Oil secretion and the pollination of Colpias mollis (Scrophulariaceae)

 Colpias mollis is a perennial lithophyte that secretes non-volatile oil as a pollinator reward. Its white to yellow flowers bear two narrow pouches lined with glandular oil-secreting trichomes. The pollinating bee, Rediviva albifasciata (Melittidae), collects oil with its forelegs and midlegs by rubbing them against the gland patches within the flower. The presence of specialised hairs on these legs facilitates oil-collection. The strongly congruent geographic distributions of C. mollis and R. albifasciata and their close morphological fit suggest a long and close association between plant and pollinator. Although C. mollis appears dependent on R. albifasciata for pollination, R. albifasciata is not always dependent on C. mollis for oil. It can also obtain and utilise oil from flowers of the annual herb Hemimeris racemosa (Scrophulariaceae). At the main study site, fruit set of C. mollis was high (75.7%; N=202 flowers) in a dry year when H. racemosa was rare and relatively low (11.4%; N=184 flowers) in a wet year when H. racemosa was common. Received July 15, 2001; accepted June 17, 2002 Published online: November 20, 2002 Addresses of the authors: Kim E. Steiner (e-mail: ksteiner@calacademy.org), Compton Herbarium, National Botanical Institute, Kirstenbosch, South Africs; Current address: Department of Botany, Califormia Academy of Sciences, Golden Gate Park, San Francisco, CA 94118, USA. V. B. Whitehead, South African Museum, P.O. Box 61, Cape Town 8000, South Africa; Current address: 87 Bruke Street, Graaff-Reinet 6280, South Africa.     

海滨滨麦叶片和根对不同厚度沙埋的生理响应差异分析

以烟台海岸抗风沙植物滨麦为研究材料,通过对不同厚度沙埋下其叶片和根部抗氧化酶活力(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT))、丙二醛(MDA)含量和渗透调节物含量变化的分析,探讨了叶片和根部对沙埋生理响应的差异。试验按滨麦成株株高(约40 cm)对其进行了轻度沙埋(在株高1/4处)、中度沙埋(2/4处)和重度沙埋(3/4处)。在沙埋第6天,分别测定了不同厚度沙埋处理下,植株各段叶片和根抗氧化酶活力、MDA和渗透调节物含量。结果表明,轻度和中度沙埋均加速植株生长。与对照相比,经轻度、中度沙埋处理6 d,叶片平均MDA含量增加,在重度沙埋下降低。不同厚度沙埋6 d,叶片平均SOD活力和脯氨酸含量增加,而CAT活力、可溶性糖和可溶性蛋白质含量下降。但不同厚度沙埋均使沙上叶片MDA、脯氨酸、可溶性蛋白质含量和SOD和CAT活力增加,尤其是叶片顶部增加最为明显,使沙下叶片MDA、可溶性糖、可溶性蛋白质含量和CAT活力下降,导致同株沙上和沙下叶片MDA、脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量和SOD和CAT活力差异显著(P0.05)。与叶片相比,根中MDA、可溶性蛋白质含量和SOD和CAT活力较低,而POD活力和可溶性糖含量较高并与叶片差异显著(P0.05)。不同厚度沙埋6 d,滨麦根中MDA和可溶性蛋白质含量变化较小,可溶性糖含量和CAT、POD、SOD活力略有降低。研究表明,滨麦根和叶片对不同厚度沙埋的生理响应不同。沙埋直接作用于叶片并诱发叶内氧自由基积累,但叶片通过快速激活的抗氧化酶保护系统(CAT、SOD)维持氧自由基代谢平衡,以及渗透调节物(脯氨酸、可溶性糖)的积累维护细胞水分代谢平衡,并满足能量的需求和快速生长。但在不同厚度沙埋下,由于根系不受沙埋直接影响而生理变化较小,并且还维持较低的膜脂过氧化水平,这可能是根能维持正常的吸水输水功能并在沙埋处理过程中和沙埋后地上叶片快速生长摆脱沙埋的重要物质基础。     

山西濒危植物翅果油树植冠的构型分析

应用分形理论及方法,从分枝格局和冠幅扩展2个方面对山西翼城和乡宁的35株翅果油树(Elaeagnus mollis Diels)个体的植冠构型进行统计分析。结果表明,幼树和成树的总体分枝率和逐步分枝率有显著变化;一级枝的平均枝长和枝径有显著差异,但枝和叶的方位角及叶倾角差异不明显。不同发育阶段个体的冠幅变化较大,幼树冠幅的分形维数(2.0026)小于成树(2.2694)。翅果油树在不同生长发育阶段对生境变化有不同的构型策略。     

翅果油树幼苗对NaCl胁迫的生理生化反应

研究了不同浓度NaCl处理对翅果油树幼苗高度、叶绿素含量、膜脂过氧化和保护酶活性的影响.结果表明,随着NaCl浓度的升高和胁迫时间的延长,幼苗高度明显受到抑制,叶绿素含量呈下降趋势.整个处理过程中,丙二醛(MDA)含量逐渐增加,但增加幅度不大,表明脂质过氧化反应水平不高.各处理浓度的叶片相对电导率、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性均呈上升趋势.研究表明,翅果油树幼苗在NaCl胁迫下有活性较高的膜保护酶系统,具有一定的抗盐能力.     

翅果油树叶面积和叶重的预测模型

数学模型对于非破坏性地研究和预测植物的生长状况非常方便有效。以山西省翅果油树自然保护区翅果油树（Elaeagnus moles）叶片为研究对象,利用简单易测的叶长（L）、叶宽（w）和叶绿素含量（SPAD）及其不同的组合作为模型拟合参数,建立了关于叶面积（LA）、叶饱和鲜重（SFW）和叶干重（DW）的预测模型共10个,选择拟合度最好的模型作为LA、SFW和DW的预测模型,这3个模型分别为：LA=3．647＋0．383LW＋0．001LWS（R=0．968）,SFW=-0．464＋0．081L＋0．00008LV／S（R=0．963）,DW=-0．094＋0．032W＋0．0001LS（R=0．960）,并用实测值对模型进行了验证,结果表明LA、SFW和DW的预测值与实测值分别达到了高度一致,能够用于对实际未知叶片LA、SFW和DW的预测。     

NaCl胁迫下沙枣幼苗生长和阳离子吸收、运输与分配特性

沙枣(Elaeagnus angustifolia L.)耐盐性强,是我国北方生态脆弱地区造林绿化的一个先锋树种。为探讨沙枣的盐适应机制,研究了不同浓度NaCl(0、100和200 mmol/L)胁迫30d对其水培幼苗生物量累积以及不同组织(根、茎、叶)K+、Na+、Ca2+和Mg2+吸收、运输与分配的影响。结果表明:盐胁迫不同程度地促进了沙枣苗根系生长;100 mmol/L NaCl胁迫对幼苗生物量累积无明显影响,而200 mmol/L则显著抑制了生物量累积;盐胁迫幼苗根、茎、叶中Na+含量以及K+-Na+选择性运输系数(S K,Na)和Ca2+-Na+选择性运输系数(S Ca,Na)显著或大幅度增加,而K+、Ca2+、Mg2+含量以及K+/Na+、Ca2+/Na+和Mg2+/Na+比值则显著或大幅度下降;200 mmol/L NaCl胁迫沙枣根Na+含量和根Na+净累积量分别为22.15 mg/g干重和1.87 mg/株(是对照的16.20倍和20.06倍),根成为Na+净累积量增加幅度最大的组织和Na+含量最高的组织;200 mmol/L NaCl胁迫沙枣茎、叶中的Na+含量以及冠组织Na+净累积量分别高达5.15、7.71 mg/g干重和3.29 mg/株(是对照的7.22倍、9.58倍和5.45倍),但幼苗仍能正常生长。综合分析认为,沙枣的盐适应机制是根系拒盐和冠组织耐盐,主要通过根系的补偿生长效应、根系对Na+的聚积与限制作用以及冠组织对Na+的忍耐来实现的,同时也与根、茎和叶对K+、Ca2+选择性运输能力显著增强有关。     

稀有濒危植物翅果油树种群黄酮类化合物多样性研究

以稀有濒危植物翅果油树叶中黄酮类化合物为标记,探索翅果油树种群与其生境的相互关系。通过对濒危植物翅果油树的主要分布区,山西省的乡宁、翼城、平陆等三种群及环境的调查,并采集三个种群的24个样品。用水提法、甲醇提法,经聚酰胺薄层层析法分离,并将层析结果作I／O的二元数据化处理,用于聚类分析和PCA排序。结果表明：1)翅果油树叶中黄酮类化合物的种类比较稳定,可以作为研究种群分化的标记物;2)聚类分析表明乡宁、翼城、平陆三个种群间所含的黄酮类化合物已有分化,乡宁种群与翼城种群之间的相异性较小,在截取值为20时,乡宁与翼城种群首先聚为一支,当截取值为25时,平陆种群归并,表明平陆种群与其他种群的相异性较大;3)各种群内个体间的共享率有明显的差异4)PCA分析表明：不同种群内的黄酮类化舍物的差异与其地理位置、温度、地形地貌及土壤养分等因子有关。     

山西翅果油树的适生区预测及其对气候变化的响应

研究濒危物种生境在气候变化下的响应对保护物种多样性和保持生态系统功能完整性具有重要意义.本文选取我国特有濒危植物翅果油树为研究对象,以该物种73个野外调查数据和35个环境因子为基础,应用最大熵模型对山西翅果油树当前的适生分布区进行预测;进而结合政府间气候变化专门委员会第五次评估报告发布的气候模式数据,探讨未来不同气候情景下山西翅果油树分布格局的变化趋势.结果表明:受试者工作特征曲线分析法的AUC值为0.987,表明模型的模拟精度很好且预测可靠性高;刀切法检验结果显示,降水量季节变化、温度年变化范围、年均温、等温线、表层土p H值和年降水量是影响翅果油树分布的主要环境因子,其累积贡献率达到了94.8%;当前,山西翅果油树的适生区主要集中在山西省吕梁山南部和中条山地带;未来不同气候情景下,到21世纪70年代翅果油树适生区面积均有不同幅度的缩减,低浓度情景(RCP 2.6)下呈先增后减趋势,中高浓度情景(RCP 4.5和RCP8.5)下响应较敏感且呈先减后增趋势.两个不同适生区的空间分布格局对气候变化也有不同的响应,吕梁山南部表现出纬度方向的轻微波动,而中条山地带则是海拔方向的迁移.