褪黑素对水稻镉积累及其化学结合形态的影响

研究了添加外源褪黑素对水稻幼苗中Cd积累以及水稻体内Cd化学形态分布的影响.结果表明: Cd胁迫显著降低水稻幼苗地上部和根部的生物量,并且显著降低水稻叶片的叶绿素含量.适宜的外源褪黑素添加能明显提高Cd胁迫下水稻的地上部和根部生物量,降低水稻地上部和根部Cd含量.当Cd胁迫浓度为5 μmol·L^-1时,添加20 μmol·L^-1褪黑素使水稻地上部和根部Cd含量分别比对照处理降低48.4%和16.9%,添加100 μmol·L^-1褪黑素水稻地上部和根部Cd含量分别降低67.5%和47.9%.添加外源褪黑素也显著降低了水稻体内Cd的转运效率.当Cd胁迫浓度为20 μmol·L^-1时,添加20 和100 μmol·L^-1褪黑素使水稻Cd的转运效率分别比对照降低24.4%和46.8%.通过逐步提取法对水稻幼苗Cd的化学结合形态进行分析发现,添加外源褪黑素使水稻体内氯化钠提取态Cd的比例提高,而水溶态Cd、乙醇提取态Cd的比例明显降低,说明添加褪黑素可促进水稻体内移动性较强的Cd形态向移动性较弱的Cd形态转移,从而降低水稻对Cd的吸收和转运.     

水分因素对沙地柏实生苗水分和生长特征的影响

为探讨未来降雨变化对半干旱气候区毛乌素沙地常绿优势灌木沙地柏(Sabina vulgaris)实生苗水分和生长特征的可能影响，在鄂尔多斯沙地草地生态站开展了模拟降雨变化的实验。水分饱和亏缺和组织密度随土壤水分含量提高而降低，失水系数却相反，这表明沙地柏实生苗的保水抗旱性随模拟降雨量增加而降低。水分梯度对枝茎面积比无显著影响，叶质量茎面积比和叶质量枝面积比随土壤水分含量增大而降低，这意味着实生苗分枝的供水潜力随水分可利用性提高而降低。水分变化显著影响生物量分配，而对形态和植冠生产力指数均无显著影响；生物量、株高和基茎增量的变化反映了沙地柏生长的缓慢性。根系对水分变化的敏感性高于叶和茎，地下部分生物量投资随水分可利用性提高而增大，这暗示沙地柏实生苗可能通过节约利用水分方式适应自然生境中的水分胁迫。     

水分因对沙地柏实生苗水分和生长特征的影响

为探讨未来降雨条化对半干旱气候区毛乌素沙地常绿优势灌木沙地柏（Sabina vulgaris)实生苗水分和生长特征的可能影响。在鄂尔多斯沙地草地生态站开展了模拟降雨变化的实验,水分饱和亏缺和组织密度随土壤水分含量提高而降低,失水系数却相反,这表明沙地柏实生苗的保水抗旱性随模拟降雨量增加而降低。水分梯度对枝茎面积比无显著影响,叶质量茎面积比和叶质量枝面积比随土壤分含量增大击降低。这意味着实生苗分枝的供水潜力随水分可利用性提高而降低,水分变化显著影响生物量分配,而对形态和植冠生产力指数均显著影响;生物量、株高和茎茎增量的变化反映了沙地柏生长的缓慢性,系对水分变化的敏感性高于叶和茎,地下部分生物量投资随水分可利用性提高而增大,这暗示沙地柏实生苗可能通节约利用水分方适应自生境中的水分胁迫。     

苦瓜植株不同构件层次对支持物直径变化的行为反应

 采用实验生态学的方法,在提供不同直径支持物的情况下,对攀援植物苦瓜(Momordica charantia)不同构件层次的形态可塑性反应、生物量积累和生物量配置的变化进行了研究。结果表明：1)支持物直径对植株分枝出现的时机无明显影响,但分枝数量和分枝在主茎上的着生位置受支持物直径影响较大;2)植株个体水平比分枝水平对支持物直径的变化有更灵敏的反应,当支持物直径较大时,植株个体表现出对支持物较强的寻觅能力：主茎伸长受阻,比茎长变大,分枝数量和分枝率增大,分枝长度增加,比叶柄长度增加,根冠比减小;3)分枝形态特征和生物量特征对支持物直径的变化均无显著反应;4)苦瓜植株个体水平上的形态特征变化、生物量配置格局的改变以及分枝行为的变化是植株对支持物有效性变化的响应,有利于增强植株“寻觅”支持物的能力。     

光照强度对茴香植株生长以及精油的含量和成分的影响

测定100%、60%和30%自然光下,茴香生长及其精油含量和组分的结果表明,随着光照强度的提高,茴香株高、最大叶长、最大叶宽、最大叶面积和最大叶鲜重均呈下降趋势;比叶重、真叶数、茴香单株的鲜重和干重、地上部鲜重、地下部鲜重、干物率均呈升高趋势。茴香植株的可溶性糖和全碳含量也均呈升高趋势,全氮含量以60%自然光下的为最高,不同光照强度下的蛋白氮含量差异不显著。茴香的叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量随光照强度的升高均呈下降趋势,而叶绿素a/b比呈升高趋势。茴香精油含量和单株精油产量均随之升高;精油共鉴定出23种成分,不同光照强度下精油成分种类没有差别,但部分种类的相对含量则有一定的差异。随着光照强度的提高,茴香精油的主要成分反式-茴香脑和柠檬烯的含量变化不大,在不同光照强度下二者的差异不显著。     

氮碳添加和丛枝菌根对外来入侵植物豚草的影响

通过温室控制试验,研究了氮碳素添加及丛枝菌根(AM)对外来入侵植物豚草生长的影响.结果表明： 氮素添加对豚草的形态指标、生物量及其分配特征和生长速率均没有显著影响,却使豚草地上器官和根的氮含量显著增加;碳素添加增加了土壤中的有效氮含量,促使豚草增加营养吸收器官的生物量分配以缓解养分(氮素)胁迫,导致分枝数、总叶面积、比叶面积和叶生物量比明显降低,总生物量显著减少.豚草与AM真菌共生增强了其适应土壤氮素变化的能力,增加了比叶面积,提高了豚草的资源获取能力,其作用在土壤有效氮含量低时更加明显.AM真菌对豚草适应低氮生境有着重要意义.     

不同养分水平对飞机草生长与生物量分配的影响

采用温室盆栽模拟实验研究了不同养分水平对外来入侵植物飞机草(Chromolaena odorata)的生长性状、生物量积累以及生物量分配格局的影响。实验共设置5 种养分浓度处理, 分别为Hoagland 标准营养液的10%、25%、50%、100%和200%溶液。结果表明: 养分水平对飞机草植株的生长性状以及生物量的积累、分配产生显著影响。随着养分水平的增加, 飞机草的总分枝数量、长度以及一级分枝数量、长度持续增加, 并且100%、200%处理还能促进二级分枝的萌发生长。飞机草的叶片数、总叶面积、总生物量以及茎、叶两器官生物量随养分水平的上升显著增加, 但株高、根生物量不受养分浓度变化的影响。根生物量比、根冠比随养分水平的提高显著下降, 叶生物量比则显著上升, 但茎生物量比在各养分浓度保持稳定。叶面积比、叶根比、RGR 亦随养分含量的上升显著增加。说明养分资源丰富的环境将促进飞机草的地上部生长, 而生物量分配格局的变化可能是其在入侵蔓延过程中适应养分异质性生境的重要生态策略。     

温室栽培光强和光质对高山红景天生物量和红景天甙含量的影响

为探讨光强及光质对高山红景天(Rhodiola sachalinensis)生物量和红景天甙含量的影响。于2000年4月至6月在东北林业大学温室内以移栽于大兴安岭加格达奇圃地人工种植生长3a的高山红景天为材料,通过纱布遮荫及遮以不同颜色的滤光膜分别进行了光强、光质控制实验(处理45d)。随着光强的降低,高山红景天全株生物量、根生物量、根的红景天甙含量和产量以及叶中叶绿素a、叶绿素b、总叶绿素的含量均有降低的趋势,但叶绿素含量变化很小,不同光强及对照之间的差异均未达到显著水平。相对光强为67．75％和44．71％的两种处理下的全株生物量、根生物量、根的红景天甙含量和产量差异不显著,它们的全株生物量和红景天甙含量与对照(全光照)的差异也不显著,但根生物量和红景天甙产量与对照的差异显著。当相对光强减弱至31．96％,全株生物量、根生物量、根的红景天甙含量和产量均大幅度下降,根冠比显著增加。4种滤光膜处理均使高山红景天的全株生物量及根生物量显著降低,蓝膜和绿膜处理的降低幅度大于红膜和黄膜处理的。红膜处理的红景天甙的含量和产量均高于对照,但黄膜、蓝膜和绿膜处理的红景天甙含量和产量则低于对照。通过计算去除4种滤光膜的光强因素,仅从光质的作用看。4种滤光膜处理仍是减小了全株生物量和根生物量,红膜和绿膜处理提高了红景天甙的含量和产量,而黄膜处理降低了红景天甙的含量和产量,蓝膜处理几乎没有效果。4种滤光膜处理均使叶绿素含量增加,但只有蓝膜处理的与对照差异显著。红膜处理不仅显著提高根中红景天甙的含量(为对照的3．42倍),而且对根生物量的影响较小(为对照的90．24％)。因而提高了高山红景天根的红景天甙产量,这意味着在生产上可能会有一定的实践意义。     

支持物倾角对攀援植物栝楼形态和生长的影响

支持物倾角的变化将引起攀援植物“自遮荫”程度的改变 ,从而影响植物的生长和行为。以攀援植物栝楼 ( Trichosantheskirilowii)为材料 ,通过实验生态学的方法 ,研究了 4种支持物倾角下植株的生长和觅食行为的差异。结果表明 :( 1 )不同生长发育期栝楼植株形态对自遮荫差异的可塑性反应程度不一 ,不同角度攀援生长植株在生长前期均比生长后期有较敏感的形态可塑性反应。 ( 2 )自遮荫程度随支持物倾角的增大而增强 ,较强自遮荫环境下植株比较弱自荫环境下的植株有更大的形态可塑性。 ( 3)比主茎长、比叶面积、生物量对叶片和叶柄的配置在 4种攀援生长形式间差异均不显著。不同角度攀援植株主要通过改变分枝数量、分枝形态和分枝生物量配置以适应支持物倾角的变化 ,这说明 ,自遮荫对植株形态和生物量配置仅产生有限的影响。 ( 4 )分枝能力、分枝数量以及分枝生物量配置均在大角度攀援生长中最大 ,且与小角度攀援生长植株间有显著差异。 ( 5 )水平攀援生长植株主要通过增大主茎生物量投资以充分占有生境 ,而大角度攀援生长植株则主要通过分枝茎扩展以占据有利生境 ,不同攀援生长植株有不同的觅食行为。     

短小芽孢杆菌对盐藻SZ-05的生物量和β-胡萝卜素产量的影响

研究了短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus)对盐藻空间诱变株系SZ-05(Dunaliella salina SZ-05)的生物量及β-胡萝卜素积累的影响。结果表明,短小芽孢杆菌显著提高了盐藻SZ-05的生物量和β-胡萝卜素的产量,明显降低了培养体系中的溶解氧和胞外多糖的含量。溶解氧的减少,使得藻细胞的光呼吸作用下降,光合作用速率提高,使藻细胞生物量增加。胞外多糖具有抗氧化作用,胞外多糖的减少可能进一步增加了β-胡萝卜素的合成,从而使β-胡萝卜素在胁迫条件下大幅度增加。     

土壤生物消毒对甘肃省中部沿黄灌区马铃薯连作障碍的防控效果

采用有机物料添加、土壤灌水和表土覆盖相结合的土壤生物消毒方法来防控甘肃省中部沿黄灌区马铃薯连作障碍,系统性地评估生物消毒对连作马铃薯块茎产量、植株生长发育及土传病害抑制、微生物区系和酶活性等土壤生化性质的影响.结果表明:生物消毒处理比对照块茎产量和植株生物量分别显著增加16.1%和30.8%,植株发病率和病薯率分别下降68.0%和46.7%.生物消毒处理显著提高了连作马铃薯叶绿素含量和主茎分枝数,改善了根系形态结构.在播前土壤生物消毒处理过程中,土壤p H值和细菌/真菌显著增加,真菌和镰刀菌数量大幅度下降,而细菌和放线菌数量则变化不明显.在马铃薯各生育时期,生物消毒处理土壤真菌数量均远低于对照,镰刀菌数量也低于对照,但随着生育进程的推进,镰刀菌数量呈现逐渐回升的趋势.无论是在生物消毒处理过程中还是马铃薯整个生育期,生物消毒处理的土壤相关酶活性与对照相比变化均不明显.总体上,土壤生物消毒的方法在克服马铃薯连作障碍上具有较大的应用潜力.     

秋季水位波动频率对喜旱莲子草、粉绿狐尾藻和水龙的影响

水位波动对水生植物的生长有显著影响。该文通过设置0次(对照)、1次、2次和4次水位波动频率, 研究了入侵种喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)、外来种粉绿狐尾藻(又称聚叶狐尾藻, Myriophyllum aquaticum)和乡土种水龙(Ludwigia adscendens = Jussiaea reppens)对水位波动的形态和生理响应策略。结果显示: 水位波动对喜旱莲子草的分枝数、根冠比和最大光化学量子产量(F_v/F_m)无明显影响, 但明显增加了株高(水位波动1次除外), 降低了生物量和叶绿素含量; 粉绿狐尾藻的分枝数和F_v/F_m在不同水位波动下无明显变化, 但株高在2次水位波动下明显增加, 根冠比在1次和4次水位波动下明显增加, 生物量和叶绿素含量(4次水位波动除外)在水位波动后明显降低; 水位波动明显降低了水龙的分枝数(2次水位波动除外)、株高(1次和2次水位波动除外)、总生物量(2次水位波动除外)和叶绿素含量, 但对水龙的根冠比和F_v/F_m无明显影响。水龙的分枝数、株高、总生物量、叶绿素含量和F_v/F_m在绝大部分水位波动处理下都明显大于喜旱莲子草和粉绿狐尾藻, 而且后二者间没有显著区别。以上结果说明在秋季这3个物种的生长都受到水位波动的抑制, 喜旱莲子草和粉绿狐尾藻在秋季水位波动生境中并不能表现出较强的生长能力, 但对水位波动具有较强的耐受性和可塑性, 这与入侵种较强的入侵性有关。应加强防范外来种粉绿狐尾藻的入侵。     

狗牙根营养繁殖体对模拟水淹的生物学响应

研究了水淹条件下狗牙根(Cynodon daetylon)繁殖体的形态特征和生物量的变化及其水淹后的恢复状况.结果表明,水淹深度的增加会诱导植株茎快速增高,而叶片数则明显下降.水淹时间对植株叶片数、茎直径、茎与根长比的影响显著,而对分枝数、茎长、根长、茎节数不显著.植株地上部生物量和总生物量随着水淹时间的延长而显著减少,但地下部生物量的变化不显著.所有实验处理的植株水淹后都能存活且恢复生长.但水淹对恢复期植株的生长仍有影响,植株的茎长、根长、分枝数、直径、叶片数、叶长、宽度以及叶的长宽比都随水淹时间的延长而显著减少,但茎节数与叶片数的差异不显著.根、茎、叶生物量和植株总生物量也随着水淹时间的延长而减少.实验表明狗牙根繁殖体通过延长茎长、改变叶形和减少生物量等方式对水淹显示出较强的耐受能力.     

施氮和增温对降香黄檀幼苗生长发育和生理特征的影响

采用添加氮素模拟氮沉降和人工气候箱模拟增温的方法,设置了对照、施氮、增温以及增温×施氮交互作用4个处理,分析不同处理对降香黄檀(Dalbergia odorifera T. Chen)幼苗生长形态变化、生物量的积累、叶片和根系生理方面的影响。结果显示:与对照相比,增温、施氮以及增温×施氮交互作用均促进了降香黄檀幼苗的生长形态发育、增加了生物量的积累、光合参数、最大光化学量子产量、叶片硝酸还原酶及根系活力,但降低了叶片相对电导率和丙二醛含量;增温×施氮交互作用下降香黄檀幼苗的生物量积累、光合参数、最大光化学量子产量、叶片硝酸还原酶及根系活力的增幅最大,而叶片相对电导率和丙二醛含量降幅最显著;隶属函数分析结果表明,增温×施氮交互作用对降香黄檀幼苗生长发育的促进效果最好,其次为单独增温,最后为施氮处理。     

协青早B//协青早B/东乡野生稻BC1F9群体低磷耐性鉴定及其生理机制

通过水培法对协青早B∥协青早B/东乡野生稻BC1F9群体221个株系低磷耐性进行了鉴定,测定了株高、叶龄、黄叶数、地上部干物质量等形态指标及丙二醛(MDA)、可溶性糖和地上部磷含量等生理指标,计算了磷效率,并对各指标间相关性进行了分析.结果表明:221个株系的7个指标均显示出差异性,耐性株系在低磷胁迫下表现为相对叶龄、相对株高、相对地上部干物质量和相对可溶性糖含量较高,相对黄叶数和相对MDA含量较低,相对地上部磷含量差异不明显;磷效率与磷利用效率和磷吸收效率均呈正相关,其中磷利用效率与磷效率达到极显著水平(P＜0.01),表明东乡野生稻回交重组自交系中耐性株系低磷耐性原因主要是具有高磷利用效率,即其单位吸磷量干物质合成力较高.     

切除顶技对加拿大伊乐藻生长的影响

切除5cm顶枝使加拿大伊乐藻生物量立即下降28%,净光合作用速率(Pn)和植株光合作用产量(PhP)与对照相比立即下降50%以上,去顶也对各种生长指标造成不同程度的即时损伤。经过随后28d的生长试验后,处理组与对照相比,生物量和总枝长(主枝+侧枝)增长率分别下降45%和53%,主枝伸长几乎停止;侧枝(分枝)数增长略有下降;水分含量明显增加;试验期间Pn平均下降了40%,PhP平均下降了51%.表明去顶对生物量增长、主枝伸长和冠层的发育有明显的抑制,对分枝数没有明显的影响。光合产量较生物量增长幅度的下降明显要大,其恢复去顶前水平的时间也比后者要长一倍。根据结果,讨论了去顶对沉水植物生长的影响机制、沉水植物的恢复能力并和其它收获试验进行了比较。       

盐胁迫对2种栎树苗期生长和根系生长发育的影响

以低浓度(50 mmol/L)和高浓度(150 mmol/L)NaCl处理弗吉尼亚栎(Quercus virginiana)和麻栎(Quercus acutissima)1年生幼苗,研究了2种栎树在盐胁迫下的生长、对盐分的敏感性和耐受性及其根系形态学参数变化以及根系对盐离子的吸收与积累。结果表明,高浓度盐胁迫明显抑制了2种栎树地上部生物量的积累(P0.05),而低浓度盐胁迫对弗吉尼亚栎地上部干重的影响不明显,但显著抑制了麻栎地上部干重(P0.05);2种栎树的根冠比在盐胁迫下呈增加趋势,特别是在高浓度盐胁迫下,2种栎树的根冠比明显增加(P0.05),盐胁迫下增加生物量在根部的分配是植物应对盐胁迫的方式之一。2种栎树根部生物量积累在盐胁迫下变化不明显,但2种栎树根系形态学参数在盐胁迫下的响应不同,弗吉尼亚栎根系总长度、总表面积和总体积在盐胁迫下均有不同程度增加,特别是在低浓度盐胁迫下,根系形态学参数明显增加(P0.05),但麻栎根系形态学参数有下降趋势,但与对照相比变化不明显;通过对不同径级根系总长的分析发现,弗吉尼亚栎根系总长度的增加主要是由于直径小于2 mm的细根总长的增加,细根长度的增加对于植物吸收水分和营养物质具有重要意义;通过对Na+和Cl-在根系的含量分析表明,盐胁迫下2种栎树根系盐离子的积累均有明显增加,但弗吉尼亚栎根系盐离子的含量在低浓度和高浓度盐胁迫下的差异不明显,而麻栎在高浓度盐胁迫下根系盐离子的含量明显高于弗吉尼亚栎。综合2种栎树盐胁迫下的生物量分配策略和根系形态学响应以及盐离子的积累规律,证明2种栎树尽管在生物量分配策略方面具有相同的特点,但根系的响应策略截然不同,弗吉尼亚栎在盐胁迫下能够扩大根系吸收范围,维持较高的K+/Na+比值,而麻栎在盐胁迫下根系由于吸收过多的盐离子,导致根系的生长发育受到抑制,影响了根系在逆境中的分布范围,从而在一定程度上避免了进一步的盐害。     

沙柳SpsLAS基因超表达对拟南芥营养生长的影响

用沙柳SpsLAS基因构建35S∷SpsLAS超表达载体并转化野生型拟南芥,对转基因拟南芥进行表型观察,利用荧光定量PCR,对分枝、生长素及细胞分裂素相关基因进行表达分析。结果显示:(1)成功构建35S∷SpsLAS超表达载体,并获得9株纯合转基因株系,且转基因株系的萌芽速率快于野生型(对照),生活周期也较长;其中7个株系表现为生长迅速、株高增加、莲座叶叶片增大、分枝增加,2个株系表现为矮化、分枝增加、育性降低等一系列变化。(2)荧光定量PCR显示,与对照相比24h时转基因株系幼苗生长素及细胞分裂素途径关键基因无明显变化,4d时各基因在各转基因株系呈上调趋势;30d时分枝相关基因RAX1、RAX3表达量均上调,而MAX1、MAX3、REV、AXR1无明显变化。研究表明,SpsLAS基因过表达对拟南芥株型、莲座叶有明显影响,该研究结果为进一步研究该基因对分枝调控机制奠定了基础。     

环境增温对稻麦轮作生态系统中作物产量的影响

为了揭示气候变暖与生态系统之间的反馈机制,自2007年12月至2010年6月间,依托上海市青浦区农田水利技术推广站实验基地开展了野外红外增温试验,以期预测未来长三角地区稻麦轮作生态系统中作物产量对气候变暖的响应.试验结果表明,在土壤温度升高一定值且保持现有农业管理方式不变的情景下,第1年度水稻地上部生物量和产量分别下降3.47%、5.84%,冬小麦地上部生物量和产量则分别上升6.55%、5.19%;第2年度,水稻生物量下降19.53%,根系生物量增加8.69%,产量下降22.57%,冬小麦地上部生物量和产量分别上升6.27%和5.00%;第3年度冬小麦地上部生物量、根系生物量及产量分别上升6.24%、43.73%、5.17%.另外,在增温条件下,水稻主要性状指标变化不显著,但冬小麦性状变化显著.     

甘蓝型油菜-白芥渐渗系材料农艺性状和种子品质分析

远缘杂交能够有效拓宽物种的遗传背景,产生丰富的遗传变异。前期研究中利用体细胞融合技术获得了甘蓝型油菜扬油6号(Y6)与白芥的属间杂种,将杂种与Y6连续回交和自交得到了一系列稳定遗传的渐渗系株系。本研究以62个渐渗系株系为材料,对这些株系进行14个农艺性状的考察,并通过相关性分析、主成分分析、回归分析和聚类分析等方法,探究甘蓝型油菜单株产量与农艺性状之间的关系及影响单株产量的主要因素。结果显示,甘蓝型油菜-白芥渐渗系株系的农艺性状存在较大差异;单株产量与全株角果数、有效分枝数和每角粒数等性状呈极显著正相关,而与分枝点高度呈极显著负相关。主成分分析的结果表明,4个主成分可以概括14个农艺性状的大部分信息,这些主成分主要与角果数目、株高、角果长度和千粒重等性状指标相关。回归分析结果表明,千粒重、每角粒数、二次有效分枝数、株高和全株角果数对单株产量具有重要影响。综合各项指标,筛选出一些具有优异农艺性状的材料,如L8等株系角果数目明显增多;L3、L7等株系分枝数目明显增多;L42、L49等株系千粒重明显增加;L3、L8等株系单株产量明显提高。利用近红外光谱仪分析渐渗系材料种子品质性状,发现硫代葡萄糖甘、芥酸、亚麻酸等品质性状存在较大变异,可用于选育具有优良品质性状的材料。本研究表明远缘杂交对于甘蓝型油菜种质资源创新、提高油菜产量提供了一条有效途径,研究结果为利用这些种质资源进行育种实践提供了理论依据。