温度对意大利蝗呼吸代谢的影响

【目的】意大利蝗Calliptamus italicus L.是新疆荒漠、半荒漠草原的主要危害种类,前期研究表明其发生与新疆气候变暖显著相关,本研究进一步探讨气候变暖条件下意大利蝗的呼吸代谢适应机制。【方法】应用多通道昆虫呼吸仪测定了15, 20, 25, 30和35℃不同温度条件下意大利蝗成虫的呼吸率、代谢率、CO₂释放率、Q₁₀(每升高10℃呼吸率的变化幅度)及呼吸商并分析其变化特征。【结果】15℃时意大利蝗成虫的呼吸率、代谢率、CO₂释放率均显著低于其他温度（P<0.01）, 35℃时3项指标值显著高于其他温度（P<0.01）,表明低于15℃和高于35℃的温度条件都对意大利蝗的呼吸代谢产生明显影响;在20~30℃之间,意大利蝗的呼吸率、代谢率及CO2释放率变化幅度小且平稳,差异均不显著（P>0.01）,表明该温度范围是意大利蝗生长发育的适宜温度条件。不同温度下意大利蝗呼吸率的Q₁₀值显示, 20~30℃温度范围内的 Q₁₀值最小,为1.03, 15~25℃的Q10值为1.43, 25~35℃的Q10值最大,为2.42,说明意大利蝗的呼吸代谢活动对温度变化敏感,并表明20~30℃是意大利蝗生长发育的适宜范围。各温度条件下意大利蝗呼吸商的差异不显著（P>0.01）,平均为0.9450,判断意大利蝗呼吸代谢消耗的底物主要为糖类物质。【结论】意大利蝗生长发育的适宜温度范围是20~30℃,预示着在气候持续变暖背景下,意大利蝗仍将是新疆草原最重要的生物灾害之一。     

植物光合CO2响应模型对光下(暗)呼吸速率拟合的探讨

运用LI-6400便携式光合作用系统测定了不同光强(2000、1500、1000和500 μmol·m^-2·s^-1)和两种O₂浓度(21%和2%的O₂)下冬小麦(Triticum aestivum)灌浆期旗叶的CO₂响应曲线, 比较了现有CO₂响应模型(生化模型、直角双曲线模型和直角双曲线修正模型)拟合给出光下(暗)呼吸与测量值之间的差异。结果显示, 直角双曲线修正模型所给出的光下呼吸速率拟合值与测量值最为接近。植物光合作用对大气CO₂响应(A/C_a)的拟合结果优于光合作用对胞间CO₂浓度(A/C_i)的拟合。然而, 所有模型基于A/C_a拟合的光下(暗)呼吸在整体上与测量值存在显著差异(p < 0.05), 推测与现有模型没有考虑CO₂浓度对光呼吸和光下暗呼吸速率的影响有关。对小麦的试验结果表明, CO₂浓度对光呼吸和光下暗呼吸均有显著影响: 随着CO₂浓度的增加(0-1400 μmol·mol^-1), 不同光强下的表观光呼吸变化范围分别为5.035-11.670、4.222-11.650、4.330-10.999和3.263-9.094 μmol CO_2·m^-2·s^-1; 光下暗呼吸的变化范围分别为0.491-2.987、0.457-2.955、0.545-3.139和0.448-3.139 μmol CO₂·m^-2·s^-1。回归分析发现, 表观光呼吸和光下暗呼吸与CO₂浓度之间均存在较好的相关性。然而, 将该回归关系整合到现有模型中, 是否会优化模型, 从而提高模型对相关光合参数估算的准确性尚有待于进一步研究。     

昆虫不连续气体交换

许多昆虫呼吸时气体交换是不连续的循环式进行的。根据气门开闭,一个典型的不连续气体交换循环（discontinuous gas exchangecycle, DGC）可以明显分为3个阶段: 关闭阶段,极少或没有气体交换;颤动阶段,气门迅速微开和关闭,O₂进入气管,少量CO₂释放;最后是开放阶段,大量的CO₂释放。该文综述了DGC特征及昆虫活动、温度、体重对DGC的影响,并讨论了DGC与呼吸失水、缺氧或高CO₂浓度环境有关的进化适应意义。     

四种作物光下暗呼吸速率降低的原因

以C₃作物(小麦, Triticum aestivum和大豆, Glycine max)和C₄作物(玉米, Zea mays和千穗谷, Amaranthus hypochondriacus)为例, 探讨了其光下暗呼吸速率降低的原因。结果表明, 2% O₂条件下, CO₂浓度为0时, 叶室CO₂浓度维持在0左右, 而胞间CO₂浓度(C_i)显著高于叶室CO₂浓度。分析认为这是由于此时植物的暗呼吸仍在正常进行。因此, 该测量条件下的表观光合速率应为CO₂浓度为0时的光下暗呼吸速率(R_d)。CO₂浓度为0时, 不同光强下的R_d均随光强的升高而降低, 且在低光强(50 μmol·m^-2·s^-1)和高光强(2000 μmol·m^-2·s^-1)之间存在显著差异, 说明光强对R_d具有较大影响。在2% O₂条件下, 经饱和光强充分活化而断光后, 以上4种作物叶片的暗呼吸速率(R_n)均随着时间的推移而下降, 说明光强并未抑制暗呼吸速率。试验结果表明, R_d的降低是由于CO₂被重新回收利用所导致, CO₂回收利用率随光强的升高而增大, 从低光强(50 μmol·m^-2·s^-1)到高光强(2000 μmol·m^-2·s^-1), 小麦、大豆、玉米和千穗谷的回收利用率范围变动分别为22.65%-52.91%、22.40%-55.31%、54.24%-87.59%和72.43%-90.07%。     

西伯利亚蝗气门结构及呼吸代谢对高温胁迫的响应

【目的】掌握西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus的气门结构和呼吸代谢应对高温胁迫的响应策略。【方法】运用扫描电镜观察西伯利亚蝗气门超显微结构,多通道昆虫呼吸仪测定18~42℃处理下西伯利亚蝗的O_2吸收率、CO_2释放率、代谢率和呼吸商。【结果】西伯利亚蝗共有10对气门,胸部2对,腹部8对,呈圆形或椭圆形,内侧着生有筛板,呈刺凸状,分布密集。18~42℃范围内,随温度升高,西伯利亚蝗呼吸代谢呈先上升后下降的趋势。18℃时西伯利亚蝗雌雄成虫的O_2吸收率、CO_2释放率和代谢率值显著小于其他温度下的相应值(P<0.05),雌虫分别为0.0022 m L/min、0.0019 m L/min和0.0210 m L/(g·min),雄虫分别为0.0016 m L/min、0.0016 m L/min和0.0236 m L/(g·min);21~27℃范围内,西伯利亚蝗雌雄成虫的呼吸代谢变化平稳,超过30℃呼吸代谢各指标值迅速上升,至36℃时雌雄成虫的O_2吸收率和代谢率值均显著大于其他温度下的相应值(P<0.05);雌虫分别为0.0071 m L/min和0.0592 m L/(g·min),雄虫分别为0.0089 m L/min和0.1108 m L/(g·min),39℃时CO_2释放率显著大于其他温度下的相应值(P<0.05),雌雄成虫分别为0.0074 m L/min和0.0067 m L/min。【结论】依据西伯利亚蝗呼吸代谢随温度变化特征可以判断,随气候持续变暖,西伯利亚蝗仍将是新疆高山、亚高山草原的重要致灾类群。     

定量化测定酵母菌细胞呼吸CO2产量的方法

实验借助数字传感技术,在溶解氧(DO)传感器监测下论证酵母菌细胞呼吸氧气条件的创设与达成;设计了能够持久、恒定供氧的O₂发生装置;用CO₂传感器定量测定了酵母菌在有氧和无氧条件下CO₂的产量。同时还讨论了活性干酵母的用量,将实验用时控制在40 min以内,为定量化“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验进课堂先行摸索条件。     

高浓度二氧化碳和臭氧对蒙古栎叶片活性氧代谢的影响

利用开顶箱熏蒸法,研究了高浓度O₃(≈80 nmol·mol^-1)和高浓度CO₂(≈700 μmol·mol^-1)及其复合处理对蒙古栎叶片活性氧代谢的影响.结果表明：高浓度O₃显著增加了蒙古栎叶片超氧阴离子(O₂^•)产生速率、过氧化氢(H₂O₂)和丙二醛(MDA)含量和电解质外渗率(P<0.05),显著降低了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性和抗坏血酸(AsA)含量(P<0.05).高浓度CO₂对蒙古栎叶片活性氧代谢影响不显著.高浓度O₃和CO₂复合处理的叶片O₂^•产生速率、H₂O₂和MDA含量和电解质外渗率上升不明显,说明高浓度CO₂缓解了高浓度O₃对蒙古栎叶片的氧化胁迫.复合处理的叶片SOD、CAT、APX活性以及AsA和总酚含量显著高于O₃处理的叶片(P<0.05),说明高浓度CO₂缓解了高浓度O₃对叶片抗氧化系统的消极影响.     

利用微藻固定烟道气中CO2的实验研究

为获得能适合于烟道气条件下生长的微藻,找到一种高效的温室气体固定的方法,利用配置烟道气(CO₂和O₂的浓度分别为15%和2%)驯化稻田微藻混合试样,分离出对高浓度CO₂条件有很强适应力的微藻ZY-1,并研究了在不同培养条件下微藻ZY-1的生长情况.微藻ZY-1在CO₂浓度从10%～15%的范围内有较高生长力,在CO₂浓度为10%时,生长最好.微藻ZY-1对温度、气体流速、pH值等物理条件也有很宽的适应范围,在温度为25～30.C、流速为0.25～0.75L·min^-1、pH4～6范围内,生长基本稳定.在培养条件为10%CO₂、25.C、pH5.0时,微藻ZY-1的生长率最高,CO₂的固定率平均值为0.397%.可以认为,利用该藻固定烟道气温室气体具有一定的可行性.     

鄱阳湖苔草湿地非淹水期CO2释放特征

2009年9月至2010年4月非淹水期,在鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区,选择以灰化苔草为建群种的洲滩湿地,设置土壤-植物系统(TC)、剪除植物地上部分(TJ)2个试验处理（分别代表生态系统和土壤呼吸）,利用密闭箱-气相色谱法测定了非淹水期鄱阳湖苔草湿地CO₂释放通量.结果表明：苔草湿地生态系统呼吸与土壤呼吸均具有明显的季节变化模式,释放速率变化范围分别为89.57～1243.99和75.30～960.94mg CO₂·m^-2·h^-1,土壤呼吸占生态系统呼吸的比例为64%(39%～84%);土壤温度是苔草湿地CO₂通量的主要控制因子,可以解释呼吸速率80%以上的变异;生态系统呼吸与土壤呼吸的温度敏感性指数(Q₁₀)分别为3.31和2.75,且冬季的Q₁₀值明显高于春秋季节;土壤水分与CO₂释放速率之间未达到显著相关;非淹水期,鄱阳湖苔草湿地是大气CO₂的汇,其强度为1717.72 g C·m^-2.     

马占相思人工林净二氧化碳交换和碳同位素通量

应用稳定碳同位素技术,对马占相思人工林冠层受光和遮荫叶片的碳同化率(A_net)和叶面积指数(L)进行加权,将叶片水平的¹³C甄别率(Δ_i)扩展至冠层光合甄别率(Δ_canopy),测定光合固定和呼吸释放的碳同位素通量及其净交换通量.结果表明：Δ_canopy的日变化明显,日出前和中午出现较低值(18.47‰和19.87‰),而日落前达到最大(21.21‰);秋季末期(11月)至翌年夏季,Δ_canopy逐步升高,年平均为(20.37±0.29)‰.不同季节自养呼吸(日间叶片呼吸除外)和异养呼吸释放CO₂的碳同位素比率(δ¹³C)平均值分别为(-28.70±0.75)‰和(-26.75±1.3)‰,春季林冠夜间呼吸CO₂的δ¹³C最低(-30.14‰),秋季末期最高(-28.01‰).马占相思林与大气的CO₂碳同位素通量在春季和夏季中午时峰值分别为178.5和217 μmol·m^-2 ·s^-1·‰,日均值分别为638.4 和873.2 μmol·m^-2·s^-1·‰.冠层叶片吸收CO₂的碳同位素通量较呼吸释出CO₂的碳同位素通量高1.6～2.5倍,表明马占相思林日间吸收大量CO₂,降低空气CO₂浓度,具有改善环境的良好生态服务功能.     

低致死剂量氯虫苯甲酰胺对沟金针虫食物利用和相关生理生化指标的剂量和时间效应

【目的】明确氯虫苯甲酰胺对沟金针虫Pleonomus canaliculatus亚致死效应的生理生化机制,阐明氯虫苯甲酰胺低致死剂量对沟金针虫食物利用、能量物质含量以及体内消化酶、保护酶和解毒酶活力的影响。【方法】室内采用土壤混药法测定氯虫苯甲酰胺对沟金针虫3龄幼虫毒力,并测定了氯虫苯甲酰胺LC₁₀, LC₂₅和LC₄₀低致死剂量对沟金针虫3龄幼虫营养指标和体内能量物质含量的影响;采用酶动力学法检测了氯虫苯甲酰胺低致死剂量处理1, 6, 12, 24, 48和72 h后沟金针虫3龄幼虫体内消化酶(蛋白酶、α-淀粉酶、脂肪酶、海藻糖酶)、保护酶(CAT, POD和SOD)以及解毒酶(CarE, MFO和GST)活力的动态变化。【结果】氯虫苯甲酰胺对沟金针虫3龄幼虫有较高毒力,其LC₅₀值为1.2397 mg/kg。LC₁₀和LC₄₀剂量氯虫苯甲酰胺处理沟金针虫3龄幼虫后,平均相对生长率(MRGR)和近似消化率(AD)显著降低,严重干扰其对食物的利用;LC₁₀, LC₂₅和LC₄₀剂量处理后沟金针虫3龄幼虫体内主要的能量物质(蛋白质、脂质、碳水化合物、海藻糖)含量和消化酶活力均明显降低,而解毒酶和保护酶活力显著增加,最终延缓其生长发育。【结论】氯虫苯甲酰胺对沟金针虫幼虫具有很高的杀虫活性,低致死剂量氯虫苯甲酰胺处理沟金针虫幼虫后,通过抑制消化酶活性,使其对食物的利用能力降低和生长发育延缓,以及诱导解毒酶和保护酶活性来阻止外界毒物侵害。研究结果为阐明氯虫苯甲酰胺对沟金针虫的亚致死效应机制及作用机理提供了一定的理论基础。     

香紫苏开花期蒸腾和光合作用日变化特征及其影响因子研究

对开花期香紫苏功能叶片的蒸腾作用、光合作用日变化规律以及二者与环境因子之间的相互作用进行了研究.结果表明:处于花期的香紫苏蒸腾速率和气孔导度的日变化总体趋势是先升高后降低;不同花期净光合速率的日变化之间则存在明显的差别,初花期的净光合速率明显高于盛花期和终花期;湿度和光合有效辐射是影响香紫苏蒸腾作用的最主要因素,而光合有效辐射和CO2浓度变化则对香紫苏的净光合速率影响最大.     

Specific growth rate of Chlamydomonas reinhardtii and Chlorella sorokiniana under medium duration light/dark cycles: 13–87 s

The specific growth rate of Chlamydomonas reinhardtii and Chlorella sorokiniana decreased under square-wave light/dark cycles of medium duration, 13–87 s, in comparison to continuous illumination. Three experiments were done in three different turbidostats at saturating and sub-saturating light intensities during the light period, 240–630 μmol m⁻² s⁻¹. Within each experiment the light intensity during the light periods of the intermittent light regimes was equal and this intensity was also applied under continuous illumination. The specific growth rate decreased proportional or more than proportional to the fraction of time the algae were exposed to light; this light fraction ranged from 0.32 to 0.88. We conclude that under these light regimes the chlorophyta C. reinhardtii and C. sorokiniana are not able to store light energy in the light period to sustain growth in the dark period at the same rate as under continuous illumination. C. reinhardtii increased its specific light absorbing surface by increasing its chloropyll-a content under light/dark cycles of 13 s duration and a light fraction of 0.67 at 240 μmol m⁻² s⁻¹; the chloropyll-a content was twice as high under intermittent illumination in comparison to continuous illumination. The combination of a higher specific light absorption together with a lower specific growth rate led to a decrease of the yield of biomass on light energy under intermittent illumination.     

光照时间和冷藏对桃小食心虫生长发育和繁殖的影响

研究了光照时间和冷藏对桃小食心虫各虫态生长发育和繁殖的影响.结果表明,随着光照时数的延长,各虫态历期基本呈缩短趋势,光照时间对幼虫滞育率影响最为明显,15 h滞育率最低,无论是光照延长还是缩短,幼虫滞育率都会明显增加.其它重要生命参数如单雌产卵量、幼虫体重、孵化率、脱出率和羽化率等最高点多集中在光照13～17 h,所以,桃小食心虫生长发育和繁殖的最佳光照时间为15 h左右.冷藏时间对蛹历期、成虫寿命和卵历期影响均不明显,但冷藏7 d后羽化率、单雌产卵量及孵化率均呈下降趋势,蛹和卵不易长时间低温存放.     

Growth of Spirulina platensis enhanced under intermittent illumination

The growth characteristics of microalgae under different light conditions (continuous or intermittent) are essential information for photobioreactor design and operation. In this study, we constructed a thin-layer (10 mm) flat plate photobioreactor device with a light/dark (L/D) alternation system to investigate the growth of Spirulina platensis under two different light regimes: (1) continuous illumination in a wide range of light intensities (1.00-77.16 mW cm⁻²); (2) intermittent illumination in medium frequency (0.01-20 Hz). Specific growth rate and light efficiency based on biomass production were determined for each round of experiment. Four regions (light limited region, intermediate region, light saturated region and light inhibition region) were recognized according to the results under continuous illumination. Under intermittent illumination, when L/D frequency increased from 0.01 Hz to 20 Hz, specific growth rate and light efficiency were enhanced. However, the enhancement was different, depending on the applied light intensity and light fraction. The higher the light intensity, the greater the enhancement would be when L/D frequency increased from 0.01 Hz to 20 Hz; and the higher the light intensity, the lower the light fractions is needed to maintain light efficiency as high as that under continuous illumination in light limited region.     

不同光照强度下乌鳢幼鱼的摄食强度及动力学

在103－10－3lx光照强度范围内,乌鳢幼鱼对浮游动物的摄食强度随光照强度的减弱而增强,在10-3lx时达最大值;摄食丰在10-3lx时最高,并随时间的延长而显著降低。     

不同抗药性品系甜菜夜蛾呼吸速率的比较

以甜菜夜蛾Spodoptera exigua (Hübner)敏感品系(SS)及高效氯氟氰菊酯选育的抗性品系(RR)和近等基因系-抗性品系(NILs-RR)幼虫为试虫,在25±1℃,相对湿度70%,光照强度3 000 lx,光周期14L∶10D的条件下测定了3～5龄幼虫呼吸速率的变化。结果表明,抗性品系与敏感品系的同龄期甜菜夜蛾幼虫在不受药条件下的呼吸速率差异不显著,因此抗性水平的提高并未相应引起甜菜夜蛾本底呼吸速率的变化。高效氯氟氰菊酯处理幼虫后,各品系的呼吸速率均随剂量的提高而相应提高,以各品系相应LC₂₀和LC₅₀剂量处理后的呼吸速率,NIL_S-RR明显高于RR,两者又明显高于SS品系。两个抗性品系呼吸速率峰期均出现在药后5 h,而敏感品系出现在药后2 h;敏感品系保持较高呼吸速率的时间短,而抗性品系维持高水平呼吸速率的时间长,分别于药后15 h和24 h恢复到正常水平,这表明用药后抗性品系呼吸速率的提高幅度与代谢解毒能力存在一定相关性。     

Thermophysiological indicators of lambs during pre-slaughter handling

The aim of this study was to evaluate the thermophysiological indicators (TI) of the lambs during the different phases of pre-slaughter handling. Twenty animals were evaluated in two sample days. At each phase, the TI (rectal temperature, respiratory rate, and heart rate) and the environmental variables were measured. Additionally, the body surface temperature was measured by infrared thermography. During the landing phase, the air temperature was the highest (33.1 °C) and the relative humidity was the lowest (45.2%). ANOVA results showed a significant effect of the pre-slaughter phases on all the TI, except the heart rate. Beyond the pre-slaughter phases, the body region and its interaction with the pre-slaughter phases also showed significant influence on the surface temperature. We conclude that the pre-slaughter handling adopted in Northeast Brazil negatively influences the TI of small ruminants, specifically the lambs. Landing was the phase that rendered maximum physiological damage to the animals.     

不同功率递增速率对正常人心肺运动试验整体功能的影响Ⅰ—峰值运动相关指标及呼吸交换率的变化

目的: 观察健康志愿者不同功率递增速率完成症状限制性极限心肺运动试验（CPET）对CPET峰值运动相关核心指标的影响,及运动中呼吸交换率（RER）的变化。以探讨不同功率递增速率对CPET峰值运动相关指标的影响。方法: 选择12名健康志愿者在一周内不同工作天随机完成中等适度程度（30 W/min)及比较低（10 W/min）和比较高（60 W/min）3种不同功率递增速率CPET。按标准方法比较CPET数据主要峰值运动核心指标：峰值运动时的摄氧量、二氧化碳排出量、负荷功率、呼吸频率、潮气量、分钟通气量、心率、血压和氧脉搏,运动持续时间和CPET各时段的RER。对三组不同功率递增速率下各个指标的差异进行组间两两比较。结果: 与中等适度功率递增速率组比较,比较低和比较高功率递增速率组的峰值功率分别显著地降低和升高（（162.04±41.59）W/min vs （132.92±34.55） W/min vs （197.42±46.14） W/min, P<0.01）;运动时间显著延长和缩短（（5.69±1.33） min vs （13.49±3.43） min vs （3.56±0.76） min,P<0.01）;峰值RER（1.27±0.07 vs 1.18±0.06 vs 1.33±0.08,P<0.01~P<0.05）与恢复期RER最大值（1.72±0.16 vs 1.61±0.11 vs 1.81±0.14,P<0.01~P<0.05）均显著降低和升高。结论: 不同功率递增速率CPET显著改变峰值运动时的功率、运动持续时间、峰值RER和恢复期最大RER。CPET规范化操作要选择个体化适合受试者的中等适度功率递增速率,而且也不能以某一固定的RER值作为保证安全、受试者达到极限运动和提前终止运动的依据。     

The importance of illumination level in the daily onset of flight activity in nocturnal moths

ABSTRACT. The daily onset of flight activity in nocturnal moths from Denmark and Florida was investigated in natural and experimental reductions of illumination. The daily cycle of illumination is described, especially the variation of the rate of change during the evening. Different species commence activity ('onset') at different mean light intensities. These means occur around the termination of twilight, at between 0 and –2.50 log lux. In a given species the illumination at mean onset is constant, and the dispersion of onsets in the population is constant with respect to the illumination. As a consequence, the dispersion with respect to time increases, the longer the duration of twilight. The temporal dispersion, therefore, depends upon season and latitude. A model describing the number of onsets in relation to the decrease of illumination is presented. At the physiological level it is proposed that a preparatory process precedes the actual onset of activity. This is observed as a latency between the light change and the activity onset. It is presumed to represent a change, from an inhibiting to a disinhibiting output from a controlling CNS centre, brought about by the reduction in illumination increasing the sensitivity of the centre to a 'sensitizer'. This might represent the Zeitgeber effect of illumination reduction. The results indicate that during a gradual decrease of illumination, the latency process is initiated by a certain low illumination and that it proceeds further, the lower the illumination. The faster the rate of decrease, the faster is the rate of the process, so that it is completed at about the same time as a threshold illumination for overt activity is reached, irrespective of the rate of decrease. However, at very fast reductions of illumination, the physiological process cannot keep pace with the reduction, and activity onset occurs at a lower illumination than normal.