川西高原4种高山海棠的根茎解剖结构特征及其抗旱响应策略分析

采用石蜡制片法对川西高原区4种高山海棠的根、茎解剖结构进行观测分析,明确根茎结构特征与抗旱性的关系,揭示高山海棠的抗旱适应策略。结果表明:(1)4种海棠植物根茎的解剖构造基本相似,根由周皮组织和维管组织构成,茎由周皮组织、皮层薄壁组织、维管组织和髓组成。(2)根茎中均发现特化结构:根系中木射线细胞增宽至6~8列,有利于增强植物根系的水分横向运输;茎中的栓内层厚壁细胞、环髓带中的厚壁细胞以及导管周围的"假薄壁细胞"均是增强水分输导和机械支持的特化结构特征。(3)4种高山海棠植物在响应干旱逆境时采取的策略有所不同,其中,变叶海棠(Malus toringoides)主要通过根茎中发达的输导组织响应干旱逆境,花叶海棠(M.transitoria)根中强壮的韧皮部和茎中发达的髓结构使之能很好地适应干旱环境,山荆子(M.baccata)通过根中孔径较大的导管和茎中强大的韧皮部来响应干旱逆境,湖北海棠(M.hupehensis)根系中发达的栓内层、韧皮部结构和茎中宽广的髓结构使得干旱适应能力增强。     

湿地植物根形态结构和泌氧与盐和重金属吸收、积累、耐性关系的研究进展

目前大面积湿地面临着重金属污染和盐渍化问题。利用湿地植物修复这些受损生态系统和提高海水稻的产量、减少毒性金属元素在稻米中的积累是当前面临的重要任务。湿地植物(包括水稻)已发展出各种策略和机制来耐受不同的环境胁迫,它们的根系发育具有可塑性,如根形态和解剖结构会随外界条件的变化而变化,这些变化直接影响其对环境胁迫的适应性能。近年来,对湿地植物根形态和结构、泌氧与其对盐、重金属的吸收、积累和耐性之间的关系方面进行了一些重要研究。本文分别对湿地植物根系形态、质外体屏障、通气组织和泌氧与其对盐和重金属吸收、积累和耐性的关系等方面的研究进展进行了综述,并对该领域未来的发展方向作了展望。     

洪水条件下湿地植物的生存策略

洪水是自然界存在的一种普遍现象。湿地植物由于所处生境的特殊性,会经常受到周期性或永久性的洪水胁迫。在长期的适应进化过程中,湿地植物形成了一些特殊的生存策略,以适应水文条件的大幅度变化。主要的生存策略如下:1)生活史方面,植物可通过改变生长时间、繁殖方式、种子特征等避免洪水的直接伤害或利用洪水的流动起到传播扩散的作用;2)形态学特征方面,植物可通过调整根系形态、分布等将根系生长到氧气相对充足的土壤表层或形成不定根增强根系通气功能;3)解剖学方面,植物可通过改善组织孔隙度形成通气组织等改善空气传导到根系的"气体通道";4)生理生化方面,植物可通过增加碳水化合物含量以延长生存时间,释放出一些生长激素(乙烯等)以调节植物缺氧条件下的生理活动或形态、解剖方面的变化。在今后的研究中,不定根的形成机理、乙烯在通气组织形成中的作用及其过程、放射氧损失(ROL)的形成机理及其释放速率的调控等一些机理性的工作还需进一步加强。     

费菜和长药八宝叶形态结构及其与耐旱性关系的研究

利用光学显微镜观察比较了费菜（Sedum aizoon L.）和长药八宝（S. spectabilis Boreau）的叶表皮形态及解剖结构,并对其进行不同程度的水分胁迫,研究干旱逆境条件对其叶片显微结构的影响。结果表明：两种景天的叶形态、解剖结构与耐旱性之间存在较密切的相关性。两种植物成熟叶均具较薄的角质层和发达的储水组织,叶肉组织中没有栅栏组织和海绵组织的明显分化。二者的维管组织较发达,且具较发达的孔下室,维管束周边发现一些吸水能力较强的异细胞,这些特征是植物耐旱的关键。     

CO2浓度和气温升高对植物形态结构影响的研究进展

形态结构是植物对气候变化响应研究中的重要内容之一。论文分别综述了CO₂浓度、气温及二者同时升高对植物株高、分枝、冠型、叶片和根系形态结构的影响。结果表明,大气CO₂浓度升高促进植物的枝、茎、节间长和根系的生长,因而改变了植物的冠层结构和根系结构;单独气温升高或CO₂浓度和温度同时升高对植物形态结构的影响因不同功能群、种或区域而显现出不确定性;通过对比研究,探讨了各研究结果出现差异的可能原因。最后分析了目前气候变化对植物形态结构影响研究的特点并提出未来应加强形态结构变化机理及形态结构变化与生态系统功能之间关系的研究。     

酸枣根系结构可塑性对自然梯度干旱生境的适应机制

根系是植物吸收水分和养分的主要器官,是直接接触土壤最先感受土壤逆境胁迫的部位。在干旱环境中,植物根系的结构特征必定发生改变以维持正常的生物机能而生存。目前,关于根系解剖结构的研究大多集中于根系的某一特定结构对单一逆境因子的响应。以生长在烟台-石家庄-银川-吐鲁番不同地域气候条件形成的自然梯度干旱环境中的酸枣为试验材料,应用植物显微技术研究酸根系结构的可塑性对不同自然梯度干旱环境的适应机制,结果表明:酸枣根的初生结构包括表皮、皮层和维管柱,表皮位于幼根的最外层,由单层体积较小、紧密排列的表皮细胞组成。皮层占根初生结构的大部分比例,由体积较大的多层薄壁细胞组成,薄壁细胞近似圆球形,数目众多,呈环形分布。维管柱位于最内层,细胞小而密集,由中柱鞘、初生木质部、初生韧皮部及薄壁细胞组成。随生境干旱加剧,酸枣根初生结构表皮细胞的厚度和宽度逐渐增加,皮层薄壁细胞的厚度和宽度、皮层薄壁细胞层数和皮层厚度均以宁夏银川样地的最大。酸枣根的次生结构包括周皮(木栓层、木栓形成层、栓内层)和次生维管组织(次生韧皮部、维管形成层和次生木质部)。从烟台至新疆吐鲁番随生境干旱加剧,酸枣植株根系周皮逐渐加厚、致密度提高。次生木质部中,导管的数量增加,管径增大。干旱环境中,酸枣植株根系结构上的变化一方面提高了吸水能力和输水效率,另一方面增强了保水能力,减少水分散失,这可能是其适应干旱逆境的机制之一。     

植物叶片形态解剖结构对环境变化的响应与适应

叶片是植物进化过程中对环境变化比较敏感且可塑性较大的器官,环境变化常导致叶的长、宽及厚度,叶表面气孔、表皮细胞及附属物,叶肉栅栏组织、海绵组织、胞间隙、厚角组织和叶脉等形态解剖结构的响应与适应。本文综述了陆生植物叶片上述形态解剖结构对水分、温度、光照、CO2浓度和UV-B辐射等环境因子变化以及多因子复合作用的响应与适应,分析了该领域的研究特点及其存在的问题,指出了未来研究的重点和方向。     

以体内叶绿素荧光检测植物的逆境因素

引言植物的生长和发育以及各个代谢途径(如光合作用)都有最适的条件。有利于植物生长和细胞新陈代谢的最适条件,要由许多环境因素和内在因素加以保证。在一定限度内,植物也能使它们的形态和习性以及特殊的器官和代谢途径去适应特殊的环境条件。植物所处的特殊环境有短期变化和长期变化。所有因素如温度,水供应、光强、土壤矿物质含量等,都很少或不能处于最适于植物生长的范围。因此。植物很少能在全部因素都处于最适条件下生长。但这未必就意味着植物是处于逆境下。光合速率的降低会引起植物生长速率的降低,但不会对植物产生伤害。而逆境通常是指引起伤害的偶然事件。由于代谢活性降低情况和真正逆境之间的转换可能是变数,因此,应当给出逆境的定义。一旦有了关于植物逆境和逆境作用的定     

蛋白质组学在研究植物响应逆境机理上的应用

逆境条件下植物可以通过改变其基因表达和相关代谢活动来适应,探讨植物基因和蛋白表达谱的变化就成为植物逆境响应机制研究中的重要内容,蛋白质表达谱反映了植物细胞和组织的实际状态,是植物基因表达和最终代谢的关键环节。随着蛋白质分离技术、质谱鉴定技术和植物生物信息学的迅速发展,蛋白质组学在植物响应逆境方面的研究中的应用已经比较成功,加深了人们对植物响应逆境机制的认识,并为人们提供了新的线索和思维。本文主要对蛋白质组学在植物响应非生物逆境(干旱、盐胁迫、低温胁迫、高温胁迫等)和生物逆境(病虫害)的机制研究的应用上进行了综述。     

土壤中非生物逆境胁迫与根系有机酸分泌

由于土壤特性及所处的生态条件等原因 ,植物常会遭受各种逆境胁迫。逆境胁迫包括病、虫等生物因素和物理、化学等非生物因素。植物非生物逆境多与土壤化学因素如 p H、盐分和养分的有效性有关 ,许多植物营养问题都起源于土壤矿质元素胁迫。逆境胁迫下 ,植物通过生理上的一系列改变 ,增加根系分泌物的释放 ,从而直接或间接影响土壤养分的有效性 [1 ] 。根系分泌物是一古老而年轻的研究领域。早在 1 8世纪 ,人们就已注意到根系分泌物的作用。自 1 90 4年 Hiltner提出根际的概念后 ,植物根系分泌物受到了许多研究者的重视。尤其是近 3 0年以来…     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism