金边卫矛抗寒性研究初探

比较观察了金边卫矛在自然越冬及人工冷驯化期间叶片组织结构及胞内淀粉的变化,并测定了未经冷驯化和经冷驯化的金边卫矛幼苗叶片的光响应曲线及两种处理苗在低温胁迫下的光合速率。结果表明：自然越冬及人工冷驯化期间叶片栅栏细胞出现的液泡分割现象以及胞内淀粉在低温驯化前累积、驯化后降解并在脱锻炼后重新积累,均表现出与植物抗寒性发育高度的一致性;与未驯化苗相比,驯化苗叶片的光合速率和光补偿点下降,光饱和点增大。低温胁迫72h后,驯化苗仍能维持一定的光合作用,而未驯化苗已无光合作用,表明冷驯化提高了幼苗在低温胁迫下光合作用的稳定性。亦对上述适应性变化与抗寒性的关系作了探讨。     

栀子对自然降温的适应性研究

以多年生栀子为材料,对其在自然降温过程中的适应性进行了研究。结果表明：随温度的降低,低温半致死温度不断降低;渗透调节物可溶性糖、可溶性蛋白含量增加,淀粉含量下降;内源激素ABA含量上升,与低温半致死温度呈负相关（相关系数为 －0.967 3）,GA含量下降与低温半致死温度呈正相关（相关系数为0.812 5）。综上所述在自然降温过程中,这些物质的适应性变化导致低温半致死温度的下降,从而使栀子的抗寒性增强,能很好的适应栽培地的低温条件而安全越冬。     

西双版纳30个橡胶树品种的低温半致死温度及低温对抗氧化系统的影响

采用低温恒温槽处理离体叶片后测定其电解质外渗率,并结合Logistic方程得出低温半致死温度的方法,评价农业部景洪橡胶树种质资源圃中的30个橡胶树品种的抗寒性。结果表明,品种‘RRIM712’、‘云研80-1983’、‘云研77-4’、‘PR107’、‘RRIM524’抗寒性强,低温半致死温度在-4～0℃之间;品种‘云研76-398’、‘RRIM523’抗寒性弱,低温半致死温度在4~7℃之间;其他品种抗寒性居中。橡胶树在低温胁迫下,超氧阴离子的产生速率与橡胶树的抗寒性无直接关系,但不同温度下的变化幅度越小,抗寒性越高;SOD活性随温度降低迅速提高,CAT随温度降低表现出活性降低的趋势。     

低温驯化对苗木生理及核酸转录的影响

以华北落叶松幼苗为材料,研究低温驯化对苗木生长发育有关的某些生理指标以及核酸转录的影响。试验结果表明,冷驯化可以提高植物的抗寒性。冷驯化后的幼苗受到－２０℃低温胁迫时,细胞质膜Ｋ＾＋的渗漏比对照少,光合性能提高,ＲＮＡ和可溶性蛋白质增加。     

黑果腺肋花楸枝条的深超冷与抗寒性

差热分析法测得黑果腺肋花楸枝条有深超冷。黑果腺肋花楸低温放热峰的起始温度和组织褐变法测得的致死温度相吻合。以黑果腺肋花楸低温放热峰的起始温度作为枝条的抗寒性指标,抗寒性的季节变化表现为：晚秋至１２月上旬为抗寒性驯化阶段,１２月上旬至次年２月上旬为最强抗寒性维持阶段,２月上旬以后开始脱锻炼。初冬后的锻炼过程和早春的脱锻炼过程十分迅速并与环境温度密切相关。     

造礁石珊瑚对低温的耐受能力及响应模式

通过实验室生态模拟,研究了低温胁迫下三亚湾5种造礁石珊瑚（十字牡丹珊瑚、佳丽鹿角珊瑚、花鹿角珊瑚、强壮鹿角珊瑚、澄黄滨珊瑚）的耐受性,分析了造礁石珊瑚对低温的响应模式.结果表明：造礁石珊瑚耐受低温能力与其骨骼类型有关,枝状珊瑚最先死亡,块状珊瑚的耐受能力明显高于枝状珊瑚;14 ℃持续3 d是三亚湾枝状造礁石珊瑚的致死低温;14 ℃持续3 d为块状澄黄滨珊瑚的致白化低温;12 ℃持续10 d为叶片状十字牡丹珊瑚的致死温度;块状澄黄滨珊瑚受到低温胁迫时表面形成粘膜,阻止了珊瑚进一步排出共生虫黄藻. 耐高温的珊瑚对低温也表现出较强的耐受能力,珊瑚对低温胁迫的响应模式与对高温的响应模式基本一致, 即珊瑚首先不伸展触手,紧接着不断释放粘液并排出共生藻,最后白化、死亡.     

地锦属植物抗寒性生理指标变化分析

通过对五叶与三叶地锦人工低温梯度冷冻处理取样、自然露地越冬和春秋冻融季节取样处理,分别测定实验材料抗寒理化指标的变化规律,研究其抗寒机制与抗寒能力。通过Excel做图处理和SAS数据软件显著性分析,结果表明,可溶性糖与蛋白质含量与电导率的数值随温度的降低呈单峰曲线变化,数据量值差异显著或极显著,在冬季和人工最低温时均达到最高值,POD在秋季和春季保持较高的酶活性,尤其在春季酶活性最高;春季的冻融交替对实验材料的伤害强于秋季;五叶地锦的半致死温度为-26.89℃,三叶地锦的半致死温度为-24.07℃,五叶地锦的抗寒能力、露地越冬能力强于三叶地锦;实验材料在哈尔滨市寒冷的环境中具有一定的越冬能力;实验材料露地越冬后的生长表现与实验结论相一致。     

麦长管蚜的低温适应性及陕西杨凌小麦田春季虫源分析

【目的】本研究旨在探明低温条件下麦长管蚜Sitobion avenae的存活率和快速冷驯化反应,以期为该虫耐寒性的研究和准确预测预报提供依据。【方法】测定麦长管蚜实验室种群各发育阶段的过冷却点和结冰点;测定1龄若蚜和未产仔成蚜分别在-7.0～-11.0℃极端低温下暴露3 h和在0℃冷驯化1～5 h后暴露于致死温度3 h,再转移至15℃72 h后的存活率;调查自然条件下陕西杨凌小麦整个生育期麦长管蚜的种群动态。【结果】麦长管蚜1龄和2龄若蚜的过冷却点波动范围较小,分别为-27.4～-19.2℃和-27.3～-18.3℃;3龄若蚜、4龄若蚜和成蚜的过冷却点波动范围较大,分别为-27.4～-10.7℃,-26.7～-12.5℃和-26.7～-11.2℃。麦长管蚜的过冷却点和结冰点随龄期增加均显著升高,其中成蚜的过冷却点显著高于1龄和2龄若蚜。3龄若蚜、4龄若蚜和成蚜的过冷却点在不同翅型之间不存在显著性差异。低温存活率分析表明,麦长管蚜1龄若蚜和无翅成蚜的致死温度(80%死亡率)分别在-10.5℃和-8.1℃左右。0℃快速冷驯化显著提高了麦长管蚜1龄若蚜和无翅成蚜在极端低温下的存活率,其中冷驯化2 h时的存活率最高。2018-2019年小麦生育期田间调查结果表明,麦长管蚜能以孤雌生殖若蚜和成蚜在陕西杨凌越冬。【结论】麦长管蚜具有较强的低温适应能力,在陕西杨凌能以孤雌生殖蚜成功越冬。因此,其本地越冬存活个体是陕西杨凌小麦田的早春虫源之一。     

来源于疣粒野生稻的越冬性新种质SH5的鉴定

低温冷害是影响水稻稳产的重要限制因子之一,鉴定和发掘利用优异的耐寒水稻种质资源是选育耐冷水稻品种以减少因低温对水稻生产不利影响的一条经济有效的策略。本研究通过让正季种植的水稻植株自然越冬翌年观察是否长出再生苗的方式鉴定了一份来源于疣粒野生稻的越冬性水稻新种质SH5;0℃低温处理结果表明,SH5的越冬性与其地上部植株的耐寒性无关;田间越冬性观察表明,SH5以地表及其以下的茎越冬;SH5越冬再生苗的扦插种植具有与正季种植的SH5相近的农艺性状。越冬性水稻新种质SH5的鉴定,为选育生产上应用的耐冷水稻品种提供宝贵的新种质资源。     

6种含笑属植物抗寒性分析与综合评价

以6种含笑属植物为试材,进行田间冻害调查,拟合Logistic方程计算其低温半致死温度,采用石蜡切片技术,测定9项叶片解剖结构指标,运用隶属函数法对各树种的抗寒性进行综合分析与评价.结果表明: 6种含笑属植物叶片的相对电导率与0～25 ℃低温处理3 h的半致死温度之间呈显著正相关.6种含笑属植物低温半致死温度在-20.48～-8.67 ℃,高低顺序为深山含笑>红花深山含笑>峨眉含笑>杂交11-8>阔瓣含笑>六瓣含笑;叶片表皮细胞1～2层,垂周壁略呈波浪状,栅栏组织细胞1～3层,9项叶片解剖结构指标差异显著,栅栏组织厚度、栅海比和主脉厚度是影响抗寒性的主要叶片解剖结构指标.电导法和隶属函数法对6种含笑属植物的抗寒性评价结果与田间调查结果基本一致.6种含笑属植物抗寒性强弱顺序为:六瓣含笑>阔瓣含笑>杂交11-8>峨眉含笑>红花深山含笑>深山含笑.     

植物冷害机理及冷驯化的生理与分子学基础

介绍了近几年来植物冷害机理、冷驯化提高植物抗冷性的生理与分子生物学基础及冷信号转导的最新研究进展.     

植物冷激蛋白的研究进展

冷激蛋白是存在于细菌、植物与动物中的一类高度保守的核酸结合蛋白,其通过RNA分子伴侣活性参与转录、翻译及生长发育和逆境胁迫应答等细胞生理活动。本文主要从植物冷激蛋白的结构、表达模式、生物学功能以及应用前景等几个方面介绍了植物冷激蛋白的研究进展。     

Cold tolerance and cold hardening strategy of the Japanese pine sawyer Monochamus alternatus (Coleoptera: Cerambycidae)

The Japanese pine sawyer, Monochamus alternatus , is an important pine forest pest and vector transmitting the pine wilt nematode that causes pine wilt disease. Low temperatures in autumn, winter and spring often differentially affect mortality of M. alternatus larvae. In this paper, we mainly compared the differences of mortality and cold hardening of larvae from different seasons, based on supercooling point (SCP) and cumulative probability of individuals freezing (CPIF). The cold hardening of the larvae from autumn, winter and spring seasons were largely different. Correlations between mortality and CPIF of autumn and spring larvae were highest on day 1/4, and gradually decreased with prolonged exposure duration. This beetle's death mainly resulted from freezing in short exposure duration. However, the correlation between mortality and CPIF of winter larvae increased gradually with the prolonged exposure duration. Death did not mainly result from freezing in long exposure duration. Autumn larvae are more susceptible and adaptable than winter and spring larvae. Winter larvae have a slight freeze-tolerance trend. Our research showed that M. alternatus came into complex cold-hardening strategies under natural selection. Freeze avoidance is the primary strategy; with prolonged exposure duration to above SCP or < 0 °C, chill tolerance is more important; this is followed by freeze tolerance during harsh winters.     

RAPID COLD HARDENING PROVIDING HIGHER COLD TOLERANCE THAN COLD ACCLIMATION IN THE PINE NEEDLE GALL MIDGE THECODIPLOSIS JAPO‐NENSIS LARVAE*

Abstract The responses of overwintering larvae of the pine needle gall midge Thecodiplosis japonensis Uchida et Inouye to rapid cold hardening and cold acclimation were studied. A rapid cold hardening response is found in the 3rd instar larvae of T. japonensis. When overwintering larvae are transferred directly from 27°C to ‐ 15°C for 3 h, there is only 17.9% survival, whereas exposure to 4°C for 2 h prior to transfer to ‐ 15°C increases survival to 40.0%. The acquired cold tolerance is transient and is rapidly lost (after 15 min at 27°C). Rapid cold hardening is more effective in maintaining larval survival than cold acclimation. Different mechanisms are suggested to regulate the insect's cold hardiness under rapid cold hardening and cold acclimation.     

线虫耐寒性研究进展

对于分布在温带和寒带的线虫,它们只有战胜冬季寒冷的挑战,才能有利于种群的存在与发展。因此,耐寒性是线虫生物学研究中不可忽视的内容。综述了关于线虫在低温胁迫下的耐寒性测定方法、耐寒对策及耐寒机制等方面的研究进展。线虫的耐寒性和昆虫一样,可通过过冷却点和低温存活率两种指标进行评价,但在具体的实验方法上,线虫耐寒性研究有其不同之处。线虫的耐寒对策和耐寒机制具有多样化。耐寒对策主要有耐冻和避冻,二者能共同渗透于线虫的耐寒过程中。耐寒机制包括特殊发育阶段的形成、低温驯化作用、低分子量抗冻物质的聚集、以及高分子量抗冻蛋白和热休克蛋白的产生,等等。此外,还强调应从多个角度研究线虫的耐寒性,如寒冷敏感型线虫的研究、寄生线虫的耐寒对策研究以及交叉胁迫的研究。     

快速冷耐受比冷驯化更能提高越冬松针瘿蚊 (Thecodiplosis japonensis)幼虫的耐寒力(英文)

松针瘿蚊以三龄老熟幼虫在浅层土表越冬。本文比较两种温度处理过程 ,快速冷耐受 (rapidcoldhardening)和冷驯化 (coldacclimation)对松针瘿蚊获得耐寒性的能力。发现 3龄越冬幼虫具有一种特殊的生物学现象 -快速冷耐受。当越冬幼虫直接从 2 7℃转入 - 1 5℃ 3小时 ,其存活率仅为 1 7 9% ,然而在 - 1 5℃暴露之前 ,经 4℃ ,2h短暂处理 ,其存活率升高至 40 0 % ,而短时间 (1 5分钟 ) 2 7℃能抑制快速冷耐受的表达。快速冷耐受比冷驯化更能提高越冬松针瘿蚊幼虫的耐寒力。文中还讨论了快速冷耐受和冷驯化提高松针瘿蚊耐寒能力的不同机制     

微生物产生的冷休克蛋白研究进展

冷休克蛋白(cold shock protein,Csp)首先在大肠杆菌中发现,它与微生物对冷环境的适应及多种细胞功能有关。冷休克蛋白基因是一段编码70个左右氨基酸的DNA序列,在这段序列中有5′非翻译区(5′UTR)、冷盒及下游盒等特征。冷休克蛋白作为DNA或RNA结合蛋白在基因表达调控过程中起重要作用。冷休克蛋白在转录、mRNA稳定性及翻译等几个水平上被严格调控。     

昆虫冷驯化机制研究进展

昆虫耐寒性强弱决定其种群的发生、扩散和分布,因此低温胁迫下昆虫的抗寒对策成为近期研究的热点领域。冷驯化作为一种非常有效的耐寒策略,可显著增强昆虫的耐寒性。本文论述了冷驯化的2种基本形式:快速冷驯化和长时冷驯化,明确了二者在提升昆虫耐寒性中的作用;并从宏观到微观的角度概述了冷驯化的作用机制,如组织和细胞水平的特异性,低分子量抗冻保护剂的产生,热休克蛋白的表达及功能,以及阻止细胞程序性死亡的潜在机理等;讨论了不同研究方法所引起的结果差异性,并强调了冷驯化作用机制的整体效益和综合效益。最后通过分析2种冷驯化形式的联系与区别,以期较为全面地阐明昆虫冷驯化的潜在机制。