土壤氮磷对四季竹叶片氮磷化学计量特征和叶绿素含量的影响

 植物器官化学计量特征可以把环境和器官功能性状联系起来, 从而为探索环境作用于植物器官功能的内在机制及器官功能的调控提供可能。通过土壤氮(N)、磷(P)添加设置土壤不同全N和全P浓度的盆栽实验, 分析了土壤和四季竹(Oligostachyum lubricum)叶片N、P化学计量特征及叶片叶绿素含量间的关系。实验设置的土壤不同全N和全P浓度包括对照(全N: 421.76 mg·kg^–1, 全P: 37.35 mg·kg^–1, 1N1P)、全N和全P浓度分别是对照相应浓度的2倍和2倍(2N2P)、2倍和3倍(2N3P)、2倍和4倍(2N4P)、3倍和2倍(3N2P)、3倍和3倍(3N3P)、3倍和4倍(3N4P)、4倍和2倍(4N2P)、4倍和3倍(4N3P)、4倍和4倍(4N4P)共10个处理。结果表明: 土壤N含量分别与叶片N含量和叶片N : P呈极显著正相关, 而土壤P含量与叶片P含量及叶片N : P均无显著性相关。叶片N : P随土壤N : P的增大而增大, 但其增加速率小于土壤N : P的增加速率。相同土壤N : P (11.29)条件下, 生长在2N2P处理和3N3P处理土壤中的立竹叶片N : P无显著差异, 但均显著高于对照(1N1P)并显著低于4N4P处理。土壤不同全N浓度对叶片N : P的影响与相应浓度N和P处理对叶片N : P的影响具有相同的规律。叶片N : P是影响叶片叶绿素含量的主要因素。分析发现: 土壤全N较土壤全P对四季竹叶片N、P化学计量特征具有更大的影响, 并且在土壤全N供应充足时四季竹叶片存在对N的奢侈吸收。N、P添加前土壤N是影响四季竹生长的主要限制元素。     

四季竹对不同浓度NaCl胁迫的生理响应

以夏秋季优良笋用竹种四季竹盆栽苗为材料,研究了土壤中1‰~6‰浓度NaCl(干重)处理对四季竹叶片脱落率、离子渗漏率、丙二醛(MDA)含量、抗氧化酶活性以及渗透调节物质含量的变化特征,以探讨四季竹的抗盐机理。结果表明:(1)随NaCl浓度的增大和处理时间的延长,四季竹叶片脱落率逐渐增加;四季竹在1‰~2‰NaCl浓度下的土壤中生长良好,在3‰~5‰浓度下随处理浓度的增大伤害逐渐加重,但这种伤害是可逆的,6‰是四季竹的半致死盐浓度。(2)叶片离子渗漏率随NaCl浓度的增大而显著增大,在6‰浓度处理下随处理时间的延长近直线升高,在3‰~5‰浓度下先升高后降低,而在1‰~2‰浓度处理下变化平缓且与同期对照无显著差异;叶片MDA含量随NaCl浓度的增大而增加,随处理时间的延长先增加后降低。(3)四季竹叶片SOD和POD活性在胁迫3~15 d均出现先下降后上升的过程,其有一定的锻炼适应性;叶片脯氨酸含量随NaCl处理浓度的增大而增加,其随处理时间的延长在1‰~2‰浓度处理下变化平缓,在3‰~6‰浓度处理下显著增加后减小;各浓度处理的可溶性蛋白含量随处理时间的延长先增加后减小,但均高于对照。研究发现,四季竹是较耐盐竹种,其可以通过调控自身保护酶活性和渗透调节物质含量来有效缓解盐胁迫伤害,从而表现出一定的耐盐能力。     

CERATODICTYON SPONGIOSUM (RHODOFHYTA), THE MACROALGAL PARTNER IN AN ALGA-SPONGE SYMBIOSIS,GROWN IN UNIALGAL CULTURE12

The marine alga Ceratodictyon spongiosum Zanardini, known only in nature in symbiotic association with a haplosclerid sponge, was isolated into unialgal culture for the first time. Protracted vegetative development took place in simple inorganic medium in the absence of the sponge. Cultured specimens transplanted into the field have not survived.     

四季竹对大气臭氧浓度升高的生理响应

运用开顶式同化箱(OTCs)在5个O3浓度梯度(过滤大气CF、环境大气NF、50 nL·L-1、100 nL·L-1和150nL·L-1)下,研究了大气O3浓度对四季竹(Oligostachyum lubricum)叶片光合色素、脂质过氧化和抗氧化系统的影响.结果显示:在胁迫处理90 d时,随着O3浓度的升高,四季竹叶片叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)、可溶性糖和可溶性蛋白含量呈持续下降趋势,相对电导率和丙二醛(MDA)含量持续升高,超氧化物歧化酶(SOD)活性先升高后降低,过氧化物酶(POD)活性呈升高趋势.与CF相比,四季竹叶片Chl、Car和MDA含量在O3浓度为100 nL·L-1时均有显著差异,在150 nL·L-1时均有极显著差异;相对电导率、SOD和POD活性、可溶性糖和可溶性蛋白含量在O3浓度为100 nL·L-1及以上时均有极显著差异.研究表明,大气长时间高O3浓度(100 nL·L-1及以上)胁迫对四季竹会产生明显伤害效应,致使其叶片光合色素降解或合成受阻,叶片老化加快,膜脂过氧化程度加剧,膜结构和抗氧化系统遭到破坏.     

斗竹的开花生物学特性研究

通过野外观测及光学解剖,观察了斗竹(Oligostachyum spongiosum)开花林相、开花动态、花器官构造、结实情况,以及花后林相更新等生物学特性,采用光学显微技术结合石蜡制片,对斗竹的大、小孢子的发生及雌、雄配子体的发育过程进行研究。结果表明：(1)斗竹为一次性整体开花竹类,花期为4月下旬～5月下旬,花期约持续45 d,成花量大。(2)花序为圆锥状混合花序,每花序由4枚小穗构成;小穗细长,每枚小穗由5～17枚小花组成;小花为颖花,顶部小花不发育,外稃、内稃各1枚;浆片3枚,卵圆形;雄蕊4～6枚(多为6),每枚花药具有4个花粉囊,花药壁发育为基本型,绒毡层为腺质型,小孢子四分体为左右对称型,成熟花粉粒为2 细胞型,球形,表面纹饰颗粒状,具单个萌发孔,花粉发育过程中部分花药出现异常收缩及空腔的败育花粉粒;雌蕊1枚,柱头3叉,羽毛状,子房1室,胚珠倒生,厚珠心,胚囊为蓼型,成熟胚囊结构及发育过程均正常;雌雄同熟,异花授粉,果实为颖果。(3)斗竹花后全林死亡,结实率低,自然条件下结实率为8.1%。研究结果为研究竹子系统分类、开花机制,开展杂交育种及竹林更新复壮工作等提供基础性资料。     

二氧化碳和臭氧浓度升高对四季竹矿质养分含量和运输的影响

为阐明CO_2和O_3浓度升高对竹子矿质养分含量和运输的影响,以2年生四季竹(Oligostachyum lubricum)为试材,采用开顶式气室(OTCs)设置了环境背景大气[CK,(40±5)nmol·mol~(-1) O_3,(360±20)μmol·mol~(-1) CO_2]、O_3浓度升高[EO,(100±10)nmol·mol~(-1) O_3,(360±20)μmol·mol~(-1) CO_2]、CO_2浓度升高[EC,(40±5)nmol·mol~(-1) O_3,(700±35)μmol·mol~(-1) CO_2]、CO_2和O_3浓度复合升高[EOEC,(100±10)nmol·mol~(-1) O_3,(700±35)μmol·mol~(-1) CO_2]4个处理,测定了竹叶、竹枝、竹秆和竹根的Na+、Fe(~(2+,3+)、Ca~(2+)和Mg~(2+)含量,并分析了矿质营养在器官间的转运情况。结果显示:与CK比较,EO处理显著降低了四季竹植株体内Na+和Fe(~(2+,3+)含量,特别是竹根和竹叶,同时也明显降低Na+和Fe(~(2+,3+)器官间的运输能力。EC处理显著降低了四季竹植株体内Na+含量,而未改变其他矿质元素含量,但其器官中的分配格局和运输能力发生变化,尤其是竹枝向竹叶运输Ca~(2+)和Mg~(2+)的能力增强。EOEC处理显著降低了四季竹植株体内Na+含量,但显著提高了Fe(~(2+,3+)、Ca~(2+)和Mg~(2+)含量及其向上运输能力。研究表明,O_3浓度升高降低了四季竹植株体内矿质养分含量和器官间养分运输能力,在一定程度上影响四季竹的正常生长;CO_2浓度升高通过提高Ca~(2+)和Mg~(2+)向光合器官叶片的运输能力,促进四季竹生长;CO_2和O_3浓度升高复合作用能够通过提高四季竹光合器官竹叶中Fe(~(2+,3+)、Ca~(2+)和Mg~(2+)含量及其向光合器官叶片的运输能力,以维持体内矿质养分元素的平衡,提高四季竹对高浓度CO_2和O_3浓度复合环境下的适应能力。     

四季竹生态自适应的立竹秆形结构特征

植株结构是植物对环境响应的基础,是植物生态自适应的机制之一。为探究四季竹的生态自适应性,对四季竹立竹秆形结构因子进行了调查和分析。结果表明:四季竹立竹胸径与立竹全高、立竹枝下高、立竹胸高壁厚,立竹全高与立竹胸高壁厚、立竹枝下高均呈极显著正相关,立竹节间长与立竹全高呈显著正相关,其它结构因子间相关性不显著。立竹全高、立竹枝下高与立竹胸径间均具有极显著的二次函数关系,分别为TH=-171.849+69.96D-0.194D2和BH=47.306+7.433D-0.115D2,立竹胸高壁厚与立竹胸径呈极显著的线性函数关系,WT=-0.1447+0.2453D。在试验四季竹林中立竹相对全高、相对枝下高和相对胸高壁厚的平均值均比较稳定,分别为30.27、9.36和0.24。立竹秆形结构特征在一定程度上可以解释四季竹的生态自适应性。     

四季竹对土壤水分胁迫的生理适应

以四季竹2年生竹苗为材料,采用每天补水控制土壤含水量的方法,设置土壤相对含水率为<30%(T1)、40%～50%(T2)、60%～70%(T3)、80%～90%(T4)和竹蔸部完全水淹(T5)5个土壤水分含量水平,研究四季竹叶片在水分胁迫下的生理活性变化,以探讨四季竹对土壤水分的适应能力。结果表明:(1)随处理时间的延长,T1处理叶片离子渗漏率、MDA含量、叶绿素a/b值、SOD和POD活性、脯氨酸和可溶性蛋白含量均迅速升高,叶绿素含量、类胡萝卜素含量和叶绿素/类胡萝卜素比值迅速下降。(2)T5处理14d后叶片各生理指标随处理时间的延长与T1处理表现出相同的变化规律(类胡萝卜素和脯氨酸除外),并且分别在T1处理14d和T5处理28d后四季竹叶片全部干枯脱落。(3)随处理时间的延长,T2、T3、T4处理的四季竹叶片各生理指标经过一段时间的适应后最终稳定在处理前水平,且处理间均无显著差异。研究发现,四季竹在土壤相对含水率小于30%的土壤中生长不良,甚至死亡,在相对含水率40%～90%的土壤中能正常生长;四季竹耐受水淹胁迫的时间阈值是28d。     

毛竹和四季竹对臭氧胁迫的耐受力差异

为了解竹子对大气O3浓度升高的生理响应规律及耐受O3胁迫能力的种间差异性,为气候变化背景下的竹林培育应对策略提供理论依据,运用开顶式同化箱(OTCs)开展了5个O3浓度梯度(过滤大气CF、环境大气NF、50、100和150 nl·L-1)对毛竹(Phyllostachys edulis)和四季竹(Oligostachyum lubricum)叶片光合色素、可溶性蛋白、脂质过氧化和抗氧化系统的影响研究.结果表明:处理90d后,随着O3浓度的升高,毛竹和四季竹叶片叶绿素(Chl)、类胡萝卜素(Car)含量均呈下降趋势,但毛竹的降幅大于四季竹.MDA含量、POD活性呈升高趋势,毛竹的升幅大于四季竹.SOD活性毛竹呈下降趋势,而四季竹表现出先升高后降低的规律.可溶性蛋白含量毛竹和四季竹分别呈升高、降低趋势;与CF相比,低O3浓度处理(≤50 nl·L-l)并未对毛竹和四季竹造成明显伤害,而高O3浓度处理(≥100 nl·L-1)下毛竹和四季竹叶片光合色素含量和SOD活性极显著降低,MDA含量和POD活性极显著提高,导致毛竹和四季竹叶片光合色素合成受阻,叶片老化加快,膜脂过氧化程度加剧,膜结构和抗氧化系统功能遭到破坏;主成分分析表明,四季竹对O3胁迫的耐受能力明显强于毛竹.