没食子酸对铜绿微囊藻的化感作用

为了探讨没食子酸对铜绿微囊藻的抑制效应及超微结构的影响。本文采用不同浓度的没食子酸水溶液对铜绿微囊藻(Microcystic aeruginosa)藻液进行胁迫处理,随着没食子酸浓度的增加和处理时间的延长,铜绿微囊藻的生长受到显著抑制。采用扫描电镜和透射电镜观察,处理72 h的铜绿微囊藻细胞超微结构出现不同程度改变,与对照相比,铜绿微囊藻细胞壁呈现不同程度的皱缩、塌陷、破裂,胞质中类囊体光合片层出现不同程度的分散、断裂,依附于类囊体的藻胆体减少或分散到胞质中,胞质中脂质颗粒和藻青素颗粒数量出现不同程度的增多,拟核区出现空洞,直至大部分藻细胞死亡。结果表明,没食子酸能够有效抑制铜绿微囊藻的生长,具有明显的化感作用。     

铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)对惠氏微囊藻(Microcystis wesenbergii)的化感作用

通过混合培养和添加过滤液两种方式观察铜绿微囊藻和惠氏微囊藻的生长曲线,探讨两种微囊藻之间的化感作用。结果表明:在混合培养条件下,两者能够形成相互抑制作用;当两者起始藻密度高于0.5×106cells.mL-1、混合比为1:1时,惠氏微囊藻的生长因化感作用而受到显著抑制(P<0.05),同时惠氏微囊藻也会对铜绿微囊藻产生一定的胁迫作用;处于对数生长期的铜绿微囊藻过滤液能抑制惠氏微囊藻的生长,且惠氏微囊藻起始藻密度低于0.5×106cells.mL-1,连续滴加该过滤液后,其生长受到极显著抑制(P<0.01)。     

伊乐藻生物碱的GC-MS分析及其对铜绿微囊藻的化感作用

藻类暴发性生长是水体富营养化带来的环境问题之一,利用植物化感作用抑制藻类生长作为一种新型的生物抑藻技术在近年来开始受到研究者的重视,并取得了一定的研究成果。文章采用GC-MS联用技术鉴定出伊乐藻中的9种生物碱成分,还研究了其总生物碱对铜绿微囊藻的化感作用。结果发现添加总生物碱的处理组中铜绿微囊藻生物量均受到了抑制,在总生物碱的浓度为62.0mg/L时,3d后铜绿微囊藻的抑制率为44.0%,表明伊乐藻总生物碱对铜绿微囊藻的生物量增长具有明显的抑制作用。该结论为通过沉水植物恢复富营养化水体提供了重要依据。       

植物化感作用研究进展——以抑制铜绿微囊藻生长为例

水体富营养化引起的藻华问题依旧是当前世界共同面对的难题,其中植物释放化感物质应对藻华是高效低耗的手段,受到国内外研究者的青睐.综述了不同水生植物和陆生植物对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的生长影响,总结了抑制铜绿微囊藻的植物种类、研究方法、化感作用效果以及化感作用机理,归纳了各种植物的化感作...     

沉水植物化感作用对西湖湿地浮游植物群落的影响

通过微宇宙实验,在控制光照和营养盐浓度的条件下分别研究了苦草(Vallisneria spiralis)、金鱼藻(Ceratophyllum demersum)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum)的化感作用对采集于杭州西湖湖西湿地的藻类密度、叶绿素a浓度、群落结构、多样性指数等的影响。其结果表明,3种沉水植物对微宇宙系统中的藻类都具有明显影响,藻类密度与叶绿素a浓度受到显著抑制,3个草-藻研究系统中藻类群落结构都发生了变化。在实验末期苦草组、金鱼藻组和穗花狐尾藻组中藻类总生物量(以细胞密度计)分别较初始值降低了37.06%、78.37%和83.40%。栅藻对3种沉水植物的化感作用敏感性较弱。藻类生物多样性方面,穗花狐尾藻系统中最高,其次是金鱼藻组,最后是苦草组,其Shannon-Wiener指数(H)分别为2.76、2.06和0.72,穗花狐尾藻组中H的显著高于苦草组(P0.05)。     

艾的挥发性物质化感作用研究

艾是我国常见的菊科多年生杂草,也是草本药用植物。研究表明,艾的茎叶在密闭系统中产生的挥发性物质对稗草、三叶鬼针草和青葙的幼苗生长有显著抑制作用。稗草的根长、苗高和鲜重分别比对照减少43.3%、30.8%和35.7%,三叶鬼针草分别比对照减少29.2%、30.0%和29.5%,青葙分别比对照减少26.3%、15.4%和27.9%。水蒸汽蒸馏法所得的挥发油对稗草、三叶鬼针草和青葙的幼苗生长也有显著抑制作用。稗草的根长、苗高和鲜重分别比对照减少71.5%、54.8%和30.5%,三叶鬼针草根长、苗高和鲜重分别比对照减少40.9%、49.2%和39.1%,青葙根长、苗高和鲜重分别比对照减少78.8%、29.1%和34.1%。结果显示,艾挥发物对邻近植物可能产生化感作用。     

华北落叶松枝叶挥发性物质的化学成分及其化感作用

采用气相色谱-质谱联用技术,分析了华北落叶松枝叶挥发物的化学成分及其对自身种子萌发、胚根和胚轴生长的化感作用.结果表明：华北落叶松挥发物中含量较大的化合物有20种,其中萜烯类及其含氧衍生物占较大比例,有5个单萜、12个倍半萜.华北落叶松枝叶挥发物对自身种子的萌发率、萌发速度指数、胚根和胚轴伸长量、鲜质量均具有显著抑制作用,表明华北落叶松挥发物中存在潜在的化感物质,并可能与挥发物中较高含量的萜类化合物有关.华北落叶松枝叶挥发物的化感作用影响自身的更新,是华北落叶松人工纯林退化的一个主要原因.     

葎草挥发性物质化感作用及其化感物质的分析研究

以小麦、生菜、萝卜、黄瓜4种作物为受体,检测了葎草[Humulus scandens（Lour.）Merr]挥发性物质的化感潜势,并采用气相色谱-质谱联用仪对其化感物质进行了初步鉴定.结果表明：新鲜葎草茎叶在密闭系统中释放的挥发性物质对4种受试植物幼苗的生长有极显著的抑制作用（P＜0.01）;用石油醚提取风干葎草茎叶,得到的挥发性物质在密闭系统中对4种受试植物幼苗的生长也具有极显著的抑制作用（P＜0.01）;提取物在2、5、10、20、40、100、200mg/mL等7个不同浓度下,对受试植物生长和种子萌发表现为＂低促高抑＂的化感潜势,且随提取液浓度增大抑制作用增强;GC-MS鉴定出26种有机化合物,主要包括脂肪酸、甾体、萜类及其含氧化合物,均属前人研究较多的生物活性物质.这些结论为利用野生葎草资源挥发物开发新型除草剂等提供依据.     

大漂提取物抑制铜绿微囊藻的试验研究

为了确定高效脱氮除磷的水生漂浮植物大漂的主要化感活性物质, 本文通过乙醇超声波提取获得大漂的化感粗提物, 利用溶剂萃取法从粗提物中分离得到4种能抑制铜绿微囊藻(FACHB-911)生长的化感萃取物,当其浓度均为0.1 g/L时共培养5d后抑藻率分别为40%、69%、40%、35%。将抑藻率最高的化感萃取物通过酸性氧化铝柱层析法进一步分离纯化, 分离得到4组抑藻作用较弱的(5d后抑藻率分别为12%、11%、33%、41%)和1组抑藻作用较强的化感层析流分(5d后抑藻率高达80%)。将抑藻作用最强的化感层析流分通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)方法进行成分检测, 发现大漂提取物中含有对甲苯磺酸甲酯、硬脂酸酰胺两种具有化感潜力的化合物。     

胜红蓟化感作用研究 Ⅸ.主要化感物质在土壤中的转化

在田间条件下,胜红蓟挥发油能抑制花生的出苗和生长发育,进一步用高效液相色谱（HPLC）研究证实;胜红蓟挥发油中的主要化感物质胜红蓟素在土壤中的转化与土壤的有机质和营养元素水平显著相关,在高有机质和营养元素水平的土壤中,胜红蓟素先聚合形成二聚体,26d后又解聚成胜红蓟素,然后逐步降解成苯甲酸类,2-甲基丙酸和乙酸等小分子,而在低有机质和营养元素水平的土壤中,胜红蓟素不经过二聚化过程,而是直接降解成小分子,经液质（LC/MS）和核磁共振（NMR）等技术分离鉴定了胜红蓟素二聚体的结构,生物测定表明：胜红蓟素二聚体对花生和黑牧草的生长没有抑制活性。     

Allelopathic activity of volatile substance from submerged macrophytes on Microcystin aeruginosa

Considerable attention has been paid on the allelopathic potential of aquatic macrophytes against blue-green algae. This study compared inhibitory activity of volatile compounds that were contained in two submerged macrophytes, Ceratophyllum demersum and Vallisneria spiralis, on Microcystin aeruginosa. When the concentration of essential oils was 100 mg/L, the antialgal activities for fresh macrophytes were similar between C. demersum and V. spiralis but stronger than those for dry macrophytes. Essential oils from C. demersum in dry macrophytes showed stronger antialgal activity than those from V. spiralis. There exists a positive correlation between the concentration of the essential oils and the inhibitory activity. The essential oils were composed of fatty compounds, terpenoids, phenolic compounds, phthalates, and some unknown compounds. More than 40% of the essential oils from fresh macrophytes were composed of phthalates, whereas approximately 70% of those from dry macrophytes were composed of lipid compounds and terpenoids. However, approximately 20% of the essential oils from fresh macrophytes were composed of unknown compounds, which were unstable and undetectable in dry macrophytes. Therefore, their chemical structures and bioactivities need further study.     

Biological control of phytoplankton by the subtropical submerged macrophytes Egeria densa and Potamogeton illinoensis: a mesocosm study

1. In temperate regions, submerged macrophytes can hamper phytoplankton blooms. Such an effect could arise directly, for instance via allelopathy, or indirectly, via competition for nutrients or the positive interaction between submerged macrophytes and zooplankton grazing. However, there is some evidence that the positive interaction between submerged macrophytes and zooplankton grazing is less marked in warmer regions, where the interaction is less well studied, and that negative effects of higher water plants on phytoplankton biomass are weaker. 2. We carried out two consecutive mesocosm experiments in Uruguay (subtropical South America) to study the effects of two common submerged macrophytes from this region (Egeria densa and Potamogeton illinoensis) on phytoplankton biomass, in the absence of zooplankton grazing. We compared phytoplankton development between different macrophyte treatments (no macrophytes, artificial macrophytes, real Egeria and real Potamogeton). We used artificial macrophytes to differentiate between physical effects (i.e. shading, sedimentation and competition with periphyton) and biological effects (i.e. nutrient competition and allelopathy). 3. In Experiment 1, we found no evidence for physical effects of macrophytes on phytoplankton biomass, but both macrophyte species seemed to exert strong biological effects on phytoplankton biomass. Only Egeria affected phytoplankton community structure, particularly tempering the dominance of Scenedesmus. Nutrient addition assays revealed that only Egeria suppressed phytoplankton through nutrient competition. 4. We performed a second mesocosm experiment with the same design, but applying saturating nutrient conditions as a way of excluding the effects of competition for nutrients. This experiment showed that both macrophytes were still able to suppress phytoplankton through biological mechanisms, providing evidence for allelopathic effects. Our results indicate that both common macrophytes are able to keep phytoplankton biomass low, even in the absence of zooplankton grazing.     

湖泊水动力变化对沉水植物的影响研究综述

随着全球气候变化加剧及水利工程的快速发展,湖泊水动力状况发生了显著变化。通过影响湖泊水体和沉积物理化性质,水动力变化可以作用于沉水植物生存、生长与分布等方面。在长期适应进化过程中,沉水植物演化出了一系列有效的适应策略,能一定程度上克服水动力变化的负面影响。但当前湖泊水动力变化程度远超沉水植物适应上限,湖泊沉水植物消退已成为全球普遍现象。了解沉水植物适应水动力条件的过程有助于揭示湖泊沉水植被退化机制,为未来沉水植物的保护和恢复提供借鉴。因此,本文系统综述当前湖泊水动力变化成因,水动力变化对沉水植物的不利影响及沉水植物适应策略,包括：繁殖对策、形态学对策、生理对策等。同时,综述当前研究进展,今后还需大力加强沉水植物解剖学及物种忍耐力差异方面的研究。     

保安湖沉水植物分布的GIS模拟

以GPS为辅助,在保安湖主体湖和桥墩湖进行沉水植物调查。将野外调查数据构建GIS数据库,基于GIS软件平台,运用Kringing插值法对保安湖沉水植物分布进行模拟。模拟结果清楚地显示出调查时保安湖沉水植物及4优势种(金鱼藻Ceratophyllum demersum L.、穗状狐尾藻Myriophyllum spicatum L.、微齿眼子菜Potamogeton maackianus A．Benn．及苦草Vallisneria spiralis L．)分别在湖中的分布情况。统计后结果表明沉水植物覆盖面积占全湖面积的92．9％,总生物量(湿重)为143682．4t。比较历史数据,发现湖中水生植被组成特征已由微齿眼子菜绝对优势转变为4种植物的共同优势。     

沉水植物附着细菌群落结构及其多样性研究进展

与陆生植物类似,沉水植物的叶表也存在着大量的附着细菌。附着细菌拥有独特的生态位和显著的生态功能,与沉水植物构成了复杂的共生体系。针对附着细菌的群落结构及其多样性进行了简单的综述。在方法学上,"表面活性剂+超声处理"的方式能够比较有效地洗脱叶表的附着细菌。显微计数和分离培养的方法分别发现,某些沉水植物附着细菌的多度在105~107个/cm2以及106 CFU/cm左右。克隆测序的研究表明沉水植物附着细菌的OTU在几十到上百的范围内。在群落结构上,Betaproteobacteria、Bacteroidetes、Alphaproteobacteria、Actinobacteria、Planctomycetes、Cyanobacteria等门类的细菌较为常见。先锋物种在附着细菌生物膜的形成过程中发挥着关键作用,环境条件和植物体都会对附着细菌的多样性造成影响。富营养化水体观察到较高的附着细菌丰度,溶解性有机物比无机营养物更加适合附着细菌的利用。植物体的叶片化学组成、渗出物以及物理结构等会影响附着细菌的多样性及群落结构。对沉水植物附着细菌群落结构形成的机理进行了假说性质的总结,并对附着细菌的研究前沿进行了展望。     

广西澄江喀斯特湿地沉水植物碳、氮、磷化学计量特征

沉水植物是水生生态系统中重要的初级生产者。当前有关沉水植物生态化学计量特征的研究主要集中在非喀斯特区,而在喀斯特区的相关研究较为缺乏。因此,以广西澄江喀斯特典型湿地中的7种沉水植物为研究对象,分析沉水植物地上部分及底泥的碳（C）、氮（N）、磷（P）化学计量特征。结果显示,（1）7种沉水植物地上部分总碳、总氮和总磷平均含量最大值均出现在小茨藻（Najas minor）分别为（325.4±5.01） g/kg、（33.07±1.59） g/kg和（3.79±0.16） g/kg;C ： N、C ： P、N ： P平均值分别为10.14±0.18、96.23±3.56和9.47±0.32,C ： N最大值（11.89±0.54）出现在苦草（Vallisneria natans）,C ： P和N ： P最大值（113.27±18.14和11.13±1.63）均出现在穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）。（2）底泥有机碳、总氮、总磷、碱解氮和速效磷含量平均值分别为（15.05±0.56） g/kg、（2.06±0.08） g/kg、（0.58±0.01） g/kg、（162.53±9.16） mg/kg和（21.73±0.86） mg/kg,有机碳、总氮、总磷、碱解氮和速效磷的平均含量最大值均出现在小茨藻（N.minor）分别为（18.54±1.04） g/kg、（2.55±0.25） g/kg、（0.66±0.03） g/kg、（214.82±32.05） mg/kg和（26.37±3.31） mg/kg;底泥的C ： N、C ： P和N ： P平均值分别是7.33±0.14、25.7±0.72和3.53±0.09,C ： N、C ： P和N ： P最大值分别出现在金鱼藻（Ceratophyllum demersum）（7.45±0.32）、小茨藻（N. minor）（28.29±1.29）和黑藻（Hydrilla verticillata）（3.89±0.25）。（3）沉水植物的地上部分总碳与底泥的有机碳和总氮均呈显著负相关性;沉水植物的地上部分总氮与底泥有机碳、碱解氮、C ： P均呈显著正相关性;沉水植物地上部分C ： N、C ： P均与底泥有机碳、总氮、总磷、碱解氮、C ： P、N ： P呈显著负相关,表明不同喀斯特湿地沉水植物和底泥之间的养分耦联性不同。本研究为喀斯特湿地生态系统生态化学计量学研究提供理论依据。     

Differential response to climatic variation of free‐floating and submerged macrophytes in ditches

1. Experimental studies have indicated in freshwater ecosystems that a shift in dominance from submerged to free‐floating macrophytes may occur with climate change because of increased water surface temperatures and eutrophication. Field evidence is, however, rare. 2. Here, we analysed long‐term (26 years) dynamics of macrophyte cover in Dutch ditches in relation to Dutch weather variables and the North Atlantic Oscillation (NAO) winter index. The latter appears to be a good proxy for Dutch weather conditions. 3. Cover of both free‐floating macrophytes and evergreen overwintering submerged macrophytes was positively related to mild winters (positive NAO winter index). On the other hand, high cover of submerged macrophytes that die back in winter coincided with cold winters (negative NAO winter index). Our results therefore suggest that the effect of weather on macrophyte species depends strongly on their overwintering strategy. 4. The positive relation of free‐floating macrophytes with the NAO winter index was significantly stronger in ditches in organic soil than in those in inorganic soil. This may be because of increased nutrient loading associated with increased decomposition of organic matter and increased run‐off to these ditches during mild wet winters. 5. Our results suggest that mild winters in a changing climate may cause submerged macrophytes with an evergreen overwintering strategy and free‐floating macrophytes to outcompete submerged macrophytes that die back in winter.     

沉水植物茎叶微界面特性研究进展

沉水植物茎叶-水界面是浅水湖泊的重要界面之一,对湖泊生物地球化学循环和水环境质量具有重要影响。富营养化水体中,大量的附着物常富集在沉水植物茎叶表面,形成了特殊的生物-水微界面。对该微界面特性进行深入研究,有助于揭示沉水植物在微环境层面对富营养化水体中物质循环的调控过程和机制。沉水植物茎叶微界面具有促进水体养分转化、改变环境因子及可溶性物质的空间分布,增加物质运输的阻力和距离、降低植物光合作用、调控重金属等生态功能;微界面结构及环境因子受水体营养盐浓度、沉水植物种类及生长阶段等因素的影响。对微界面结构功能的主要研究方法进行了分析总结,并对沉水植物茎叶微界面的研究前沿进行了展望。     

修复白洋淀镉污染水体的沉水植物筛选试验

为了筛选出适宜修复白洋淀镉(Cd)污染水体的沉水植物,该研究通过室内模拟试验,分析了四种沉水植物黑藻、狐尾藻、金鱼藻和菹草对Cd的耐受性及对底泥Cd的富集和迁移能力。结果表明:(1)通过毒性测试研究,Cd对黑藻、狐尾藻、金鱼藻及菹草的4 d-EC₅₀(半数抑制浓度)分别为0.51、0.81、0.03、0.12 mg·L^-1,狐尾藻对Cd的耐性最强,黑藻次之,金鱼藻对Cd的耐性最低; 四种沉水植物对Cd的最大富集量分别为27.89、15.28、22.54、32.74 g·kg^-1,菹草对Cd的富集能力最强,黑藻次之,狐尾藻对Cd的富集能力最低。(2)通过Cd污染底泥修复研究,黑藻、狐尾藻和菹草体内Cd富集量整体表现为根>叶片和茎(P<0.05); 地上部、根对Cd的富集能力分别表现为黑藻>菹草>狐尾藻,菹草>黑藻>狐尾藻; 三种沉水植物对Cd的迁移能力则表现为黑藻>狐尾藻>菹草。总之,黑藻对底泥中Cd富集和迁移能力均较强,且耐性较高,是最适合修复白洋淀Cd污染水体的沉水植物。     

Phytoplankton and submerged macrophytes in the aquatic ecosystems of the Danube Delta during the last decade

The dynamics are presented of the main primary producers in seven representative Danube Delta lakes. Generally, the primary productivity developed from the macrophyte-epiphyte complex towards the phytoplankton. Species changes occurred in the two main compartments with increasing relative abundance of colonial blue-green algae in the phytoplankton and in submerged macrophytes of species with a vertical growth strategy. These changes are linked to accelerated eutrophication of the lakes, with increased phosphorus loading and a reduction in N:P ratio.