南方菟丝子质体超微结构、发育与功能的研究

本文研究了南方菟丝子（Cuscuta attstralis R.Br.)各个发育时期质体在茎中的分布,质体种类,超微结构及质体片层的长动态;用荧光分光光度法定性测定了各期的光合能力。结果表明：南方菟丝子体内含有叶绿素,具有叶绿体并能进行光合作用,是一种半寄生植物。叶绿体仅局限于韧皮薄壁细胞中,吸器发育过程中,叶绿体发育达到最完善,叶绿体片层系统的排列不同于一般种子植物而与一种半寄生植物槲寄生相似,菟丝子体内还存在一种“绿色造粉体”,分布于皮层细胞中,菟丝子在苗期光合自养能力和寄生能力均最强,此期是控制菟丝子危害的最适宜时期。     

南湖菱苗端茎轴质体起源与发育的超微结构研究

南湖菱苗端茎轴质体的发育经历了变形、内吞、出芽等变化过程。在苗端茎轴的边缘部位以及幼叶中 ,前质体将发育成为具发达类囊体片层的叶绿体。而在茎轴的中央部位 ,前质体将发生消亡 ,自身水解及液泡内吞是原质体消亡的重要原因。南湖菱苗端的自然发育过程为研究南湖菱质体的起源与分化提供了重要素材。     

南方菟丝子寄生对加拿大一枝黄花生长、繁殖及防御的影响

为了阐明南方菟丝子寄生对加拿大一枝黄花生长和繁殖的影响及机制,分析了南方菟丝子寄生对加拿大一枝黄花形态、生长与繁殖指标的影响,并分析了其生物量与加拿大一枝黄花次生代谢产物含量的相关性.结果表明： 南方菟丝子寄生显著降低加拿大一枝黄花株高、基径、主根长度和根直径,显著降低根、茎、叶和总生物量以及花序数、花序主轴长和花序分枝数;尤其是株高、花序数、茎生物量3个指标,被南方菟丝子寄生的植株仅为无寄生植株的1/2、1/5和1/8.南方菟丝子寄生强度对加拿大一枝黄花的株高、根长、茎生物量、总生物量等指标没有显著影响,但高强度寄生组的基径、根体积、叶生物量、根生物量、花序数、花序主轴长、花序分枝数等指标均显著低于低强度寄生组.南方菟丝子寄生显著增加加拿大一枝黄花根鞣质含量和茎黄酮含量.加拿大一枝黄花的生物量与根鞣质含量及茎黄酮含量存在显著负相关.这表明南方菟丝子寄生加拿大一枝黄花后, 除了减少其资源获取外,还可能通过改变资源分配方式等途径进一步抑制其生长.     

南方菟丝子对加拿大一枝黄花的寄生控制效应

以安全性较高的本土植物南方菟丝子和重要的外来入侵植物加拿大一枝黄花为材料,于温室中采用盆栽试验在湿润和半湿润条件下用南方菟丝子寄生不同生长阶段(幼苗阶段、过渡阶段和成株阶段)的加拿大一枝黄花植株,考察加拿大一枝黄花植株被寄生后的营养生长、光合生理、逆境生理等指标,探索适宜南方菟丝子寄生加拿大一枝黄花的最佳条件阈值。结果显示:(1)寄生处理与对照之间,加拿大一枝黄花株高、基径、生物量、叶绿素含量、光合速率、可溶性糖、丙二醛、脯氨酸等指标差异均显著;(2)幼苗组、过渡组被寄生加拿大一枝黄花的株高增量、基径增量、生物量、叶绿素含量、净光合速率均显著低于相应对照组,而其可溶性糖、丙二醛、脯氨酸含量均显著高于相应对照组;(3)在半湿润条件下,加拿大一枝黄花的株高、基径增量均小于湿润条件下植株,其净光合速率、叶绿素含量在幼苗组和过渡组均小于湿润条件下植株,而可溶性糖、丙二醛、脯氨酸含量在在幼苗组和过渡组均大于湿润条件下相应指标;(4)幼苗组、过渡组加拿大一枝黄花被寄生后无法正常开花结实,寄生幼苗组加拿大一枝黄花的南方菟丝子亦无法正常开花结实。研究表明,在湿润与半湿润地区,南方菟丝子可以寄生各生长阶段的加拿大一枝黄花,并对株高1.2 m以下的植株产生较强的寄生胁迫;寄生的最佳时间段为每年的4月到8月。     

不同程度南方菟丝子寄生对入侵植物三叶鬼针草生长的影响

生物入侵严重影响了生态系统的结构和功能。菟丝子属植物可以有效地抑制入侵植物的生长,恢复本地群落,是一种有效的生物防治剂。本文以本地寄生植物南方菟丝子（Cuscuta australis）和三叶鬼针草（Bidens pilosa L.）为研究对象,采用不同数量的南方菟丝子茎段（长度15cm）寄生入侵植物三叶鬼针草来形成不同的寄生程度（寄生I、II、III分别由1、2、3段南方菟丝子茎段寄生）,分析不同程度的寄生对寄主三叶鬼针草补生长的影响,并探讨寄生植物对寄主补偿生长的诱导。南方菟丝子寄生34d之后,三种程度的寄生均可显著抑制三叶鬼针草生长。寄生III处理组的南方菟丝子生物量显著大于寄生I和寄生Ⅱ处理组。不同寄生强度对三叶鬼针草生长的影响具有一定的差异。寄生II和寄生III的三叶鬼针草叶生物量、茎生物量、地上生物量、地下生物量、总生物量、株高与冠幅均显著低于寄生I,但相互之间不存在显著性差异;寄生II的三叶鬼针草的叶面积、根长和根体积均显著低于寄生I,寄生III的叶面积和根长高于寄生II,但与寄生I及寄生II之间不存显著性差异,寄生III的根体积显著高于寄生II,但与寄生I之间不存在显著性关异。与对照相比,不同程度寄生下三叶鬼针草的NAR和RGR极显著降低。寄生II的三叶鬼针草的RGR显著低于寄生I,寄生III的三叶鬼针草的RGR高于寄生II,但与寄生I及寄生II之间均不存在显著性差异。寄生II与寄生III的三叶鬼针草的NAR显著低于寄生I组,但相互之间不存在显著性差异。除寄生I处理组外,寄生II与寄生III处理导致三叶鬼针草与南方菟丝子的累积生物量均显著低于对照。寄生II处理组的累积生物量要低于寄生I处理组,寄生III处理组的累积生物量要高于寄生II处理组,但显著低于对照组,表明寄生III处理组的三叶鬼针草产生了低补偿生长。由于南方菟丝子寄生显著抑制入侵植物的生物量,因此南方菟丝子仍具有防治入侵植物的潜力。     

甜菊质体发育过程的超微结构研究

观察了甜菊(Steviarebaudiana Bertani)质,本发育过程的超微结构变化、黄化幼芽质体的原片层体,为小管组成的网状“晶格体”,“质体中心”逐渐弥散,形成放射状排列的片层结构。质体的被膜出现突起的芽体,可能是质体增殖的一种方式。至幼叶转绿后,“质体中心”弥散消失,类囊体基本形成,原片层体转化为片层结构。随着叶片的成长变绿,基粒片层和基质片层的明显分化,基粒垛叠层增多,光合膜系十分发达。在幼叶和正在伸展的叶片细胞内,可以观察到叶绿体的分裂成为哑铃形,这是叶绿体增殖的主要途径。     

宁夏枸杞果实发育过程中淀粉代谢和质体超微结构研究h

该研究以宁夏枸杞为材料,对其果实发育过程中果实淀粉含量、淀粉代谢相关酶活性进行测定,并对果实发育过程中果皮细胞内质体超微结构和淀粉组织化学定位进行了系统观察。结果表明:(1)枸杞果实内淀粉含量随果实的发育呈现先增加后降低的变化趋势,在果实花后14d其含量达到最高(13.85mg·g-1)。(2)果实内α淀粉酶活性和β淀粉酶活性随果实发育成熟呈现逐渐增加的趋势,且α淀粉酶活性始终明显高于β淀粉酶活性。(3)组织化学和超微结构研究表明,在果实转色(花后24d)以前果实的造粉体内有大量淀粉粒的存在,但在果实第二次快速生长期,果实内的淀粉粒分解、消失,而叶绿体内没有观察到淀粉粒。研究认为,淀粉是宁夏枸杞果实发育过程中碳水化合物的一种暂时贮存形式,对维持果实早期的库强起到了重要作用,但随着第二次快速生长期果实库强的增加,淀粉体内的淀粉被淀粉酶分解转化为还原糖贮藏在果肉细胞中。     

基质养分对寄生植物南方菟丝子生长的影响

群落中各营养级的相互作用在群落结构形成中起了重要作用.以南方菟丝子(Cuscuta australis R.Br.)和三叶鬼针草(Biden pilosa L.)为研究对象,采用完全随机区组实验设计方法,测定并分析基质养分(不施肥与施肥)对寄生植物生长的影响,探讨寄生植物生物量与寄主生长特性、生物量和光源捕获能力的相关性.结果表明,施肥显著增加寄生植物南方菟丝子的吸器数量、缠绕圈数、相对盖度、营养器官生物量、生殖器官生物量和总生物量,但对生殖器官的生物量比无显著影响.施肥显著增加寄主植物的根、茎、叶生物量和总生物量、叶生物量比、比叶面积和叶绿素含量,但显著降低根冠比与根生物量比.南方菟丝子生物量与三叶鬼针草生物量、叶生物量比、比叶面积以及相对叶绿素含量之间均存在显著正相关,与根生物量比和根冠比存在显著负相关.研究结果表明施肥可以提高寄主植物的光资源捕获能力,将更多地生物量分配至叶等光合机构上,从而促进寄主植物(生产者)的生长,并间接促进寄生植物(初级消费者)的生长.     

菟丝子的发生与防治

菟丝子俗称“黄缠”,是一种寄生性的恶性杂草,主要危害亚麻和大豆等作物,是国际植物检疫的重要对象之一。菟丝子无根,叶片退化成鳞片状,茎黄色,很细,呈藤丝状,并缠绕在寄主植物的茎上。花很小,丛生,白色至黄白色;果实为蒴果,扁球形,果内有种子２—４枚;种子很小,近圆形,褐色,表面粗糙。菟丝子广泛分布于全国各地,并给我国农业生产带来重大损失,据报道：仅在甘肃省的嘉峪关、武威、高台和永昌等地,菟丝子对亚麻的寄生率为１０—４０％,严重可达６０—７０％;大豆的寄生率也达３０％左右。当作物一旦被菟丝子寄生后,可…     

日本菟丝子的生物防治研究初报危害性及寄生真菌的筛选

危害林木的菟丝子在广西主要是日本菟丝子(Cuscuta aponica Choisy),其危不仅表现在它寄生的普遍性和严重性。还表现在它寄生的持久性。其中以龙眼、柚子、桂花、台湾相思等被害严重。 在菟丝子寄生真菌的筛选中发现(1)对日本菟丝子有较强致病力的菌株是刺盘孢菌(Colletotrichum spp)。(2)这些菌株中的绝大多数对同种寄主上含不同色素的同种菟丝子有不同的致病力,仅有少数表现相近似的,但它们的致病力相对较弱。(3)对大多数菌株来说,同一菌株对来源于不同寄主上的同种色泽的同种菟丝子有不同的致病力。     

南方鲇头肾的组织学和超微结构

采用解剖学、组织学、组织化学方法,通过电镜观察,研究了南方鲇(Silurus meridionulis Chen)头肾的形态和超微结构。南方鲇左右头肾不相连,与肾明显分离。头肾组织包括血管系统、淋巴细胞聚集区、粒细胞聚集区、内分泌组织区。血管系统由头肾动脉、头肾静脉、后主静脉及其分枝所组成。淋巴区细胞染色深,紧密聚集成网状结构,主要包括大、小淋巴细胞等细胞类型。粒细胞区域狭窄,染色浅,主要为粒细胞聚集。内分泌组织区域细胞大型,常规染色极浅,包括肾间组织细胞、肾上组织细胞。肾间组织细胞有丰富的线粒体、内质网及分泌颗粒。肾上组织细胞主要分布于后主静脉及其分枝的周围、静脉壁中,细胞中有密集的分泌颗粒。肾上组织细胞和肾间组织细胞集中于头肾,内分泌功能增强,是与其运动能力强、快速捕食相适应的特征。     

空心莲子草响应南方菟丝子寄生的生长-防御权衡

为探讨全寄生植物南方菟丝子(Cuscuta australis)防治入侵植物空心莲子草(Alternanthera philoxeroides)的可行性,以二者野外天然生长的种群为研究对象,分析南方菟丝子寄生对空心莲子草生长及防御的影响,阐明空心莲子草在受到寄生胁迫时如何权衡自身生长与防御的关系,进而发展出一套应对南方菟丝子寄生的生长-防御策略。结果显示:(1)南方菟丝子寄生显著改变空心莲子草茎的形态,茎直径和平均节间长均增加,茎直径变化极显著(P0.01);(2)南方菟丝子寄生显著减少空心莲子草叶片数,但同时显著增加后者茎的分枝数,而茎上的节是潜在的无性繁殖体,故有利于空心莲子草的克隆繁殖;此外,南方菟丝子寄生显著降低了空心莲子草的根、茎、叶生物量和总生物量,抑制空心莲子草的生长;(3)南方菟丝子寄生显著增加空心莲子草茎的单宁、总酚、三萜皂苷含量,增强其防御能力;(4)南方菟丝子寄生的空心莲子草的生物量与茎部木质素、三萜皂苷、单宁和总酚含量均呈现显著负相关性(P0.01),对照组则不存在相关性;且寄生组较对照组相比,生物量的相对百分比显著低于对照组(P0.01),而用于防御的次生代谢产物总含量的相对百分比显著高于对照组(P0.01)。以上结果表明,受到南方菟丝子寄生胁迫后,空心莲子草改变自身的生长-防御策略,减少营养生长投入而将更多的资源投向克隆繁殖,同时增强对"防御"物质的投入,增强其防御能力,以利于后代生存和繁衍。     

南方菟丝子寄生对喜旱莲子草生长及群落多样性的影响

菟丝子属植物是一种有潜力的入侵植物的生物防治剂。以南方菟丝子(Cuscuta australis)天然寄生的喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)群落为研究对象,对比分析了南方菟丝子寄生对入侵植物喜旱莲子草生长的影响,同时采用群落调查的方法分析南方菟丝子寄生对入侵群落多样性的影响,以判断南方菟丝子是否具有防治喜旱莲子草的能力。结果表明南方菟丝子寄生可以降低喜旱莲子草的根生物量、茎生物量、叶生物量和总生物量,但与对照之间均不存在显著性差异;南方菟丝子寄生可以显著降低茎生物量比,显著增加根生物量比和根冠比。在无南方菟丝子寄生的喜旱莲子草群落中,除南方菟丝子和喜旱莲子草外,共有10科14属14种植物;而在南方菟丝子寄生的喜旱莲子草群落中,除南方菟丝子和喜旱莲子草外,共有16科27属28种植物,南方菟丝子能以产生吸器而寄生生长的植物共有19种,占样地植物种数的67.86%。南方菟丝子寄生可使群落物种丰富度显著性增加,也可使群落Simpson指数、Shannon-Wiener指数、McIntosh指数和均匀度指数增加,但是与对照之间不存在显著性差异。南方菟丝子寄生使喜旱莲子草的多度显著性下降,使喜旱莲子草的盖度和高度下降,但与未寄生的喜旱莲子草群落相比不存在显著性差异。但是南方菟丝子寄生可使喜旱莲子草在群落上的相对盖度、相对高度和相对多度均显著性下降,从而导致群落中喜旱莲子草的重要值显著性下降。南方菟丝子寄生可以在一定程度上抑制入侵植物喜旱莲子草的生长,促使群落多样性增加,促进本地群落的恢复。     

拟南芥苗端发育的超微结构研究

应用高压冷冻及低温脱水电镜技术研究了拟南芥苗端的发生,发育过程。结果表明,苗端发育过程可分为两个阶段,营养苗端和生殖苗端。其中,营养苗端的发育分为二个时期;早期,生长点平均,其结构不形成被子植物苗端所特有的原套一原体结构,后期,生长点隆起,其内部形成典型的原套一原体及组织分区结构。     

外源钙离子与南方菟丝子寄生对喜旱莲子草茎形态结构的影响

外源钙离子对植物响应外界环境胁迫具有重要作用.寄生植物对入侵植物具有显著的抑制作用.以入侵植物喜旱莲子草为研究对象,采用完全随机区组的实验设计分析不同钙离子浓度与南方菟丝子寄生对喜旱莲子草茎形态结构的影响,探讨外源钙离子在寄主植物响应寄生植物胁迫中的作用.研究结果表明南方菟丝子寄生可以显著改变喜旱莲子草茎的形态结构,如显著降低喜旱莲子草茎的总长、分枝数、分节数、茎直径和髓腔直径,显著增加茎的厚角厚度与皮层厚度.外源钙离子对喜旱莲子草茎总长、分枝数、分节数、茎直径、髓腔直径和维管束直径没有显著影响,但可增加喜旱莲子草茎的维管束数目,降低茎的节间长、厚角厚度与皮层厚度.外源钙离子与南方菟丝子寄生相互作用可以显著增加喜旱莲子草茎的厚角厚度与皮层厚度,表明南方菟丝子寄生与高浓度的钙离子对喜旱莲子草茎的厚角厚度和皮层厚度具有显著的拮抗的交互作用.这种交互作用可以提高寄主植物的防御能力,减少寄生植物对寄主植物的损伤.     

外源钙离子对南方菟丝子寄生入侵植物喜旱莲子草效果的影响

外源钙离子可以有效地缓解植物在胁迫下受到的毒害,提高植物组织或细胞抗胁迫的能力。以喜旱莲子草为研究对象,采用完全随机区组的实验设计,研究不同钙离子浓度与南方菟丝子寄生对喜旱莲子草茎生物量的影响,探讨外源钙离子是否可以减少南方菟丝子对喜旱莲子草的损伤。研究表明南方菟丝子寄生对喜旱莲子草的根、茎和叶的生物量具有显著影响,且南方菟丝子寄生与外源钙离子对喜旱莲子草茎和叶的生长具有显著的交互作用。不同浓度的钙离子与南方菟丝子寄生对喜旱莲子草茎生物量存在拮抗的交互作用;而仅8 mmol/L Ca2+与南方菟丝子寄生对喜旱莲子草叶生物量存在拮抗的交互作用。不同浓度钙离子均可以缓减南方菟丝子对喜旱莲子草茎的有害效应,仅8 mmol/L Ca2+可以缓减南方菟丝子对喜旱莲子草根和叶的有害效应。2—6 mmol/L的外源钙离子对南方菟丝子寄生下的喜旱莲子草的丙二醛(MDA)含量无显著影响,但可以显著地降低过氧化物酶(POD)活性,表明低浓度的外源钙离子的添加可以缓减南方菟丝子对喜旱莲子草的寄生胁迫,并体现在生理指标上。     

红盖鳞毛蕨孢子囊早期发育与质体分化的研究

利用光学显微镜和透射电子显微镜观察了红盖鳞毛蕨(Dryopteris erythrosora(Eaton)O.Ktze.)孢子囊的发育及在此期间质体的分化过程。研究表明:(1)红盖鳞毛蕨孢子囊的发育类型属于薄囊蕨型;(2)绒毡层为混合型,即内层绒毡层为原生质团型,外层绒毡层为腺质型;(3)孢子囊原始细胞中的质体通过3条路径分化,其一,原始细胞中含淀粉粒的质体通过分裂分配到下方细胞,继而进入孢子囊柄;其二,原始细胞分裂产生的新生质体被分配到上方细胞,进而被分配到除顶细胞外的原基细胞中,顶细胞将含淀粉粒的质体通过分裂分配到外套层原始细胞中;其三,顶细胞也将具淀粉粒的质体通过分裂分配到内部细胞,使分裂产生的孢原细胞和绒毡层原始细胞具新生质体;造孢细胞和孢子母细胞的质体具淀粉粒,孢子母细胞还具油体,新生孢子中具造粉体和油体;两层绒毡层具新生质体,随着退化外层绒毡层出现造粉体,内层绒毡层出现油体;(4)红盖鳞毛蕨与少数被子植物小孢子发育阶段质体分化模式类似,由前质体分化为造粉体再到油体。研究结果为蕨类植物质体在孢子囊发育过程不同组织细胞中的差异分化提供了新观察资料,为蕨类植物发育生物学和系统演化研究提供科学依据。