干旱胁迫下华北落叶松幼苗接种木霉的生理变化

水分匮缺显著影响林木更新,根际接种木霉可减缓林木所受干旱胁迫的影响。本研究通过人工控水试验,分析了根际接种木霉对干旱条件下(轻度、中度和重度干旱,培养基质相对含水量分别为50%～60%、35%～50%、20%～35%)华北落叶松幼苗针叶抗氧化系统和渗透物质的生理影响。结果表明: 随着干旱胁迫加剧,幼苗针叶的超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性显著增强,丙二醛和脯氨酸含量持续上升,可溶性蛋白质和淀粉含量呈现下降的趋势。接种木霉后,干旱胁迫下幼苗针叶的SOD和POD活性增幅更大,丙二醛含量上升幅度减小。中度干旱条件下,接菌苗的POD活性是未接菌苗的1.8倍,丙二醛含量是未接菌苗的62.9%。接菌后,干旱胁迫下幼苗针叶的脯氨酸、可溶性蛋白质、可溶性糖和淀粉含量均高于未接菌幼苗。根际接种木霉后,受干旱胁迫的华北落叶松幼苗的抗氧化系统和渗透物质调节能力增强,幼苗对干旱胁迫的耐受性增强。在华北地区气候日趋暖干化的趋势下,可将根际接种木霉技术推广用于华北落叶松人工造林或林下抚育。     

四合木和霸王幼苗抗氧化系统对干旱胁迫的响应差异

以室内培养的珍稀濒危植物四合木及其近缘种霸王的幼苗为材料,用不同浓度PEG模拟不同程度的干旱胁迫,探讨2种植物幼苗主要抗氧化酶活性和抗氧化物质含量对干旱胁迫的响应特征。结果表明:(1)随着干旱胁迫强度的增加,四合木和霸王幼苗的干、鲜重及含水量逐渐减少,而MDA含量逐渐升高;四合木抗氧化酶SOD、POD、CAT、AsA-POD和GR活性以及抗氧化剂AsA和GSH含量均呈先升后降的趋势,而霸王AsA-POD和GR活性及抗氧化剂AsA和GSH含量呈上升趋势,SOD、POD和CAT活性呈先升后降的趋势,且霸王出现峰值时PEG浓度均高于四合木。(2)同等强度的PEG胁迫,四合木体内MDA积累量所指示的膜质过氧化程度高于霸王,抗氧化酶活性和抗氧化剂含量均分别高于霸王,而地上部鲜重、地上部干重和含水量却低于霸王。研究表明,霸王幼苗体内各种抗氧化酶活性和抗氧化剂含量增加的阈值要高于四合木,能忍耐的干旱胁迫的阈值大于四合木,耐旱性强于四合木;相同程度的干旱胁迫下霸王的耐受性强于四合木。     

干旱胁迫对烟草两品种幼苗生理生化特性及NtDEGP5基因表达的影响

以烟草Nicotianatabacum抗旱品种NC82和干旱敏感品种云烟87幼苗为材料,利用PEG-6000对幼苗进行干旱胁迫处理,研究干旱胁迫对烟草不同品种Fv/Fm、SOD活性、POD活性、MDA含量等生理生化指标及NtDEGP5基因表达的影响,为进一步开展NtDEGP5基因的功能研究提供依据。结果表明,干旱胁迫对烟苗的Fv/Fm、SOD活性、POD活性、MDA含量有影响,随着干旱的持续,Fv/Fm呈逐渐下降趋势,POD、SOD活性和MDA含量呈先升高后降低的趋势;不同品种对干旱胁迫的响应有差异,在干旱胁迫0～9 h,云烟87幼苗的Fv/Fm降幅大于NC82,POD、SOD活性、MDA含量的增幅小于NC82,胁迫12h后与对照差异不显著。干旱胁迫下不同品种、不同器官间的Nt DEGP5基因表达有差异,云烟87幼苗根、茎、叶中的表达量均较低,NC82幼苗根中的表达量较低,但干旱胁迫9～12 h后叶和茎的表达量较高。NC82幼苗叶片NtDEGP5基因表达量与Fv/Fm、POD活性、MDA含量呈显著正相关。Fv/Fm、SOD活性、POD活性、MDA含量可作为烟草苗期抗旱性评价指标,NtD...     

低温胁迫时间对4种幼苗生理生化及光合特性的影响

以盐肤木(Rhus chinensis)、假连翘(Duranta repens)、老鸭嘴(Thunbergia erecta)和葛藤(Pueraria lobata)4种幼苗为试验材料,研究了人工模拟下的低温胁迫环境(6℃)对幼苗叶片生理生化及光合特性的影响.结果表明:(1)随低温胁迫的延长,假连翘幼苗的叶绿素含量先升后降,其余3种幼苗持续下降,低温解除后均显著回升;4种幼苗的脯氨酸含量持续上升或波动;葛藤幼苗的可溶性蛋白质含量先升后降,其余幼苗显著上升,且低温解除后有所增加;4种幼苗叶片可溶性糖含量以及丙二醛含量呈增加趋势,SOD活性持续上升或先升后降.低温解除后,盐肤木幼苗的SOD活性略有上升,其余幼苗显著下降.(2)随低温胁迫的延长,4种幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)均持续下降,假连翘的胞间CO2浓度(Ci)持续上升,其余幼苗先降后升.低温解除后4种幼苗叶片Pn、G、Tr均有不同程度的回升,Ci有不同程度的下降.低温胁迫和恢复48 h期间,4种幼苗的脯氨酸、可溶性糖、可溶性蛋白质含量的增加和SOD活性的稳定或增加,减轻了幼苗叶片细胞的膜脂过氧化程度,维持了细胞膜的完整性,是幼苗对低温胁迫适应性反应的重要调节机制.恢复48 h时的Pn、Gs和Tr均有不同程度的回升,Ci有不同程度的下降,说明4种幼苗有一定的抗寒能力.(3)用主成分分析法分别对生理生化指标和光合生理指标进行分析,均得出4种幼苗的抗寒性顺序为葛藤＞盐肤木＞老鸭嘴＞假连翘,这一结果可为采矿石废弃地生态恢复的植物筛选提供科学依据.     

高温干旱复合胁迫对构树幼苗抗氧化酶活性和活性氧代谢的影响

近年来,全球气温不断升高,亚热带部分地区夏季高温和临时性干旱现象日益显著,高温与干旱严重威胁着植物的生存与生长。采用盆栽和人工气候室方式模拟不同的温度和土壤水分梯度,研究了高温与干旱复合胁迫对构树幼苗超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)与过氧化氢酶(CAT)活性、活性氧代谢和丙二醛(MDA)含量的影响。结果表明:(1)高温或干旱单一胁迫下,构树幼苗SOD、POD、CAT活性增加,复合胁迫下,SOD和POD酶活性高于单一胁迫,且随着复合胁迫时间延长而升高。SOD活性受温度和土壤水分双因素影响极其显著,复合胁迫对SOD活性有一定程度的叠加效应;(2)复合胁迫下,活性氧代谢物与MDA含量均显著高于单一胁迫,表明复合胁迫加剧对植物的伤害。通过改变抗氧化酶活性以减轻膜脂过氧化的伤害作用是有限的。     

Comparative study on several physiological characters among the re-introduced population of Cycas debaoensis

以广西黄连山自然保护区内的德保苏铁幼苗为材料,研究了不同叶数苏铁幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性以及丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质含量的变化.结果表明:在7月至11月间,随着时间的推移,德保苏铁幼苗叶片的SOD、POD活性均呈递增趋势,CAT活性则先缓慢下降后又呈递增的趋势;MDA含量呈下降趋势;脯氨酸含量呈缓慢上升趋势;可溶性糖和可溶性蛋白质均呈持续积累趋势.综合分析结果表明:可将不同叶数苏铁幼苗分为两类:5叶植株单独为一类,环境适应能力强;3叶植株和4叶植株可聚为一类,环境适应能力相对较强.     

德保苏铁回归后几个生理指标的比较研究

以广西黄连山自然保护区内的德保苏铁幼苗为材料,研究了不同叶数苏铁幼苗叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)活性以及丙二醛(MDA)、脯氨酸、可溶性糖和可溶性蛋白质含量的变化。结果表明:在7月至11月间,随着时间的推移,德保苏铁幼苗叶片的SOD、POD活性均呈递增趋势,CAT活性则先缓慢下降后又呈递增的趋势;MDA含量呈下降趋势;脯氨酸含量呈缓慢上升趋势;可溶性糖和可溶性蛋白质均呈持续积累趋势。综合分析结果表明:可将不同叶数苏铁幼苗分为两类:5叶植株单独为一类,环境适应能力强;3叶植株和4叶植株可聚为一类,环境适应能力相对较强。     

土壤NaCl含量对榉树幼苗生理特性的影响

在温室盆栽条件下,用0～0.60% NaCl(占土壤干重)处理1年生榉树幼苗后7～35 d对其形态以及叶片渗透性调节物、抗氧化酶活性等5项生理指标的变化进行观察分析,以明确榉树在不同含量盐胁迫条件下的生理适应性.结果显示:(1)不同浓度NaCl处理对榉树幼苗存活和形态有不同的影响,低盐(0.15%)处理,植株生长正常;在0.30%、0.45%和0.60% NaCl处理下,随NaCl含量的增加和胁迫时间的延长,苗木相继出现叶缘焦枯、萎蔫直至死亡等现象,至胁迫35 d时,植株存活率分别为60%、10%和0;(2)在0.15% NaCl处理下其叶片相对电导率和脯氨酸、MDA含量、以及SOD、POD活性等生理指标与对照无显著差异,而在0.30%～0.60%处理下,叶片相对电导率、脯氨酸和MDA含量均显著升高,而SOD和POD活性则呈先升后降的趋势,且随处理时间的增加均与对照差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01);(3)各处理POD活性峰值出现时间晚于SOD活性的峰值,如第7天后,0.45%、0.60%处理的SOD活性均呈快速下降趋势,而POD的活性则处于逐渐上升之中,表明SOD对NaCl处理反应迅速,POD在高盐处理初期(15 d)可保持较高的水平,有助于降低膜质过氧化对细胞膜系统的损伤.研究表明,榉树幼苗能够在0.15% NaCl的土壤中正常生长,而在0.30% NaCl土壤中生长35 d时幼苗的死亡率达40%,即榉树幼苗耐受NaCl胁迫的临界浓度大约在0.15%～0.30%之间.     

淹涝胁迫对鹅掌楸属植物叶片部分生理指标的影响

研究了淹涝胁迫对不同种源鹅掌楸[Liriodendron chinense（Hemsl．）Sarg．]和杂种鹅掌楸（L．chinense xL．tulipifera）幼苗部分生理指标的影响。结果表明：在淹水处理24h后,杂种鹅掌楸幼苗叶片的净光合速率变化不明显,鹅掌楸幼苗叶片的净光合速率则有一定程度的下降;在淹水处理48h后,净光合速率均大幅度下降。在淹涝胁迫下及胁迫解除后,幼苗叶片叶绿素含量持续缓慢下降;而脯氨酸含量总体上呈现上升的趋势;与鹅掌楸相比,杂种鹅掌楸幼苗的超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD）活性变化不明显,但SOD活性最高,POD活性最低。结果表明,杂种鹅掌楸具有较强的耐淹涝胁迫的能力。     

Cu2+、Pb2+胁迫对秋茄幼苗可溶性蛋白和抗氧化酶活性的影响

【摘要】为研究重金属胁迫对秋茄幼苗抗氧化系统的影响, 砂培红树植物秋茄幼苗一个月,研究不同重金属浓度(Cu2+: 0、3、15、30、45 mg·L–1, Pb2+: 0、1、5、10、15 mg·L–1)和不同实验时间(0、3、7、14、28 d)对叶片的影响。测量的生理指标包括: 可溶性蛋白、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD), 实验条件下两种重金属对各项参数的影响一致。结果表明: 在特定浓度重金属处理下(Cu2+: 0、3、15、30、45 mg·L–1, Pb2+: 0、1、5、10、15 mg·L–1), 可溶性蛋白含量随着时间的增加基本呈先升后降趋势; SOD活性呈降低趋势; CAT活性最初受到明显促进, 后促进作用减弱; POD活性变化规律并不一致。在相同处理时间下, 可溶性蛋白含量随Cu2+浓度的增加而降低, 在Pb2+处理下有所波动; SOD活性在各浓度条件下均降低; CAT活性基本呈降低趋势; POD活性呈先升后降的趋势。通过Pearson相关性分析和PCA分析表明, 可溶性蛋白含量与SOD、POD、CAT三种酶活性呈显著负相关关系, 相关系数分别为–0.401, –0.722, –0.521; 而SOD、POD和CAT活性则表现为显著正相关关系, SOD与POD的相关系数为0.359, SOD与CAT的相关系数为0.384, POD与CAT的相关系数为0.485, 说明三种抗氧化酶协同作用形成一条抗氧化链抵御重金属胁迫。     

干旱胁迫对高山柳和沙棘幼苗光合生理特征的影响

为了解干旱河谷-山地森林交错带植物光合生理特征对干旱胁迫的响应。以交错带两种典型植物高山柳(Salix paraqplesia)和沙棘(Hippophae rhamnoides)为研究对象,研究其在不同程度的干旱胁迫条件下植株气体交换参数的日变化特征。干旱胁迫显著降低了两种植物叶片数、叶面积、叶片生物量、比叶面积、色素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)和气孔限制值(Ls)等与光合生理过程密切相关的叶片指标,但增大了胞间CO₂浓度(Ci)和内禀水分利用效率(WUEi)。植物叶片的气体交换参数(如:Pn和gs)日变化并未完全随着光合有效辐射的增强和温度的升高而增加,全天以11:00最大,"午休"现象明显。相对而言,沙棘在干旱胁迫条件下表现出相对较高的叶面积、Pn、gs和WUEi,具有相对更强的适应干旱环境的能力,而高山柳对干旱胁迫更为敏感。     

干旱胁迫对高山柳和沙棘幼苗光合生理特征的影响

为了解干旱河谷-山地森林交错带植物光合生理特征对干旱胁迫的响应。以交错带两种典型植物高山柳(Salix paraqplesia)和沙棘(Hippophae rhamnoides)为研究对象,研究其在不同程度的干旱胁迫条件下植株气体交换参数的日变化特征。干旱胁迫显著降低了两种植物叶片数、叶面积、叶片生物量、比叶面积、色素含量、净光合速率(Pn)、气孔导度(gs)和气孔限制值(Ls)等与光合生理过程密切相关的叶片指标,但增大了胞间CO₂浓度(Ci)和内禀水分利用效率(WUEi)。植物叶片的气体交换参数(如:Pn和gs)日变化并未完全随着光合有效辐射的增强和温度的升高而增加,全天以11:00最大,"午休"现象明显。相对而言,沙棘在干旱胁迫条件下表现出相对较高的叶面积、Pn、gs和WUEi,具有相对更强的适应干旱环境的能力,而高山柳对干旱胁迫更为敏感。     

城市遮阴环境变化对大叶黄杨光合过程的影响

城市遮阴与自然生态系统遮阴环境不同,它由城市中的建筑、基础设施等人工构筑物所产生,并对植物光合过程产生影响。采用Li-6400便携式光合作用测定系统对北京市不同建筑遮阴环境下的生态因子特征及大叶黄杨光合参数特性进行了现场实验对比观测与分析。研究显示:(1)城市建筑或基础设施布局或格局变化导致建筑遮阴环境光、温等生态因子的差异性变化,主要体现在光合有效辐射(PAR)在时间分布及强度上的显著差异。(2)遮阴改变大叶黄杨的光合参数,日净光合速率曲线为不规则单峰型,由遮阴进入太阳直射时,净光合速率(Pn)明显升高,随遮阴程度加重峰值时间有后延现象,完全遮阴时净光合速率最低。(3)大叶黄杨叶片在有一定时间太阳直射的中度遮阴(2.3h和5.5h)下适应性良好,日均净光合速率、光补偿点(LCP)、光合能力(P_nmax)、叶面积(LA)、比叶重(LMA)没有显著差异,植物主要通过光合色素含量及组成的改变来适应太阳直射时间变短(2.3h)的遮阴环境。(4)遮阴改变植物的光暗适应策略,没有阳光直射的重度遮阴下,大叶黄杨通过其光合、形态、光合色素等多方面的改变来适应遮阴环境,建筑重度遮阴严重影响植物光合过程。探讨了不同程度建筑遮阴对植物光合作用的影响及植物的适应机制,为基于提高其生态服务功能的树种配置和城市规划提供科学依据。     

两种高质牧草不同生育期光合生理日变化及光响应特征

于2010年5月25日(拔节、分枝期)、7月6日(抽穗、结荚期)、8月25日(开花期)晴朗天气,采用LI-6400便携式光合作用测定系统对新引1号东方山羊豆和柳枝稷各项光合生理生态指标进行了测定。结果表明:(1)新引1号东方山羊豆净光合速率(Pn)日变化呈双峰曲线,存在"光合午休"现象;分枝期Pn、光能利用效率(LUE)、水分利用效率(WUE)日均值高于结荚期,而结荚期的叶温(Tl)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)日均值高于分枝期。(2)柳枝稷的Pn日变化呈单峰曲线,拔节期Pn、Tr日均值高于抽穗期,开花期最低;WUE与Ci日均值在开花期最高,拔节期次之,抽穗期最小;Tl、LUE日均值在抽穗期最高,拔节期次之,开花期最小。(3)Pn与Tr、Gs、叶片气孔限制值(Ls)、光合有效辐射(PAR)具有极显著正相关关系,与Ci呈极显著负相关;Tr与Gs、叶温下蒸汽压亏缺(Vpdl)、气温(Ta)、Tl、PAR均呈极显著正相关关系,与大气CO2浓度(Ca)呈显著负相关;Tl、Gs与PAR呈极显著正相关。(4)通过光响应曲线的绘制及相关生理指标的计算,结合相关评价标准,得出柳枝稷为阳生植物,而新引1号东方山羊豆为耐荫植物,且柳枝稷比新引1号东方山羊豆对光环境的适应性强。     

Changes in leaf photosynthetic characteristics and water use efficiency along with tree height of 4 tree species

As main photosynthetic organs, leaves are very sensitive to exterior environments. Water deficiency obviously affects the biological and physiological characteristics of leaves. Xylem pathways increase when trees grow tall, which results in the increase in water gravity as well as pathway resistance. Accordingly, the physiological characteristics of leaves change along with tree height. In this research, the photosynthetic characteristics and carbon isotope ratio (δ¹³C) in the leaves of 4 tree species, Platanus hispanica, Robinia pseudoacacia, Fraxinus chinensis and Ginkgo biloba, were measured. The results showed that the leaf photosynthetic rate (Pn), transpiration rate (Tr), stomatal conductance (Cond) and internal CO₂ concentration (Ci) reduced along with tree height, while the leaf δ¹³C increased along with tree height. The One Way ANOVA and LSD tests showed that the leaf photosynthetic characteristics and δ¹³C varied significantly at different tree heights (P < 0.05). The decrease in leaf photosynthetic capability and the increase in δ¹³C along with tree height indicate that the leaves at the tree tops suffer from water stress. These results support the hydraulic limitation hypothesis.     

Syntheses and 1D structures of organic-inorganic hydrid polymers combining M(ClO4)2 (M = Cd, Zn) junctions and the semi-flexible bis-pyridyl ligand 3-pmpmd (N,N′-bis(3-pyridylmethyl)pyromellitic diimide)

Two 1D organic-inorganic coordination polymers, [Cd(3-pmpmd)(CH₃CN)₂(H₂O)₂]_n · 2n(ClO₄)₂ (1) and [Zn(3-pmpmd)_1.5(H₂O)₂]_n · 2n(ClO₄)₂ · nCH₃CN (2), were obtained from M(ClO₄)₂ (M = Cd, Zn) and the semi-flexible 3,3′-N-donor bis-pyridyl ligand 3-pmpmd: 1 has an 1D zigzag framework with 3-pmpmd in the Z_T-mode (anti, trans-) conformation, while 2 has an 1D rod and loop network with 3-pmpmd in both Z_T- and Z_C-mode (anti, cis-) conformations. Results showed that the metal ions could influence the coordination mode of a semi-flexible bis-pyridyl ligand.     

Effects of summer- and winter-like acclimation on the thermoregulatory behavior of fed and fasted desert hamsters, Phodopus roborovskii

1.

Thermoregulatory behavior of fed and fasted desert hamsters (Phodopus roborovskii) acclimated to summer- [16 light (L):8 dark (D), ambient temperature (T_a)=26.5 °C] and winter-like (8L:16D, T_a=10 °C) conditions was studied. Body temperature (T_b), selected temperature and activity were measured in hamsters placed in a thermal gradient system for 48 h.     

Four new species of Chryseobacterium from the rhizosphere of coastal sand dune plants, Chryseobacterium elymi sp. nov., Chryseobacterium hagamense sp. nov., Chryseobacterium lathyri sp. nov. and Chryseobacterium rhizosphaerae sp. nov.

The taxonomic positions of five Gram-negative, non-spore-forming and non-motile bacterial strains isolated from the rhizosphere of sand dune plants were examined using a polyphasic approach. The analysis of the 16S rRNA gene sequence indicated that all of the isolates fell into four distinct phylogenetic clusters belonging to the genus Chryseobacterium of the family Flavobacteriaceae. The 16S rRNA gene sequence similarities of isolates to mostly related type strains of Chryseobacterium ranged from 97.5% to 98.5%. All strains contained MK-6 as the predominant menaquinone, and iso-C_15:0, iso-C_17:0 3-OH and a summed feature of iso-C_15:0 2-OH and/or C_16:1 ω7c as the dominant fatty acids. Combined phenotypic, genotypic and chemotaxonomic data supported that they represented four novel species in the genus Chryseobacterium, for which the names Chryseobacterium hagamense sp. nov. (type strain RHA2-9^T=KCTC 22545^T=NBRC 105253^T), Chryseobacterium elymi sp. nov. (type strain RHA3-1^T=KCTC 22547^T=NBRC 105251^T), Chryseobacterium lathyri sp. nov. (type strain RBA2-6^T=KCTC 22544^T=NBRC 105250^T), and Chryseobacterium rhizosphaerae sp. nov. (type strain RSB3-1^T=KCTC 22548^T=NBRC 105248^T) are proposed.     

Combined effects of water stress and high temperature on photosynthesis, nitrogen metabolism and lipid peroxidation of a perennial grass Leymus chinensis

Drought and high-temperature stresses have been extensively studied; however, little is known about their combined impact on plants. In the present study, we determined the photosynthetic gas exchange, chlorophyll fluorescence, nitrogen level, and lipid peroxidation of the leaves of a perennial grass (Leymus chinensis (Trin.) Tzvel.) subjected to three constant temperatures (23, 29 and 32°C), and five soil-moisture levels (75–80%, 60–65%, 50–55%, 35–40% and 25–30% of field capacity, respectively). High temperature significantly decreased plant biomass, leaf green area, leaf water potential, photosynthetic rate (A), maximal efficiency of PSII photochemistry (F _v/F _m), actual PSII efficiency (Φ_PSII), the activities of nitrate reductase (NR; EC 1.6.6.1) and glutamine synthetase (GS; EC 6.3.1.2), but markedly increased the ratio of leaf area to leaf weight (SLA), endopeptidase (EP; EC 3.4.24.11) activity, and malondialdehyde (MDA) content, especially under severe water stress conditions. The A and F _v/F _m were significantly and positively correlated with leaf-soluble protein content, and the activities of NR and GS. However, both photosynthesis parameters were significantly and negatively correlated with EP activity and MDA content (P < 0.05). It is suggested that high temperature, combined with severe soil drought, might reduce the function of PSII, weaken nitrogen anabolism, strengthen protein catabolism, and provoke lipid peroxidation. The results also indicate that severe water stress might exacerbate the adverse effects of high temperature, and their combination might reduce the plant productivity and distribution range of L. chinensis in the future.