Seasonal changes of photosynthetic characteristics of Alpinia oxyphylla growing under Hevea brasiliensis

利用农林复合模式发展生态农业可提高资源利用效率, 橡胶(Hevea brasiliensis)-益智(Alpinia oxyphylla)间作模式是橡胶园最主要的农林复合模式。该研究通过野外原位定位实验, 研究不同季节橡胶林下环境因子对益智光合作用的影响, 并进一步分析益智光合作用与主要环境因子的关系。结果表明: (1) 3月益智净光合速率日变化为“V”形曲线, 14:00降到最低值; 而6月、9月和12月益智净光合速率日变化趋势为10:00达到最大值, 随后缓慢降低; 在雨季(6月和9月)蒸腾速率的日平均值和日最高值均显著高于旱季(3月和12月)。表明林下益智在不同季节均能维持植株正常生长, 且表现出了较强的适应能力。3月土壤水分亏缺造成益智叶片气孔导度降低, 使其净光合速率维持在较低的水平。(2)通过光响应曲线修正模型计算出益智叶片各光合响应参数, 发现3月最大净光合效率和光饱和点显著低于6月、9月和12月; 而光补偿点和暗呼吸速率却显著高于6月、9月和12月, 表明3月土壤水分亏缺导致益智光合酶活性降低, 而表现出光抑制现象, 同时呼吸强度加剧, 光合能力显著下降。(3)采取相关分析发现, 3月气温与净光合速率显著负相关, 空气湿度与净光合速率显著正相关, 高温和低湿度共同限制了益智的光合作用; 而9月和12月, 林下光合有效辐射是益智光合作用的限制因子。     

湛江5种红树林树种光合作用特性及光合固碳能力研究

应用Li-6400便携式光合作用测定系统,对湛江市特呈岛5种红树林树种的净光合速率日变化和光合作用—光响应曲线进行了测定,探讨了各树种的光合作用特性以及主要影响因子并评估其固碳能力大小。结果表明:在自然光照条件下,秋茄和红海榄叶片净光合速率(Pn)的日变化曲线呈单峰型,白骨壤、木榄和桐花树为双峰型,光合"午休"现象明显,而且峰值分别出现在10:00和14:00左右。其中,白骨壤和木榄的光合午休主要由气孔限制因素引起,桐花树主要由非气孔限制因素引起。通径分析表明,光合有效辐射(PAR)是影响白骨壤和桐花树叶片Pn的主要决策因子,而叶面大气蒸汽压亏缺(VPD)是主要限制因子;影响秋茄和红海榄叶片Pn的主要决策因子是气孔导度(Gs),主要限制因子是叶温(Tl);影响木榄叶片Pn的主要决策因子是气孔导度(Gs)。基于叶片净光合作用速率的各树种日净固碳量存在显著性差异(P0.01),秋茄的日净固碳量最大(13.83 g·m-2·d-1),其次为白骨壤和桐花树(9.48和8.24 g·m-2·d-1),木榄和红海榄的较小(6.72和6.30 g·m-2·d-1)。5种红树林树种的光补偿点(LCP)介于28.3~137.0μmol·m-2·s-1之间,显示了阳生植物的特性。光饱和点(LSP)介于169.3~1189.3μmol·m-2·s-1之间,桐花树最大,红海榄最小。5种红树林树种的表观量子效率(AQY)存在极显著差异(P0.01),白骨壤最高为0.064 mol·mol-1,木榄最低,仅为0.005 mol·mol-1。5种红树林植物叶片的光响应参数与日净固碳量的关联度大小顺序为最大净光合速率(Pmax)、LSP-LCP、AQY、LSP、LCP。     

西北干旱区葡萄净光合速率变化及其影响因素

葡萄作为西北干旱区主要经济作物之一,认识其光合生产过程对种植栽培至关重要。为探究大田自然条件下葡萄光合生理特征及影响葡萄光合作用的主要影响因子,该研究于2019年6—9月测定葡萄(品种：无核白)叶片光合作用及其生理生态因子日变化,采用通径分析方法分析各因子对叶片净光合速率的直接和间接作用,确定其主要影响因子,同时在全天分时段模式下进一步分析葡萄叶片净光合速率对各生理生态因子的响应。结果表明：(1)葡萄叶片净光合速率日变化总体呈现先升高、后下降的单峰型曲线变化特征。(2)葡萄叶片净光合速率与光合有效辐射、饱和水汽压差、空气温度、气孔导度和蒸腾速率呈极显著正相关,与相对湿度和胞间CO₂浓度呈极显著负相关。(3)各月影响葡萄叶片净光合速率变化的主要决定因子6月、8月和9月为蒸腾速率,而7月为气孔导度。(4)6—9月的葡萄叶片净光合速率与空气温度、光合有效辐射、饱和水汽压差的响应均呈“迟滞回环”关系,与蒸腾速率、气孔导度呈良好的线性关系(R²>0.85),与胞间CO₂浓度呈指数函数关系(R²=0.53...     

虎杖光合生理生态特性日变化研究

用Li-6400便携式光合测定系统对5个虎杖材料的光合生理特性日变化及其与气象因子关系进行了研究。结果表明：（1）虎杖的净光合速率日变化呈‘单峰’型曲线,日最大净光合速率（15．0μmol·m^-2·s^-1）值出现在9：00左右;（2）叶片水压亏缺、气孔导度和蒸腾速率的峰值在同一时间出现（13：00）,胞间CO2浓度不随气孔导度的降低而减小,控制虎杖光合速率因子为非气孔限制;（3）供试5个材料的净光合速率日变化趋势基本一致,并以地栽组培苗的净光合速率最高,而‘贵州凯里’的最低。光合有效辐射对光合特征参数的变化影响最大,且对净光合速率起决定性作用（r-0．534^＊＊）,环境因子主要通过对蒸腾速率、叶片水压亏缺和叶面温度的作用来影响虎杖叶片净光合速率。     

不同坡位沙棘光合日变化及其主要环境因子

沙棘是我国干旱半干旱地区重要的生态经济树种,被广泛应用于黄土高原造林活动中。为探明不同坡位沙棘光合特征及影响沙棘光合作用的主要环境因子,在沙棘生长旺盛期分坡位测定光合特性及环境因子日变化进程,并采用通径分析法分析各环境因子对沙棘净光合速率的直接和间接影响。结果表明：1、各环境因子之间存在相互作用,光合有效辐射是空气温度变化的主要驱动因子,而空气温度变化引起的空气密度变化对空气相对湿度和CO2浓度有显著影响。在上、中和下坡位环境变化可以分别解释85.6%、86.0%和 55.22%净光合速率的变异。2、下坡位沙棘净光合速率最小,日均值为9.38μmol/m2/s,上、中坡位分别为14.22μmol/m2/s,15.94μmol/m2/s。3、10:00之前中上坡位沙棘水分利用效率明显高于下坡位,但3坡位沙棘水分利用效率日均值无明显差异。4、上坡位净光合速率主要受到光合有效辐射、空气相对湿度的影响;中坡位光合有效辐射仍为主要环境因子,此外空气温度和空气湿度之间的相互作用对净光合速率也有一定影响,为主要限制因子;下坡位影响沙棘光合速率主导因素为光合有效辐射。5、沙棘在10:00之前光合有效辐射和空气湿度较高而空气温度较低的环境下,净光合速率和水分利用效率最高。作为阳生物种,沙棘需要足够的光照维持生长,而以往研究表明适度水分胁迫可以提高沙棘光合过程中对水的利用效率。本研究所选流域年降水量535mm,中上坡位水分胁迫并非十分严重。因此,种植于中上坡位的沙棘即可接受足够光照（特别是10:00以前的光照）进行光合保证生长速率,又能在光合过程中保持较高水分利用效率,符合干旱半干旱地区生态经济发展的需求。     

黑石顶常绿阔叶林群落冠层树木光合生理特性研究

本文用封闭式的光合作用测定仪测定了黑石顶南亚热带常绿阔叶林群落冠层的两种优势种群──相和光叶红豆的光合速率以及其它生理因子的日变化,同时测定了群落冠层的环境因子──光量子通量密度、气温和相对湿度等的日变化。冠层中ｃｏ＿２浓度的平均值为３０６．６ｍｇ／ｋｇ,日变幅为±６．０ｍｇ／ｋｇ。树种间光合速率差别很大,硬叶相叶片的日平均净光合速率为２．６３７４μｍｏｌ／ｍ￣２·ｓ．日最高净光合作用速率在１１时左右。分析了净光合速率与叶片气孔导度之间的显著相关性,并指出气孔导度的差异可能是引起不同种间净光合速率差异的主要原因之一。     

甘蓝型油菜生殖生长期叶片和角果光合与产量关系的研究

以11个不同适生区甘蓝型油菜品种为材料,研究了油菜生殖生长期植株叶片和角果的光合气体交换参数、光合色素含量、光合关键酶蛋白含量、主要农艺性状及其与产量的关系,探讨影响叶片(角果)光合效率及单株籽粒产量的主要因子,为油菜高产高光效品种的系统评价提供理论依据。结果显示:(1)油菜植株叶片与角果的净光合速率间相关性较小,但叶片净光合速率远大于角果。(2)叶片净光合速率与其叶绿素a+b含量及气孔导度呈不显著的正相关关系(相关系数较大),与其光合关键酶PEPC、RuBisCO蛋白含量相关系数较小或呈不显著负相关;角果(皮)净光合速率与其叶绿素a、b含量、类胡萝卜素含量及气孔导度相关性较强;光合色素含量是影响叶片、角果净光合速率的第一主因子。(3)单株叶面积、角果数及角果表面积与籽粒产量显著正相关关系,是影响籽粒产量的第一主因子;叶片净光合速率和角粒数是影响籽粒产量的第二主因子;单株生物学产量与叶面积呈显著正相关关系,角果表面积、叶面积及叶片净光合速率是影响生物学产量的第一、二主要因子。研究表明,油菜高产高光效品种的综合评价指标应首选单株角果数、叶片面积,其次选择叶片净光合速率、叶片和角果皮的叶绿素含量以及角粒数。     

发菜光合特性与水分关系的研究

处于自然光照与室内散射光照和2种不同供水时间 8∶00与20∶00 条件下的发菜藻殖段,用Li-6200光合仪作其光合速率日变化测试,结果得出:自然光照与室内散射光照及2种供水时间对发菜光合速率、蒸腾速率、温度、水汽压亏缺等因子之间的影响关系.自然光照条件下,对发菜20∶00供水,在次日的发菜光合速率日变化中,光合速率与水汽压亏缺呈显著性正相关关系 r=0.6216 .发菜光合速率日变化曲线与水汽压亏缺日变化曲线趋于一致,当光照强度为1324μmol·m-2·s-1时,水汽压亏缺达到44.5mb,发菜光合速率日变化出现峰值 1.68mg·g-1·s-1 .对发菜8∶00供水,其光合速率日变化在供水5h后出现峰值;在室内散射光照条件下,在8∶00和20∶00供水都使发菜在光合速率日变化中,保持了较高的相对含水量,光合速率降低,并处于较长时间的呼吸作用状态.     

当归叶片光合参数日变化及其与环境因子的关系

在当归根茎膨大期,利用CI-310便携式光合仪,田间活体测定了当归的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)等光合生理生态因子,以及光合有效辐射(PAR)、田间CO2浓度(Ca)、相对湿度(RH)、大气温度(Ta)、叶温(TL)等环境因子的日变化。结果表明,当归Pn日变化曲线为"双峰"型,最高峰出现在10:00左右,次高峰出现在16:00左右,午间有明显的"午休"现象,气孔因素是导致其"午休"的主要原因。Tr、Gs和Ci的日变化曲线均为"双峰"型,最高峰出现在10:00,次高峰出现在17:00。当归叶片净光合速率随环境因子日变化最优逐步多元回归方程为yPn=14.3108 0.0076xPAR-0.5271xTL(R2=0.6601,P<0.05),TL和PAR是对光合速率直接影响最大的生态因子,而Ca、RH和Ta主要是通过TL而间接影响光合速率的变化。     

曼陀罗光合特性研究

采用LI-6400型便携式光合测定仪对潜在能源植物曼陀罗(Datura stramonium L.)在6月份至9月份的光合特性指标(净光合速率、光合有效辐射强度和气孔导度)的日变化以及净光合速率和叶绿素含量的月平均值变化进行了研究,并采用非直角双曲线对曼陀罗叶片净光合速率的光响应曲线和C02响应曲线进行了拟合.结果表明:实验期间(6月份至9月份),光合有效辐射强度和曼陀罗叶片净光合速率的日变化均呈"单峰型",峰值出现在11:00左右;7月份的净光合速率峰值最高,为19.01μmol·m-2·s-1;气孔导度日变化呈"双峰型",最大峰值和次峰值分别出现在12:00和14:00.不同月份的净光合速率月平均值有极显著差异(P＜0.01),其中7月份的净光合速率月平均值最大,为9.41 μmol·m-2·s-1;不同月份叶绿素的月平均含量变化与净光合速率月平均值的变化相似,7月份叶绿素的月平均含量也最高,但叶绿素a、b及总叶绿素月平均含量有一定差异.曼陀罗叶片净光合速率的光响应曲线和CO2响应曲线相似,在光合有效辐射强度和CO2浓度较低的条件下呈线性升高,至饱和点后缓慢升高并趋于稳定;曼陀罗叶片的光补偿点为22.42 μmol·m-2·s-1,光饱和点为689.26 μmol·m-2·s-1;CO2补偿点为74.06μmol·mol-1,CO2饱和点为1 331.97μmol·mol-1.研究结果说明,曼陀罗为具有一定耐阴能力的阳性植物,但CO2同化能力较弱.     

Enzymatic formation and esterification of (S)-mandelonitrile

The (S)-selective hydroxynitrile lyase from Hevea brasiliensis (HbHNL) catalyzes the trans-cyanohydrin reaction (transcyanation). The equilibrium of this two-step reaction sequence is not favorable unless a large excess of acetone cyanohydrin (1) is used. Therefore, the coupling of this reaction with a follow-up reaction was investigated. It was established that the trans-cyanohydrin reaction could be performed in organic media, making it possible to couple it with a lipase-catalyzed acylation. Candida antarctica lipase B (CAL-B) shows a high selectivity (E=100) for (S)-mandelonitrile (4) and is, therefore, the ideal candidate for this type of multi-step one-pot reaction.     

运用SmartRoot测量橡胶树细根

SmartRoot是基于开放源ImageJ的免费根系分析软件, 通过软件分析根系照片可得到细根长度、表面积、体积和平均根直径等指标。该文以橡胶树(Hevea brasiliensis)细根为例, 探索利用SmartRoot分析细根不同形态特征的可能性。用不同拍照距离与分析方式的对比确定橡胶树细根适合的研究方法, 用WinRhizo软件分析结果验证结果的准确性。结果表明, 不同拍摄高度下对应的细根长度、表面积、体积和平均根直径等指标的标准均方根误差(NRMSE)分别为2.87%、15.73%、32.38%和16.88%; 手动分析与半自动分析相同照片细根长度、表面积、体积和平均根直径等指标的NRMSE分别为3.06%、21.00%、 40.96%和11.64%; 用WinRhizo软件验证SmartRoot分析细根长度、表面积、体积和平均根直径等指标结果NRMSE分别为5.31%、9.37%、9.61%和5.77%。本研究表明, 在适当方法下, 拍照法结合SmartRoot软件分析测量橡胶树细根细根长度、表面积、体积和平均根直径等指标有较高的准确度, 可用于橡胶树细根指标的分析。     

橡胶草的研究进展

天然橡胶是一种不可替代的重要战略工业原料, 用途广泛。巴西橡胶树作为天然橡胶的主要来源, 受种植面积限制, 难以满足全球日益增长的对天然橡胶的需求。而南美叶疫病也是巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)安全的潜在威胁。蒲公英属产胶植物(橡胶草)最早发现于20世纪30年代, 可产生高质量的天然橡胶, 具有生长周期短、地理适应范围广、适合机械化生产等特点, 被认为是一种理想的产胶备选作物。该文从橡胶草种质资源、遗传改良、栽培技术及产胶生物学机制等方面综述了国内外橡胶草的研究进展和存在的问题, 并为我国开展橡胶草相关研究提出建议。     

Structural features of plant chitinases and chitin-binding proteins

Structural features of plant chitinases and chitin-binding proteins are discussed. Many of these proteins consist of multiple domains, of which the chitin-binding hevein domain is a predominant one. X-ray and NMR structures of representatives of the major classes of these proteins are available now, and are used to describe the structures of the other ones. Conserved positions of Cys residues can be taken as evidence for identically located disulfide bridges or cysteine residues. The current classification of chitinases is unsatisfactory and needs to be replaced by an evolutionarily more correct one. As the currently known three-dimensional structures of chitinases are those from barley and the rubber tree, Hevea brasiliensis, it is proposed to adopt the designation b-type (classes I, II and IV) and h-type (classes III and V) chitinases, respectively.     

The role of host generated free radicals in helminth infections: Nippostrongylus brasiliensis and Nematospiroides dubius compared

and 1986. The role of host generated free radicals in helminth infections: Nippostrongylus brasiliensis and Nematospiroides dubius compared. International Journal for Parasitology 16: 617–622. The possibility that free radicals are involved in the expulsion of Nippostrongylus brasiliensis from the small intestine of its mice host was explored by comparing the susceptibilities to free radicals, and levels of protective enzymes, of adult N. brasiliensis and Nematospiroides dubius, a closely related intestinal parasite of mice. Nippostrongylus brasiliensis was markedly more susceptible to in vitro free radical damage than N. dubius. The difference in susceptibility is probably related to differences in enzymatic protection against free oxygen radicals as N. dubius had roughly twice as much Superoxide dismutase, about 3 times as much catalase and about 4 times as much glutathione reductase as N. brasiliensis. This result may indicate that N. dubius persists in the rodent small intestine, whilst N. brasiliensis is spontaneously expelled, because of a more efficient enzymatic defence system against host-generated free oxygen radicals.     

环境变化对中国野生蜜蜂多样性的影响

蜜蜂尤其是野生蜜蜂对维持生态系统功能、保证粮食安全等方面具有重要的作用。近年来, 野生蜜蜂的栖息地由于天然林减少, 而现营造的又多为纯林, 以及大面积种植单一经济林而遭到了严重破坏和片断化。已有研究表明纯林、油茶(Camellia oleifera)和橡胶树(Hevea brasiliensis)经济林中的野生蜜蜂多样性较低。现代农业中新烟碱类杀虫剂、除草剂的大规模使用, 会对蜜蜂个体发育和行为产生不利影响。城市化进程潜在影响了蜜蜂的群落, 如郊区的蜜蜂平均物种丰富度要明显高于中心商业区; 废水、废气和粉尘对蜜蜂的觅食、生长发育等都具有不利影响; CO₂等温室气体导致的气候变暖影响了传粉蜜蜂与植物之间的互利共生关系, 造成时间或功能上的不匹配。综上所述, 我国的环境变化可能已导致中国野生传粉蜜蜂多样性的下降和种群的衰退。我国虽是传粉蜜蜂种质资源大国, 但缺乏种类和分布本底以及长期而有效的监测数据, 缺乏对蜜蜂多样性和种群下降机制的研究。因此亟待开展传粉蜜蜂调查、实施长期监测项目, 为之建立研究网络。并通过积累丰富的相关数据, 开展风险预测和评估, 用于管理和缓解传粉蜜蜂下降所带来的经济及非经济影响。     

Determining bioclimatic space of Himalayan alder for agroforestry systems in Nepal

Himalayan alder species are proven to be very useful in traditional as well as contemporary agroforestry practice. These nitrogen-fixing trees are also useful in the land restoration. Therefore, understanding the distribution of Himalayan alder and the potential zone for plantation is meaningful in the agroforestry sector. Suitable climatic zones of Alnus spp. were modelled in MaxEnt software using a subset of least correlated bioclimatic variables for current conditions (1950-2000), topographic variables (DEM derived) and Landuse Landcover (LULC) data. We generated several models and selected the best model against random models using ANOVA and t-test. The environmental variables that best explained the current distribution of the species were identified and used to project into the future. For future projections, ensemble scenarios of climate change projection derived from the results of 19 Earth System Models (ESM) were used. Our model revealed that the most favorable conditions for Alnus nepalensis are in central Nepal in the moist north-west facing slope, whereas for Alnus nitida they are in western Nepal. The major climatic factor that contributes to Alnus species distribution in Nepal appears to be precipitation during the warmest quarter for A. nepalensis and precipitation during the driest quarter for A. nitida. Future projections revealed changes in the probability distribution of these species, as well as where they need conservation and where they can be planted. Also, our model predicts that the distribution of Alnus spp. in hilly regions will remain unchanged, and therefore may represent sites that can be used to revitalize traditional agroforestry systems and extract source material for land restoration.     

Long-term somatic embryogenesis and maturation of somatic embryos in Hevea brasiliensis

A high frequency of secondary embryogenesis was induced from isolated early cotyledonary-stage somatic embryos of Hevea brasiliensis. A long-term embryogenic line was established by the use of recurrent embryogenesis and maintained for 3 years on hormone-free medium by the transfer of selected proembryogenic masses every 10 days.

The addition of 234 mM sucrose as stress with sucrose and 10⁻⁵ M abscisic acid (ABA) to the culture medium enhanced the maturation of somatic embryos. Under these culture conditions, the embryo population was composed of 45% globular, 18% oblong and 37% torpedo-stage embryos. These somatic embryos had well-formed tissue structure, a well-defined epidermis, protein storage bodies, and a high accumulation of starch. The triglyceride content was five times as high in the torpedo-stage embryos that developed on medium supplemented with 234 mM sucrose and 10⁻⁵ M ABA as in embryos obtained on basal medium with 58 mM sucrose.     

橡胶树(Hevea brasiliensis Muell.Arg.)幼茎木材的超微结构观察

橡胶树是中国重要的热带经济作物,橡胶种植的副产物橡胶木是我国木材供应的重要来源。我们以不同发育阶段的橡胶树幼茎木材为材料,借助扫描电子显微镜技术,对木质部细胞的超微结构进行了观察。结果表明,在橡胶树幼茎木材中,导管和木纤维细胞壁随着木质部发育成熟会发生明显的次生加厚,加厚方式主要为螺纹加厚;木质部各类型细胞均存在大量纹孔,纹孔排列方式主要有散生、网状、梯状和单串状等类型;在木质部发育过程中,木射线和部分薄壁细胞中会逐渐积累大量淀粉粒;木质部细胞内壁及其填充物表面存在不同类型的附着物。研究结果将为橡胶木材材性及其形成机制的研究提供一定理论参考。