海三棱藨草对极端高温的生长与生理响应

在全球气候变化大背景下,极端气候事件频发,但目前关于盐沼植物对极端天气响应方面的研究极少。本研究以典型的河口盐沼植物海三棱藨草(Scirpus mariqueter)为对象,在温室内对其进行一周的不同高温(40、45、50℃)胁迫处理,研究其生长、生理及光合等参数的响应。结果表明:在受到45、50℃高温胁迫时,海三棱藨草的根冠比显著增高,生物量趋于向地下转移;叶绿素a、叶绿素b以及总叶绿素的含量随着温度的升高有下降的趋势,说明极端高温在一定程度上抑制了海三棱藨草体内叶绿素的合成;高温胁迫也对海三棱藨草生理上产生显著影响,其叶片和根中丙二醛含量均在受到45℃以上高温胁迫时显著降低,可能昭示着海三棱藨草有一定的耐热性;而脯氨酸含量在高温处理组(40～50℃)显著高于对照组(室温),可溶性糖含量表现为高温处理时(40～50℃)在叶中显著下降,在根中升高,表明海三棱藨草在高温胁迫时产生渗透调节物质积极抵抗逆境;海三棱藨草净光合速率在40℃处理时较对照组有所上升,而在45℃以上高温处理时显著下降,且伴随着气孔导度、胞间CO₂浓度、蒸腾速率、羧化效率的下降,水分利用效率的升高...     

外源输入氮的有效性及形态对植物生长与生理影响的研究进展

氮(N)是控制植物结构和功能以及维持生态系统稳定的重要营养元素之一,外源输入氮素的有效性及形态的差异对植物的生长发育和生理特征产生显著的影响。由于全球气候变化和人类活动的干扰,大气氮沉降量日益增加,氮形态也发生改变,严重破坏植物的正常生长和生态系统的平衡稳定,已成为研究学者关注的热点问题。本文综述了不同氮输入水平和形态对植物的生长、光合作用、养分吸收以及代谢酶活性等方面的影响,归纳出：(1)适量氮输入能促进植物生长、光合作用和养分吸收能力,但当超出植物承受的阈值后,则对其产生抑制作用;(2)由于植物对氮素形态吸收偏好的差异,铵态氮(NH₄⁺-N)和硝态氮(NO₃^--N)对植物的生长、光合作用、养分吸收以及代谢酶活性的影响效果不同,且适宜铵硝配比相较于单一某种氮素添加对大多数植物的促进作用更显著。提出未来的研究方向应着重考虑4个方面：(1)开展大尺度的长期监测控制实验;(2)利用分子生物学技术深入探究氮形态对植物影响的微观机理;(3)重点关注土壤根际环境对植物根系氮素吸收的影响;(4)综合分析氮输入与...     

盐胁迫对露花叶片的脱落酸含量及磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶昼夜调节特性的影响

兼性CAM植物在转为CAM型后,CAM代谢的关键酶磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）核化酶会出现昼夜调节特性的变化（Osmond1978）。关于PEP梭化酶昼夜调节特性的机理存在两种观点：1．PEPK化酶昼夜聚合度发生了变化,白天为二聚体PEPK化酶,对苹果酸抑制敏感;而夜间为四聚体,对苹果酸抑制不敏感（U和Wedding1985）。2·nsv＄化酶昼夜磷酸化状态发生变化,夜间PEPW化酶磷酸化,对苹果酸抑制不敏感;而白天PEP＄化酶脱磷酸化,对苹果酸抑制敏感（Nimmo等1986）。植物生长调节物质如ABA和细胞分裂素对兼性CAM植物PEP＆化酶的表达有诱…     

草本凋落物与尿素联合修复对油污土壤生物化学性质的影响

为研究植物残体配合施氮对石油污染土壤生物学和化学性质的综合修复能力,以紫花苜蓿(Medicago sativa)、铁杆蒿(Artemisia gmelinii)和小冠花(Coronilla varia)3种广泛分布于陕北石油污染区的草本植物凋落物为对象,分别在配合施氮调节土壤C∶N为25∶1和不配合施氮的条件下,将其与45.37 g/kg的重度石油污染土壤混合,在20—25℃、恒湿条件下进行为期180 d的室内修复试验,检测上述处理对油污土壤微生物数量、11种土壤水解酶和氧化还原酶活性以及速效N、P和K含量的影响。结果表明:(1)3种凋落物处理均可显著提高污染土壤中放线菌和真菌数量,蔗糖酶、淀粉酶、纤维素酶、木聚糖酶、脲酶、蛋白酶、磷酸酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶活性以及速效养分含量,并显著降低土壤总石油烃含量。(2)配合施氮总体上显著强化了凋落物对污染土壤生化性质的修复作用,但对凋落物处理下木聚糖酶、脲酶、蛋白酶和脱氢酶活性和微生物数量的恢复可能产生不利影响。(3)单纯使用凋落物作为调理剂可以更为全面的修复油污土壤受损生化性质,具有高N和P含量、较低C/N、C/P比以及较低...     

无机盐、维生素与植物生长调节剂对绣球菌菌丝生长的影响

研究了无机盐、维生素、植物生长调节剂对绣球菌菌丝生长的影响。结果表明：硫酸镁、磷酸二氢钾和氯化钠质量浓度为1.0 g/L时,菌丝生长速率达到最大,随着添加量增加,菌丝生长速率呈下降趋势;维生素B1、B4、B6在供试范围内对菌丝生长的促进作用较强,维生素B2、B12对菌丝生长影响不显著,在含有8 mg/L维生素B4的培养...     

刺激频率、钙离子浓度和温度对牛蛙心房肌张力与缩短速度的关系

本文采用后负荷法,在低温(4.5±20℃)条件下对离体牛蛙心房肌张力与速度的关系进行了研究,从14条牛蛙心房肌标本获得了64条张力速度曲线,结果均不符合双曲线。此外,在12例牛蛙心房肌标本中,观察了刺激频率(6—24次/min)钙离子浓度(1.8—9mmol/L)和温度(2.5—18℃)对张力速度曲线的影响,结果表明,虽然曲线发生变化,但仍不符合 Hill 公式。如果将本实验结果仔细与双曲线进行比较,可见随着后负荷增加,曲线逐渐向上方移动,这种变化可能与心肌的活动状态有关,本文讨论了张力速度曲线与活化能态的关系。     

延胡索光合与生长可塑性对光照的响应

林-药复合系统是经济收益显著的立体林农生态系统。以早春植物延胡索为研究对象, 分析其不同光环境下光合与生长的变化, 为其林下抚育、林木间伐和林药复合生态系统的构建提供依据。试验发现, 延胡索通过降低光饱和点、光补偿点和暗呼吸速率, 提高表观量子效率等方式以适应遮阴和弱光环境; 在高光照和中高光照条件下, 延胡索对两种光环境表现差异不显著, 在暗呼吸速率和最大净光合速率方面, 中高光照条件的均值甚至超过高光照条件; 弱光条件下的饱和光照强度、最大净光合速率和表观量子效率分别为高光照的 62.67%、43.25%和 58.42%。遮阴条件的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率总体均低于高光照条件。遮阴后, 延胡索叶片的 Chl a、Chl b 及 Chl a+Chl b 皆随着有效光辐射的下降呈现先升后降的趋势, Chl a/Chl b 值在中高光照和中低光照条件下显著降低, 表现出耐阴性能, 而弱光条件下 Chl a/Chl b 值显著下降的原因是弱光导致延胡索的光合产物供应不足, 妨碍了叶绿素的合成。弱光下延胡索叶生物量、根生物量分别仅为高光照条件下的 34.78%和 22.03%; 随着有效光辐射的下降, 比叶面积先升后降, 在弱光条件下延胡索优先于叶片的形态构成, 而不再倾向于扩大叶面积捕获更多的光量子。延胡索耐阴能力介于阳性植物和阴性植物之间, 弱光下的延胡索光合机构可能已向耐阴植物转变。因此, 延胡索具有一定的耐阴能力, 但并不适合长期的弱光条件。野外疏林下进行仿野生延胡索栽培时, 当乔冠层的郁闭度过高时, 可适当采取间伐修枝或者开辟林窗等措施改善林下光环境, 提升林下延胡索的光合作用能力和光斑利用效率, 合理配置其光生态位和时间生态位以达到预期的经济效益。     

光合有效辐射与地下水位变化对柽柳属荒漠灌木群落碳平衡的影响

全球气候变化和人类活动的加剧, 正导致古尔班通古特沙漠南缘原始盐生旱生荒漠地区的地下水位发生显著改变。大气污染导致该地区太阳辐射减少。以盐生荒漠建群种多枝柽柳(Tamarix ramosissima)为研究对象, 选择地下水位在2.9-4.5 m波动的典型原始生境, 观测了生长期内光合有效辐射和地下水位变化时的光合作用、蒸腾作用和叶水势等生理活动的季节变化, 调查了根系分布特征; 并利用涡度相关系统测定了生态系统碳水通量, 估算群落碳同化能力、蒸腾耗水量与叶面积指数的季节变化, 旨在揭示光合有效辐射和地下水位等环境因素对柽柳属(Tamarix)荒漠灌木群落光合作用的影响。研究结果表明: 降水造成的潜土层水分状况变化对多枝柽柳的碳平衡没有显著影响。深根系与气孔调节是多枝柽柳碳平衡适应荒漠环境水分状况的两个关键机制。特殊的气孔行为体现了多枝柽柳以高水分消耗为代价将其碳获取最大化的适应对策; 多枝柽柳生理与群落尺度的水分平衡和碳获取均依赖于深根系获取的稳定地下水源, 缓和的地下水位波动将不会扰动其现有的碳/水平衡, 地下水位剧烈下降将危及多枝柽柳的生存。此外, 光合有效辐射是另一个主要影响因素, 与群落碳获取呈显著正相关关系。群落碳同化能力的季节变化是光合有效辐射和地下水位共同影响下光合作用物候学特征的体现。过度开采地下水和直接破坏原生植被的行为, 将会严重地干扰多枝柽柳群落的生存, 进而破坏该区域现有的生态水文过程。     

斜纹夜蛾触角叶神经元及其对植物气味和性信息素的反应

【目的】探索斜纹夜蛾Spodoptera litura触角叶结构及其神经元对植物气味和性信息素的神经识别机制。【方法】利用共聚焦激光技术扫描斜纹夜蛾成虫触角叶结构,同时采用多通道电生理技术(multi-unit recording,MR)记录斜纹夜蛾触角叶对6种寄主植物气味化合物(苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛、水杨醛、乙酸叶醇酯和己烯醛)及性信息素顺9反11十四碳二烯乙酸酯和顺9反12十四碳二烯乙酸酯的反应;并在风洞中测定分析斜纹夜蛾对上述化合物的定向行为反应。【结果】共聚焦激光扫描结果显示,雄性和雌性斜纹夜蛾触角叶内分别密集地分布有67和66个神经纤维球;而雌性斜纹夜蛾触角叶内的纤维球总体积和平均体积都高于雄性。负责识别和追踪性信息素的扩大型纤维球复合体(macroglomerular complex,MGC)只在雄性斜纹夜蛾触角叶内发现。MR试验结果显示斜纹夜蛾触角叶内神经元具有3种自发放电模式:稀疏放电(不规则的放电频率)、温和放电(宽而慢的放电频率)和密集放电(暴发性的放电频率)。同时,斜纹夜蛾触角叶神经元对所有刺激的气味表现出3种反应类型:兴奋性、抑制性和无反应。神经元对气味的兴奋性和抑制性反应以及无反应取决于刺激化合物的结构和浓度。雌虫的触角叶神经元对性信息素和单一的植物气味表现出很小的反应,而雄虫对两种性信息素以及苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛和水杨醛具有很强的兴奋性反应。斜纹夜蛾风洞试验也显示绝大部分的斜纹夜蛾雄虫都选择停留在性信息素和芳香族化合物上,这与MR的结果一致。【结论】神经元的反应强度和刺激化合物浓度之间的关系根据不同的神经元和刺激化合物而有所不同。在测试的浓度范围内,雄虫触角叶神经元对性信息素的反应强度随着浓度的增加而加强,但是除乙酸叶醇酯外,对其他植物气味的反应强度在测试的浓度范围内没有显著的变化。     

HYMENAEA和COPAIFERA幼树叶内倍半萜类化合物昼夜和季节性变化

运用气相色谱对在温室栽培的Hymenaea courbaril和Copaifera officinalis及C. pubiflora幼树叶内倍半萜类化合物昼夜和季节性变化进行了分析测定。Hymenaea和Copaifera这二个属植物叶内具有基本相同的一组倍半萜类化合物,对认为具有生态意义的它的主要成分:石竹烯(caryophyllene),α,β-瑟林烯(selinene)和树脂含量进行了分析统计。在三个季节和昼夜的资料中,这二个属植物的石竹烯、α,β-瑟林烯和树脂含量昼夜变化是很小的,而在植株间(遗传型)和不同的季节里它们有明显而有意义的变化。