生境对药食两用植物接骨草的生长、叶绿素含量与叶绿素荧光特性的影响

探讨接骨草对不同生境适应能力和响应机制, 以川东北丘陵地区野外自然分布的药食两用植物接骨草(Sambucus chinensis Lind.)为研究对象, 研究林内(生境Ⅰ)、林窗(生境Ⅱ)、林缘(生境Ⅲ)不同生境下接骨草植株高度、叶片形态、叶绿素含量和叶绿素荧光特性等的影响, 结果表明: (1) 不同生境接骨草叶片的植株高度、叶片长、叶面积具有显著的差异性, 林窗生境的植株最高, 叶片长、叶面积最大, 且与相对光强呈显著负相关, 与湿度呈显著正相关。(2) 叶绿素含量具有显著的差异性, 与植株形态的生长具有一致性, 均是林窗生境显著高于林内和林缘生境。(3) 不同生境叶绿素荧光参数差异显著, 林窗生境的接骨草实际光化学效率(ΦPSII)值较高, 而非化学猝灭系数(qN)较低, 同时较高的表观电子传递速率(ETR), 表明接骨草有较高光能利用能力和光呼吸能力。接骨草兼有阴生和向阳的特性, 在林窗生境下接骨草的长势、叶绿素含量和光能利用能力均优于林内和林缘生境, 接骨草的植株形态、光合生理特征是对不同生境适应能力的主导因素。在引种栽培接骨草时, 林窗的相对光照(56.05±0.78%)和相对湿度(52.78±0.63%)可作为遮光种植和田间管理的参照。     

全球陆地生态系统光合作用与呼吸作用的温度敏感性

基于全球647套通量数据,定量分析了全球尺度下生态系统光合作用和呼吸作用的温度敏感性(Q10)随纬度、气候和植被的分布规律。结果表明:在全球尺度下,光合作用和呼吸过程的温度敏感性(Q10,G和Q10,R)都随纬度的升高而增加,其中Q10,G和Q10,R的均值分别为3.99±0.21和2.28±0.074。除热带多树草原、常绿落叶林外,Q10,G均大于Q10,R值。不同植被类型的温度敏感性存在显著性差异,表现为:针叶林阔叶林;落叶林常绿林,其中生态系统的季节性变异是造成差异的主要原因。当植被类型和纬度区域共同影响Q10值时,植被类型对Q10值的总变异贡献更大。气候类型对Q10,G和Q10,R都有显著影响。在气候带上,干旱带的Q10,G最小,而冷温带的Q10,G最高。不同气候类型下(除温带草原气候外)的Q10,G都大于Q10,R。在极端条件下,温度可能不在是主导因素,而水分对温度敏感性的影响不可忽略,今后的研究需要更多的关注生态系统温度敏感性对水分变化的响应。     

N添加对西南亚高山红桦林根系分泌物及其介导的养分转化过程的影响

目前缺乏对根系分泌物通量以及相关生态后果对不同氮（N）沉降水平响应方向和幅度的深入理解,该研究以西南亚高山典型的红桦（Betula albosinensis）林为研究对象,通过野外原位N添加试验模拟不同氮沉降水平（对照组,0 kg?hm^-2?a^-1;低氮处理,25 kg?hm^-2?a^-1;高氮处理,50 kg?hm^-2?a^-1）,分析了红桦林根系分泌物C输入通量及其介导的根际土壤养分循环过程对不同N添加水平的差异化响应,试图揭示不同N添加处理对红桦根系分泌物C输入通量及其介导的土壤养分转化过程的影响。结果表明：（1）N添加显著抑制了红桦林根系分泌物C输入速率（其中低氮（N25）条件下单位根生物量根系分泌速率均值降低约14.87%）和年C输入通量（低氮条件下降低了约45.01%）（P<0.05）,其高氮处理的抑制效应更强。（2）N添加显著抑制了红桦林N矿化速率及其相关的微生物胞外酶活性（P<0.05）,并显著降低了其根际效应;N沉降显著抑制了根系分泌物C输入通量及其介导的土壤养分转化过程,并且这种抑制效应随N沉降水平的升高而增强。该研究结果可丰富全球气候变化下森林地下碳养分循环过程的认识和理解。     

连香树人工林根系分泌物输入季节性变化及其驱动的根际微生物特性研究

根系分泌物介导的根际过程具有重要的生态学效应,但目前有关植物尤其是濒危珍稀植物根系分泌物及其介导的土壤生物地球化学循环过程的原位季节动态研究甚少。本文以阿坝州茂县大沟流域30年生的国家二级濒危保护植物连香树人工林为研究对象,于2014年4、7、9和12月利用原位收集装置对连香树根系分泌物进行原位收集;并同步分析了根际土壤微生物特性的变化。结果表明：（1）根系分泌物C和N分泌速率均呈现明显的季节动态变化,其中,夏季最高,冬季最低。（2）根际土壤微生物碳、氮及土壤酶活性显著高于非根际,表现出正的根际效应;根际效应也与根系分泌物输入表现出类似的季节动态规律,即夏季（7月）最高,而冬季（12月）最低。（3）进一步相关分析表明：根系分泌物分泌速率与土壤微生物碳、氮及土壤酶活性根际效应值呈线性正相关,表明根系分泌物输入是驱动根际微生物活性的重要因子,揭示连香树根系碳输入对根际土壤过程和功能的季节响应。未来研究应加强根系分泌物输入与土壤生物地球化学循环过程的偶联效应与机制研究。     

入侵植物喜旱莲子草和本地种接骨草光合生理特征对增温响应的差异

利用红外加热器模拟增温,比较入侵植物喜旱莲子草和本地种接骨草的光合特性对增温响应的差异,以预测气候变暖背景下入侵植物的入侵潜力,并为筛选替代控制植物提供依据。结果表明:增温导致喜旱莲子草和接骨草的叶绿素a/b值分别比对照显著提高6.21%和降低5.55%。无论增温与否,接骨草的叶绿素b含量显著高于喜旱莲子草,而叶绿素a/b值则相反。增温导致喜旱莲子草净光合速率显著提高9.23%,由于气孔导度增大引起蒸腾速率大幅度增加,使得其水分利用效率比对照显著降低10.64%。增温仅导致接骨草的气孔导度显著增加10.95%,而对其他气体交换特征无显著影响。对照条件下,尽管接骨草的气孔导度和胞间CO_2浓度分别显著低于喜旱莲子草7.03%和4.57%,但是前者的净光合速率和水分利用效率分别显著高于后者10.30%和11.92%。增温条件下,两种植物的净光合速率和气孔导度无显著差异,由于接骨草的蒸腾速率显著低于喜旱莲子草18.02%,故其水分利用效率显著高于后者26.45%。增温、物种及其两者的交互作用对光补偿点、光饱和点、最大净光合速率、暗呼吸速率和初始量子效率等光响应参数影响均不显著。总之,对照条件下,接骨草凭借较高的叶绿素b含量、净光合速率和水分利用效率,比喜旱莲子草具有更强的光合能力。但增温后,接骨草的光合优势被削弱。研究从光合生理角度证明接骨草有望作为喜旱莲子草的替代控制植物,但是未来气候变化背景下喜旱莲子草的入侵潜力可能增强。     

偃麦草属植物醇溶蛋白和谷蛋白多态性及系统学研究

运用酸性聚丙烯酰胺凝胶电泳(A-PAGE)和十二烷基硫酸钠聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)对偃麦草属(Elytrigia)24个物种的醇溶蛋白和谷蛋白进行了研究。以中国春为参照,按醇溶蛋白和谷蛋白电泳图谱条带迁移距离大小和条带多态性对供试材料进行聚类分析。结果显示,24份供试材料均呈现不同的醇溶蛋白和谷蛋白电泳图谱,共分离出醇溶蛋白带纹83条和谷蛋白带纹53条,多态性均达100%,并且在相同染色体组组成的物种中,染色体数目越多,其蛋白带纹越多;偃麦草属24个物种的醇溶蛋白和谷蛋白图谱均有明显差异,蛋白图谱可作为鉴定偃麦草属物种的指纹图谱。聚类分析结果显示,在材料间的醇溶蛋白遗传相似性系数为0.66时,24份材料被划分为6个主要类群,含E和St基因组的物种具有较近的亲缘关系;在谷蛋白遗传相似性系数为0.62时,24份材料被聚为4大类。聚类结果表明,染色体组成未知的物种Et.pachynera可能为异源多倍体物种。     

珍稀濒危植物珙桐不同采收期的种子特性研究

首次比较研究了国家一级保护濒危植物珙桐不同采收时期的种子特性。结果显示:不同采收期每50粒珙桐果实的出种量最高为101粒,最低为53粒,平均80.78粒,变异系数19.43%;果实出种量不随采收时间的推迟而增长,这表明在相似生境条件下珙桐植株间的有性生殖是非同步的。各采收期珙桐果实的出籽率都非常低,最高仅为1.63%,由于种子包装格局与果皮包装格局资源损耗的相对独立性,提示果实表型特征与种子发育程度不存在相关性。测定分析不同采收期珙桐种子电导率,11月5日所采集的种子在9份样品中种子质量最高。而种子形态数据与百粒重却显示11月5日所采集的种子在这两方面最小,长19.85cm、宽4.94cm、厚2.95cm,百粒重18.82g,这表明珙桐种子形态大小不能反映种子质量的高低。用0.5%TTC溶液测定珙桐种子活力,实验结果显示不同采收期珙桐种子活力均达90%以上。     

不同生境下的象头花光合生理特性探究

以象头花(Arisaema franchetianum Engl.)为研究对象, 对林缘、林下两种生境中其光合特性进行对比研究, 探究象头花对不同生境适应和响应机制。用便携式光合仪Li-6400XT测量两种生境中象头花的光响应曲线, 并采用5种光响应模型对其进行拟合, 结合测定不同生境下的环境因子及植株长势。结果表明: (1)两种生境中象头花光响应曲线的最适模型均为改进指数模型(2)林缘、林下的光饱和点(LSP)分别为516.405 μmol•m-2•s-1、638.500 μmol•m-2•s-1, 最大净光合速率(Pmax)分别为4.290 μmol•m-2•s-1、6.740 μmol•m-2•s-1; (3)两种生境中象头花叶片的气孔导度(Cs)、蒸腾速率(Tr)、空气温度(Tair)、样品室相对湿度(RH-S)和胞间CO2浓度(Ci)与净光合速率(Pn)相关性极为显著(P<0.01); (4)林缘、林下两种生境中的自然环境因子温度、湿度未见显著差异(P>0.05), 仅林缘光照显著高于林下光照(P<0.05), 但林下植株长势更好。得出如下结论: 象头花为阴生植物, 适于在林下生长, 在实际的自然栽培中林下光照(0.28±0.17%)可作为遮光种植的初步参照。     

橙盖鹅膏多糖(AC-1)体外免疫调节活性、细胞毒性和抗肿瘤活性的研究

为研究橙盖鹅膏多糖的体外免疫调节活性、细胞毒性和抗肿瘤活性,本研究运用细胞学技术探究AC-1对T细胞、B细胞和RAW264.7三种免疫细胞的体外免疫调节活性;研究AC-1对小鼠成纤维细胞(L929)的细胞毒性以及对小鼠胃癌细胞(MFC)、小鼠肉瘤细胞(S180)的体外抗肿瘤活性。结果表明,AC-1能在体外显著刺激三种免疫细胞的增殖及RAW264.7细胞的吞噬,表明AC-1在增强机体免疫方面具有重要作用,进一步研究发现AC-1主要通过显著促进IgE和IgG的分泌来增强体液免疫。在浓度为5~20μg/mL时AC-1对L929细胞无显著的促进及抑制作用,说明AC-1对正常细胞无毒性;在浓度为10~20μg/mL时AC-1能显著抑制小鼠胃癌细胞(MFC)的生长,但对小鼠肉瘤细胞(S180)的抑制效果较弱,说明AC-1在体外能够直接抑制肿瘤细胞的生长,但对不同的肿瘤细胞具有不同的抑制效果。综上所述,橙盖鹅膏多糖(AC-1)在体外具有良好的免疫调节活性、抗肿瘤活性,但对不同的肿瘤细胞具有不同的抑制效果并且对正常细胞无毒性。     

不同遮阴条件下麦冬光合和叶绿素荧光特性研究

不同植物具有不同的生理特征,其对光照的应激性也不相同。因此,在进化过程中植物形成了特有光照需求量来适应自身生长。利用LI-6400XT型便携式光合作用测定仪测定5种光强处理(透光率分别为95%、72%、48%、24%和8%)下麦冬叶片的光合指标及叶绿素荧光参数指标。随相对光强的增加,表观量子效率(AQE)随着光照强度的增大表现出先升高后减小的趋势,麦冬叶片的色素含量和初始荧光强度(F0)增加,叶绿素ab值呈现先增加后减小的趋势;荧光参数PSⅡ最大光能转化效率升高,作用光下实际的PSⅡ光化学效率(ΦPSⅡ)、PSⅡ有效光化学量子效率(Fv'/Fm')、电子传递速率(ETR)和光化学淬灭系数(q P)在相对光强72%-48%处理下呈现升高趋势。在相对光强72%-48%的条件下,麦冬的PSⅡ反应抗逆性更加强大,该条件有利于麦冬的生长发育,大规模种植中应对麦冬采取适当遮阴措施。