磷和CO2浓度变化对苦草光合生理的影响

为了阐明CO₂浓度和水环境要素变化对沉水植物生长的影响, 采用室外模拟的方法, 研究了不同磷和CO₂浓度条件下苦草叶片(Vallisneria natans)光合生理特征。实验结果表明, 当水体磷浓度处于较高水平时, 苦草叶片荧光参数V_j、M_o降低, 参数ABS/CS_o、DI_o/CS_o、TR_o/CS_o、RC/CS、P_ET显著升高, 其他荧光参数则无显著变化; 高浓度的CO₂在显著降低苦草叶片V_j、ABS/RC、DI_o/RC、ABS/CS_o、DI_o/CS_o的同时, 也显著提高了苦草叶片ψ_o、φ_Eo、ET_o/RC、PI_ABS、F_v/F_m、P_TR、P_ET的参数值, 而对其他荧光参数无显著影响; 在磷与CO₂交互作用方面, 磷与CO₂在V_j、M_o、ψ_o、TR_o/CS_o、RC/CS和P_ET处存在显著的交互作用, 其他荧光参数不显著。可见, 磷或CO₂浓度变化均能显著影响苦草叶片光合生理状态, 高浓度的CO₂可有效改善苦草叶片PSⅡ反应中心光化学性能、电子传递能力及单位有活性反应中心能量的分配, 从而提高苦草叶片的光合能力; 高浓度的磷可在一定程度上改善苦草叶片PSⅡ受、供体状态及电子传递性能。此外, 磷和CO₂存在交互作用, 协同影响苦草叶片的光合能力。     

富营养水体中总氮与总磷比对苦草生长的影响

在室外受控实验条件下,研究了富营养水体中不同氮磷比(TN/TP)(12.5∶1、25∶1、50∶1)对苦草(Vallisneria spiralis)生长的影响.结果表明:当TN/TP为25∶1时,苦草的生长状态最好,苦草生物量的增长率最大,分别高于TN/TP为12.5∶1和50∶1时的54%和31%;当TN/TP为25∶1时,附着生物尤其是附着藻类的生长状态最差,对苦草生长的不利影响最小;可见,富营养水体中适宜于苦草生长的TN/TP为25∶1;TN/TP为25∶1这一比例的应用具有相对性,当水体营养浓度低于限制水平时,该比例适用,如果水体中营养盐浓度超过限制水平时,该比例则不适用.     

伊乐藻、苦草和菹草对磷急性胁迫的响应

水生植被,特别是沉水植被的衰退和消失是水体富营养化过程中的普遍现象[1,2],其原因是多方面的,但较高的水柱氮、磷浓度显然是重要原因之一.     

沉水植物菹草对富营养化水体中TN 生态效应及模型研究

通过室内模拟构建水体营养盐和菹草生物量正交试验, 研究菹草从石芽萌发至菹草植株衰亡腐烂整个生命周期中, 对水体中TN 的生态效应, 并以此为依据建立菹草对富营养化水体生态效应模型。研究表明: 在不同生物量菹草作用下, 富营养化水体中TN 含量是先下降后上升的一个周期式过程; 在相同营养水平条件下, 菹草对TN 的吸收量随菹草生物量的增大而依次递增, 而在相同生物量的前提下, 菹草对TN 的修复力存在一个最佳营养水平范围, 即13.95-20.56 mg·L–1 之间; 菹草对富营养化水体生态效应模型分两部分: 菹草对富营养化水体中TN 与时间关系模型以及菹草生态修复水体TN 限度理论模型, 通过这两个模型的构建可以为生产实践中菹草在生态修复富营养化水体的投放量和菹草的最佳收割时间提供有力依据, 为工程实践提供有效保障。     

水体泥沙对苦草生长发育和叶片光合生理特性的影响

用粒径小于100μm的泥沙分别配置浊度为30、60、90NTU和120NTU的浑浊水体,将苦草(Vallisneria asiatica)幼苗分别种植于上述水体中,水深约60cm,定期统计植株的叶长、叶宽、叶片数和株数,利用水下饱和脉冲荧光仪(DIVING～PAM)测定泥沙附着苦草叶片在光化光下的荧光参数,并测定其超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性.结果表明,随着水体中泥沙含量的增加苦草植株的叶宽、叶片数和植株数呈显著的降低趋势,在浊度30NTU的水体中,植株叶长增长速度显著大于对照;随着实验时间的延长,在泥沙含量较高的水体(浊度≥60NTU)中,植株逐渐死亡,而在浊度30NTU的水体中,幼苗能进行正常的生长发育.秋季植株开花时,叶片上的泥沙附着量逐渐增大,在30NTU水体中泥沙附着叶片的实际光化学效率、光化学荧光淬灭系数和电子传递速率均显著高于对照,而且附着叶片的超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性与对照的差异不显著.表明在低浓度泥沙水体中泥沙附着有利于苦草叶片PSⅡ免受秋季高光照的伤害,从而减缓苦草叶片光合功能的衰减.因此,在泥沙含量较低的浅水体(浊度≤30 NTU)中可以适当引种苦草幼苗(最好由冬芽和根状茎萌发得到),植株能正常生长发育和繁殖.     

水体铜污染对苦草生长及叶绿素荧光特性的影响

该文以苦草(Vallisneria natans)为材料,研究了不同浓度铜污染水体对其叶/根长、生物量、光合色素含量、体内重金属含量及叶绿素荧光参数的影响。结果表明:随着水体铜浓度的增加,苦草的叶长、根长、生物量均显著下降;光合色素含量逐渐下降,其中叶绿素a比叶绿素b下降明显,类胡萝卜素下降幅度最小;叶片铜含量随铜浓度的增加显著上升(P0.05),各处理组根铜含量没有显著性差异,在水中铜低于0.5mg·L-1的环境中苦草具有正常的光合活性。除0.5 mg·L-1处理组外,最大荧光(Fm)、最大光化学效率(Fv/Fm)、潜在光化学效率(Fv/Fo)、光化学淬灭系数(qP)与有效量子产量[Y(Ⅱ)]均比对照组显著降低(P0.05),而非光化学淬灭效率(qN)、调节性能量耗散的量子产量[Y(NPQ)]、非调节性能量耗散的量子产量[Y(NO)]均呈上升趋势,其中Fv/Fo对铜污染反应最为灵敏。综合各参数变化情况,随着水体铜浓度的增加,苦草生长受到抑制,叶片利用光能的效率下降,PSⅡ反应中心的电子传递受到明显的抑制;苦草通过自身调节以热的形式将过剩光能耗散,以减轻PSⅡ反应中心受伤害的程度;苦草是铜超富集植物,其可作为低浓度铜污染水体生态修复的备选物种。     

不同氮源对苦草(Vallisneria natans)生长及生理指标的影响

通过实验室静态模拟,研究了在富营养条件下(4.0 mg.L-1TN,0.2 mg.L-1TP)不同比例铵态氮和硝态氮(6∶0、5∶1、3∶3、1∶5和0∶6)对苦草〔Vallisneria natans(Lour.)Hara〕的生长与生理指标的影响。结果表明,随着铵态氮和硝态氮比例的下降,苦草相对生长率和蛋白质含量先升高后下降,超氧化物歧化酶(SOD)和谷氨酰胺合成酶(GS)活性逐渐下降,硝酸还原酶(NR)活性逐渐升高。在4.0 mg.L-1TN和0.2 mg.L-1TP条件下,若不考虑磷的作用,高浓度铵态氮对苦草的生理功能有影响,对其生长有明显的抑制作用;而当铵态氮浓度小于0.67 mg.L-1时却可以促进苦草的生长。     

硝磺草酮、铜单一和复合胁迫对苦草的生长及生理的影响

农药与重金属是水体中常见的污染物，其在水环境中的污染问题已引起全社会的广泛关注。目前关于农药硝磺草酮与铜的研究主要集中在动物与浮游植物上，对大型水生植物的研究较匮乏。为了阐明水体中常见毒性污染物硝磺草酮与铜对水生植物的潜在毒性作用，本研究探究了二者对长江流域的优势种苦草（Vallisneria natans）的生长及生理影响，旨在为水生植物复合污染的生态毒性效应和生态安全评估提供依据。本研究采用水培法，研究了不同浓度硝磺草酮（0、0.01、1、10、20、50 mg/L）、铜（0、0.1、0.3、0.5、1、2 mg/L）以及（硝磺草酮+铜）在（0+0、0.01+0.1、1+0.3、10+0.5、20+1、50 mg/L+2 mg/L）浓度时对苦草的相对生长率、光合色素（叶绿素a、叶绿素b、类胡萝卜素）、抗氧化酶〔超氧化物歧化酶（superoxide dismutase， SOD）、过氧化物酶（peroxidase， POD）、过氧化氢酶（catalase， CAT）〕以及可溶性蛋白含量变化的影响。结果显示，单一硝磺草酮对苦草的生长和光合色素的合成、CAT活性和可溶性蛋白含量具有抑制作用，而对苦草POD活性具有激活效应；单一铜胁迫对苦草生长、光合色素的合成、CAT活性以及可溶性蛋白含量具有显著抑制作用，而对苦草SOD和POD活性具有激活效应；此外，苦草的相对生长率、光合色素、可溶性蛋白含量、CAT活性等指示物对硝磺草酮与铜联合胁迫表现出受害响应，而POD活性显著上升，SOD活性呈现低浓度抑制高浓度促进效应。毒性效应评估结果显示，随着复合胁迫浓度的升高，硝磺草酮和铜对苦草的联合毒性由拮抗作用转为协同作用。硝磺草酮与铜在水体中赋存可能对水生植物产生潜在的生物安全风险，因此要更加关注水体中不同污染物之间综合效应的防治。     

弱光照和富营养对苦草生长的影响

本研究通过比较在不同光照和营养(3光照×3营养)水平下栽培的沉水植物苦草(Vallisneria natans L.)的生长及生化指标,探讨了富营养水体中弱光和高营养对苦草生长的影响.结果表明:弱光对苦草生长的抑制作用不受外源营养浓度的影响;而高营养对苦草生长的影响受到弱光胁迫程度的交互作用,表现为在光照较强的45%日光下为抑制作用,光照最弱的2.5%日光下为促进作用,在光强居间的10%日光下没有明显作用.植物组织总氮、总磷、氨态氮及游离氨基酸氮含量随光照减弱而增加,而可溶性总糖和淀粉含量减少;总磷、氨态氮、游离氨基酸氮及淀粉含量随营养增加而增加.因此弱光照和过高营养均对苦草生长产生明显抑制作用,两者具有交互作用,主要表现为弱光影响了高营养的抑制作用.在本研究中,高营养对苦草生长有抑制作用,但尚不能导致铵中毒或储存碳缺乏;可能由于10%和2.5%日光下,弱光胁迫对苦草的代谢已产生很大抑制作用,限制了高营养对苦草的抑制作用.     

等渗Ca(NO3)2和NaCl胁迫对黄瓜幼苗生长及渗透调节物质含量的影响

采用营养液培养方法,以耐盐性较弱的‘津春2号’黄瓜品种为试材,研究了等渗Ca(NO3)2和NaCl胁迫对黄瓜幼苗生长、根系电解质渗透率、根系活力、Na+和K+含量及渗透调节物质含量的影响。结果显示:(1)在84mmol.L-1 NaCl和56mmol.L-1 Ca(NO3)2等渗胁迫下,黄瓜幼苗鲜重和干重均显著下降,且NaCl处理下降的幅度大于等渗Ca(NO3)2处理。(2)NaCl主要通过对黄瓜根系的伤害来抑制植株生长,表现为根系活力下降、根系质膜透性增大、Na+大量积累、K+含量显著下降、Na+/K+明显上升,最终导致根冠比下降;而Ca(NO3)2处理对根系质膜透性、K+含量、Na+/K+的影响均小于NaCl胁迫,且根系活力和根冠比上升,但Ca(NO3)2胁迫后叶片含水量和渗透调节能力均小于NaCl胁迫。(3)NaCl胁迫条件下,黄瓜幼苗内渗透调节物质以可溶性糖为主,而Ca(NO3)2胁迫以可溶性蛋白为主。研究表明,NaCl胁迫对黄瓜幼苗的伤害大于等渗Ca(NO3)2,NaCl主要通过破坏根系质膜结构影响植株生长,而Ca(NO3)2主要通过引起地上部生理干旱来影响植株生长。     

Native flora and fauna response to removal of the weed Hydrilla verticillata (L.f.) Royle in Lake Tutira

Hydrilla has been in New Zealand since the 1960s and formed major infestations in four lakes in the Hawkes Bay region. Challenges to controlling hydrilla in New Zealand have included a lack of tools and the changing responsibilities of local management agencies. A grass carp field trial was initiated in 1988 in the smallest of the hydrilla infested lakes to assess the feasibility of eradicating hydrilla. After the main hydrilla beds were consumed, regrowth from tubers still occurred for a further 12 years. In 2008, grass carp were released into the remaining three hydrilla-infested lakes in a central government led response to eradicate hydrilla. This paper describes the changes in the flora and fauna in the largest of these lakes, Lake Tutira, following the introduction of grass carp and the removal of the hydrilla weed beds. Annual surveys of aquatic vegetation and macroinvertebrates in the lake from 2008 to 2012 have shown that, following the removal of the hydrilla weed beds by 2010, there was a shift in grass carp grazing to marginal emergent plants, and a general increase in the distribution of the native plant vegetation, although there was some evidence of a decline in charophyte abundance. Macroinvertebrate diversity was maintained although there were changes in the relative abundance of taxa linked to changes in the littoral vegetation.     

温度和光照对黑藻生长及净化污水效果的影响

研究温度和光照对黑藻(Hydrilla verticillata(Linn.f.)Royle)生长和净化污水效果的影响。结果表明在35℃、25℃的培养中黑藻生长旺盛,经过15d的培养,植株生物量显著高于5℃的处理(P0.05),对总氮(TN)的去除率达到78%,对总磷(TP)的去除率达到98%;在15℃中黑藻生长较慢,对污水的净化效果有所下降,但对TN和TP的去除率仍达到76%和82%;在5℃的培养中黑藻的生长受到抑制,对TN和TP的去除率都仅为46%,显著低于15、25℃和35℃的处理(P0.05)。在较高光照强度(2000—4000lx)的培养中黑藻的生长和对污染物的去除率无显著差异,而在较低光照强度(1000lx)下,黑藻生长量和对TN和氨态氮(NH4-N)的去除率显著降低(P0.05)。     

光倒刺对水绵、轮叶黑藻、金鱼藻的摄食选择性及对水质影响

为探究生物操纵光倒刺鲃(Spinibarbus hollandi) 控制大型丝状藻水绵藻华的有效性及安全性, 研究了不同密度下(0、26、52、104 g/m3)光倒刺鲃对试验环境中水绵、轮叶黑藻、金鱼藻的摄食状况及对水质的影响, 通过显微观察初步分析该鱼对水绵的摄食消化机制, 进一步探究该鱼对摄食生物不同生长期的摄食偏好。结果表明:光倒刺鲃在低密度(26 g/m3)下, 可高强度摄食水绵, 且对3种水生植物的摄食选择性为:水绵轮叶黑藻金鱼藻; 光倒刺鲃对两种生长时期的水绵均大量摄食, 且喜食危害较大的成熟水绵, 而对轮叶黑藻幼嫩叶片无显著摄食; 其对水绵的消化机制与咽喉齿的机械破碎密切有关; 在鱼-草共生条件下, 各处理组营养盐出现先增后降的趋势, 低密度组(26 g/m3)21d后, NH3-N、NO3--N、PO4--P均低于其初始水平; 光倒刺鲃难以对浮游微藻产生滤食作用及前期营养盐上升, 导致各处理组中叶绿素a较对照组(0 g/m3)均显著上升。预期在轮叶黑藻、金鱼藻等沉水植物为主的人工湖泊城市水景及水产养殖中, 较低密度投放该鱼, 可有效控制水绵泛滥, 并兼顾水质, 但在浮游微藻易暴发的水域中, 不适于单一运用该鱼。       

黑藻对水体和沉积物理化性质的改善和营养元素的去除作用

通过人工模拟实验,研究了不同种植密度(50、100和150株/ m2)的黑藻(Hydrilla verticillata)对富营养湖泊水体和沉积物理化性质的改善和营养元素的去除作用。结果表明：种植黑藻能显著提高水体溶解氧(DO)和沉积物的氧化还原电位(Eh), DO由3.95mg/L提高到10.42mg/L;沉积物Eh提高了58.6-109.4mV。黑藻的生长有效地降低了水体和沉积物中的氮、磷含量,水体中TP降低了38.9%-57.1%;NH4+-N的含量降低了90.2%; 沉积物中TN的含量比试验前中期降低了70.0%。50、100和150株/ m2 三个种植密度间对水质和沉积物的改善效果差异不明显,说明当单位面积生物量达到一定程度后改善效果也趋于饱和,故在富营养湖泊的植被恢复中种植密度不宜过大。     

亚硝酸盐氮对凡纳滨对虾毒性和抗病相关因子影响

用常规生物毒性实验方法,在不同盐度下进行亚硝酸盐氮对凡纳滨对虾的急性毒性实验;并加亚硝酸盐氮于凡纳滨对虾的养殖环境中,检测与抗病力相关因子的变化。研究亚硝酸盐氮对凡纳滨对虾的毒性和抗病力相关因子的影响。结果表明:盐度对亚硝酸盐氮的毒性有较大影响。盐度为31时,24hLC50、48hLC50、72hLC50和96hLC50分别为314.9mg/L1、75.3mg/L1、00.2mg/L和89.0mg/L;盐度为17时,分别为132.3mg/L、65.6mg/L、51.3mg/L和39.5mg/L。盐度31实验组的亚硝酸盐氮半致死浓度均显著(P<0.05)高于盐度17实验组。在低盐度条件下亚硝酸盐氮的毒性较强。亚硝酸盐氮对凡纳滨对虾抗病力相关因子有显著的影响。亚硝酸盐氮浓度为4.0mg/L和8.0mg/L时,其血细胞数、超氧化物歧化酶(SOD)活力、酚氧化酶(PO)活力、抗菌活力(Ua)、溶菌活力(UL)和血清蛋白含量均显著(P<0.05)低于对照组;不吸污组抗病力相关因子活性均显著(P<0.05)低于吸污组。低浓度的亚硝酸盐氮可降低凡纳滨对虾抗病能力,亚硝酸盐氮浓度越高,其抗病能力越弱。     

Subcellular distribution,chemical forms,and physiological response to cadmium stress in Hydrilla verticillata

This study investigated the subcellular distribution and chemical forms of cadmium (Cd) in Hydrilla verticillata and the physiological mechanism underlying H. verticillata responses to Cd stress. Hydrilla verticillata was grown in a hydroponic system and was treated with various Cd concentrations (0, 10, 50, 100, 125, and 150?µM) for 7?days. Cadmium analysis of the leaves at the subcellular level showed that Cd was mainly stored in the soluble fraction (77.98–83.62%) and in smaller quantities in the cell wall fraction (11.99–17.30%) and the cell organelles (4.30–4.88%). The Cd taken up by H. verticillata was in different chemical forms. In the leaves and stems, the Cd was mostly extracted using 1?M NaCl and smaller amounts of Cd were extracted using 2% acetic acid. The malondialdehyde content significantly increased at all Cd concentrations, which indicated oxidative stress. The superoxide dismutase, guaiacol peroxidase, and catalase activities were enhanced. The proline, ascorbate, and glutathione contents increased at lower Cd concentrations, but decreased consistently as the Cd concentration rose. These results suggest that H. verticillata can be successfully used in the phytoremediation of Cd-contaminated water.     

马来眼子菜多糖的提取纯化及组成性质

本文通过正交实验研究马来眼子菜多糖的提取工艺,并初步研究其组成性质.采用热水提取马来眼子菜多糖(Potamogeton malaianus polysaecharide PMPS),经乙醇沉淀,活性碳脱色,Sevage法去蛋白,DEAE-Cellulose离子交换和Sephadex G-25柱层析纯化,电泳鉴定纯度和纸层析分析其组成.确定最佳提取条件为加10倍体积的水,80℃提取3 h,所得二个多糖电泳均为单一组分,层析证明马来眼子菜多糖I(PMPS I)由D-果糖和D-木糖组成,马来眼子菜多糖Ⅱ(PMPSⅡ)则含有D-葡萄糖、D-果糖和另一未知单糖成分.