利用mRNA差别显示技术分离盐胁迫下红树植物白骨壤耐盐相关cDNA

从福建龙海红树林自然保护区采集白骨壤的隐胎生果实 ,在实验室分别置于 0‰盐度海水和 50‰盐度海水进行沙培。分别取叶片 ,提取纯化RNA。通过锚定引物OligodT₁₂ GC反转录和 8个 10核苷酸随机引物进行PCR扩增 ,经 8%非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳后发现了 3个差异DNA片段只在高盐培养条件的白骨壤基因组中表达 ,而在无盐培养条件中没有出现。这 3个差异cDNA片段分别命名为csrg1(600bp)、csrg2(550bp)、csrg3(480bp)。3个差异cDNA片段的RNA杂交结果显示 ,只有csrg1片段存在明显差异 高盐中有杂交斑点 ,无盐中无杂交斑点 ;而其余 2个片段在高盐和无盐条件下都没有杂交斑点出现。从而表明csrg1就是耐盐相关cDNA。进一步将csrg1片段克隆 ,并进行DNA序列分析。全序列在GenBank中查询后 ,未发现相关同源片段。耐盐相关cDNA片段的获得 ,将为分离全长耐盐基因 ,搞清该基因表达调控的机理提供条件.     

重金属镉对红树植物白骨壤和桐花树幼苗生理特性的影响

通过砂泥栽培实验研究了红树植物桐花树和白骨壤幼苗在含Cd 0.6～30 mmol·L~(-1)系列海水培养液中某些生理特性的变化。当培养液中Cd浓度为0.6 mmol·L~(-1)时桐花树和白骨壤幼苗生长正常,叶绿素含量和光合速率变化不大。当高于12 mmol·L~(-1)时,除桐花树和白骨壤幼苗除POD酶活性越来越高之外,叶绿素含量、光合速率、SOD、CAT酶活性均不断减弱,而且浓度愈高,这些指标下降愈大。结果表明Cd对红树植物桐花树和白骨壤幼苗具有毒害作用,Cd浓度愈高对其毒害愈严重,两种红树植物比较,桐花树抗重金属镉毒害的能力大于白骨壤。     

红树植物白骨壤叶片的解剖结构及其生态适应性

运用石蜡切片的方法对红树植物白骨壤的叶片进行解剖学的观察和研究。结果表明:白骨壤的叶为异面叶;上表皮为复表皮,有厚的角质膜及下皮层;下表皮上有大量的泌盐腺毛;栅栏组织多层,约占叶肉组织的2/3,海绵组织退化;机械组织和输导组织均很发达。反映了白骨壤叶片的结构与其生活的海生环境高度相适应。     

红树植物耐盐机理研究进展

从形态、生理生化和分子水平综述了红树植物的耐盐机理。红树植物具有盐腺、叶片肉质化等形态特征,通过离子选择性积累、盐分区域化、泌盐和拒盐等机制降低体内的盐分浓度,积累或合成渗透调节物质（主要是松醇和甘露醇）来维持渗透平衡,增强抗氧化系统以清除活性氧。在分子水平上,红树植物的耐盐能力与参与合成渗透调节物质关键酶和抗氧化酶等基因的表达相关。     

红树植物人工湿地对生活污水的净化效果

研究了潜流型海桑（Sonneratia caseolaris）人工湿地、桐花树（Aegiceras corniculatum）人工湿地和木榄（Bruguiera gymnorrhiza）人工湿地对生活污水的净化效果。一年来,3种红树植物人工湿地对BOD5、CODCr、TP、TN、NH4^＋-N和NO2^--N的平均去除率分别达到83%、71%、41%、55%、50%和84%以上。人工湿地各处理周期之间,BOD5和CODCr去除率波动较小,而TP、TN、NH4^＋-N和NO2^--N去除率波动较大。3种红树植物人工湿地对各种污染物的净化效果存在一定的差异。海桑人工湿地和桐花树人工湿地对BOD5、CODCr、TP、TN和NH4^＋-N去除率明显高于木榄人工湿地,而海桑人工湿地和桐花树人工湿地相比较,除TP外,BOD5、CODCr、TN和NH4^＋-N去除率没有显著差异。人工湿地单一处理周期内,去除率随水力停留时间（HRT）的延长而增加。BOD5、CODCr、TN和NH4^＋-N在HRT为1d和2d的去除率分别为HRT为3d去除率的54%-65%和73%-84%,NO2^--N在HRT为1d和2d的去除率分别达到了HRT为3d的70%-81%和85%-94%,而TP在HRT为1d和2d的去除率分别只有HRT为3d的39%-50%和65%-74%。另外,红树植物人工湿地与风车草（Cyperus alternifoliu）人工湿地相比,前者的BOD5、CODCr、TP、TN和NH4^＋-N去除率明显小于后者（P〈0.05）。总体上看,3种红树植物人工湿地对生活污水的净化效果呈现海桑人工湿地≈桐花树人工湿地〉木榄人工湿地。     

两种红树植物白骨壤(Avicennia marina )和桐花树(Aegiceras corniculatum)的耐淹性

以两种红树植物白骨壤（Avicennia marina（Forsk.）Vierh.）和桐花树（Aegiceras corniculatum （L.） Blanco）幼苗为材料,在梯度海面高程的野外人工平台上开展了为期1a的淹水胁迫实验。3座平台作为重复,每座设置8个梯度,相邻梯度间高度相差10cm,幼苗立地基质平面的海面高程320~390cm。实验1a后测定1a幼苗的生长状况及与一些生理指标。结果表明：小高程生境对两种幼苗茎的纵向生长均有显著促进作用,但白骨壤幼苗茎生长高度是桐花树的7.5倍。与白骨壤相比,桐花树幼苗有较高的叶片保存率。白骨壤幼苗生物量在各器官分配为：茎〉根〉叶,3个器官平均所占比例分别为56.7%,25.7%和17.6%;桐花树则为：叶〉根〉茎,3个器官平均所占比例分别为49.6%,33.0%和17.4%。小高程生境对白骨壤幼苗全株生物量有较强的促进效果,桐花树幼苗则在中等高程生境中有较大生物量。在任一高程组,桐花树幼苗叶片叶绿素含量均大于白骨壤幼苗,但两种幼苗叶绿素a/b比值差异不显著。无论在叶片还是根系中,桐花树幼苗的活性氧清除酶类活性均高于白骨壤幼苗,表明在相同高程生境中桐花树幼苗比白骨壤幼苗面临更大的困难。综合实验结果和野外观察,可看出白骨壤耐淹水能力高于桐花树;仅从植物本身的生理特性考虑,可确定北部湾沿海白骨壤造林滩面高程不宜低于平均海面30cm,桐花树不应低于当地平均海面。     

湛江特呈岛红树植物群落结构特征

2008年6月,采用样方调查法对湛江特呈岛红树植物群落结构及白骨壤(Avicennia marina)的种群特征进行了全面调查.结果表明:该地区红树林是白骨壤纯林以及白骨壤为主,有红海榄(Rhizophora stylosa)、木榄(Bruguieragymnorrhiza)和桐花树(Aegiceras corniculatum)的混交林.白骨壤在潮滩上连续分布,红海榄、木榄和桐花树生长于近陆林缘及潮滩的中部,物种多样性指数由陆缘向海缘呈降低趋势.通过分析白骨壤种群的株高、地径在潮滩上的变化规律得出年幼的个体聚集于近陆林缘,近海林缘较少.白骨壤种群的年龄结构为增长型,但是根据生境条件及白骨壤种群在海滩上的分布格局,分析得出该红树林资源处于退化的状态.     

镉与萘复合胁迫对红树植物白骨壤幼苗萌芽及生长的影响

为探讨白骨壤(Avicennia marina)幼苗对重金属镉(Cd)和多环芳烃萘(Nap)复合胁迫的响应,采用砂基栽培,对其幼苗的萌芽和生长进行了研究。结果表明,Cd、Nap复合胁迫对白骨壤萌芽的抑制效应较单一胁迫明显,胁迫前期幼苗成活率提高,胁迫后期则降低。胁迫栽培45 d,10 mg L~(–1)的Nap在叶形态、茎高及各器官生物量上能够减轻Cd胁迫的影响,但增强对根长的抑制作用,10 mg L~(–1) Nap-25 mg L~(–1) Cd处理的叶面积、叶长、叶宽、茎高及全株生物量分别比25 mg L~(–1) Cd处理的提高9.6%、7.9%、7.4%、5.1%和20.2%,但根长则比150 mg L~(–1) Cd处理的下降11.1%。至胁迫栽培90 d,各处理间幼苗器官及全株生物量无显著影响,复合胁迫对叶形态、茎高和根长等的抑制作用要强于单一Cd胁迫。因此,随着复合胁迫时间的延长,Cd和Nap对白骨壤幼苗的生长由拮抗效应转变为协同效应。     

植物盐腺泌盐及发育研究进展

盐腺是泌盐盐生植物抵御盐胁迫的重要表皮结构,泌盐盐生植物可以通过盐腺将体内多余的盐离子排出体外,从而避免盐胁迫。盐腺作为泌盐盐生植物实现高效抗盐的重要结构,在逆境生理、发育和进化等领域都引起了关注和讨论,集中在盐腺的超微结构、生理功能、泌盐机制以及发育模式等不同层面已有广泛的研究报道。本文综述了盐腺结构、分泌机制、盐腺发育的研究进展,总结了盐腺泌盐的可能途径以及盐腺发育的调控方式和关键基因,对未来盐腺泌盐和发育的研究提出了相关见解,讨论了盐腺这一独特形态学结构对于植物耐盐性的作用,并对提高植物耐盐性、培育耐盐品种提出了理论依据和建议,有利于深入解析植物耐盐适应演化、培育抗盐作物和高效利用盐碱地。     

三种红树植物对盐胁迫的生理适应

无瓣海桑（Sa）、海桑（Sc）、红海榄（Rs）都属于乔木红树植物。这3种红树植物对盐度的敏感程度存在着差异,因此对不同标准的盐度的适应性也大不相同。通过对这3种红树植物用不同的盐度的水3个月的处理,发现Sa和Sc叶片的净光合作用速率、气孔导度、蒸腾速率都随着盐度的增加而降低。Sa,Sc,Rs叶片中的可溶性总糖含量随着盐度的升高整体上有上升趋势。Sa和Sc茎、叶中丙二醛（MDA）含量在低盐度时（〈10）略有降低,随着盐度升高,MDA含量急速升高,而Rs茎、叶中MDA只是在盐度超过40时才会有明显增长,3种红树植物根部的MDA含量变化都不明显。Rs可以依靠超氧化物歧化酶（SOD）来消除活性氧自由基,而红树植物Sa和Sc的耐盐性稍差,SOD对膜的保护能力不强。根据实验结果,可以得出对3种红树植物对盐度的适应范围,这将为指导中国南海海岸线上的红树造林计划提供依据。     

Growth and respiration in two mangrove species at a range of salinities

Growth and dark respiration rates were measured in leaves and roots of seedlings of Avicennia marina (Forsk.) Vierh, (grey mangrove), and Aegiceras corniculatum (L.) Blanco (river mangrove). Plants were grown in a soil mixture at ambient temperatures and watered with 0.25 and 100% sea-water. Oxygen uptake was measured in excised root and leaf samples. In both species growth was maximal in 25% sea-water, and root respiration was lowest in 100% sea-water. Differences were found between the two species in the responses of leaf respiration to salinity. In A. corniculatum leaf respiration was raised in both 25 and 100% sea-water, while in A. marina only leaves in 100% sea-water showed higher rates of respiration. These results are consistent with the view that A. marina is the more salt-tolerant of the two species. In A. corniculatum the respiration rates of the hypocotyl were also measured, and were much higher in 100% sea-water than in the other two treatments. The results suggest that at high salinities there is a high metabolic cost in the shoots of both species, and that at such salinities rates of root respiration may be limited by the supply of substrate from the shoots.     

红树林群落优势种群自疏过程的生长动态

在深圳福田红树林保护区设置永久样地,经1994、1996、1998和2002年4次调查表明:群落中个体的断枝、死亡现象很明显,样地总面积200 m2中出现的总个体数分别为417、341、196和132个,种群平均密度依次为2.08、1.70、0.98和0.66个/m2;间隔期的死亡率依次为18.2%、42.5%和32.6%.种群个体存在明显的增粗生长,在每2年间隔期,优势种群桐花树(Aegiceras corniculatum(L.)Blanco)、秋茄(Kandelia candel(L.)Druce)和白骨壤(Avicennia marina(Forsk.)Vierh.)的胸径增加最大值分别达3.63 cm、2.45 cm、4.52 cm,且以白骨壤加粗较大.增高生长也很明显,第二次调查时341个个体中,233个出现增高生长,第三次调查时,196个个体中127个出现增高生长;2年间隔期,以桐花树增高生长最普遍,达1.5 m,秋茄增高生长最大的达1.9 m,白骨壤达1.8 m.生物量亦呈明显的相关变化,在逐次间隔调查中,地上部分总生物量依次降低,或稍增加后再次降低,但存活种群个体的平均生物量大多依次增加,4次调查期间单位面积的总生物量分别为7.57 kg/m2、8.36 kg/m2、5.15 kg/m2和7.71 kg/m2,与谭凤仪等(1995b)早期通过标准木等方式的计算结果相似.研究结果证实红树林群落的自疏过程是一种重要的演变过程,以植株、分枝干枯频繁发生为特征;演替过程中,新苗出现很少,而高度(长度)生长、增粗生长、干枯发生等与群落中种群的组成、结构、密度状况等直接相关.     

红树林群落优势种群自疏过程的生长动态

在深圳福田红树林保护区设置永久样地,经1994、1996、1998和2002年4次调查表明：群落中个体的断枝、死亡现象很明显,样地总面积200m^2中出现的总个体数分别为417、341、196和132个,种群平均密度依次为2．08、1．70、0．98和0．66个／m^2;间隔期的死亡率依次为18．2％、42．5％和32．6％。种群个体存在明显的增粗生长,在每2年间隔期,优势种群桐花树(Aegiceras corntculatum(L．)Blanco)、秋茄(Kandelia candel(L．)Druce)和白骨壤(Avicennia marina(Forsk．)Vierh．)的胸径增加最大值分别达3．63cm、2．45cm、4．52cm,且以白骨壤加粗较大。增高生长也很明显,第二次调查时341个个体中,233个出现增高生长,第三次调查时,196个个体中127个出现增高生长;2年间隔期,以桐花树增高生长最普遍,达1．5m,秋茄增高生长最大的达1．9m,白骨壤达1．8m。生物量亦呈明显的相关变化,在逐次间隔调查中,地上部分总生物量依次降低,或稍增加后再次降低,但存活种群个体的平均生物量大多依次增加,4次调查期间单位面积的总生物量分别为7．57kg／m^2、8．36kg／m^2、5．15kg／m^2和7．7lkg／m^2,与谭凤仪等(1995b)焊期通过标准木等方式的计算结果相似。研究结果证实红树林群落的自疏过程是一种重要的演变过程,以植株、分枝干枯频繁发生为特征;演替过程中,新苗出现很少,而高度(长度)生长、增粗生长、干枯发生等与群落中种群的组成、结构、密度状况等直接相关。     

Development of microsatellite markers in a mangrove tree species Aegiceras corniculatum (Myrsinaceae)

Aegiceras corniculatum is an ecologically important mangrove tree species. We isolated 18 polymorphic microsatellite loci from this species. These loci provided microsatellite markers with polymorphism of two to eight alleles per locus. The observed and expected heterozygosities ranged from 0.050 to 0.550, and from 0.097 to 0.736, respectively. These markers will contribute to research on the conservation, genetic diversity and mating patterns of A. corniculatum.     

人工湿地污水处理系统3种红树植物生理生态特性

研究了淡水条件下潜流型人工湿地污水处理系统中红树植物海桑、桐花树和木榄的生理生态特性。一年后,海桑、桐花树和木榄株高增长量分别为134、32cm和21cm,基径增长量分别为18.2、14.3mm和12.9mm,生物量增长量分别为747、113g/株和55g/株,表明海桑生长最快,桐花树次之,木榄最慢。从2004年1月至12月,海桑、桐花树和木榄各项生理指标的平均值分别为:叶片总叶绿素含量1.91、1.26、0.91mg/gFW,叶绿素a含量1.44、0.93、0.64mg/gFW,叶绿素b含量0.5、0.34、0.17mg/gFW,净光合速率9.67、6.39、3.57μmolCO2/(m2·s),蒸腾速率54、38、24mmolH2O/(m2·s),气孔导度285、222、110mmolH2O/(m2·s),电解质渗出率10.2、12.9、13.5%和SOD活性447、396、386U/gFW。结果表明光合作用和水分代谢海桑>桐花树>木榄,植物受伤害程度海桑<桐花树≈木榄。另外,3种红树植物全年的生理生态特征的变化规律基本相似,4～10月份生长较快,大部分生理指标维持高水平,1～3月份和11～12月份由于温度较低,生长比较慢,大部分生理指标处于较低水平。综合比较一年来人工湿地中3种红树植物的各项生理生态特征,结果显示海桑好于桐花树,桐花树好于木榄。     

模拟潮汐淹浸对红树植物老鼠簕种子萌发及幼苗生长的影响

在温室内用自动控制装置模拟正规半日潮淹浸作用对老鼠簕种子发芽与幼苗生长的影响,设淹水0、3、6、9、12、15、18、21和24h·d-1共9个淹水时间梯度,人工海水盐度为2%,测定不同淹水时间下老鼠簕种子萌发、幼苗株高、叶面积、生物量以及幼苗叶脯氨酸含量、丙二醛(MDA)含量、叶绿素含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性等生理生化指标.结果表明,长时间淹水(≥15 h·d-1)会推迟老鼠簕种子萌发的时间,并使发芽率和成苗率降低,淹水＜15 h·d-1适宜老鼠簕种子的萌发.随着淹水时间的增长,脯氨酸含量、MDA含量和SOD活性均先下降后上升,叶绿素含量则逐渐降低.淹水≥3 h·d-1,幼苗生物量、单株叶面积、高生长和叶绿素含量与淹水时间均呈负相关.淹水0～3h·d-1,老鼠簕总叶绿素含量、根、茎、地上部分和总生物量积累均显著大于其他处理,淹水≥18 h·d-1,老鼠筋幼苗总生物量、叶面积、叶绿素含量显著降低,根冠比开始上升.在上述人工培养条件下,淹水0～3h·d-1是老鼠筋幼苗生长的最佳淹水时间,18h·d-1是老鼠簕幼苗生长的一个临界淹水时间,淹水≥18 h·d-1老鼠筋幼苗生长显著受到抑制.     

Microsatellite analysis of genetic structure in the mangrove species Avicennia marina (Forsk.) Vierh. (Avicenniaceae)

The level of genetic variation throughout the entire worldwide range of the mangrove species Avicennia marina (Forsk.) Vierh. was examined using microsatellite markers. Three microsatellite loci detected high levels of allelic diversity (70 alleles in total), essential for an accurate estimation of population genetic parameters. The informativeness of the microsatellite loci tended to increase with increasing average number of repeats. The levels of heterozygosity detected for each population, over all loci, ranged from 0.0 to 0.8, with an average of 0.407, indicating that some populations had little or no genetic variation, whereas others had a large amount. Populations at the extremes of the distribution range showed reduced levels of heterozygosity, and significant levels of inbreeding. This is not unexpected as these populations may be subject to founder effects and environmental constraints. The presence of genetic structure was tested in A. marina populations using three models: (i) a single panmictic model; (ii) the discrete subpopulation model; and (iii) the isolation by distance model. The discrete subpopulations model was supported by the overall measures of population differentiation based on the infinite alleles model (F-statistics), and the stepwise mutation model (R statistics). In addition, an analysis of molecular variance (AMOVA), using both theoretical models, found that most of the variation was between populations (41-71%), and within individuals in the total population (31-49%). There was little variation among individuals within populations (0-10%). There was no significant isolation by distance. The high levels of genetic differentiation observed among populations of A. marina may be due to environmental and ecological factors, particularly past sea level and climatic changes.     

PERMANENT GENETIC RESOURCES: Development of microsatellite markers for two nonviviparous mangrove species, Acanthus ilicifolius and Lumnitzera racemosa

Eight and nine of microsatellite loci were isolated from two nonviviparous mangrove species, Acanthus ilicifolius and Lumnitzera racemosa, respectively. The number of alleles per locus ranged from two to eight in A. ilicifolius and two to nine in L. racemosa. The observed heterozygosities ranged from 0.200 to 0.875 in A. ilicifolius and from 0.025 to 0.350 in L. racemosa. These loci would be effective for analysing genetic diversity and population genetic structure of these two mangrove species.