低浓度SO2对云杉幼苗中碳水化合物代谢的影响研究

研究了低浓度ＳＯ２对云杉幼苗的光合作用速率及碳水化合物代谢的生理生化过程的影响,测定了ＣＯ２摄取速率、幼苗蔗糖含量、蔗糖磷酸合成酶、蔗糖合成酶和转化酶活性及ＡＴＰ／ＡＤＰ值．结果表明,低浓度的ＳＯ２（２００μｇ·ｍ（－３））能瞬时刺激幼苗对ＣＯ２的吸收．与对照组相比,幼苗中的蔗糖含量及蔗糖磷酸酶活性明显下降,ＡＴＰ／ＡＤＰ处于低水平．因此,在受到ＳＯ２污染形成可见伤害前,幼苗的生理生化过程可能已受到干扰．     

Fru2,6P2和植物碳水化合物代谢

Fru2,6P₂是一个新近发现的调节代谢物。它广泛存在于植物体内,控制碳水化合物的合成和降解,参与光合代谢的精细调节和光合产物的分配,也调节植物的呼吸代谢。     

低浓度SO2污染与桃蚜的生长和繁殖

用40或80ppbSO₂熏气处理过的油菜饲养桃蚜(Myzus persicae),研究低浓度SO₂污染对这种蚜虫的影响。与对照组相比,两个处理组若蚜的发育速率显著加快,5天内的平均相对生长速率(MRGR)分别增加22.3%和31.5%。成蚜的繁殖力提高40—90%,导致桃蚜种群的内禀增长率(r_m)分别升高17%和27%。比较了桃蚜和其它3种蚜虫对SO₂污染的反应强度,讨论了SO₂污染促进某些植食性昆虫生长的可能原因。     

黄瓜幼苗非结构性碳水化合物代谢对干旱胁迫与CO2倍增的响应

以‘津优1号’黄瓜水培幼苗为试材,采用裂区设计,主区设大气CO2浓度(约380μmol·mol-1)和倍增CO2浓度(760±20μmol·mol-1)2个CO2浓度处理,裂区设无干旱胁迫、中度干旱胁迫和重度干旱胁迫3个水分处理(以PEG 6000模拟根际干旱胁迫),研究了黄瓜幼苗非结构性碳水化合物代谢对干旱胁迫和CO2倍增的响应.结果表明:CO2倍增促进了黄瓜叶片中非结构性碳水化合物(葡萄糖、果糖、蔗糖、水苏糖)的积累,降低了渗透势,提高了黄瓜的耐旱性.在干旱胁迫处理过程中,叶片中蔗糖合成酶、可溶性酸性转化酶和碱性转化酶活性先上升后下降;根中可溶性酸性转化酶和碱性转化酶活性则逐渐上升,蔗糖磷酸合成酶活性先上升后下降.CO2倍增提高了蔗糖合成酶的活性而降低了蔗糖磷酸合成酶的活性,这两种酶和转化酶相互配合,促进了蔗糖的分解和抑制蔗糖合成,导致己糖积累,从而降低了细胞的渗透势,增强吸水能力.因此,CO2倍增能缓解干旱胁迫造成的不利影响,提高黄瓜的耐旱性,并且这种缓解效应在干旱胁迫严重时表现更为明显.     

黄瓜幼苗非结构性碳水化合物代谢对干旱胁迫与CO2倍增的响应

以‘津优1号’黄瓜水培幼苗为试材,采用裂区设计,主区设大气CO₂浓度(约380 μmol·mol^-1)和倍增CO₂浓度(760±20 μmol·mol^-1)2个CO₂浓度处理,裂区设无干旱胁迫、中度干旱胁迫和重度干旱胁迫3个水分处理(以PEG 6000模拟根际干旱胁迫),研究了黄瓜幼苗非结构性碳水化合物代谢对干旱胁迫和CO₂倍增的响应.结果表明: CO₂倍增促进了黄瓜叶片中非结构性碳水化合物(葡萄糖、果糖、蔗糖、水苏糖)的积累,降低了渗透势,提高了黄瓜的耐旱性.在干旱胁迫处理过程中,叶片中蔗糖合成酶、可溶性酸性转化酶和碱性转化酶活性先上升后下降;根中可溶性酸性转化酶和碱性转化酶活性则逐渐上升,蔗糖磷酸合成酶活性先上升后下降.CO₂倍增提高了蔗糖合成酶的活性而降低了蔗糖磷酸合成酶的活性,这两种酶和转化酶相互配合,促进了蔗糖的分解和抑制蔗糖合成,导致己糖积累,从而降低了细胞的渗透势,增强吸水能力.因此,CO₂倍增能缓解干旱胁迫造成的不利影响,提高黄瓜的耐旱性,并且这种缓解效应在干旱胁迫严重时表现更为明显.
     

SO2对大蒜根尖细胞遗传损伤作用的研究

研究SO2（14,35,84mg/m^2）对大蒜幼根细胞的遗传损伤效应。结果表明：大蒜幼苗短时间暴露于高浓度SO2环境中,或者长时间生长在低浓度SO2环境中,均可导致根尖细胞微核和双核频率明显增高,并引起根尖部分细胞核固缩。SO2的上述效应具有明显的时间－效应和课题－效应关系,细胞中的微核、双核及核固缩率与SO2浓度间呈线性相关,研究结果表明：SO2可引起植物细胞遗传物质的损伤,大蒜根尖细胞有可能用作监测SO2污染的生物计量计。     

SO2对蚕豆根尖细胞微核的诱导作用

应用蚕豆根尖微核试验,对SO2的遗传毒性效应进行了研究。结果表明：一定浓度范围内（0.108-14.00mg/m^3）,蚕豆根尖微核细胞数与SO2浓度间呈正相关,太原市大气污染严重的冬季采暖期根尖细胞微核率明显高于非采暖期;SO2浓度0.604mg/m^3处理24h和48h或2.80-28.00mg/m^3熏气处理4h可使蚕豆根尖中具有微核的细胞数明显增加,结果表明,低浓度SO2较长时间接触或高浓度短期接触均可引起蚕豆根尖细胞遗传物质的损伤,应用蚕豆根尖细胞微核实验可对大气SO2污染进行生物监测。SO2（2.80-28.00mg/m^3）熏气实验中,接触时间延长能导致根尖细胞微核率下降,2.80mg/m^3熏气组下降较快,14.00mg/m^3熏气组下降较慢,研究结果提示,在运用蚕豆根尖微核实验监测环境SO2污染时要考虑蚕豆的染毒方式,避免假阴性结果的出现。     

外源CaCl2对NaCl胁迫下酸枣幼苗氮代谢的影响

为了研究CaCl₂对NaCl胁迫下酸枣幼苗根、茎、叶的氮代谢影响,探索钙缓解幼苗NaCl胁迫的作用途径。该研究以酸枣幼苗为试验材料,检测不同浓度CaCl₂(0、5、10、20 mmol/L)对NaCl(150 mmol/L)胁迫下幼苗叶片H₂O₂、O^-·₂含量,根、茎、叶中硝酸还原酶(NR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合酶(GOGAT)活性及游离氨基酸、可溶性蛋白、硝态氮含量的影响,并采用主成分分析法筛选出评价CaCl₂缓解NaCl胁迫效应的生理指标。结果表明：与NaCl胁迫相比,盐胁迫幼苗叶片的H2O₂、O^-·₂积累量在5、10 mmol/L CaCl₂处理下显著减少;GOGAT活性在5、10 mmol/L CaCl₂处理下的植株根和茎内以及各浓度 CaCl₂处理的叶内均显著升高, GS、NR活性在10、20 mmol/L CaCl₂处理的根内和10 mmol/L CaCl₂处理的茎内以及5、10、20 mmol/L CaCl₂处理的叶内均显著升高;可溶性蛋白含量在5、10、20 mmol/L CaCl₂处理的根、茎、叶内均显著升高,游离氨基酸含量在10、20 mmol/L CaCl₂处理的根和茎内以及10 mmol/L CaCl₂处理的叶内均显著升高,硝态氮含量在10 mmol/L CaCl₂处理的根和茎内以及5、10、20 mmol/L CaCl₂处理的叶内均显著升高。研究发现,150 mmol/L NaCl胁迫对酸枣幼苗造成明显过氧化伤害,抑制了体内氮代谢;外源CaCl₂可通过促进幼苗根和茎内GS/GOGAT循环对NH₄⁺的同化作用,提高叶片NR活性,加快硝态氮的转化速率,从而增强幼苗对NaCl胁迫的适应性,并以10 mmol/L CaCl₂处理缓解效果最佳;游离氨基酸、GOGAT、NR可以作为CaCl₂缓解幼苗NaCl胁迫伤害的评价指标。     

在SO2、Cl2污染环境栽培抗性植物的试验研究

<正> 工业生产排放出的有害气体对大气的污染,不但影响人的健康,而且也影响工厂区的植物生长。植物种类不同,对有害气体反应也不一样。通过试验筛选一批对有害气体具有较强抗性的植物,用以绿化工矿区,不仅可保持环境美化,还可以适当减轻大气污染的危害程度。 筛选抗性植物的科学试验程序包括:现场调查,熏气室试验、现场盆栽试验和现场地栽观测。地栽观测的目的在于取得植物在低浓度、长期和高浓度、短期的大气污染条件下的抗性反应和绿化效应的试验资料。     

植物对SO2的吸收净化作用

<正> SO_2是大气污染中数量最多、散布最广的一种污染物,对人体健康和动植物生长都有一定的危害性。而植物对环境污染物有一定的吸收净化能力。 我们于1980年对桂林六个功能区、灵川钢铁厂等地绿化植物叶片含硫量进行分析研究,     

不同施水量对云杉幼苗生长和生理生态特征的影响

在中国科学院成都生物研究所茂县生态站,参照云杉分布区的年降水量,设置4种水分处理梯度(分别模拟年降水量为350mm、700mm、1000mm和1350mm),研究云杉幼苗的生长和生理特征差异。经过4a的研究,结果表明,不同施水量显著影响了云杉幼苗的株高、基径、生物量积累(叶重、茎重和根重)、主根长度、第一级侧根数量、气体交换、叶绿素含量、脯氨酸以及丙二醛含量。700mm施水量的云杉幼苗的以上参数显著高于其他3个施水量(350mm、1000mm和1350mm)的幼苗。干旱胁迫下,云杉幼苗净光合速率和蒸腾速率显著降低,抑制了云杉幼苗生物量积累;过量施水则降低了云杉幼苗的根生长。云杉幼苗通过调节水分利用效率来适应不同的水分条件,当受到干旱胁迫时,通过提高水分利用效率来提供生长所需要的水分;然而当水分充足的时候,水分利用效率又降低。此外,水分不足和过量均导致针叶叶绿素含量降低,同时引起丙二醛含量的增加,表明云杉幼苗不适宜在土壤过于干旱和湿润的条件下生长。     

Genetic diversity of Picea asperata populations based on RAPDs

The genetic diversity of ten natural populations of Picea asperata Mast. were studied using RAPD markers. A total of 160 reproducible fragments were produced from the ten primers used. The mean number of fragments detected per individual was 114.7. Altogether 120 fragments were polymorphic among the ten populations, none of them were found to be population-specific. Nei's expected heterozygosity (H (e)) ranged from 0.233 to 0.269, and the average was 0.247. The analysis of molecular variance revealed that the coefficient of gene differentiation among populations, based on F (ST) and the unbiased estimate PhiST, equaled 0.224 and 0.290, respectively. Such high values indicate that there is significant differentiation among populations, which could result from several factors, including restricted gene flow between populations (Nm = 0.866). Founder events may be another factor attributing to the high level of genetic differentiation. In addition, it was discovered that the geographic distribution is not correlated with the genetic distances among the populations of P. asperata.     

The effect of open-air fumigation with SO2 and O3 on carbohydrate metabolism in Scots pine (Pinus sylvestris) and Norway spruce (Picea abies)

The carbohydrate metabolism of the needles of Scots pine (Pinus sylvestris) and Norway spruce (Picea abies) has been examined in trees that were exposed to SO₂, and O₃, in an open-air fumigation experiment located in the Liphook forest in southern England. Two-year-old seedlings were planted in 1985 in seven experimental plots. Five plots received fumigation treatments of SO₂, O₃ or a combination of these gases to give a 2 × 3 factorial design with one additional ambient plot Fumigation with SO₂, occurred from May 1987 to December 1990 and O₃, fumigation occurred from March to December 1988, May to December 1989 and February to December 1990. Five samples of needles for investigation of carbohydrate metabolism were taken between February and July 1989. The concentrations of soluble carbohydrates (including sucrose and hexoses) were greatly reduced in the needles taken from Scots pine growing in the treated plots, and were also reduced, but to a lesser extent, in the needles taken from Norway spruce. Little variation in the concentration of starch in the needles of either species was detected. The activities of the two final enzymes of sucrose synthesis, sucrose phosphate synthase and sucrose 6-phos-phate phosphatase, were greatly reduced in the needles of Scots pine and were also reduced, but to a lesser extent, in the needles of Norway spruce in the fumigated plots. These reductions could be correlated with decreases in rates of photosynthetic CO₂ assimilation determined by independent groups of researchers working on the Liphook site.     

Metabolism of tritiated gibberellin A1 in seedlings of Norway spruce, Picea abies

Five-week-old seedlings of Norway spruce, Picea abies (L.) Karst., metabolized 1,2-/³H/-gibberellin A₁ into a single major compound chromatographically similar to gibberellin A₈. The conversion rate exceeded 10% within the 24-h incubation period.     

长期喷施ABA对云杉幼苗生长和生理特性的影响

采用单因素盆栽实验,通过叶面喷施5、10、15和20mg·L^-1 4个浓度的ABA溶液,研究了长期外源ABA处理对云杉（Piceaasperata）幼苗生长及生理特性的影响。5年的研究结果表明：长期不同浓度ABA处理显著影响了云杉幼苗的多种生长及生理生化指标。当ABA浓度为5、10和15mg·L^-1叫时有利于云杉幼苗根重、茎重和总生物量的积累,并且提高了叶片中可溶性蛋白和脯氨酸的含量,降低了MDA含量：20mg·L^-1 ABA处理使幼苗的叶重、总生物量、脯氨酸及可溶性糖含量显著下降,明显增加了叶片中MDA含量。此外,各浓度ABA处理均显著降低了云杉幼苗的株高、叶绿素含量以及SOD和APX活性。本研究结果显示,长期ABA处理对云杉幼苗生长和生理特性的影响与所喷施的ABA浓度有关,长期高浓度ABA（20mg·L^-1）处理不利于云杉幼苗生长。     

光照与温度对云杉和红桦种子萌发的影响

通过在气候箱内模拟迹地环境条件,探讨了不同温度和光照对亚高山针叶林采伐迹地关键种种子萌发的影响．结果表明,云杉和红桦种子萌发的最适温度均为25℃,发芽率分别为88．8±8．4％和30．8±10．4％,多重比较显示红桦对温度的响应比云杉更敏感．云杉在10℃时能萌发而红桦则几乎不能．红桦种子萌发所需要的最低温度比云杉的高．昼夜温差对两类种子发芽影响明显,20℃／15℃条件下两种种子萌发率最高,温差过大不利于红桦种子萌发．光照强度对种子的发芽率也有明显影响。二者在透光20％时种子发芽率最高,分别为83．2±6．6％和29．2±5．5％,云杉种子萌发对光照的响应比红桦种子更为敏感．采伐迹地强烈的光照是限制亚高山针叶林自然更新的重要因素,迹地温度升高有利于云杉和红桦种子萌发,但剧烈的昼夜温差又在一定程度上抑制了种子萌发。     

增温、施肥与种内竞争的交互作用对云杉根系属性的影响

增温、施肥与种内竞争的交互作用对云杉根系属性的影响 物种竞争、气温和土壤养分是青藏高原东部高寒地区影响树木生长的重要因素。虽然已开展了大量关于物种竞争、气温、施肥单因素对树木生长的影响研究,但关于这三者的交互作用对根系生长的影响还知之甚少。因此,本研究拟通过测量根系属性(细根长、根表面积、比根长、比表面积、根尖数、根系分支数等)、根生物量,以及根系养分吸收,研究施肥和增温对物种竞争的影响,并进一步探讨施肥、增温与物种竞争的交互作用对云杉(Picea asperata)生长的影响机制以及所采取的适应策略。研究结果表明,增温、施肥和竞争均提高了细根的氮、钾浓度,但并未影响细根生物量和根长、根表面积、根尖数和根分支数等根系特征。然而,无论是增温、施肥,或是它们的联合作用,与物种竞争进行交互时,均增加了根长、根表面积、根尖数、根系分支数和养分吸收。此外,施肥降低了根比表面积、比根长和单位面积的根尖数和根分支数,增温和竞争的交互作用使根比表面积、比根长下降,其他参数不受温度和竞争的影响。该结果表明,云杉在物种竞争、气候变暖、施肥及其交互作用下保持着保守的营养策略。该研究加强了对树木应对全球变化的生理和生态适应性的理解。