NaHCO3胁迫下星星草根中Ca2+与Ca2+-ATPase 的超微细胞化学定位

利用焦锑酸盐和磷酸铅沉淀技术分别对NaHCO₃胁迫条件下星星草(Puccinellia tenuiflora)根中Ca²⁺和Ca²⁺-ATPase 进行超微细胞化学定位研究, 旨在进一步探讨Ca²⁺在NaHCO₃胁迫诱导胞内信号转导过程中的作用, 以及Ca²⁺-ATPase活性定位变化与NaHCO₃胁迫下星星草抗盐碱能力的关系。结果表明: 在正常状态下, 根毛区细胞质内Ca²⁺较少, 主要位于质膜附近和液泡中, Ca²⁺-ATPase主要定位于质膜和液泡膜, 有一定活性。在0.448%NaHCO₃胁迫下, 根毛区细胞质中Ca²⁺增多, 液泡中Ca²⁺减少, 且主要集中于液泡膜附近, 质膜和液泡膜Ca²⁺-ATPase活性明显升高。在1.054%NaHCO₃胁迫下,细胞质中分布的Ca²⁺增多, 而液泡中Ca²⁺极少, Ca²⁺-ATPase活性也降低。以上结果表明, Ca²⁺亚细胞定位和Ca²⁺-ATPase活性变化在星星草响应NaHCO₃胁迫的信号传递过程中具有重要作用。     

低温胁迫下拟南芥CBF1 超表达突变体胞质中Ca2+ 浓度的变化

低温严重影响植物的生长, 低温刺激可引起植物细胞中Ca²⁺浓度迅速升高。以拟南芥(Arabidopsis thaliana) CBF1 超表达突变体为材料, 研究了低温处理时CBF1基因的表达情况及胞质Ca²⁺的浓度变化。结果表明, CBF1本身可受低温诱导。同时将水母发光蛋白基因转入该拟南芥突变体中并检测Ca²⁺的浓度变化, 发现低温刺激时突变体细胞质中Ca²⁺的浓度变化幅度明显高于野生型, 但液泡的胞质面两侧Ca²⁺的浓度变化相似。用EGTA和LaCl₃处理拟南芥后, 胞质Ca²⁺的浓度升高被抑制, 并且CBF1突变体及对照胞质中的Ca²⁺浓度下降到同一水平。上述结果表明, Ca²⁺参与了CBF1应答低温信号的转导过程, 并且CBF1超表达突变体可能是通过提高胞质Ca²⁺浓度来提高植物的抗低温胁迫能力。     

马蔺体内主要阳离子含量月变化及分布

在自然盐碱生境下,通过测定不同月份土壤和马蔺体内主要阳离子Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺的含量,研究了主要阳离子的吸收、转运变化及其在马蔺体内的分布.结果表明: 不同月份马蔺体内阳离子含量变动很大.在6月以后,随着马蔺的生长, Na⁺、K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺4种离子在植物体内累积量逐渐增加.其中,根中Ca²⁺、Na⁺含量峰值出现在7月,分别为2.30%和0.51%,K⁺、Mg²⁺的含量峰值分别出现在9、10月,分别为0.27%和0.28%;叶片中Na⁺含量在7月达到最大值(0.57%);K⁺、Ca²⁺和Mg²⁺在8月分别达到1.30%、2.69%和0.47%.与Na⁺相比, 7、8月时马蔺对K⁺的选择吸收能力较低,但转运能力较强.马蔺对所测离子有很强的富集能力,各种离子在植物体内的含量都明显高于土壤背景值,且不同部位对离子的利用和累积能力不同,马蔺对各阳离子的累积主要集中在地上30 cm到地下40 cm范围内.马蔺地上部分平均单株K⁺、Na⁺、Ca²⁺和Mg²⁺含量分别是地下部分的9.11、4.07、0.98和2.27倍.     

重组PICK1蛋白的多聚形式及其与Ca2+和Mg2+的结合

蛋白激酶Cα相互作用蛋白1(PICK1) 是从线虫到人的所有生物中非常保守的一类存在于细胞质中的膜结合蛋白,在蛋白质转运,以及细胞内信号转导过程中发挥重要作用.通过基因重组技术获得PICK1及其截短的 N-PDZ(1～110 残基)和 BAR-C(128～416残基)重组蛋白,结合变性与非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳,以及分子排阻层析,表明溶液中的PICK1主要以二聚体形式存在.利用荧光光谱分析PICK1与金属离子Ca²⁺和Mg²⁺的结合情况.结果表明,在0.02 mol/L Hepes, pH 7.2,随着2种金属离子的不断滴加,PICK1在338 nm 处的最大荧光强度逐渐降低,PICK1与Ca²⁺结合常数为Ka1=（2.34±0.20）×10.6 L/mol^-1,Ka2=(7.75±0.62)×10.5 L/mol^-1,而Mg²⁺结合常数为Ka=（5.00±0.40）×10.6 L/mol^-1.另外,对PICK1的N端区域N-PDZ和C端区域BAR-C的重组片段与金属离子Ca²⁺和Mg²⁺结合情况进一步分析表明,Ca²⁺既能与PICK1的N 端N-PDZ结合,又可与C端BARC结合,而Mg²⁺只结合在PICK1的N-PDZ区域.比较Ca²⁺或Mg²⁺对PICK1结合脂质的影响,显示Ca²⁺能明显增强蛋白和脂质的结合.     

金属离子和脲对白蜡虫碱性磷酸酶的影响

各种金属离子及脲对白蜡虫Ericerus pela (Chavannes)碱性磷酸酶的活性有不同的影响。从白蜡虫雌成虫中分离纯化得到碱性磷酸酶,加入各种不同浓度的金属离子及脲测定酶的活力。一价金属离子Na⁺、K⁺、Li⁺对酶活力没有影响。碱土金属离子Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺对酶有激活作用,激活作用的大小顺序依次为Ca²⁺、Ba²⁺、Mg²⁺。第一过渡金属离子中,Mn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺对酶有激活作用,而Zn²⁺、Cu²⁺有抑制作用。重金属离子Cd²⁺、Pb²⁺对酶有抑制作用。Ca²⁺激活作用表现为非竞争性激活效应。Cu²⁺抑制作用表现为非竞争性抑制效应。脲对碱性磷酸酶有变性失活作用,按脲浓度可分为低于3 mol/L和高于3 mol/L两种类型。低浓度的脲对白蜡虫碱性磷酸酶的活性抑制的动力学表现为混合型效应。     

盐胁迫下构树幼苗各器官中K+、Ca2+、Na+和Cl-含量分布及吸收特征

将当年生构树幼苗置于含有不同浓度（04、1、2、3、4 g·kg^-1）NaCl的土壤中,研究其生物量积累、叶片细胞质膜透性和K⁺、Ca²⁺、Na⁺、Cl^-等离子的吸收、分布及运输,并观察盐害症状.结果表明：构树幼苗的叶片质膜透性随着NaCl浓度的增加和胁迫时间的延长而升高,根冠比随NaCl浓度的升高而增加,大于3 g·kg^-1的土壤盐胁迫对构树叶片的质膜透性及植株的生物量积累影响显著.构树幼苗各器官中Na⁺和Cl^-含量随土壤NaCl浓度升高而显著增加,K⁺和Ca²⁺则随之降低,叶片各离子含量均明显高于根和茎.说明盐胁迫影响根系对K⁺和Ca²⁺的吸收,并抑制了它们向地上部分的选择性运输,使叶和茎的K⁺和Ca²⁺含量下降.构树通过吸收积累Na⁺和Cl^-抵御土壤盐分带来的渗透胁迫,但过量的Na⁺和Cl^-积累会造成单盐毒害.作为抗盐性较高的非盐生植物,构树地上部分的拒盐作用不显著.     

不同森林群落类型溪流水化学特征的季节动态

以小兴安岭凉水自然保护区内的阔叶红松林、云冷杉林和落叶松人工林为研究对象, 于2006年3—10月, 分析了其溪流水化学特征的动态变化. 结果表明: 不同月份3种森林群落溪流水的主要阳离子含量均表现为 Ca²⁺>Na⁺>K⁺>Mg²⁺, 主要阴离子含量均为HCO₃^->SO₄^2->NO₃^->Cl^-;不同群落类型的主要离子含量影响显著, 3种森林群落溪流水中Na⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺和Fe³⁺平均含量为云冷杉林>落叶松人工林>阔叶红松林, 而K⁺为落叶松人工林>云冷杉林>阔叶红松林; 主要阴离子平均含量均以落叶松人工林溪流水中为最高.     

番茄calnexin基因的克隆及胁迫表达分析

Calnexin是内质网中重要的类凝集素分子伴侣,其主要作用是辅助糖基化蛋白的折叠和装配,调节内质网中的Ca²⁺稳态平衡和Ca²⁺信号传导过程。从番茄(Lycopersicon esculentum)的cDNA文库中克隆到calnexincDNA全序列,将其命名为Lecnx61.0,并以其3’端DNA片段为探针对番茄基因组进行Southern分析,结果表明Lecnx61.0在该基因组中仅有一个拷贝;Northern和W estern分析表明,Lecnx61.0的表达还受热激、冷害、盐害和内质网应激诱导剂衣霉素的诱导,但对干旱胁迫没有明显的反应。LeCNX 61.0蛋白对Ca²⁺亏缺胁迫的响应呈现组织特异性,但高浓度Ca²⁺并不影响各组织中LeCNX 61.0蛋白的含量,实验结果表明LeCNX 61.0蛋白可能在植物抵抗特定的环境胁迫中发挥作用。     

盐胁迫对桑树幼苗生长、叶片水分状况和离子分布的影响

以黑龙江省两个桑树品种（秋雨桑和泰来桑）为试验材料,研究了不同盐浓度下桑树幼苗生长、叶片水分关系和不同器官中离子的分布.结果表明：盐胁迫明显降低了桑树幼苗的植株高度和每株干物质量,且对新生叶片干质量的影响大于老叶片.随着盐胁迫的加重,两个品种桑树的叶片水势、渗透势、压力势和相对含水量明显下降,根、茎中Na⁺浓度明显增加,当外界NaCl浓度达到或超过150 mmol·L^-1时,各器官中Na⁺浓度达到饱和.盐胁迫明显降低了两个品种桑树根、茎和叶片中K⁺ 和 Ca²⁺浓度,以及茎和叶片中Mg²⁺浓度,而对根中Mg²⁺浓度影响不大.Na⁺在根、茎和老叶中的区域化分布是两个品种桑树生长过程中表现出耐盐性的机理之一,而盐胁迫使叶片中的Ca²⁺、K⁺和Mg²⁺浓度降低,导致植株体内的离子亏缺,从而限制了植株的生长.     

九种常用杀虫剂对二化螟线粒体ATPase活力的抑制作用

研究了二化螟Chilo suppressalis线粒体Na⁺-K⁺-ATPase和Ca^2＋-Mg^2＋-ATPase的生物化学性质以及9种常用杀虫剂对这两种酶活性的影响。结果表明, 二化螟线粒体Na⁺-K⁺-ATPase和Ca^2＋-Mg^2＋-ATPase的最适反应条件为pH值7.4,温度37℃。 Na⁺-K⁺-ATPase的米氏常数（Km）为0.42 mmol/L,最大反应速度（Vmax）为302.47 nmol/(min·mg) 。Ca^2＋-Mg^2＋-ATPase的Km为0.40 mmol/L,Vmax为128.04 nmol/(min·mg)。药剂浓度为1×10^-4 mol/L时,5种菊酯类杀虫剂对离体ATPase活性抑制的顺序为：溴氰菊酯>联苯菊酯>百树菊酯>三氟氯氰菊酯和氟硅菊酯;对二化螟Na⁺-K⁺-ATPase的抑制率分别为40.12％、39.69％、27.27％、19.49％和18.71％;对Ca^2＋-Mg^2＋-ATPase的抑制率分别为29.27％、23.78％、19.88％、11.64%和14.34％。硫丹对二化螟Na⁺-K⁺-ATPase和Ca^2＋-Mg^2＋-ATPase的抑制率均为17.46％。甲胺磷和呋喃丹对Ca^2＋-Mg^2＋-ATPase的抑制率分别为27.16％和17.42％,对Na⁺-K⁺-ATPase则几乎没有抑制作用。实验结果还表明, 在1.6×10^-7～1×10^-4 mol/L的浓度范围内,上述9种杀虫剂对二化螟ATPase活性的抑制率存在明显的剂量-效应关系。     

不同NH4+/NO3-比例的氮素营养对棉花氮素代谢的影响

The influence of different NH₄⁺/NO₃^- ratios on nitrogen metabolism of cotton was studied under controlled hydroponics.The results showed that compared with single nitrate nutrition,solutions with 25/75,50/50,75/25 and 100/0 of NH₄⁺/NO₃^- significantly increased the soluble protein accumulation in leaves and roots of cotton,and the maximum content of soluble protein in leaves and roots appeared respectively in the solution with 50/50 and 75/25 of NH₄⁺/NO₃^-.The soluble protein content in roots was increased with the increase of NH₄⁺ percentage,but was slightly less in the solution of 100/0 than 75/25,which was probably related to the excess NH₄⁺ limiting boot metabolism.With the increase of NH₄⁺ percentage,the nitrate content in petiole and the nitrate reductase activity in functional blade declined,but ammoniac nitrogen content increased in every organ of cotton.These results showed that foreign nitrogen affected the nitrogen metabolism of cotton in a different way,and the nitrogen absorption by cotton was probably related to different forms of foreign nitrogen.     

慈姑(Sagittaria sagittifolia L.)对环境镉胁迫因子的应答

主要研究了水环境中Cd²⁺污染对慈姑(Sagittaria sagittifolia L.)根的毒害影响。结果表明:在Cd²⁺胁迫下,慈姑根出现不同程度的褐变、发黑,生长受到限制;叶和根尖细胞超微结构受损,叶绿体膨大、类囊体排列紊乱、线粒体嵴减少、空泡化、染色质凝集等;根尖细胞在扫描电镜下呈细胞壁增厚、细胞形状扭曲和排列不规则现象。能谱分析结果表明随外界Cd²⁺浓度增大,单个慈姑根尖中的Cd²⁺含量升高,其他营养元素的吸收受到不同程度的影响。Cd²⁺对慈姑的毒害有明显的剂量效应和时间效应。     

Cytological Investigation of Taiwania flousiana Gaussen (Taxodiaceae)

The present paper deals with the cytological investigation of Taiwania flousiana Gaussen. The somatic chromosomes in root-tip cells of the plant are found to be 2n=22 for the first time, all with median and submedian constrictions. According to the terminology defined by Levan et al.^[11], the karyotype formula is K(2n)=16m+6sm, which belongs to “2B” of Stebbins'^[16,17] karyotypic symmetry and is generally regarded as a relatively primitive one. The species' chromosome complement is 2n=22=4L+6M₂+8M₁+4s according to the standard defined by Kuo et al.^[10] based on relative length. The nucleolus number in resting root-tip cells of T. flousiana is found to be 1-5 (Table 3). The percentage of cells with two nucleoli is 77.6%, and those with five nucleoli, the highest number ever found by me, is only 1.6%. A few cells with many micronuclei are found in this species for the first time (Plate 1, 1). Although T. flousiana and T. cryptomerioider have the same “2B” type of karyotypic symmetry, the differences in the arm ratio and the index of the karyotypic asymmetry (Table 2) show that the karyotype of the former is less symmetrical than that of the latter, so the former may be a little more advanced than the latter. The basic karyotype (2B) of Taiwania is more related to that of Cunninghamia (1B)^[3] than to that (1A) of Metasequoia^[5], Glyptostrobus^[4] and Cryptomeria^[3]. Wang et al.^[1], have reached the similar conclusion from the embryological study.     

Fe3+对雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)生长及荧光特性的影响

为探求适宜雨生红球藻CG-06株生长的Fe³⁺浓度和Fe³⁺对藻细胞荧光特性的影响,以BBM为基础培养基,选用EDTA-FeNa(Ⅲ)为Fe³⁺源,设置0、1.79、8.95、17.9、35.8、71.6μmol·L^-16种Fe³⁺浓度梯度,实验测定藻的生长并分析不同Fe³⁺对藻细胞叶绿素荧光和77 K低温荧光等的影响。结果表明:适合雨生红球藻CG-06株生长的Fe³⁺浓度为8.95μmol·L^-1,Fe³⁺浓度较高时,雨生红球藻的生长受到抑制,Fe³⁺浓度低于1·79μmol.L^-1将产生低铁限制。W alz-PAM测定数据显示,在铁不足或高铁抑制条件下,雨生红球藻光系统Ⅱ活性明显下降,开放态的反应中心数目减少,光合作用受到抑制。77 K低温荧光光谱显示,在铁不足或高铁抑制条件下,710 nm荧光峰降低,684 nm和694 nm荧光峰相对增强,说明能量在两个光系统分配上发生变化,能量更多的分配给光系统Ⅱ,限制了光系统Ⅰ的活性。在高铁抑制条件下,CP₄₇蛋白荧光峰降低,CP₄₃蛋白荧光峰增强,推测存在D₁蛋白降解。     

Cu2+对菱叶片生理指标及超微结构的毒理学效应分析

研究了不同Cu²⁺处理浓度(0、0.002、0.004、0.006、0.008 mmol.L^-1)对菱叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数、膜脂过氧化和抗氧化系统等的影响,并用透射电镜观察了其叶细胞超微结构的变化。试验结果表明:随着Cu²⁺浓度的增加:(1)叶绿素含量、Fv/Fo和Fv/Fm显著下降,Fo显著上升;(2)活性氧(AOS)产生速率、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性逐渐升高;超氧化物歧化酶(SOD)、游离脯氨酸(Pro)和可溶性糖含量显著下降;抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽还原酶(GR)含量呈先升后降趋势,且始终高于对照;(3)电镜观察发现,Cu²⁺对叶片细胞器的超微结构特别是叶绿体、线粒体和细胞核造成严重损伤。以上结果表明,本试验过量Cu²⁺的胁迫破坏了菱正常生理生化活动,并造成功能紊乱,最终导致菱的死亡。     

酸雨对温州三土羊湿地水体氮营养盐数量的影响

为了解酸雨对温州三垟湿地水体氮营养盐数量的影响,本文测定了三垟湿地水体中不同形态氮的含量,其中氨氮2.90～10.75 mg·L^-1,平均5.38 mg·L^-1、硝态氮0.16～0.44 mg·L^-1,平均0.31 mg ·L^-1;总氮34.04～63.20 mg·L^-1,平均55.75 mg·L^-1和水体的pH值,6.1～6.5,平均6.4;并测算了近两年通过降水输入到三垟湿地和三垟湿地水体中不同形态氮的数量及其占湿地现有水体中各形态氮的比例,其中输入到三垟湿地氨氮、硝态氮和总氮的量分别为2.8～2.86× 10 kg、2.87×10⁴～4.96×10⁴kg和5.35×10⁴～7.82×10⁴ kg,分别占湿地水体现有量的56%～6%、11.21～19.38倍和12%～17%;直接输送到三垟湿地水体各形态氮的数量0.72×10⁴～0.8×10⁴ kg、0.83×10⁴～1.44×10⁴ kg和1.55×10⁴～2.27×10⁴,分别占现有量的16%～19%,3.24～5.63倍和3%～5%.结果表明,酸雨是三垟湿地水体氮污染的主要来源之一,对三垟湿地水体富营养化产生重要影响.     

The Studies on the Karyotypes and Cytogeography of Taxodium Rich.(Taxodiaceae)

The present paper deals with the karyotypic analysis of Taxodium ascendens Brongn. The somatic chromosomes in root-tip cells of the plant are found to be 2n =22, all with median and submedian constrictions. A character of the karyotype is that the chromosome 10 has a long kinetochore region (Plate 1:1). According to the terminology defined by Levan et al.^[18], the karyotype formula is k(2n)=22=20m+2sm, which is different to Huang et Hsu’s^[8] K(2n)=24=22m+2B(m). The karyotype belongs to “lA” of Stebbins’^[24] karyotypic symmetry and is generally regarded as a relatively primitive one. The species’ chromosome complement is 2n=22=2L+8M₂+12M₁ according to I.R.L.difined by Kuo et al.^[15] based on relative length. The lengths, arm ratios and types of chromosomes of the species are given in Table 1-I. The morphology of the chromosomes and the karyotype, are given in Plate 1:1. In the light of the works of Schlarbaum et al.^[21] and Mehra et al.^[17], K(2n)=22=20m (2SAT)+2sm and 2n=22=2L+6M₂+14M₁ are for T. distichum (L.) Rich. (see Table 1-II), K(2n)=20m+2sm and 2n=22=4L+4M₂+12M₁+2S for T. mucronatum Tenore (see Table 1-III, Plate 1:2), which belong to “lA” and “2A” respectively. The differences between three species in the ratio of the longest to the shortest chromosome, I.R.L. and the proportion of chromosomes with arm ratio >2 show that the karyotype of T. mucronatum is the most advanced and that of T. distichum the most primitive. The present author suggests that the sequence of evolutionary advance be T. distichum, T. ascendens, T. mucronatum. Based on the evidence from the karyotype analyses, ecology and geographical distribution (including fossil), the secondary center of genetic diversity (Fig. 1) and the probable evolu-tionary pattern (Fig. 2) of Taxodium are discussed.     

荔枝的光合特性

在低光强(0至0.15m mol m^-2s^-1)下,荔枝叶子的光合速率随光入射量子通量的增高而增大。在光强0.7m mol m^-2s^-1时光合速率为1.76μmol m^-2s^-1。光合作用的光补偿点约为0.02 m mol m^-2s^-1光量子。荔技叶子具有低的气孔对水分传导率。气孔对水分传导率和蒸腾速率在低光强时随入射量子通量增高而增大:而细胞间CO₂浓度随光强增高而下降。在光强高于0.2m mol m^-2 s^-1光量子时,细胞间CO₂浓度变化较少。在低光强时,叶子的水分利用效率（光合/蒸腾）随光强增高而增大。在光强高于0.2m mol m^-2 s^-1光量子时,水分利用效率明显降低。荔枝叶子的最适光合作用叶温为22-26℃。可能表明在华南夏季中午的高温限制荔枝的田间光合作用。外界CO₂浓度增高相应增高细胞间CO₂浓度。当细胞间CO₂浓度约低于230μ1.1^-1时,光合速率随细胞间CO₂浓度增高而增大。在更高的细胞间CO₂浓度对,光合速率变化则较少。荔枝叶子光合速率对叶子/空气水蒸汽压陡度的变化响应不敏感。气孔对水分传导率和细胞间CO₂浓度随叶子/空气水蒸汽压陡度增大略有降低。     

巢湖富营养化对河蚬和环棱螺分布及种群密度影响

2001年9月和2002年9月两次对巢湖河蚬和环棱螺的调查表明,在富营养化程度较重的西湖区,河蚬生物量分别为17.87和47.29g·m^-2;环棱螺生物量分别为4.4和12.6g·m^-2.而在富营养化程度较轻的东湖区,河蚬的生物量分别为67.86和96.18g·m^-2;环棱螺的生物量分别为32.00和31.21g·m^-2.河蚬和环棱螺的种群密度和生物量均随水体富营养化的加剧而下降.近岸带河蚬和环棱螺的密度和生物量明显高于敞水区.河蚬的分布型为核心型,而环棱螺更接近随机性分布.河蚬和环棱螺的种群密度和生物量与水深均无明显相关(P＞0.05).环棱螺生物量与总氮TN、硝态氮NO₃-N、总磷TP和溶解性磷PO₄-P浓度呈显著负相关,而河蚬生物量仅与PO₄-P呈负相关.现有河蚬资源量与1981年相比有较大幅度的下降.探讨了其它环境因子对河蚬和环棱螺分布和生长的影响.