气孔运动的机制

在气孔运动过程中,气孔保卫细胞的膨压要发生变化。由于保卫细胞壁的构造很特别,因而膨压变化遂造成形状与体积变化。气孔也因而启闭。所以气孔运动就是膨压运动,如同叶子的感夜运动一样。至于膨压变化为何那样快,特别是为何容易可逆地变化?则尚未十分清楚。影响气孔运动的环境因子很多;试图解释这个过     

蚕豆气孔运动中脱落酸对周质微管排列的影响

气孔由一对保卫细胞组成,且其壁具有不均一加厚的特性(图1),并能敏感地感受内、外环境信号而调节K~ 等渗透调节物质进出保卫细胞引起膨压变化,从而控制气孔的大小、调节植物体与外界环境所进行的水分和气体交换。进一步研究发现,以K~ 为主的渗透调节物质引起的膨压变化受到许多因子的调控,如ABA可以中介Ca~(2 )作用抑制K~ 内向通道或直接作用于K~ 外向通道使K~ 外流,但ABA影响K~ 通道的信号转导途径仍是一个有待进一步探索的课题。大量研究表明,细胞运动与细胞骨架有关。如丝瓜卷须的卷曲运动、胞质环流、花粉管萌发与伸长、含羞草的感震性运动,以及细胞器的运动等都与细胞骨架有关。我们用植物微管特异性解聚剂——甲基胺草磷(APM)以及微丝专一性抑制剂——细胞松驰素B(CB)预处理蚕豆开放或关闭气孔后可明显地抑制Ca~(2 )、ABA、光、K~ 等引起的气孔运动,表明微管、微丝可能参与调节气孔的运动过程。Couot-Gastelier和Louguet经电镜观察证     

未分胁迫下不同抗旱性小麦芽鞘膨压和IAA及ABA含量变化（简报）

水分胁迫条件下,小麦细胞膨压下降与芽鞘生长抑制呈正相关。不同品种单位膨压升高引起的伸长生长有差异。水分胁迫0、3、8、20、32、45h后,抗旱性强的品种芽鞘中IAA含量及IAA／ABA比值在接近生长最快的时刻出现高峰;抗旱性差的品种IAA含量及IAA／ABA比值的高峰出现的时间与生长最快的时间不一致。单位膨压升高引起芽鞘长度增加大的品种,腔迫处理后IAA含理及IAA／ABA相对较高或下降程度相对较小;而BA含理升高则相反,抗旱性弱的品种胁迫处理后ABA含量增加相对较多。     

连续测定叶片膨压相对变化的挂码法

光强、光质、温度、土壤水分和蒸腾速率等因子的变化都会导致植物叶片膨压的变化,已有的测定方法如压力室、谐振频率和热电偶湿度计法都不适于连续快速测定叶片的膨压。较先进的压力探针(pres-sure probe)技术在测定叶片细胞的膨压时也存在着剥皮时改变组织水势的困难。我们在天平法的基础上改进建立了挂码法。     

植物体内蔗糖与淀粉的转化

一、引言蔗糖和淀粉广泛分布在植物体各种组织中,是植物碳水化合物的重要运转和存储物质;尤其是它们相互间的转化,在生理上是有重要意义的。在植物气孔的调节上,很早就有人观察到,孔边细胞内蔗糖和淀粉的转化,控制着细胞膨压的变化,来调节气孔的开合。     

水稻伸长生长的数学模型

水稻地上部诸器官的伸长生长,可以分为3个阶段和两个过渡期．器官在前期的凹型曲线生长为加速生长（定为第1阶段）,中期的直线生长为等速生长（第2阶段）,后期的凸型曲线生长为减速生长（第3阶段）;每两个阶段临界处均存在特殊的生长过程,前面的定为第1过渡期,做变加速生长,后面的定为第2过渡期,做变减速生长.组成器官的各个细胞的伸长生长,也可以分为前期凹型曲线阶段、中期的直线阶段以及这两个阶段临界处的过渡期.运用类比原理推断;细胞在凹型曲线阶段,其原生质的膨压大于壁压,而且这两个压差始终维持稳定,这就使细胞做等加速生长;细胞经过过渡期的变加速生长过渡到直线生长阶段,在这个阶段中,膨压大小与壁压相等,这就使细胞以过渡期最末的生长速度做等速生长;最后壁压大于膨压,而且这两个相差压会阻止细胞的“惯性”生长直至停止生长,其结果产生减速生长．     

极端干旱条件下多年生植物水分关系参数变化特性

通过对生长在塔克拉玛干沙漠南缘极端干旱区野外生境条件下的4种多年生植物胡杨、柽柳、沙拐枣和骆驼刺的主要水分关系参数(P100为膨压最大时的渗透势;P0为膨压为零时的渗透势;emax为最大细胞弹性模量;RWCa为细胞在质壁分离点时的相对含水量)在植物生长周期内的变化特征进行了分析,结合对植物清晨水势和土壤含水率变化的系统进行测定。结果表明:4种植物在低水势下保持膨压能力大小的排序为柽柳>胡杨>骆驼刺>沙拐枣。4种植物应对水分胁迫的共同反应是在细胞出现质壁分离时,保持高的体内含水量;在耐旱机理上,沙拐枣和骆驼刺属于高水势延迟脱水类型,胡杨和柽柳属于低水势忍耐脱水类型;在植物生长期内,4种植物清晨水势的变化特征是,骆驼刺的清晨水势值最高,沙拐枣和胡杨的清晨水势值的季节变化较为稳定,柽柳的清晨水势值最低;植物清晨水势的变化趋势同其水分关系参数的变化特性基本一致;4种植物没有受到严重的水分胁迫,灌溉对植物水分关系参数变化的影响不显著;植物处并利用地下水来满足其生存和生长需求,维持地下水位的基本稳定,是保证多年生植物恢复重建的重要前提。     

北京杨水分生理生态特性研究

对北京杨水分生理生态的研究表明 ,生长期北京杨蒸腾速率的日变化呈早晚低、中午高的抛物线型。生长期北京杨蒸腾速率 ( Tr)的平均值为 598.8mg/ gld· h。蒸腾速率的日变化分别与光照强度 ( L)及光照强度 ( L)与气温 ( T)和相对湿度 ( H)的复合因子 ( L· T;L/ H)相关性极显著。生长期北京杨小枝水势 ( Wp)的平均值为 -1 .0 50 6MPa;早、晚高、午间低。小枝水势日变化与 L及复合因子 L· T、L/ H 相关性极显著。 8～ 1 0月光合速率 ( Pn)的平均值为 1 1 .94 mg/ dm2· h;光合速率日变化与 L日变化的关系显著。北京杨饱和含水时的最大渗透势 ( Ψsat)、膨压为零时的渗透势 ( Ψtlp)和质外体水相对含量 ( AWC)的变化规律表现为从生长期初到生长期末 (绝对值 )逐渐升高的趋势 ;而膨压为零时的渗透水相对含量( ROWCtlp)和膨压为零时的相对含水量 ( RWCtlp)呈波动变化 ,但仍具有生长活跃期 ( 5、6和 8月份 )较高的特点。     

西鄂尔多斯地区强旱生小灌木的水分参数

应用PV技术研究了西鄂尔多斯地区绵刺、红沙、四合木和霸王柴4种超旱生灌木的水分关系参数膨压(ψ_P)、细胞弹性模量(ε)、细胞体积比(RCV)及其相互关系.结果表明：在4种荒漠旱生灌木中,红沙保持最大膨压的能力最强(a=2.4593).不同荒漠旱生灌木保持膨压的方式不同：绵刺通过弹性调节保持膨压(ε_max=8.4005 MPa);红沙通过渗透调节来保持膨压(ψ_π100=-3.1302 MPa;ψ₀=-3.5074 MPa);四合木通过渗透调节和弹性调节的协同作用来维持膨压;霸王柴通过渗透调节来保持膨压,而弹性调节能力较弱.绵刺具有柔软而高弹性的细胞壁,是构成其根茎系统快速吸收和传导水分能力的因素之一.四合木具有较柔软而高弹性的细胞壁且ψ_P的变化随RCV减小而趋于缓慢,说明四合木具有较强的持水能力和抗脱水能力.     

塔干南缘骆驼刺植被水分关系的研究

对塔克拉玛干沙漠--绿洲过渡带骆驼刺(Alhagi sparsifolia Shap.)水分关系的研究表明:骆驼刺在夏季保持了正的膨压,一直较高较稳定的清晨水势说明植物水分恢复状况良好,植物得到了较好的水分供应;在7月,干旱胁迫造成的水分亏缺并未影响植株正常的蒸腾作用,因而干旱引起的水分胁迫并未威胁到植被的存在.骆驼刺对干旱胁迫的水分生理适应主要体现在叶水平上,表现为饱和枝条的渗透势(Πo)和膨压消失点的渗透势(Πp)的差值(ΔΠ)和相对含水量(RWC)在膨压消失点间更大的变化、渗透调节的产生、较高较稳定的饱和枝条水分与干物质之比(WCsat)和膨压消失点的相对含水量(RWCp),以及较低的共质体水在总水分中的相对含量(RWCsym).但形态学上的特征,主要表现为深而发达的根系和蒸腾面积的减少,才是骆驼刺适应极端干旱环境的主要途径.非定期的夏季一次性灌溉对地下水位很低地区的骆驼刺植被水分状况的恢复没有帮助.     

几种新型植物内源生长调节物质

扼要介绍了系统素,茉莉酸,寡糖素,水杨酸,油菜素内酯和玉料赤霉烯酮等甾类激素,膨压素,多胺,乙酰胆碱等几种新型植物的内源生长调节物质。     

强旱生小灌木绵刺劈裂生长过程中的水分特征

绵刺(Potaninia mongolica)是西鄂尔多斯-东阿拉善地区特有的单种属残遗植物。选取内蒙古磴口县境内具有绵刺群落的草原化荒漠区为研究样区,于2002~2003年每年8月1~5日采集未劈裂、正在劈裂和已劈裂植株,运用PV技术对不同劈裂生长状态绵刺的多种水分关系参数(${φ_{s}}^{sat}$、${φ_{s}}^{tlp}$、ROWC^tlp、RWC^tlp、Δφ、ε^max等)进行了测定,从绵刺保持膨压的能力和途径两方面进行了深入探讨;同时结合同一项目研究中绵刺劈裂生长过程中抗氧化酶系统和内源激素方面的研究成果,综合分析并探讨了绵刺劈裂生长的发生机理及其环境适应性。结果表明:1)未劈裂绵刺主要通过增加细胞内溶质(如脯氨酸),减少细胞内的水分丧失来进行渗透调节,从而在干旱胁迫下能够维持正常的膨压。2)已劈裂绵刺通过渗透调节和高的组织弹性两条途径来共同保持膨压,以抵抗不良的生存环境;同时对环境水分胁迫具有较高的敏感性。3)3种状态绵刺保持膨压的能力由强到弱依次为:未劈裂绵刺、正在劈裂绵刺、已劈裂绵刺。4)劈裂的发生导致绵刺保持膨压能力的降低,同时耐旱方式和途径发生了变化。     

4种沙生灌木幼苗PV曲线水分参数对干旱胁迫的响应

以柠条、沙木蓼、杨柴和花棒4种沙生灌木幼苗为材料,采用盆栽法在适宜水分、中度干旱和重度干旱(田间持水量的75%、50%和35%)3种土壤水分条件下,应用PV技术测定了它们在膨压为0时的渗透势(ψstlp)、相对水含量(RWCtlp)和相对渗透水含量(ROWCtlp),以及饱和含水时的渗透势(ψssat)、束缚水含量(Va)、膨压随叶水势下降而降低的速率b值和组织细胞总体弹性模量(ε′)等水分参数,并用隶属函数值法对4种苗木在干旱下保持膨压的能力进行了综合评价.结果显示:与适宜水分条件下相比较,除花棒幼苗在中度及重度干旱下ψssat值、柠条苗在中度干旱下ψssat和ψstlp差值和在中度及重度干旱下Va值、沙木蓼苗在中度干旱下ε′和RWCtlp值均变化很小以外,4种苗木其它水分参数在不同程度干旱胁迫下均有较明显的变化,且其变化幅度随干旱胁迫的加剧而增加,从而使苗木保持膨压及吸水保水的能力较适宜水分下明显增强;苗木保持膨压能力的综合评价结果为:中度干旱下柠条>花棒>杨柴>沙木蓼,重度干旱下柠条>花棒>沙木蓼>杨柴.研究表明,柠条幼苗对干旱胁迫具有极强的渗透调节适应性.     

丰富多彩的植物运动（二）

上文已介绍了植物运动中的感震和感夜两种运动形式,本文将着重介绍向性运动的几种形式,原生质和叶绿体的运动及其这些运动形式的生理作用。向性运动当植物所处的生态环境中某一因子对它们形成一定的刺激时,便会引起植物朝着或背着这一刺激因子的方向运动,这种运动形式称为植物的向性运动。向性运动又可分为正向性和负向性两种。这类运动是由于植物生长的不均匀性,从而引起曲度变化的运动。因此,向性运动都是与植物的生长紧密相关的一种运动方式,当植物的器官停止生长,或切除它们器官的生长区域（如茎尖或分生组织）,便不能表现出向…     

果实软化的胞壁物质和水解酶变化

果实软化通常被认为是由于胞壁水解酶如多聚半乳糖醛酸酶,果胶酯酶,纤维素酶降解胞壁物质导致。本文概述了这三种酶分子与果实软化关系的研究进展。反义基因证明,这三种酶基因的任一种表达被报制,果实能够正常软化,暗示果实的软化有其它因子的参与。其中由细胞内的淀粉酶和蔗糖酶引起的细胞膨压的变化及果胶的溶解可能是引起果肉软化的重要原因。     

植物细胞壁研究进展

植物细胞壁是一种复杂的网状结构,其成分包含纤维素、半纤维素、果胶和少量的结构蛋白等。在植物细胞生长过程中,细胞能产生伸展素蛋白,打断纤维素和半纤维素之间的氢键,引起细胞膨压驱动的细胞壁扩张。成熟细胞壁扩张性的丧失是由于细胞壁硬化作用而对扩张性蛋白的作用不敏感造成的,细胞壁成熟过程中很多不同的连接会同时发生,当细胞壁基质多聚体分子之间的连接增加到一定的程度。细胞壁的伸长就会被完全抑制。     

植物渗透调节的测定方法介绍

渗透调节是植物适应水分胁迫的主要生理机制。其含义是植物在逆境(干旱或盐渍)条件下,通过代谢活动增加细胞内溶质浓度,降低其渗透势(从而降低水势),从外界水势降低的介质中继续吸水,保持一定的膨压,维持较正常的代谢活动。在干旱条件下受膨压影响的细胞生长、气孔开放、光合作用及酶活性等生理过程得到完全或部分的维持,有利于增强植物的抗旱能力。国外这     

水分亏缺下细胞延伸生长与细胞膨压和细胞壁特性的关系

在简要介绍植物细胞延伸生长的生物物理模型的基础上,综述了水分亏缺下植物细胞延伸生长与细胞膨压、细胞壁伸展性和细胞壁塑变阈值的关系,阐述了植物细胞壁调节在作物抗旱性中的作用。     

玉米叶片生长部位渗透调节和生长的生物物理参数变化

玉米叶片生长部位随着水分胁迫加剧ψ_w降低、LER减慢。LER从最大到零,快速干旱处理的ψw从-0.55降至-0.85 MPa;缓慢干旱处理ψ_w从-0.88降至-1.13 MPa。在任何一种LER下,缓慢干旱处理的ψ_s比快速干旱处理更低,生长停止时,前者为-1.57 MPa,而后者为-1.30MPa。缓慢干旱叶片尽管在更低ψ_w下,仍能维持一定膨压,保持一定的生长速率。经历长时间水分胁迫会改变细胞延伸生长的生物物理参数,增大临界膨压(0.08～0.09 MPa)。这是水分胁迫植株,在一定ψ_p下生长速率减慢的原因。     

塔干南缘骆驼刺植被水分关系的研究

对塔克拉玛干沙漠———绿洲过渡带骆驼刺 (AlhagisparsifoliaShap .)水分关系的研究表明 :骆驼刺在夏季保持了正的膨压 ,一直较高较稳定的清晨水势说明植物水分恢复状况良好 ,植物得到了较好的水分供应 ;在 7月 ,干旱胁迫造成的水分亏缺并未影响植株正常的蒸腾作用 ,因而干旱引起的水分胁迫并未威胁到植被的存在。骆驼刺对干旱胁迫的水分生理适应主要体现在叶水平上 ,表现为饱和枝条的渗透势 (Πo)和膨压消失点的渗透势 (Πp)的差值 (ΔΠ)和相对含水量 (RWC)在膨压消失点间更大的变化、渗透调节的产生、较高较稳定的饱和枝条水分与干物质之比 (WCsat)和膨压消失点的相对含水量 (RWCp) ,以及较低的共质体水在总水分中的相对含量 (RWCsym)。但形态学上的特征 ,主要表现为深而发达的根系和蒸腾面积的减少 ,才是骆驼刺适应极端干旱环境的主要途径。非定期的夏季一次性灌溉对地下水位很低地区的骆驼刺植被水分状况的恢复没有帮助。