镉胁迫下三种藓类植物的细胞伤害及光合色素含量的变化

采用水培试验研究了不同浓度Cd 胁迫下3种藓类植物的细胞伤害、光合色素含量和Cd 含量的变化,以探讨其对Cd 胁迫的反应敏感性和耐性.结果表明：低浓度Cd （1 mg·L^-1）胁迫显著损伤尖叶拟船叶藓和匍枝青藓叶细胞,3种藓的叶细胞伤害率随Cd 浓度的升高而显著增加,高浓度Cd （100 mg·L^-1）胁迫下的细胞伤害率大小为匍枝青藓>湿地匍灯藓>尖叶拟船叶藓.低浓度Cd 胁迫（1 mg·L^-1）对3种藓类植物的总叶绿素含量无显著影响,随着Cd 胁迫浓度的增加（≥ 10 mg·L^-1）,3种藓类植物总叶绿素含量显著下降,降幅顺序为匍枝青藓>湿地匍灯藓>尖叶拟船叶藓;1和10 mg·L^-1 Cd胁迫对3种藓类植物叶绿素a/b值无显著影响,100 mg·L^-1 Cd胁迫下湿地匍灯藓和匍枝青藓叶绿素a/b值显著下降;Cd胁迫对匍枝青藓类胡萝卜素含量的影响最大,1 mg·L^-1 Cd下其类胡萝卜素含量显著降低.3种藓类植物均能显著地富集Cd,其体内Cd累积量以尖叶拟船叶藓最高,湿地匍灯藓次之,匍枝青藓最少.细胞伤害率、叶绿素和类胡萝卜素含量的变化可用来指示3种藓类植物对Cd胁迫的敏感性差异.尖叶拟船叶藓对Cd胁迫的耐受性最强,湿地葡灯藓和匍枝青藓相对较弱.3种藓类植物对Cd胁迫的耐受性与其体内Cd累积量呈明显的正相关关系.     

铅胁迫对3种藓类植物抗氧化酶活性的影响

采用水培实验研究了重金属Pb对3种藓类植物尖叶拟船叶藓(Dolichomitriopsis diversiformis)、湿地匍灯藓(Plagiomnium acutum)和匍枝青藓(Brachythecium procumbens)的抗氧化酶(SOD、POD和CAT)活性的影响.结果表明,(1)在1~200 mg·L-1的铅胁迫浓度范围内,Pb对3种藓类植物的SOD活性均具有显著的促进作用,对Pb胁迫的种间敏感性差异为尖叶拟船叶藓>湿地匍灯藓>匍枝青藓;(2)POD活性对Pb胁迫的反应趋势有一定差别,尖叶拟船叶藓和匍枝青藓的POD活性随Pb浓度的增加先升后降,湿地匍灯藓的POD活性变化较为平缓,种间敏感性差异为匍枝青藓>尖叶拟船叶藓>湿地匍灯藓;(3)在100 mg·L-1时Pb对湿地匍灯藓CAT活性表现为显著促进作用外,其余在低浓度下显示无显著影响,在高浓度下表现为抑制效应,种间敏感性差异为尖叶拟船叶藓>匍枝青藓>湿地匍灯藓.3种藓类植物的抗氧化酶体系中对Pb胁迫的抵抗起关键作用的是SOD,可作为藓类植物受Pb胁迫的敏感生理指标.3种植物中对Pb胁迫的反应较为敏感的是尖叶拟船叶藓.     

铅胁迫下植物抗性机制的研究进展

综述了近10多年来国内外研究重金属铅对植物的伤害机理,以及植物对铅的耐性机制的研究进展.首先从细胞分裂、细胞膜透性、光合作用和抗氧化酶系统等生理生化方面讨论了铅对植物的伤害机理,其次分析了铅离子跨膜运输、根系分泌物、金属配位体、铅离子区域化分布与植物抗性的关系.     

UV-B对两种藻光合色素和多糖含量的影响

本文研究了微绿球藻(Nanochloropsis sp.)和海洋原甲藻(Prorocentrum micans)在不同辐射强度的UV-B照射下的光合色素和多糖含量的变化,结果表明微绿球藻比原甲藻有更强的抗紫外辐射能力.它的叶绿素a含量在UV照射下保持相对稳定,而原甲藻的叶绿素a含量明显下降.同时发现微绿球藻中的类胡萝卜素含量有十分显著的上升,由于类胡萝卜素具有保护功能,因此它很可能保护了叶绿素a免遭破坏,从而在微绿球藻的抗紫外辐射中起到重要作用.另外,紫外处理也促进了微绿球藻中多糖含量的升高,这也有利于提高它的抗UV能力,多糖可能作为一种保护机制,对保护藻类防止UV伤害方面有一定功能.原甲藻则因为这些机能较弱,对UV的抗性较低.     

膜脂过氧化对植物细胞的伤害

本文综述了近年来有关膜脂过氧化对植物细胞膜系统的结构和功能、细胞的蛋白质代谢、光合作用和呼吸作用等过程的伤害机理方面的研究进展。     

镉胁迫下3种藓类植物抗氧化酶活性变化的比较研究

采用水培实验研究了重金属Cd对3种藓类植物尖叶拟船叶藓(Dolichomitriopsis diversiformis)、湿地匍灯藓(Plagiomnium acutum)和匍枝青藓(Brachythecium procumbens)的抗氧化酶系统(SOD、POD和CAT)的影响.结果表明,在1-100 mg·L-1的镉胁迫浓度范围内,Cd对3种藓类植物的SOD活性都具有显著的促进作用,SOD对Cd胁迫的种间敏感性顺序为尖叶拟船叶藓>湿地匍灯藓>匍枝青藓;3种藓类植物的POD和CAT活性对Cd胁迫均表现为先升后降,POD对Cd胁迫的种间敏感性顺序为匍枝青藓>湿地匍灯藓>尖叶拟船叶藓;高浓度Cd对CAT具有明显的抑制效应,CAT对Cd胁迫的种间敏感性顺序为湿地匍灯藓>尖叶拟船叶藓>匍枝青藓.在Cd长期胁迫下,SOD对3种藓类植物体内活性氧的清除起到关键作用,可作为藓类植物抗镉能力强弱的敏感生理指标;3种鲜类植物中匍枝青藓的抗镉能力最强,湿地匍灯藓次之,尖叶拟船叶藓最弱,并且这种抗性与cd在植物体内的积累成反相关.     

湖北铜山口铜矿五种藓类植物及其基质元素含量分析

利用原子吸收光谱仪对湖北铜山口铜矿5种藓类植物(北地对齿藓Didymodon fallax、尖叶对齿藓D.con-strictus、阔叶丛本藓Anoectongium clarum、双色真藓Bryum dichotomum和舌叶毛口藓Trichostomum sinochenii)及其生长基质中的Cu、Zn、Ca、Mg、Cd、Pb、Hg等7种元素进行测定及分析,并计算出富集系数。结果表明,铜山口铜矿这5种藓类植物体内及其生长基质中,Cu、Zn、Ca、Mg等4种元素含量较高;北地对齿藓对Cd有较强的富集能力,可以作为寻找Cd矿的特征植物;相对于其它4种藓类植物,双色真藓对Cu、Zn、Pb有较强的富集能力,可以作为寻找Cu矿、Zn矿、Pb矿的参考植物;舌叶毛口藓对Hg有一定的富集能力,可以作为寻找Hg矿的参考植物。在这5种藓类植物中,Cu-Zn、Zn-Pb、Mg-Pb在0.05水平上达到显著正相关,Cu-Mg、Zn-Mg在0.01水平上达到极显著正相关。     

基于光合参数探讨四种藓类作水族箱植物的应用潜力

水生藓类植物适宜作为水簇箱植物,许多半水生藓类植物同样能够生长于水体环境中。中国东部地区的水生藓类植物种类不多,陆生藓类植物能否应用于水族箱中?为了回答这一问题,需要阐明陆生藓类植物对水体环境的适应能力。该研究测定了匐枝青藓(Brachythecium procumbens),弯叶灰藓(Hypnum hamulosum)、 白发藓(Leucobryum glaucum)和虎尾藓(Hedwigia ciliata)在与它们的自然生境相似条件下以及沉水环境下的光合参数,并应用直角双曲线模型拟合了它们的光-光合响应曲线。结果表明:这四种藓类植物在最大净光合速率(Pn)、光饱和点(LSP)和光补偿点(LCP)上存在很大差异。它们的最大净光合速率、光饱和点和光补偿点的变异范围分别为122.575～19.099 μmol CO₂·kg^-1 DW·s^-1、1 166.00～670.030 μmol·m^-2·s^-1和85.000～5.3 μmol·m^-2·s^-1。在沉水环境中生长30 d后,匐枝青藓、弯叶灰藓和白发藓的最大净光合速率分别是对照的110.78%、80.84%和109.63%,说明在实验周期里这三种藓类植物能够在水体环境中生存,而虎尾藓在水体中浸泡20 d后,其最大净光合速率仅为对照的5.25%,反映出该种植物并不适应水体环境。综上可知,四种藓类植物的光合速率与其形态结构和原生境条件有很大的关系,虽然匐枝青藓、弯叶灰藓和白发藓主要分布于陆生环境,但作为水族箱植物也具有一定的应用潜力。     

4种李属彩叶植物色素含量与叶色参数的关系

以4种李属彩叶植物紫叶李、紫叶矮樱、黑杆樱李和美人梅4年生嫁接苗为试材,对其叶绿素、类胡萝卜素、花色素苷含量及叶色参数(L·、a·、b·)进行了测定分析.结果表明:(1)随着季节的变化, 4种李属彩叶植物色素含量表现出基本相似的波动趋势,并以黑杆樱李的花色素苷含量在季节间较为稳定且极显著高于其他3种植物(P＜0.01),而美人梅的叶绿素、类胡萝卜素含量在在季节间较为稳定且显著低于其余植物(P＜0.05); 4种植物中各色素含量比例不尽相同且随着季节而变化,但黑杆樱李的比值较稳定且花色素苷比例始终最高,叶片保持紫红色,而美人梅的各色素比值变化较大,叶片呈现紫红-绿-红的变化过程.(2)4种李属彩叶植物的叶色参数(L·、a·、b·)也随季节发生波动,并以黑杆樱李相对稳定,美人梅的变化幅度较大,而且各树种之间的a·和b·值差异分别达到显著水平(P＜0.05)和极显著水平(P<0.01).(3)4种植物叶片 a·值与叶绿素含量、花色素苷含量均呈显著或极显著的正相关性,而L·值和b·值与叶绿素含量、花色素苷含量、类胡萝卜素含量的相关性因树种而异.研究发现,4种李属彩叶植物的色素含量及其比值随季节发生波动的幅度不尽相同,叶片花色素苷含量比例的高-低-高变化使叶色呈现红-绿-红的过渡;花色素苷含量和叶绿素含量的高低决定着a·值大小,但它们并不是影响L·和b·值的主要因素.     

六种藓类植物茎的比较解剖学研究

通过对6种藓类植物,即褶叶青藓(Brachythecium salebrosum(Web.et Mohr.)B.S.G.)、湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum(Lindb.)Kop.)、侧枝匐灯藓(Plagiomnium maximoviczii(Lindb.)Kop.)、大凤尾藓(Fissidensnobilis Griff.)、大羽藓(Thuidium cymbifolium(Doz.et Molk.)B.S.G.)和大灰藓(Hypnum plumaeforme Wils.)嫩茎和老茎的石蜡切片和显微观察发现,同一藓类植株的嫩茎和老茎,茎结构稳定,不同种藓类植物茎横切面具有不同特征.植物体茎横切面形状、表层细胞的层数、细胞大小和细胞壁厚薄、皮层细胞大小和形状、中轴的有无以及比例等特征可以作为藓类植物的分科分类依据之一.     

几个树种机械损伤诱导挥发物的比较初报

植物创伤诱导挥发物在植物与昆虫、植物与植物之间的相互关系中起着非常重要的信号作用。为了深入了解其诱导机制并探讨植株间信号传导 ,选择了复叶槭 (AcernegundoL .)、旱柳 (SalixmatsudanaKoidz.)、毛白杨(PopulustomentosaCarr.)、合作杨 (P .simonii×P .pyramibaliscv .)等 4个树种 ,利用气相色谱质谱联用技术对人为损伤后的挥发物变化情况进行了研究。多数诱导挥发物在 5h左右达到高峰 ,主要是开环单萜、脂肪酸衍生物和芳香族化合物。己二酸二甲酯、丁二酸二异丁酯、苯骈噻唑在以前的昆虫 草本植物系统中未见报道。损伤 2h后绿叶气味即已大量产生 ,其他化合物变化不大。驱避物质 2 4h后挥发量很大。不同树种在释放时间上也存在明显差异 ,但有些化合物广泛存在于不同树种。挥发物在种间存在差异 ,正常的复叶槭挥发大量的萜烯 ,而杨柳产生苯系物较多     

Leaf Volatiles Induced by Mechanical Damage from Diverse Taxonomic Tree Species

Plant volatiles induced by wounding play key roles in plant-insect and plant-plant interactions. To deeply understand the mechanism of their induction by wounding and their functions in interplant communications, four diverse tree species: ashleaf maples ( Acer negundo L.), hankow willow ( Salix matsudana Koidz.), Chinese white poplar ( Populus tomentosa Carr.) and poplar opera 8277　( P. simonii×P. pyramibalis cv.), were used as materials. The blends of volatiles collected after damage were detected with GC-MS. Most of the induced compounds reach high concentrations in 5 h. They are acyclic monoterpenes, fatty acid derivatives, and aromatic compounds. To authors' knowledge, dimethyl adipate, diisobutyl succinate and benthothiazole have never been reported in previous herbivore insect-plant systems. After being damaged 2 h, green leaf volatiles were released in large amount. The repellents were detected in higher concentration after 24 h. The time of releasing is different within different species, but many kinds of volatiles widely existed in different trees. There were some difference among species. Health ashleaf maple released more terpenoids, but poplars and willow produced more aromatic compounds.     

沙质草地3种优势植物叶片光合生理对增温和降水减少的响应北大核心CSCD

以沙质草地优势物种猪毛蒿、胡枝子和糙隐子草为研究对象,利用开顶式生长室(OTC)模拟增温,研究降水减少20%、40%和60%与增温的交互作用对3种典型植物叶片光合气体交换特征及叶绿素荧光特征的影响,以揭示沙质草地3种优势植物对气候变化的响应规律。结果显示:(1)与自然温度相比,OTC模拟增温增加了猪毛蒿C_(i),显著降低了胡枝子G_(s)、P_(n)和T_(r)、糙隐子草G_(s)和P_(n)、猪毛蒿WUE和L_(s),也显著降低了猪毛蒿和胡枝子F_(v)/F_(m)和F_(v)/F_(o)。(2)无论增温与否,随着降水减少幅度的增加,猪毛蒿G_(s)和P_(n)呈下降趋势,且中度以上的干旱胁迫下(降水减少>40%)胡枝子和糙隐子草P_(n)显著低于对照。(3)在自然温度条件下,轻度干旱胁迫时(降水减少20%)猪毛蒿T_(r)显著低于对照,重度干旱胁迫时(降水减少60%)其WUE、F_(v)/F_(m)和F_(v)/F_(o)显著低于对照;重度干旱胁迫时,胡枝子C_(i)显著高于对照,差异幅度达10.7%,L_(s)显著低于对照,轻度干旱胁迫时(降水减少20%)其F_(v)/F_(m)和F_(v)/F_(o)显著高于中度以上的干旱胁迫;中度以上的干旱胁迫下糙隐子草T_(r)和G_(s)显著低于对照,重度干旱胁迫时,其C_(i)、F_(v)/F_(m)和F_(v)/F_(o)显著低于对照,WUE和L_(s)显著高于对照。(4)增温与降水减少交互作用下,所有处理猪毛蒿C_(i)均高于对照,差异幅度分别达4.5%,6.0%和8.4%;胡枝子T_(r)均显著低于对照,差异幅度达57.8%;重度干旱胁迫时猪毛蒿L_(s)和WUE显著低于对照,糙隐子草F_(v)/F_(m)和F_(v)/F_(o)随降水减少而降低,中度以上的干旱胁迫时其值显著低于对照。(5)相关性分析表明,3个优势物种的P_(n)与F_(v)/F_(m)和F_(v)/F_(o)均呈显著正相关关系,其中猪毛蒿和糙隐子草的P_(n)—F_(v)/F_(m)和P_(n)—F_(v)/F_(o)斜率明显高于胡枝子。研究表明,气候变暖会在一定程度上加剧降水减少对沙质草地3种群落优势物种光合作用的抑制。     

不同种源黄连木秋季色素含量与叶色参数的关系

该研究以陕西汉中、河南林州、河北涉县和北京中国科学院植物研究所4个种源黄连木(Pistacia chinensis Bunge)的苗木为对象,用分光光度计和色差仪对其叶绿素、类胡萝卜素、花色素苷含量及叶色参数(L*、a*、b*)进行了测定分析,探讨不同种源苗木秋季叶色变化规律及差异,揭示黄连木叶色呈现与叶片色素含量之间的内在关联,为筛选适合城市绿化的优良黄连木种源提供依据。结果表明:(1)在秋季叶片转色期,随着时间的推移,4个种源黄连木叶片的叶绿素、类胡萝卜素和花色素苷含量的比例呈现不同的变化趋势,其中:河北种源的花色素苷含量较高,叶片呈现红色;陕西种源叶绿素含量较高,叶片呈现绿色的时间较长;河南、北京种源处于两者之间。(2)各个种源黄连木的叶色参数a*值(红/绿)均与花色素苷含量呈正相关关系,与叶绿素含量呈负相关关系,且相关系数均达到显著水平(P0.05),各个种源叶色参数L*值(光泽明亮度)也与叶绿素含量间表现出显著或极显著的正相关性。研究发现,河北种源黄连木秋季的叶色最红,陕西种源黄连木叶片呈现绿色的时间最长;色差仪的应用实现了叶色和各色素含量间量化的关系。     

Effects of Drought Stress Induced by Polyethylene Glycol on Pigment Content and Photosynthetic Gas Exchange of Pistacia Khinjuk and P. Mutica

The effects of drought stress induced by polyethylene glycol, PEG (molecular mass 6000) on some ecophysiological characteristics of two wild pistachio species, Mastic and Khinjuk (P. mutica and P. khinjuk) selected as root stocks for production of edible pistachio trees (P. vera) in Iran and Turkey, were studied. Net photosynthetic rate (P _N), stomatal conductance (g _s), chlorophyll (Chl) fluorescence parameters, leaf water potential (Ψ₁), leaf osmotic potential (Ψ_π), leaf osmotic adjustment (ΔΨ_π), and Chl a and b were measured. All parameters were influenced by increase in concentra-tion of PEG in the nutrient solutions. P _N, g _s, and Chl a were significantly higher in P. mutica than in P. khinjuk but, compared to the control treatment, P. khinjuk showed a higher resistance to drought stress than P. mutica. This revised version was published online in August 2006 with corrections to the Cover Date.     

Cadmium-Induced Changes in Leaf Epidermes, Photosynthetic Rate and Pigment Concentrations in Cajanus Cajan

Application of different concentrations of cadmium [5, 10, 15, 25 and 50 g(CdCl₂) g^–1(soil d.m.)] markedly affected leaves of Cajanus cajan (Linn.) Huth. Due to increased Cd content in leaves, stomatal density and size on abaxial epidermis, and the size of stomatal aperture and length and density of trichomes on both leaf epidermes decreased significantly in the treated plants. Net photosynthetic rate and stomatal conductance were reduced significantly at each concentration of cadmium, whereas reduction in intercellular carbon dioxide concentration was significant at 10 g Cd onwards. The contents of chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoids were relatively low during early stages of plant development under the effect of Cd. Nitrate content, nitrate reductase activity and protein content were also lower in treated plants, compared with control.