盐度对互花米草枯落物分解释放硅、碳、氮元素的影响

为了研究潮汐湿地盐度对枯落物分解过程中硅、碳、氮元素释放的影响,通过室内模拟不同盐度(0、5、15和30)对互花米草枯落物茎和叶分解释放过程中硅、碳、氮元素的动态变化进行测定。结果表明:(1)互花米草茎和叶枯落物失重率和分解速率均随盐度增加而降低。(2)互花米草茎和叶枯落物分解水体中硅含量均随着盐度升高而增加,并且盐度30处理下,枯落物分解硅释放量显著高于盐度0和5(P0.05)。而分解末期生物硅残留量则随盐度升高而降低。(3)不同盐度处理茎枯落物分解碳释放量无显著差异,但叶枯落物分解碳释放量在盐度5、15和30处理中显著高于淡水(P0.05)。(4)互花米草茎枯落物分解释放到水中的NH_4~+-N含量随着盐度的升高而减少,NO_3~--N含量与之相反。研究单因素盐度对枯落物分解及元素释放的影响,可以为预测潮汐湿地枯落物分解对盐水入侵的响应机制提供参考,为湿地生源要素生物地球化学循环过程研究提供基础依据。     

绿竹和麻竹地上部植硅体碳封存潜力

可以在土壤中稳定存在数千年甚至上万年之久的植硅体碳(phytolith-occluded organic carbon,PhytOC)是陆地植物生态系统长期碳封存的重要机制之一。选取福建南靖地区绿竹(Dendrocalamopsis oldhami(Munro)Keng f.)和麻竹(Dendrocalamus latiflorus Munro)两种重要丛生竹为研究对象,采集其竹叶、竹枝和竹秆样品,用微波消解法提取植硅体,采用碱溶法测定植硅体中碳含量,以比较两种丛生竹的植硅体碳封存潜力和封存速率。结果表明:绿竹和麻竹林地上部不同器官中Si含量变幅分别为4.95—37.53 g/kg和2.01—34.05 g/kg,植硅体含量变幅分别为3.35—100.80 g/kg和1.57—84.06 g/kg,两者地上部不同器官中的含量大小顺序均为叶枝秆。绿竹和麻竹林地上部不同器官干物质中的植硅体碳含量变幅分别为0.51—2.85 g/kg和0.17—2.22 g/kg。绿竹和麻竹林地上部PhytOC储量变幅分别为5.1—13.9 kg/hm~2和1.2—6.3 kg/hm~2。绿竹和麻竹地上植株不同器官中的最高PhytOC储量分别为枝和叶。绿竹和麻竹地上部PhytOC总储量分别为24.3 kg/hm~2和11.1 kg/hm~2。绿竹和麻竹林地上部PhytOC封存速率分别为0.051—0.131 t-e-CO_2hm~(-2)a~(-1)和0.0099—0.0139 t-e-CO_2hm~(-2)a~(-1),以绿竹和麻竹的最高PhytOC封存速率计算,我国绿竹林和麻竹林的地上植株部每年可分别封存1965.29 t CO_2和1520.11 t CO_2。     

南极罗斯海表层沉积物中的放射虫组合分布及与其他硅质生物关系和环境生态意义

本文利用中国第31-33次南极科学考察在罗斯海陆架区采取的表层沉积物样品,研究了生物硅含量、硅质微体生物遗骸丰度分布特征和放射虫属种组合及其与海洋环境和生态的关系。研究显示,区域上生物硅含量是硅藻、放射虫和海绵骨针共同沉积的结果。其中,高的硅藻和放射虫丰度指示了罗斯海陆架区西部表层水初级生产力,而高的海绵骨针丰度可能与悬浮食物来源有关。主要放射虫属种的Q型因子分析将37个放射虫优势种归为四类属种组合。其中,以Antarctissa denticulata为优势种的组合代表寒冷的南极表层水;以Plectacantha oikiskos-Antarctissa(?) sp.1为优势种的组合指示水深和地形变化大、高初级生产力的近岸环境,代表罗斯海季节性海冰生成活跃的冰缘区;以Antarctissa strelkovi-Trisulcus borealis为优势种的组合中,A.strelkovi可能指示表层水硅酸盐浓度较高的浅水环境,而Trisulcus borealis和其它优势种可能受到多种环境因素的共同影响;以Lithomelissa setosa为优势种的组合主要受到上层冷暖水团混合的影响较大,可能指示侵入罗斯海陆架中部的变性绕极深层水。     

繁茂膜海绵硅聚合酶抗体制备及其在造骨细胞鉴别中的应用

为准确鉴别海绵造骨细胞,分别提取了繁茂膜海绵、多皱软海绵和澳大利亚厚皮海绵的硅聚合酶,以繁茂膜海绵硅聚合酶为抗原制备抗体,效价为1∶9600。SDSPAGE显示三种海绵硅聚合酶的亚基分布在28kD左右;建立竞争抑制性检测方法并结合WesternBlotting检测,显示该抗体可与繁茂膜海绵硅聚合酶特异性结合,且与另外两种海绵硅聚合酶几乎无交叉反应。利用该抗体对繁茂膜海绵组织和体外培养细胞进行免疫组织化学染色,均可显示造骨细胞的分布。结果提示硅聚合酶抗体可以特异性与繁茂膜海绵造骨细胞内的硅聚合酶结合,因此,该抗体可以用于造骨细胞的鉴别。     

东北地区芦苇植硅体形态的空间差异

笔者对东北地区12个样点的芦苇叶片的植硅体进行了分析,探讨了芦苇植硅体在空间上的分布规律,揭示芦苇植硅体的环境指示意义,为定量恢复古环境提供参考。实验结果表明:12个样点中芦苇植硅体基本类型相同,共有5种主要植硅体类型,即中鞍型、帽型、芦苇扇型、尖型和棒型;但芦苇植硅体的浓度随着纬度的变化而相应的发生变化。总体来说,纬度较低的样点芦苇植硅体的浓度较大,而纬度较高的样点芦苇植硅体的浓度相对较小;随着纬度的变化,芦苇的特征植硅体中鞍型的浓度也呈现波状变化,牡丹江以南的几个样点中鞍型植硅体浓度相对较大,9、10两个月牡丹江以北的几个样点中鞍型植硅体浓度迅速减少。芦苇扇型植硅体则呈现出纬度较高的样点植硅体浓度较大,纬度较低的样点植硅体浓度较小的特点,芦苇扇型植硅体的空间变化规律与扇型植硅体的不同。     

施硅增强水稻对纹枯病的抗性

采用水培的方法,从细胞学和生理生化方面研究了硅增强水稻对纹枯病的抗性作用。结果表明：加硅处理的水稻叶片硅化细胞和叶片表面的硅元素含量均显著高于缺硅处理（对照）：接种纹枯病菌后,加硅处理的MDA含量总体上低于缺硅处理,峰值尤为显著;加硅处理的SOD活性始终高于缺硅处理,接种后第4天加硅处理SOD活性较低时,其POD活性较高,而缺硅处理的POD活性较低,表明硅增强了SOD和POD之间的协调性;接种后硅对CAT和PAL活性没有产生明显影响,但降低了PP0活性;加硅能显著降低水稻植株的纹枯病病情指数。     

喷施硅对蒙古黄芪抗氧化酶活性以及产量和品质的影响北大核心CSCD

以蒙古黄芪为试验材料,设置大田随机区组试验,研究苗期、开花期和根茎伸长期叶面喷施不同浓度硅(500、1000、2000和4000 mg/L)对蒙古黄芪生长发育、抗氧化酶活性、药材产量和品质的影响,并检测施硅对黄芪白粉病、根腐病的防治效果,以揭示硅对增强黄芪抗病性、提升品质和产量的影响机理,为生产中蒙古黄芪的高效栽培提供理论依据。结果表明:(1)在不同生育时期,喷施不同浓度硅能增加蒙古黄芪株高、茎粗、株幅和叶绿素含量,促进蒙古黄芪生长,并以2000 mg/L硅处理效果较佳。(2)不同生育时期喷施硅能提高蒙古黄芪叶片SOD、CAT、POD和APX等抗氧化酶活性,降低MDA含量,以开花期、根茎伸长期2000 mg/L硅处理较佳。(3)施硅能有效降低蒙古黄芪白粉病、根腐病的病情指数,当施硅浓度为2000 mg/L时防效均达到最高,并分别达到47.05%和39.08%。(4)施硅处理能有效提高蒙古黄芪单株干、鲜生物量、产量以及可溶性浸出物和黄芪甲苷含量等品质指标,并在2000 mg/L硅浓度处理下均达到最佳水平,此时可溶性浸出物和黄芪甲苷含量分别比对照显著提高了16.48%和31.96%。研究发现,叶面喷施适宜浓度硅可显著增强蒙古黄芪对白粉病、根腐病的抗性,促进植株生长,进而显著提高药材产量,改善药材品质,并以硅浓度为2000 mg/L时效果最佳。     

取食施硅水稻对褐飞虱成虫体内保护酶和解毒酶活性的影响

【目的】本研究旨在明确褐飞虱Nilaparvata lugens成虫取食施硅水稻对其体内保护酶及解毒酶活性的影响,为硅介导的水稻抗虫性的应用提供证据。【方法】以TN1(感虫品种)为供试水稻品种,采用营养液添加Na₂SiO₃·9H₂O的方法设置112 mg Si/L(Si+)和0 mg Si/L(Si-)2种施硅水平,通过酶活性分析测定取食Si+或Si-水稻植株24, 48, 72和96 h后褐飞虱成虫体内保护酶［过氧化氢酶(catalase, CAT)、过氧化物酶(peroxidase, POD)和超氧化物歧化酶(superoxide, SOD)］以及解毒酶［谷胱甘肽S-转移酶(glutathione-S-transferase, GST)、羧酸酯酶(carboxylesterase, CarE)和多功能氧化酶(mixed-functional oxidase, MFO)］活性的动态变化。【结果】与取食Si-水稻植株的褐飞虱成虫相比,取食Si+水稻植株24和48 h时,褐飞虱成虫POD活性分别显著增加101.2%和55.2%,SOD活性分别显著增加78.2%和19.6%;取食72 h时,CAT和SOD活性分别显著增加16.5%和29.7%;取食96 h时,CAT和POD活性稍有降低,SOD活性显著降低12.6%。添加硅总体上增加GST和MFO活性,降低CarE活性。取食Si+水稻植株24, 48, 72和96 h时,GST活性分别显著升高57.2%, 200.7%, 84.7%和45.9%;MFO活性在取食72和96 h时分别显著升高70.2%和28.3%;而CarE活性在取食72和96 h时分别显著降低38.1%和32.0%。【结论】取食施硅水稻引起褐飞虱成虫体内保护酶和解毒酶活性发生了变化,进而对褐飞虱生理代谢产生了影响。     

土壤有效硅对大豆生长发育和生理功能的影响

人工调节土壤有效硅含量及盆栽试验,研究土壤有效硅对大豆生长发育和生理功能的影响.结果表明,土壤有效硅含量在55.1～202.8mg·kg^-1范围内,随着土壤有效硅含量的提高,大豆种子萌发过程中蛋白酶和脂肪酶活性升高,淀粉酶活性无显著变化,呼吸速率加快,种子活力升高,萌发速度加快,种子萌发率无显著变化;幼苗生长过程中叶片叶绿素含量无显著变化,光合速率加快,根系活力、硝酸还原酶活力升高,蒸腾强度减弱,水分利用效率和叶含水量升高,抗旱保水能力提高.大豆幼苗含硅量与土壤有效硅含量呈线性正相关趋势(r=0.994).土壤有效硅含量大于202.8mg·kg^-1,生理功能不再显著变化,说明土壤中的硅被大豆吸收后,改善了大豆萌发种子和幼苗的生理功能,使种子萌发和幼苗生长加快.     

施硅提高水稻叶片对紫外线胁迫的抗性

采用加硅与缺硅营养液培养的方法,首次研究证明硅能提高水稻(Oryza sativa L.)叶片抗紫外线胁迫的能力.结果表明,在紫外胁迫条件下,缺硅水稻叶片表面出现明显的棕色伤害斑点,而加硅叶片未出现伤害症状.硅在水稻表皮细胞壁及细胞内部的积累明显促进了紫外吸收物质在表皮细胞中的聚集,使表皮中可溶性酚类物质含量提高17%,不溶性紫外吸收物质的含量增加65%左右.荧光显微镜观察表明,在表皮细胞外壁或胞内沉积的水合二氧化硅固体中包含着大量不溶性的酚类化合物,它们与可溶性酚类物质一起在叶片的上、下表皮细胞中形成了吸收紫外线的屏障.