响,并采用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对冷蒿茎叶水浸提液的化学成分进行了分析。结果表明:冷蒿茎叶水浸提液对草木樨、披碱草、冰草和羊草4种牧草幼苗生长有明显的影响,这种影响效应与牧草的种类及冷蒿茎叶水浸提液浓度显著相关。其中,25mgDw·mL-1的冷蒿茎叶水浸提液均表现出对4种牧草幼苗生长指标有极显著的抑制作用(P0.01),4种牧草幼苗根系活力分别降低了46.7%、65.9%、59.3%和66.7%,草木樨、披碱草和羊草幼苗叶绿素含量分别下降了47.3%、56.6%和46.7%。当冷蒿茎叶水浸提液浓度为10mgDw·mL-1时,对4种牧草幼苗体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性有显著的促进作用;当浓度为25mgDw·mL-1时,对4种牧草幼苗体内SOD、POD和CAT活性有显著的抑制作用,同时使幼苗体内丙二醛(MDA)的含量显著增加。冷蒿茎叶水浸提液有30种化感类次生代谢化合物,主要成分是樟脑(27.6%)、龙脑(10.1%)、蓍草苦素(9.8%)、桉树脑(8.7%)、喇叭烯醇(4.1%)和对-1-薄荷烯-4-醇(4.1%),占总量的60%以上。     

模拟酸雨对毛竹叶片抗氧化酶活性及释放绿叶挥发物的影响

为了探讨酸雨胁迫与毛竹(Phyllostachys pubescens)绿叶挥发物(green leaf volatiles,GLVs)释放规律以及抗氧化酶活性的关系,通过盆栽试验,采用不同pH值(5.6、4.0、2.5)的模拟酸雨对毛竹三年生实生苗进行处理,研究酸雨对毛竹叶片可溶性蛋白质含量、丙二醛(MDA)含量和抗氧化酶活性的影响,并采用热脱附/气相色谱/质谱联用技术对毛竹释放的GLVs成分和含量进行分析。结果表明:酸雨胁迫下毛竹叶片MDA含量明显增加,pH 2.5模拟酸雨胁迫处理45天毛竹叶片MDA含量与对照相比增加了43.0%(p0.01);pH 4.0处理MDA含量增加缓慢,处理75天时MDA含量比对照增加了0.36倍(p0.01)。pH 4.0和pH 2.5模拟酸雨胁迫处理45天时,毛竹叶片可溶性蛋白质含量极显著增加,与对照相比分别增加了32.0%和65.0%(p0.01)。在酸雨胁迫下,毛竹叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)的响应时间存在一定差异,表现为互相协调,pH 2.5模拟酸雨胁迫处理SOD活性和POD活性分别在45天和60天时达到最大值,分别为对照的1.67倍和1.31倍(p0.01),随后降低。pH 4.0和pH 2.5模拟酸雨胁迫处理,毛竹叶片GLVs含量比对照分别增加26.4%和132.9%(p0.01),新增GLVs为(E)-2-辛烯醛、2-乙基己醛、(E)-2-己烯醛和(E)-2-壬烯醛。研究表明:酸雨胁迫条件下,毛竹可以通过调节保护酶活性、可溶性蛋白质含量和释放GLVs来提高适应环境的能力。     

海盐对绿竹叶片反射光谱及叶绿素荧光参数的影响

沿海防护林是海岸生态系统中最基本的生物资源,由于沿海地区地下水位高,土壤含盐量高,肥力低,生态环境恶劣等特点,所以优良植物种选择是加快沿海优良防护林体系建设的关键。为了探讨绿竹耐盐性以及为沿海地区防护林选择优良植物种,以2年生绿竹(Bambusa oldhamii)为材料,采用水培法进行不同浓度的海盐处理,利用Unispec-SC型单通道光纤光谱仪和非调制式叶绿素荧光仪对绿竹叶片反射光谱和叶绿素荧光参数等进行测定。结果表明:当海盐浓度小于1.2%时,绿竹叶片中叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量,以及"三边"参数与对照无显著差异,当海盐浓度升高到1.6%时,色素与对照相比分别降低了63.2%、62.8%和47.2%(P0.01),红边位置(λr ed)和红边面积(Sred)相比对照显著减小(P0.05)。1.2%浓度的海盐处理,红边归一化指数(rNDVI)、绿度归一化指数(gNDVI)、类胡萝卜素反射指数2(CRI700)和光化学反射指数(PRI)显著降低(P0.05),与对照相比分别降低了27.3%、23.3%、19.5%和43.9%;当海盐浓度增加到1.6%时,rNDVI、改良红边比值指数(mND)、gNDVI、改良归一化差值指数(mSR700)、类胡萝卜素反射指数1(CRI550)、CRI700和PRI等参数与对照相比分别下降了42.4%、43.9%、32.6%、21.5%、47.2%、49.9%和58.5%。绿竹叶片PSⅡ最大量子产率(Fv/Fm)、电子传递的量子产额(ΦEo)、单位反应中心捕获的用于电子传递的能量(ETo/RC)、单位面积反应中心数目(RC/CS)和叶片性能指数(PIABS)等参数,1.6%海盐处理与对照相比分别降低了50.8%、28.6%、21.7%、52.1%和92.3%,单位反应中心复合体吸收的能量(ABS/RC)比对照提高了96.9%。说明绿竹具有一定的耐盐性。     

应用热脉冲技术对小美旱杨树干液流的研究

应用热脉冲技术对河套灌区农田防护林小美旱杨（Populus popular‘s)树干液流速度进行了研究。结果表明,在正常生长状态下,小美旱杨树干单位面积液流通量为0.088L.cm^-2.d^-1;形成层以下不同深度的树液流速具有相同的日变化趋势,在中午前后各深度流速值均达到最大,各深度流速差值亦达到最大,最大液流速度相对位点距形成层相对距离10mm处,在不同水分条件下,灌水时液流速度小于未灌水时液流速度。萌生苗液流速度大于扦插苗液流速度。