菹草茎叶微界面O2时空动态

采用高分辨率光纤氧微电极测定了富营养化水体中沉水植物菹草(Potamogeton crispus)茎叶微界面(0—2.0 mm)氧(O_2)。菹草叶微界面O_2浓度梯度具明显的时空变化。时间上,菹草叶微界面O_2浓度具有明显的生长阶段变化和昼夜变化。幼苗期和快速生长期微界面O_2浓度增加幅度较小,稳定期叶表O_2浓度梯度增加幅度最大,衰亡期叶微界面O_2浓度受附着物影响具明显的空间梯度。菹草叶微界面O_2表现为昼高夜低的单峰变化模式,主要受光照和温度的影响。空间上,越接近茎叶表面,O_2浓度越高。顶部幼叶微界面O_2浓度梯度增加较平缓,中部成熟叶微界面O_2浓度梯度变化最陡,波动幅度最大,中部茎和基部衰老叶微界面O_2浓度梯度由于受密集附着物的影响,在附着物表面达到最大值,进入附着层后略有下降。结果表明,菹草茎叶微界面O_2时空变化主要受附着物和植物光合放氧能力的影响。光纤微电极是一种分析植物叶微界面氧时空分布的理想工具,对深入研究植物微界面在富营养化水体中养分的迁移转化具有重要意义,可为水生植物生理生态研究提供有力工具。     

Reduced tuber banks of fennel pondweed due to summer grazing by waterfowl

In this study we investigated the effect of summer bird herbivory on the belowground tuber formation of fennel pondweed (Potamogeton pectinatus L.). Cumulative grazing pressure of four waterfowl species (mute swans, mallards, gadwalls and coots) in the summer was calculated based on timing of grazing and body mass of the grazers. The resulting grazing pressures were significantly negatively correlated with mean autumn tuber biomass in three of the four years of study. Moreover, summer grazing pressures explained more of the variance in tuber densities than water depth, sediment particle size distribution or any interactions of these variables did in the same three years. We propose that herbivory early in the summer has the most substantial impact on the clonal reproduction of macrophytes. Herbivores with a large body mass and early congregation for moulting may be the key waterfowl species in diminishing propagule biomass. Hence, they may present pre-emptive, time-staggered competition to consumers of the belowground biomass in autumn, such as migratory swans and diving ducks.     

调蓄河湖群菹草(Potamogeton crispus L.)功能性状特征及其与环境因子的关系

调水工程引起的多环境因子关联变化对沉水植物群落的影响机制有待深入探讨。以南水北调东线工程调蓄河湖群中菹草种群为研究对象,分析了京杭运河(YH)、高邮湖(GY)、洪泽湖(HZ)、骆马湖(LM)、南四湖上级湖(NS1)、南四湖下级湖(NS2)和东平湖(DP)7个调蓄河湖中菹草个体功能性状特征及其与环境因子间的关系。结果表明:(1)除高锰酸盐指数(COD_(Mn))、浊度(Tur)和底泥有机质含量(S_o)外,总氮(TN)、硝氮(NO_3-N)、氨氮(NH_4-N)、总磷(TP)、正磷酸盐(PO_4-P)、硅酸盐(SiO_4-Si)、叶绿素a(Chla)、总溶解性固体(TDS)、透明度(SD)、消光系数(K)、水温(T)、电导率(Cond)、酸碱度(pH)、溶解氧(DO)和底泥含水率(S_w)在河湖间差异达到了极显著水平;(2)菹草株高、茎分支数、茎节数、茎节长、茎直径、相对茎长、叶片数、叶厚、叶长、叶宽、叶面积、比叶面积、株重、茎重、叶重、茎叶比、茎干物质比、叶干物质比在河湖间差异极显著;(3)河湖群内菹草种群18个功能性状中,按变异系数从小到大依次为:叶宽、茎直径、叶长、茎干物质比、叶干物质比、叶面积、株高、茎节长、相对茎长、茎叶比、叶厚、茎节数、茎重、叶片数、株重、比叶面积、叶重、茎分支数;7个调蓄河湖间,按照所有性状变异系数平均值从大到小排序依次为:南四湖下级湖、洪泽湖和京杭运河、高邮湖、东平湖、南四湖上级湖、骆马湖;(4)环境因子共解释了功能性状方差变异的49.43%;叶性状主要受营养因子(TN、NO_3-N、SiO_4-Si)影响;茎性状与光照因子(Chla和SD)密切相关;底泥因子(S_o)对茎叶生物量分配起主要作用。     

Fragment Propagation and Colonization Ability Enhanced and Varied at Node Level after Escaping from Apical Dominance in Submerged Macrophytes

Aquatic plants develop strong fragment propagation and colonization ability to endure the natural disturbances. However, detailed research of ability to endure the natural disturbances has been lacking to date. Therefore, reproduction （shoot） and colonization （root） of shoot fragments of Potamogeton crispus L. with or without apices were investigated for the effect of apical dominance, and the growth of decapitated shoot fragments at three lengths （2, 4, 6 cm） was compared. Meanwhile, fragment propagation at levels of bud position was studied for bud position effect after escaping from apical dominance. The results showed significant increases occurred in the outgrowth of lateral branches on fragments decapitated compared with the fragments with apices, implying that apical dominance exists. Different lengths of fragments showed little difference in biomass allocations, but significant differences were noted in their propagation. Meanwhile, the effect of bud position was verified, due to the significant difference of average reproduction per node among the three length groups. Thus, the present study has made progress in the current understanding of aquatic plant dispersion among natural systems and contributes to improve methods of in vitro propagation for re-implantation purposes.     

Cd2+处理对菹草叶片保护酶活性和细胞超微结构的毒害影响

以不同浓度Cd^2 处理5d的菹草为实验材料,测定了叶片SOD,POD,CAT等生理生化指标的变化,并用透射电镜观察了Cd^2 对叶细胞超微结构,尤其是对叶绿体,线粒体和细胞核的损伤情况。结果表明：SOD活性,叶绿素含量随Cd^2 处理浓度的增加而下降,而CAT和POD活性都是在1mg／L浓度下达到峰值,而后降低。SOD对Cd^2 毒害最敏感,其次为POD和CAT。电镜观察发现：随Cd^2 浓度的增加,对细胞超微结构的损伤程度也加剧。表现为叶绿体膨大,被膜断裂、消失和叶绿体解体;线粒体变形,脊突膨大和空泡化;细胞核核仁分散,核膜断裂,核空泡化。并探讨了Cd^2 对植物的毒害机制。     

竹叶眼子菜居群遗传多样性和克隆结构

采用ISSR技术对长江中游南岸豹澥湖和大冶湖不同生境中的竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus)居群的遗传多样性及克隆结构进行了研究.结果表明,在两居群的106株个体中,利用6条ISSR引物共得到40条符合3/N标准并无连锁不平衡的清晰位点,竹叶眼子菜具有较高的遗传多样性,其多态位点百分率为75.0％,Shannon多样性指数为0.3736, 两居群的遗传分化很小.竹叶眼子菜的克隆多样性很高(D=0.9917),两居群间的克隆分化很大,不具有共有的基因型.竹叶眼子菜的基株分布为游击型构型,位于湖心的大冶居群克隆距离(3.0～31.5 m)明显地大于湖岸豹澥居群(2.4～6.7 m).     

Ce3+对Cu2+胁迫下菹草叶片Cu毒害的缓解效应研究

在6种不同浓度的铈(C e3 )对0.1 m g.L-1的Cu2 毒害下,研究了菹草叶片中保护酶SOD、POD、CAT的活性,活性氧H2O2,膜脂过氧化产物M DA含量及叶绿素含量等的变化及影响.结果表明,在9~12 d之内,7.5 m g.L-1以下的C e3 可以增强SOD、CAT、POD活性,降低M DA的含量,提高叶片中叶绿素和可溶性蛋白含量,从而减轻Cu2 对菹草植物体的伤害.而随着C e3 作用时间的延长和浓度的增大,C e3 的缓解作用不断减弱,C e3 和Cu2 产生协同效应,加重毒害.本实验结果认为,5~7.5 m g.L-1的C e3 缓解菹草叶片Cu2 毒害效果最好.     

富营养底质对沉水植物的胁迫研究Ⅰ.乙酸对伊乐藻和菹草萌发与幼芽生长的影响

湖泊底质中有机物的厌氧代谢产生多种有机酸,其中主要成分是乙酸。研究了暴露于不同浓度的乙酸溶液后伊乐藻（Elodea nuttallii）和菹草（Potamogeton crispus）无性繁殖体的萌发和幼芽的生长状况。1mmol／L的乙酸能显著抑制伊乐藻幼芽的生长（P〈0．05）,但对其繁殖体的萌发无明显影响。在4mmol／L的乙酸影响下,菹草幼芽仍有明显的生长;菹草繁殖体的萌发受到显著抑制（P〈0．05）,但在随后的培养中可全部萌发。4mmol／L以上的乙酸暴露3d或6d导致伊乐藻全部死亡,8mmol／L的乙酸处理6d或16mmol／L的乙酸处理3d或6d导致菹草全部死亡。研究表明厌氧底质中的乙酸可能是阻碍沉水植物生长的重要因素之一,菹草比伊乐藻能耐受较高强度的乙酸胁迫,更适合作为先锋物种用于富营养化湖泊中的沉水植物恢复。     

菹草附着物对营养盐浓度的响应及其与菹草衰亡的关系

在菹草衰亡阶段对5个静水水体中菹草叶片表面附着物进行野外调查,并将其与水体营养盐浓度、沉水植物衰亡程度进行相关性分析。附着物共调查Chl.a含量、干重、有机质含量和藻类数量4个指标,沉水植物衰亡程度用单位面积叶片Chl.a含量表示,水体营养盐含量测量了TP、TN和N/P 3个指标。结果显示：附着物生物量与水体营养盐状况存在一定的正相关;各个点的附着物生物量与菹草衰亡状况存在一定相关性但相关性趋势与水体污染程度有关。在污染程度较高的水体中附着物生物量与菹草衰亡程度呈正相关,在污染程度较低的水体中附着物生物量与菹草衰亡程度呈负相关。结论为富营养化湖泊中营养盐含量的增加会导致附着物生物量的增加,但附着物只在污染程度较高的水体中促进植物衰亡。     

水菠菜叶乙醇提取物对MG-63骨质疏松相关基因表达的影响

为探讨水菠菜叶乙醇提取物与抗骨质疏松作用的关系及其作用机制,用水菠菜叶乙醇提取物处理人成骨样细胞MG-63 48 h后,提取水菠菜叶乙醇提取处理组和对照组细胞的总RNA,将两组RNA纯化为mRNA,逆转录成cDNA,用Cy3和Cy5两种不同的荧光染料进行线性扩增标记,然后与骨质疏松相关基因表达谱芯片杂交,扫描后对获得的数据用LuxScan 3.0软件分析.研究发现经水菠菜叶乙醇提取物诱导后MG-63细胞的244个骨质疏松相关基因中,有c-Fos、JNK、ODF、c-src、OSCAR、RANKL、Samd4、Samd6、Samd7 9个基因表达明显上调,LRP5、Dkk1、TGFB、OPG 4个基因明显下调.结果表明水菠菜叶乙醇提取物能改变骨质疏松相关基因的表达,抗骨质疏松作用机制可能与Wnt/β-catenin蛋白信号传导途径和骨保护素/核因子受体激活信号传导途径有关,与雌激素内分泌途径无关.