植物生理生态学

主要研究植物生理代谢过程与植物生态适应性机制的关系及各种生态型的生理特点,包括在长期进化历程中特定生态条件对植物生长发育习性的驯化所导致的植物与环境相互协调的机理,以及诸如植物体内碳氮比与抗寒机制的关系、细胞束缚水与自由水的比例同细胞抗失水能力的关系、C_4植物二氧化碳固定途径与     

稻鱼系统中田鱼对资源的利用及对水稻生长的影响

稻田为鱼类等水产生物提供生境,稻田养鱼在提高水稻产量的同时,通过控制病虫害的暴发以及充分利用养分来降低化肥农药的使用.但田鱼对稻田资源的摄食(浮游植物、杂草、浮萍、田螺)及利用后转化成养分对水稻生长发育的促进作用尚缺乏研究.本研究设计了2个田间试验,通过摄像观察稻鱼系统中田鱼的活动,采用稳定性同位素分析田鱼对稻田资源的摄食,并测定水稻的生长发育进程和水稻产量.结果表明: 与鱼单养处理相比,稻田养鱼显著地促进了田鱼的活动频率并扩大了田鱼的活动范围.在稻鱼共作不投喂饲料处理下,稻田中3类水生生物(浮萍、浮游植物、田螺)对田鱼食谱的贡献率分别为22.7%、34.8%和30.0%;而投喂饲料处理下,这3种水生生物对田鱼食谱的贡献率分别为8.9%、5.9% 和1.6%,饲料的贡献率为71.0%.与水稻单作比较,稻鱼共作处理显著增加水稻分蘖期和灌浆期的叶片氮含量,延长分蘖期10~12 d,并显著提高成穗率和产量.表明稻鱼系统通过田鱼摄食稻田资源并转化为水稻可利用养分,促进了水稻生长,实现了水稻产量的提升.     

藻类富集重金属的特点及其应用展望

以藻类植物为主要对象的水体重金属修复已成为环境科学领域的研究热点.由于其特殊的细胞壁结构、较高的重金属富集能力、简便的解吸附方法等特点,藻类被认为是理想的生物吸附材料.文中简述了藻类适宜高富集重金属的结构及代谢特点,包括具有较高富集重金属能力的细胞壁功能基团、胞外产物、细胞内重金属螯合蛋白,以及生活藻类、死亡藻体及固定化处理后所表现出的高富集能力及简便的解吸附方法等,并对其用于污染水体修复的优缺点及应用趋势进行分析.     

丛枝菌根真菌影响宿主植物蒺藜苜蓿根系酸性磷酸酶活性的跨世代效应

丛枝菌根真菌(AMF)能够通过增强宿主植物根系分泌酸性磷酸酶帮助其适应低磷环境,但这种可塑性改变能否跨世代传递并影响后代适应低磷环境,仍不清楚。本研究通过亲代实验(实验1)和子代实验(实验2),研究AMF影响宿主植物蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)根系酸性磷酸酶分泌的跨世代效应。实验1表明,土壤低磷水平下接种AMF的亲代宿主植物根系酸性磷酸酶活性显著提高,且根际土中有更高的酸性磷酸酶活性和有效磷含量。而高磷水平下,接种AMF处理的宿主植物酸性磷酸酶活性与不接种AMF的处理无显著差异。实验2表明,在当代低磷环境下,来自亲代低磷接种AMF的后代,其根系和根系分泌的酸性磷酸酶活性显著高于来自亲代低磷不接种AMF的后代,而亲代高磷处理的后代(有AMF和无AMF)之间酸性磷酸酶活性无显著差异。在当代高磷环境下,来自亲代不同处理的后代根系和根系分泌的酸性磷酸酶活性均无显著差异。本研究表明,AMF对宿主植物根系分泌酸性磷酸酶的生理可塑性能够跨世代传递,且该跨世代效应受到亲代磷水平的影响。     

外来杂草加拿大一枝黄花对入侵地植物的化感效应

采用人工气候箱培养试验,初步研究了入侵杂草加拿大一枝黄花对本地植物的化感作用.测定了根系和根状茎的不同浓度浸提液对白三叶发芽率和幼苗生长的影响;不同播种密度下根系1∶60提取浓度对白三叶种子萌发和幼苗生长的影响;根状茎1∶60提取浓度对白三叶、红三叶、天蓝苜蓿、黑麦草、北美车前、鸡眼草、苇状羊茅、胜红蓟、马齿苋、碱蓬和刺苋的种子萌发和幼苗生长的影响.结果表明,加拿大一枝黄花根系和根状茎的化感抑制作用均随浓度的升高而增强,且根状茎提取物的抑制效应高于根系提取物的效应;在1∶60低浓度根系浸提液作用下,不同密度的白三叶幼苗萌发率和幼根、幼芽长度差异不显著;1∶60低浓度根状茎提取物对11个物种的种子萌发均有显著抑制作用,但对不同物种的抑制程度有差异,对禾本科植物的抑制作用大于非禾本科和豆科;1∶60低浓度根状茎提取物对10个物种的幼根影响与对萌发率的影响相似,但在对幼芽的影响上,仅对鸡眼草、刺苋和苇状羊茅起抑制作用,而对其他植物无显著抑制(黑麦草、北美车前、胜红蓟、马齿苋和刺苋)或起促进作用(白三叶、红三叶、天蓝苜蓿).     

释放后的转抗病虫基因作物对土壤生物群落的影响

土壤生物,尤其是土壤微生物多样性与活性的保持是农业生态系统健康稳定的基础,农业活动尤其是农作物植被类型的改变对土壤生物的群落结构和活性具有显著的影响。释放后的转基因作物作为生态系统的一种新的生物组分,被引入农田生态系统之间后所引发的农田生物群落（包括土壤微生物群落）的变化及其对农业生态系统的健康与稳定产生的影响,已成为研究热点,本文对转抗虫Bt基因作物、转T4-溶菌酶基因作物,转蛋白酶抑制剂I基因作物的基因产物、作物残体在土壤中的行为（如降解产物的存留形态与生物活性）及其对根际或残体周围土壤中各类生物,尤其是微生物群落结构与功能的影响进行了简要综合评述,指出基因表达产物的后效肯定是存在的且长远的,由其引发的土壤生物群落结构的变化是复杂的,因而有必要对不同类型的转基因作物释放后的生态效应做长期的跟踪研究,建议未来的研究工作应集中在以下3个方面：（1）不同的转基因表达产物在环境中的迁移、结构变化、消长动态及其对生物保持毒杀性的时间;（2）不同类型转基因的植物对土壤生物群落结构的影响趋势;（3）在实验条件下,研究分离纯化的各种转基因表达产物对土壤各生物功能类群的影响。     

中国不同地理区域鸟兽物种丰富度的相关性

生物类群之间物种丰富度的相关性研究是当前物种多样性研究中的热点问题之一,目前,中国尚无相关的研究报道。我们收集了中国三种区域类型：动物地理亚区、行政区和保护区的鸟兽名录,分析了行政区与保护区、动物地理区和经纬度带中鸟兽物种数比值及其相关性。 结果表明：不同区域、动物地理区和经纬度带中鸟兽物种数都显著相关。保护区尺度鸟兽物种 数的相关系数为0.818和动物地理区中的华北区为0.768,其他所有区域和地理区域的鸟兽物 种数的相关系数都高于0.850。因此,鸟兽物种数的相关关系在一定程度上具有预测价值。我们发现不同区域鸟兽物种数比值无显著性差异;但是,不同区域间鸟兽物种数 比值差异显著。该比值在中国呈中间低四周高的分布趋势,其中东北地区最高。我们还利用历史累积调查数据与非历史累积调查数据进行了鸟兽物种数比值及其相关性分析,发现利用累积数据计算的相关性低于非累积数据计算的相关性,但利用累积数据计算的鸟兽物 种数比值高于非累积数据计算的比值。最后,探讨了为什么鸟类与兽类的物种数目会相关。我们根据物种－面积公式,S=CA^Z,导出了两个生物类群物种丰富度的相关关 系式。利用全国不同区域数据拟合,得到Z₁/Z₂＝0.913,Z₁/Z₂接近于1。于是 ,C₁/C2可视为近似等于R_am。本研究可推广到其他不同生物类群物种。物种数量的相关关系为快速评估区域的物种多样性提供了一条途径。     

属间远缘杂交水稻乳熟期间茎鞘糖类贮藏物质含量的比较

４个盆栽水稻材料乳熟期剪叶、剪穗处理均显著降低茎鞘内贮藏物质含量及器官干重;茎杆总糖含量由焉对上逐渐减少,属间远缘杂交水稻茎鞘内贮藏物质含量显著高于三系杂交组合汕优６３和常规品种圭６３０,奠定了属间远缘杂交水稻远诱１号和遗传工程冰稻１号穗大粒多组结实良好的物质基础。     

湘中、湘东地区早籼稻耐土壤潜育性评价

我国南方稻区的主要低产稻田是潜育性稻田,约有一亿亩。挖掘其“潜在生产力”,种植耐潜育性土壤逆境胁迫能力较强的水稻品种,则是简便、经济而有效的重要途径之一。本文就几个早籼稻品种(组合)对潜育性稻田的生态适应性进行了较系统的观测,并初步提出了耐潜育性的几个鉴定指标,诸如根系生长量和幼穗分化期根系氧化力;分蘖早期茎蘖增长速率;分蘖后期单株干物质产量;乳熟期剑叶片过氧化氢酶活性GDI和光合强度等。上述鉴定指标,综合应用于水稻品种生态适应性和耐潜育性育种研究,有助于提高水稻抗逆性育种的效率。