瓜氨酸对锯叶裂臀瓢虫成虫取食的干扰作用

【目的】为明确瓜氨酸对锯叶裂臀瓢虫Henosepilachna pusillanima(Mulsant)成虫取食的影响。【方法】本研究设置取食非选择性和取食选择性试验,用南瓜Cucurbita moschata Duchesne制作叶盘,将叶盘喷施20 mmol·L^(-1)和60 mmol·L(-1)和60 mmol·L^(-1)的瓜氨酸后,测定锯叶裂臀瓢虫雄虫和雌虫在24 h内的取食面积,并计算取食选择的百分率,以喷施去离子水的叶盘为对照。【结果】非选择性试验结果表明,不同处理的锯叶裂臀瓢虫雌虫的取食量均显著大于雄虫（P<0.05）。喷施20 mmol·L(-1)的瓜氨酸后,测定锯叶裂臀瓢虫雄虫和雌虫在24 h内的取食面积,并计算取食选择的百分率,以喷施去离子水的叶盘为对照。【结果】非选择性试验结果表明,不同处理的锯叶裂臀瓢虫雌虫的取食量均显著大于雄虫（P<0.05）。喷施20 mmol·L^(-1)和60 mmol·L(-1)和60 mmol·L^(-1)的瓜氨酸后,对雄虫和雌虫的取食具有显著的抑制作用（P<0.05）。喷施20 mmol·L(-1)的瓜氨酸后,对雄虫和雌虫的取食具有显著的抑制作用（P<0.05）。喷施20 mmol·L^(-1)和60 mmol·L(-1)和60 mmol·L^(-1)的瓜氨酸后雄虫的取食面积比对照（5.32 cm(-1)的瓜氨酸后雄虫的取食面积比对照（5.32 cm²）分别减少36.88%和49.33%,雌虫的取食面积则比对照（7.60 cm2）分别减少36.88%和49.33%,雌虫的取食面积则比对照（7.60 cm²）分别减少42.08%和53.36%。但雄虫和雌虫的取食量在两个瓜氨酸处理之间都没有显著差异。在选择性试验中,雄虫和雌虫明显偏好于取食对照叶盘。【结论】瓜氨酸对锯叶裂臀瓢虫成虫的取食具有抑制作用,这为该虫划圈行为机制的研究提供了新的思路和证据。     

外源褪黑素与钙离子互作对高温胁迫下黄瓜幼苗过氧化伤害的缓解效应

为了探明褪黑素(MT)和钙离子(Ca²⁺)在调控植物耐热性中是否存在互作关系,以黄瓜幼苗为试材,分析了内源MT和Ca²⁺对高温胁迫的响应;并通过叶面喷施100 μmol·L^-1 MT、10 mmol·L^-1 CaCl₂、3 mmol·L^-1乙二醇二乙醚二胺四乙酸(EGTA,Ca²⁺螯合剂)+100 μmol·L^-1 MT、0.05 mmol·L^-1氯丙嗪(钙调素拮抗剂,CPZ)+100 μmol·L^-1 MT、100 μmol·L^-1氯苯丙氨酸(p-CPA,MT合成抑制剂)+10 mmol·L^-1 CaCl₂和去离子水(H₂O),研究高温下(42/32 ℃)外源MT和Ca²⁺对黄瓜幼苗活性氧积累、抗氧化系统及热激转录因子(HSF)和热激蛋白(HSPs)等的影响。结果表明: 黄瓜幼苗内源MT和Ca²⁺均受高温胁迫诱导;外源MT可上调常温下钙调素蛋白(CaM)、钙依赖蛋白激酶(CDPK5)、钙调磷酸酶B类蛋白(CBL3)、CBL结合蛋白激酶(CIPK2)mRNA表达;CaCl₂处理的MT合成关键基因色氨酸脱羧酶(TDC)、5-羟色胺-N-乙酰转移酶(SNAT)和N-乙酰-5-羟色胺甲基转移酶(ASMT)水平也显著升高,MT含量快速增加。MT和CaCl₂可显著增强高温下黄瓜的抗氧化能力,减少活性氧(ROS)积累,同时上调HSF7、HSP70.1和HSP70.11 mRNA表达,从而减轻高温胁迫引起的过氧化伤害,植株热害症状明显减轻,热害指数和电解质渗漏率显著降低。加入EGTA和CPZ后,MT对黄瓜幼苗抗氧化能力和热激蛋白表达的促进效应明显减弱,Ca²⁺对高温下黄瓜幼苗过氧化伤害的缓解效应也被p-CPA逆转。可见,MT和Ca²⁺均可诱导黄瓜幼苗的耐热性,二者在热胁迫信号转导过程中存在互作关系。     

部分葡萄品种和砧木抗葡萄根瘤蚜性能鉴定

为了检测我国葡萄品种和砧木对中国生态型葡萄根瘤蚜Daktulosphaira viticola (Fitch) 的抗性,在实验室条件下采用离体根接种法鉴定了10个葡萄砧木、18个葡萄栽培品种,测定了根瘤蚜存活率、发育历期、产卵量、种群龄期结构指数和成虫大小等指标。结果表明： 砧木品种SO4,5BB,1103P,420A,Lot,101-14MG,3309C,140Ru和110R抗根瘤蚜,接种后蚜虫陆续死亡,尤其是SO4,5BB,1103P和420A对根瘤蚜高抗,使根瘤蚜滞育仅发育至1龄。我国当作砧木使用的贝达不抗根瘤蚜,接种后蚜虫存活率始终保持在38.82％～47.5%,日产卵量达9.01;欧美杂交种中的康克、康拜尔和卡它巴对根瘤蚜稍有抗性,根瘤蚜日产卵量在6.00～6.85粒之间,其中康克、康拜尔葡萄上蚜虫的存活率随时间的延长而明显降低,由最初的60％下降至25％～30％; 欧美杂交种中的黑虎香和白香蕉虽然在一定程度上能够限制根瘤蚜的存活和发育进程,但对根瘤蚜的繁殖量没有影响。所有供试欧亚种和欧美杂交种的栽培品种都对根瘤蚜高度敏感,接种后第29 d 蚜虫存活率仍保持在40％～60％,且前后变化较小,日产卵量变化于7～12.35粒之间,总产卵量均在190粒以上。由此可见,我国供试栽培品种均不抗根瘤蚜,在根瘤蚜疫区需要用抗性砧木嫁接苗建园。     

外源钙离子对盐胁迫玉米气孔特征、光合作用和生物量的影响

探讨盐胁迫下玉米气孔特征、光合作用和生物量对外源钙离子的响应,有助于深入理解添加外源钙离子(Ca²⁺)缓解玉米盐胁迫的作用机理.以‘京科665’品种为试材,研究了NaCl胁迫下(100 mmol·L^-1)添加不同浓度外源Ca²⁺(0、5、10、20、40、80 mmol·L^-1)对玉米幼苗气孔特征、光合作用和生物量的影响.结果表明: 不同Ca²⁺浓度对盐胁迫下玉米的气孔密度影响不大,但显著减小了气孔形状指数、气孔面积、气孔长度、气孔宽度和气孔周长.同时,随着外源Ca²⁺浓度的逐渐提高,玉米叶片的净光合速率(P_n)呈先升高后降低的趋势,且气孔导度(g_s)和胞间CO₂浓度(C_i)均显著降低,表明不同浓度Ca²⁺通过改变玉米气孔结构特征进一步限制光合作用过程,最终导致P_n降低.另外,外源Ca²⁺促进盐胁迫下玉米幼苗生物量增加,但根冠比显著降低,表明盐胁迫下添加外源Ca²⁺对地上部分的缓解作用大于地下部分.     

氮添加对盐渍化草地根际土壤理化性质的影响

为探究氮输入和根际效应对盐渍化草地土壤理化性质的影响,对8个水平氮添加处理下(0、1、2、4、8、16、24和32 g N·m^-2·a^-1)晋北盐渍化草地根际和非根际土壤理化性质进行研究。结果表明: 氮添加显著降低根际土壤pH,显著增加根际和非根际土壤Ca²⁺、NO₃^--N和无机氮含量;随氮添加量的增加,根际和非根际土壤Ca²⁺、NO₃^--N、无机氮含量以及根际土壤全氮含量呈逐渐升高的趋势,而根际土壤Na⁺、K⁺、Mg²⁺、NH₄⁺-N和氨基酸含量以及非根际土壤全氮含量呈先升高后降低的趋势。主成分分析表明,根际土壤理化性质对低氮(≤8 g·m^-2·a^-1)和高氮添加(>8 g·m^-2·a^-1)的响应具有明显差异。根际土壤pH、有机酸和氨基酸含量分别比非根际土壤低0.71、44.3%和9.8%,而K⁺、Ca²⁺、Mg²⁺、NH₄⁺-N、无机氮、全碳和全氮含量分别比非根际土壤高51.0%、47.6%、20.8%、215.5%、139.3%、31.7%和65.3%,表明根际效应对盐渍化草地土壤理化性质的影响大于氮输入的影响。     

不同土壤水分条件下CO2浓度对禾谷缢管蚜种群的影响

利用开顶式熏气室研究了不同土壤水分条件下不同CO₂浓度对禾谷缢管蚜种群的影响,以期对未来大气CO₂浓度升高条件下不同降雨地区的小麦蚜虫关系发展趋势做出初步预测.结果表明,随CO₂浓度升高,禾谷缢管蚜种群持续增长,但以CO₂浓度从350μl·L^-1上升到550μl·L^-1时增长最快;禾谷缢管蚜种群大小与土壤水分密切相关,各CO₂浓度下均以60%土壤水分的最大;当CO₂浓度从350μl·L^-1上升到550μl·L^-1时,60%土壤水分下的种群增长最快;当CO₂浓度从550μl·L^-1上升到700μl·L^-1时,60%和40%土壤水分下的种群增长相近,且高于80%土壤水分下的增长.据此可以认为,随大气CO₂浓度升高,禾谷缢管蚜种群会持续增长,从目前至下世纪中叶的时间内可能是蚜虫种群增长最快的阶段,特别在干旱、半干旱地区禾谷缢管蚜种群增长幅度较大、小麦受害较重.     

2种植物生长调节剂诱导烟草抗链格孢菌研究

以链格孢菌Alternaria alternata和烟草Nicotiana tabacum品种云烟87为试材,研究不同浓度茉莉酸甲酯(MeJA)和水杨酸(SA)处理下,链格孢菌菌丝生长情况以及成熟期烟叶防御酶活性与多酚含量变化,探讨植物生长调节剂对烟草抗链格孢菌的影响。结果表明,1 mmol·L^–1 MeJA对链格孢菌的抑制效果最好,抑菌率高达59%以上,其次是3.5 mmol·L^–1SA;MeJA和SA对链格孢菌的抑制效果随药剂浓度升高而增强;0.1 mmol·L^–1 MeJA和2.5 mmol·L^–1 SA能诱导烟草叶片SOD、POD、CAT等防御酶活性,并能降低H₂O₂活性氧含量,尤其以MeJA诱导效果较好。2种植物生长调节剂处理并接种链格孢菌能诱导提高烟叶多酚代谢相关酶PPO及PAL活性,但对烟草多酚类物质影响较小;成熟烟叶中含量较高的前3种多酚物质是绿原酸、芸香苷、隐绿原酸。     

外生菌根真菌通过调节离子平衡提高蒙古栎耐盐性

为探究盐胁迫对蒙古栎生长的影响以及外生菌根真菌(ECMF)对蒙古栎离子平衡的调节作用,对蒙古栎幼苗接种4种ECMF(铆钉菇、褐环乳牛肝菌、厚环粘盖牛肝菌和美味牛肝菌)后,以1年生非菌根化与菌根化幼苗为试验材料,进行36 d的NaCl胁迫(0、100、200、300 mmol·L^-1)处理,分析幼苗的菌根特征、生长量、叶伤害症状、叶片电解质渗透率及含水量、根茎叶离子含量的变化特征。结果表明: 4种ECMF均能与蒙古栎建立共生体系,菌根化幼苗的根系较非菌根化幼苗粗壮。盐胁迫下,蒙古栎幼苗的生长受到抑制并出现焦叶症状,其叶片质膜损伤和失水程度随盐胁迫浓度升高而加重。低盐胁迫时(100 mmol·L^-1),蒙古栎优先将Na⁺积累在根和茎中,中高浓度盐胁迫下(200～300 mmol·L^-1),根成为积累Na⁺的首要器官。ECMF通过增加根部的Na⁺水平和减少茎、叶的Na⁺积累,加强对K⁺和Ca²⁺的吸收以提高K⁺/Na⁺和Ca²⁺/Na⁺,进而调节蒙古栎的离子平衡。4种ECMF对蒙古栎盐毒害的缓解作用存在差异,铆钉菇作用效果最好,褐环乳牛肝菌次之,厚环粘盖牛肝菌和美味牛肝菌的作用相对较小。     

UV-B胁迫小麦上麦长管蚜的生命表参数和取食行为

【目的】为明确UV-B胁迫小麦对麦长管蚜Sitobion avenae (Fabricius)种群生命表参数和取食行为的影响。【方法】采用特定年龄生命表方法和刺探电位图谱（EPG）技术, 研究了不同强度UV-B胁迫处理小麦对麦长管蚜生命表参数和取食行为的影响。【结果】生命表结果表明, 取食高强度（0.75 mW/cm²） UV-B辐射小麦后, 麦长管蚜种群内禀增长率r_m、 净增殖率R₀、 繁殖力F下降, 平均世代周期T缩短, 且差异显著(P<0.05); 取食低强度（0.2 mW/cm²）UV-B辐射小麦后, 麦长管蚜种群生命表参数与对照组（正常光照处理小麦饲喂的蚜虫种群）无显著差异(P>0.05)。刺探电位图谱结果显示, 高强度UV-B处理组np波(即非取食)数量显著增加, pd波（刺探波）首次出现的时间延迟, 表明紫外处理小麦干扰了蚜虫的在叶表面的正常刺探活动, 延长了搜索和刺探时间; C波持续时间显著延长, 反映取食难度加大, 有效取食时间缩短, 从而影响种群生命表参数; 而低强度UV-B处理组小麦对蚜虫取食行为影响与对照组差异不显著, 但pd波首次出现时间显著延长。【结论】高强度UV-B胁迫小麦会严重影响麦长管蚜的生长发育、 繁殖与取食行为。     

细根对竹林-阔叶林界面两侧土壤养分异质性形成的贡献

土壤养分异质性是竹林-阔叶林界面(bamboo and broad-leaved forest interface, 以下简称竹阔界面)的重要特征, 细根生长、周转和分解影响土壤养分供应能力, 但其在竹阔界面养分异质性形成中的贡献尚不清楚。该文选取竹阔界面两侧的毛竹(Phyllostachys pubescens)林和常绿阔叶林为研究对象, 开展土壤养分(C、N、P)含量、细根生物量及周转、细根分解及养分回归等指标的对比研究。结果表明: (1)竹阔界面两侧毛竹林和常绿阔叶林土壤养分差异明显, 毛竹林0-60 cm土壤有机碳(SOC)和土壤总氮(STN)含量分别为20.51和0.53 g·kg^-1, 常绿阔叶林0-60 cm土壤有机碳(SOC)和土壤总氮(STN)含量分别为13.42和0.26 g·kg^-1, 前者比后者分别高出34.53%和50.35%, 但毛竹林土壤全磷(STP)含量低于常绿阔叶林25.54%; (2)竹阔界面两侧细根生物量、养分密度及养分回归量差异明显, 毛竹林细根生物量高达1201.60 g·m^-2, 是常绿阔叶林的5.86倍; 养分密度分别为591.42 g C·m^-2、5.44 g N·m^-2、0.25 g P·m^-2, 分别是常绿阔叶林的6.12倍、3.77倍和3.11倍; 年均养分回归量分别为278.54 g C·m^-2·a^-1、2.36 g N·m^-2·a^-1、0.11 g P·m^-2·a^-1, 是常绿阔叶林的6.93倍、4.29倍和3.67倍; (3)细根对界面两侧土壤SOC、STN异质性形成的年均潜在贡献分别为76.79%和28.33%, 但对STP异质性形成起减缓作用, 贡献率为6.17%。这些结果说明毛竹扩张可以改变常绿阔叶林土壤的养分状况, 且细根对不同养分的异质性形成贡献不一致, 是土壤SOC、STN异质性形成的重要原因。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism