CaCl2对金叶女贞茎抗寒性和电阻抗图谱参数的影响

为探明CaC l2处理对金叶女贞（Ligustrum vicaryi）茎抗寒性和电阻抗图谱参数的影响,找出抗寒性和电阻抗图谱参数的关系,2006年9月15日开始对金叶女贞当年生扦插苗进行CaC l2处理,对照为清水;分别用电阻抗图谱法和电导法估测其抗寒性,并进行比较分析。结果表明：CaC l2处理能在抗寒锻炼初期使金叶女贞茎的抗寒性提高3.5℃,金叶女贞茎的抗寒性与未冷冻处理茎的弛豫时间τ、冷冻处理后茎的胞外电阻率re、含水量之间均存在较高的相关性。     

处理对菊芋幼苗光合及叶绿素荧光的影响

以砂培菊芋(Helianthus tuberosus)幼苗作为试验材料,分别进行不同浓度NaCl (50、 100、150、200、250 mmol•L^－1)和Na₂CO₃ (25、50、 75、100、125 mmol•L^－1)胁迫处理,以1/2全营养液作为对照,处理7 d后研究NaCl和Na₂CO₃胁迫处理对菊芋幼苗叶片光合作用及叶绿素动力学 参数的影响。结果表明：1)在NaCl处理下,当浓度小于150 mmol•L^－1时,增加了菊芋的叶绿素含量、净光合速率(Net photosynthetic rate, P_n)和气孔导度(Stomatal conductivity, G_s),对荧光参数PSⅡ的电子传递情况( F_m/F_o)、PSⅡ原初光能转换效率(F_v/F_m)、PSⅡ量子效率 (Actual quantum yield of PSⅡ under actinic irradiation,φPSⅡ)和光化学猝灭系数(Photochemical quenching coefficient, qP)和非 光化学猝灭系 数(Non-photochemical quenching coefficient, NPQ)没有显著影响,随着浓度的增加,各项生理指标与对照相比除了NPQ显著 增加,其余均显著降低;2)在Na₂CO₃胁迫处理下,随着Na₂CO₃浓度的增加,与对照相比菊芋幼苗叶绿素含量、P_n、G_s以及叶绿素a荧光诱导动力 学参数F_m/F_o、F_v/F_m、φPSⅡ和qP均显著降低,NPQ显著增加;3)就NaCl和Na₂CO₃相比而言,在相同Na⁺浓度情况下,处于Na₂CO₃胁迫下的菊芋 幼苗的叶绿素含量、P_n、G_s以及叶绿素a荧光诱导动力学参数F_m/F_o、F_v/F_m、φPSⅡ和qP下降幅度和NPQ的增加幅度均显著大于NaCl,这说明 NaCl和Na₂CO₃胁迫均对菊芋幼苗造成不同程度的伤害,但在相同Na⁺浓度情况下,Na₂CO₃的伤害程度大于NaCl。由此说明菊芋对盐的忍耐程度高 于碱。     

水杨酸对大叶黄杨茎抗寒性和电阻抗图谱参数的影响

在抗寒锻炼前,对当年生大叶黄杨(Euonymus japonicus)扦插苗喷施不同浓度水杨酸,用电阻抗图谱(EIS)法和电导(EL)法估测茎的抗寒性,以探明抗寒锻炼期间水杨酸对大叶黄杨抗寒性和电阻抗图谱参数的影响,找到适合不经冷冻处理估测大叶黄杨茎抗寒性和经冷冻处理后测定其抗寒性的EIS参数。结果表明,水杨酸处理能够提高大叶黄杨茎的抗寒性,最适浓度为5.0mmol.L-1;不经冷冻处理茎的EIS参数电阻率r和r1、胞外电阻率re、胞内电阻率ri、弛豫时间τ、弛豫时间分布系数ψ与EL法测定的抗寒性有较高的相关性(r=0.70~0.87),说明不经冷冻处理样本用以上参数估测大叶黄杨茎抗寒性是可行的,r1为最佳参数;冷冻处理后茎的re、τ、ri求得的抗寒性与EL法测定的抗寒性有较高的相关性(r=0.85~0.94),说明冷冻处理后re、τ、ri可以作为测定大叶黄杨茎抗寒性的参数,re为最佳参数。     

浓度NO对高表达转玉米C4型pepc水稻光合的促进

为了揭示C₃植物中C₄ pepc高表达带来的生理差异与其高光合效率的关系。本文以高表达的转玉米C₄ pepc光合基因水稻（PC）及原种Kitaake(WT）为材料,通过水培在孕穗期通过根吸入的方法,进行不同浓度的NO供体、NO合成抑制剂以及相关影响信号分子的试剂单独和联合过夜处理12 h,选取倒二叶研究NO对供试材料净光合速率（P_n）,气孔导度(G_s)和胞间CO₂浓度(C_i)的影响。结果表明：WT和PC在200 μmol·L^-1 SNP（Sodium nitroprusside）和1 mmol·L^-1 L-Arg(L-Arginine)处理下,P_n分别增加20.8%、10.7%,差异显著（p<0.05）;随SNP和L-Arg浓度的增加,其表现不同程度的抑制,与PC相比,WT的P_n抑制更显著（p<0.05）,而G_s和C_i的变化则相反（p<0.05）;进一步结合200 μmol·L^-1 SNP和1 mmol·L^-1 L-Arg与SA处理,结果与高浓度的NO供体处理类似;在联合6 mmol·L^-1 Ca²⁺螯合剂EGTA处理下,与PC相比,WT的P_n抑制达到极显著水平（p<0.01）,C_i的变化则相反（p<0.05）。相关分析结果表明：PC的P_n的高低与G_s的相关性小于WT,PC与WT决定系数分别为0.654 9、0.773 5;而与C_i的相关性则更大些,PC与WT决定系数分别为0.466 5、0.419 6,显示PC可能有不同的调节方式,尤其在低浓度的NO,PC可在Ca²⁺参与下调节气孔的开放,在气孔关闭的条件下,仍能维持一定的P_n。     

不同密度红桦幼苗苗冠结构与竞争对CO2浓度升高的响应

研究了两个种植密度下,红桦 (Betula albosinensis)苗冠结构特征对CO₂浓度的响应,在此基础上探讨了CO₂浓度升高对植物竞争压力的影响。结果表明,冠幅、冠高、苗冠表面积和苗冠体积均受CO₂浓度升高的影响而增加,但是受密度增加的影响而降低。CO₂浓度升高对苗冠的促进效应在低密度条件下大于高密度处理,高密度条件下苗冠基本特征部分地受到CO₂浓度升高的促进作用;升高种植密度的效应则在高CO₂浓度条件下大于现行CO₂浓度处理。高CO₂浓度和高密度条件下,LDcpa（单位苗冠投影面积叶片数）、LDcv（单位苗冠体积叶片数） 和苗冠底部枝条的枝角均低于相应的现行CO₂浓度处理和低密度处理,这主要是由于冠幅和冠高的快速生长所造成的。升高CO₂浓度对枝条长度的影响与枝条在主茎上所处位置有关。总之,升高CO₂浓度有利于降低增加种植密度对苗冠所带来的负效应,而增加种植密度降低了升高CO₂浓度的正效应。LDcpa和LDcv的降低表明,红桦在升高CO₂浓度和种植密度的条件下,会作出积极的响应,从而缓解由于生长的增加所带来的竞争压力的增加。     

外源氮对沼泽湿地CH4和N2O通量的影响

三江平原沼泽湿地受到大气沉降、地表径流、农业排水等外源氮素的输入,对湿地生态系统CH₄和N₂O通量有重要影响。采用野外原位施肥试验模拟外源氮输入,设0,60,120,240kgN•hm^-2 4种试验处理,探讨外源氮对沼泽湿地CH₄和N₂O通量的影响。结果表明,外源氮促进了CH₄和N₂O排放。与对照处理比较,各施氮水平CH₄平均排放通量分别增加了181％,254％和155％,N2O排放通量分别增加了21％,100％和533％。外源氮输入对CH₄排放的季节变化形式影响不大,而N²O的季节变化形式随着氮输入表现出波动变化的趋势。不同施氮水平对CH₄排放的促进作用与植物生长阶段和产CH₄的微生物过程密切相关,N₂O排放通量随氮输入量呈指数增加（R²＝0.97,p<0.01）。外源氮通过影响湿地微生物过程来进一步影响CH₄和N₂O的排放。     

交换的日变化和季节变化特征

应用2003年11月～2004年10月晴好天气涡度相关通量观测资料,对西双版纳热带季节雨林CO₂交换的日变化和季节变化进行分析。结果表明：雾凉季、干热季和雨季的净生态系统CO₂交换（NEE）均呈现出单峰型曲线的日变化趋势,昼间其变化规律较强,夜间呈波动状态。昼间NEE（取绝对值）雾凉季和雨季均显著大于干热季;夜间NEE雨季显著大于干热季 ,而干热季显著大于雾凉季。光合有效辐射是影响NEE日变化的主要因素,但不是造成季节差异的主要因素;饱和水汽压差和气温对NEE的季节差异有较大贡献。另外,应用Micha elis _Menten模型对昼间不同饱和水汽压差和气温下NEE对光合有效辐射的响应进行分析,结果表明：各季节较高饱和水汽压差下的表观最大光合速率(P_max)、表观暗呼吸速率(R_e)比较低饱和水 汽压差下的P_max、R_e大,而表观光量子产额(α )则相反。各季节较高气温下的R_e比较低气温下的R_e大;雾凉季气温的差异对P_max和α的影响较小;干热季和雨季较高气温下的α较小。     

通量

了解三江源人工草地净生态系统CO₂交换(Net ecosystem CO₂ exchange, NEE)的季节变化规律和主要生物因子及环境因子对这些过程的影响将有助于认识青藏高原人工草地生态系统碳循环、生态价值、功能,以及对三江源区的生态安全的重要意义。该研究利用涡度相关技术,于2005年9月1日至2006年8月31日对位于青海腹地的垂穗披碱草（Elymus nutans）人工草地的NEE及生物和环境因子进行观测, 阐明NEE及其组分的动态变化特征和影响因子。三江源区人工草地生态系统的日最大吸收量为2.38 g C·m^－2·d^－1,出 现在7月30日。日间最大吸收率和最大排放率都出现在8月,分别为-6.82和2.95μmol CO₂·m^－2·s^－1。在生长季, 白天的NEE主要受光合有效辐射(Photosynthe tically active rad iation, PAR)变化控制,同时又与叶面积指数和群落多样性交互作用,共同调节光合速率和光合效率的强度。最大光合同化速率为2.46～10.39μmol CO₂·m^－2·s^－1,表观初始光能利用率为0.013～0.070μmol CO₂·μmol^－1 PAR。 在碳交换日过程中,NEE并不完全随着 PAR的增加而增大,当PAR超过某一值（>1 200μmol ·m^－2·s^－1）时,NEE随PAR的增加而降低。受温度的影响,生长季的生态系统的呼吸商Q₁₀（1.8）小于非生长季节的 2.6）。 生态系统呼吸主要受温度的控制,同时也受到叶面积指数的显著影响。生长季昼夜温差大并不利于生态系统的碳获取。 三江源区人工草地生态系统是一个较强的碳汇,为-49.35 g C·m^－2·a^－1。     

干旱胁迫下藜的光合特性研究

通过人工控制水分模拟干旱来研究生长期的藜对干旱胁迫的生理生化反应,以期望为干旱农业的高效生产提供理论依据。以盆栽的藜为材料,用称重控制浇水的方法,研究了干旱胁迫对藜叶片的光合特性。结果表明：干旱胁迫下藜的光合日变化呈双峰型,有“午休”现象（13:00）且受气孔限制;最大净光合速率出现在上午8:00。与正常条件下生长的藜相比,干旱胁迫下藜的光饱和点(LSP)、最大净光合速率(Pn)、表观量子效率(AQY)、二氧化碳饱和点(CSP)和羧化效率(CE)均降低,分别为1 200 μmolphoton·m^-2·s^-1、8.01 μmol CO₂·m^-2·s^-1、0.016 1 μmol CO₂·mol^-1 photons、1 200 μmol CO₂·mol^-1、0.017 6 μmol CO₂·m^-2·s^-1;光补偿点(LCP)、二氧化碳补偿点(CCP)升高,分别达到44.88 μmol photon·m^-2·s^-1、和46 μmol CO₂·mol^-1,干旱使藜的光合能力下降。干旱胁迫下藜的光合能力虽有所下降,但与其它C3植物相比仍具有较强的CO₂同化能力。藜是一种耐旱力较强的植物。     

加富对凤梨光合作用及生长发育的影响

研究了CO₂加富对丹尼斯凤梨（Guzmania`Denise’）和吉利凤梨（Guzmania `Cherry’）叶片光合速率、植株生长、开花和光合相关酶活性的 影响。结果表明,处理30 d期间,处理(600±40)、(900±40) μmol CO₂&#8226;mol^-1的净光合速率分别比同期对照增加了6.24%～31.91%和11.92%～ 41.48%;CO₂加富下促进了叶片中可溶性糖和淀粉的积累, 蒸腾速率和气孔导度下降,Rubisco活性增加,乙醇酸氧化酶活性则明显下降。(600 ±40)μmol CO₂&#8226;mol^-1处理下的株高、叶面积分别比同期对照下增加了6.94%～14.63%和1.66%～7. 06%,而处理(900±40) μmol CO₂&#8226;mol^-1下 分别增加了9.71%～20.85%和2.87%～11.62%;CO₂加富下促进了干重和鲜重的积累。此外,CO₂加富提前了吉利凤梨的花期。     

The electrical impedance spectroscopy of Scots pine (Pinus sylvestris L.) shoots in relation to cold acclimation

Electrical impedance spectroscopy (EIS) was applied to stems of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in a provenance field trial during frost hardening to find an EIS parameter for assessing frost hardiness (FH) without a controlled freezing test. The FH of stems and needles assessed by controlled freezing tests was compared with the equivalent circuit EIS parameters of a distributed model of stems (not exposed to controlled freezing treatment) and with dry matter (DM) content of stems. Significant differences in the equivalent circuit parameters, FH and DM content were found between provenances. The relaxation time (tau(1)), describing the peak of the high frequency arc of the impedance spectrum, and the intracellular resistance (r(i)) of stems increased with increasing FH. According to the linear regression, the coefficient of determination (R(2)) between the FH of stems and needles with tau(1) of the stem was 0.87 and 0.89, and with r(i) of the stem 0.74 and 0.85, respectively. The relation between FH and tau(1) changed with the degree of hardiness. The highest coefficient of determination was 0.95 in September when the FH of needles, ranging from -10 degrees C to -25 degrees C, was predicted with an accuracy of +/-2.0 degrees C. The resistance parameter r(2), describing the width of the low frequency arc of the impedance spectrum, decreased prior to and during the initial hardening: significant differences were found between provenances. This indicates that r(2) was not related to frost hardening per se. It is concluded that it is possible to distinguish the hardening patterns of different provenances by tau(1) in the rapid phase of hardening without controlled freezing tests.     

生长素和氯化钙对盐胁迫下沙冬青幼苗的缓解作用

沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)是亚洲中部荒漠地区唯一的常绿阔叶灌木,本课题组已将其在天津引种栽培成功。为进一步了解生长素和氯化钙对沙冬青在盐胁迫下的缓解作用,用水培方法培养沙冬青幼苗,测定其在1.3%NaCl胁迫下经不同浓度的生长素和氯化钙处理后抗氧化酶活性、PSII光化学效率以及其它与植物抗性有关的生理指标的变化。结果表明,一定浓度的IBA和CaCl2处理可以促进盐胁迫下沙冬青幼苗的生长、提高叶绿素的含量、增强保护酶的活性、降低丙二醛含量,缓解了盐胁迫。但是当IBA、CaCl2浓度分别达到5和20mmol.L-1时则对沙冬青幼苗产生伤害。综合各项生理指标说明,CaCl对沙冬青盐胁迫的缓减作用要优于IBA。     

光强在低温弱光胁迫后番茄叶片光合作用恢复中的作用

为了研究光强在低温弱光胁迫后番茄叶片光合作用恢复中的作用,以番茄品种浙粉202为材料,研究了低温弱光后恢复期全光照与遮荫对光合作用和叶绿素荧光参数的影响。结果表明：低温弱光（8℃/12℃,PFD 80 μmol·m^-2·s^-1）导致番茄叶片P_n、Φ_PSⅡ、qP和F_v′/F_m′的下降,但诱导了NPQ的上升,未引起F_v/F_m的变化;全光照（100%光照）下恢复1 使得植株叶片P_n、F_v/F_m、Φ_PSⅡ、qP、NPQ和F_v′/F_m′均大幅下降,随后光合和荧光参数可缓慢恢复至对照水平;遮荫（40%光照）恢复植株F_v/F_m、Φ_PSⅡ和F_v′/F_m′仅在第一天稍有下降,而P_n和qP还略有上升,NPQ虽有所降低但仍显著高于对照水平,随后光合和荧光参数均可迅速恢复到对照水平。说明低温弱光虽抑制了光合作用的进行,但并未引起光抑制的发生;全光照恢复加剧了叶片光抑制的发生,而遮荫恢复可通过叶片PSⅡ光化学活性的快速恢复和天线色素热耗散能力的增强以保护光合机构免受伤害,有利于光合作用的迅速恢复。     

农杆菌介导的天绿香遗传转化影响因素的研究

通过农杆菌介导的方法将新疆准噶尔小胸鳖甲抗冻蛋白基因Mpafp149导入天绿香中,对影响农杆菌转化频率的各种因素进行了研究。结果表明农杆菌介导天绿香遗传转化的潮霉素最佳筛选浓度为8 mg·L^-1,预培养时间2 d,共培养时间2 d,菌液浓度OD₆₀₀为0.2～0.25,浸染时间为8 min时适宜天绿香不定芽的诱导,有利于天绿香转基因植株的获得。通过PCR检测,初步证明外源基因Mpafp149已整合到天绿香基因组中。     

野葛叶片和茎段高频再生体系的建立

探讨几种因子对野葛叶片和茎段高频再生体系建立的影响。采用植物组织培养、正交实验和单因子实验的方法。野葛叶片和茎段的最佳消毒方式为70%酒精处理30 s后再用0.1%HgCl₂处理15 min;野葛叶片愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+NAA 1.0 mg·L^-1+2,4-D 2 mg·L^-1,野葛茎段愈伤组织诱导的最佳培养基为MS+NAA 0.5 mg·L^-1+6-BA 1.0 mg·L^-1+2,4-D 2 mg·L^-1;暗培养更有利于野葛愈伤组织的诱导;野葛叶片和茎段愈伤组织诱导的最佳蔗糖浓度均为30 g·L^-1;野葛叶片愈伤组织的最佳出芽培养基为MS+NAA 1.0 mg·L^-1+6-BA 3.0 mg·L^-1,而野葛茎段愈伤组织的最佳出芽培养基为MS+ NAA 0.5 mg·L^-1+KT 2 mg·L^-1;光照培养更有利于野葛叶片和茎段愈伤组织芽的再分化;野葛叶片愈伤组织再生芽生根的最佳培养基为MS+NAA 0.5 mg·L^-1+PP₃₃₃ 0.5 mg·L^-1,而野葛茎段愈伤组织再生芽生根的最佳培养基为MS+NAA 0.5 mg·L^-1+PP₃₃₃ 3.0 mg·L^-1;野葛叶片和茎段愈伤组织再生芽生根的最佳蔗糖浓度均为30 g·L^-1;叶片再生苗移栽的最佳PP₃₃₃浓度为1.0 mg·L^-1,茎段再生苗移栽的最佳PP₃₃₃浓度为3.0 mg·L^-1;叶片和茎段再生苗的最佳移栽基质均为蛭石:珍珠岩（2:1）。     

测定植物抗寒性的电阻抗图谱法

电阻抗图谱(electrical impedance spectroscopy,EIS)分析作为测定植物抗寒性的一种方法,在农业、林业和园艺领域的应用正在不断扩大。该文从EIS的原理入手,讨论了影响电阻抗特性的生理和物理因子;介绍了测定EIS适用的模型;阐述了用EIS测定抗寒性的方法。在EIS分析中,胞外电阻率(re)是确定抗寒性最适用的一个参数,弛豫时间(τ1)是精确度最高的参数。     

马蔺对不同浓度NaHCO3胁迫的生理响应

为探讨不同浓度NaHCO₃胁迫下,马蔺叶片的膜透性、可溶性蛋白及膜脂过氧化物含量的变化规律,以1年生马蔺实生苗为研究对象,通过对细胞膜透性、膜质过氧化产物MDA、SOD、POD和可溶性蛋白等指标进行测定,研究在盆栽控盐条件下,马蔺对NaHCO₃胁迫的适应与响应。结果表明：随着NaHCO₃浓度和胁迫时间的增加,对马蔺叶片可溶性蛋白含量的影响总体是先下降后上升的趋势,在30 d时,0.4%和0.6%盐浓度胁迫下的马蔺的可溶性蛋白含量上升较大,分别比对照高：21.7%,38.6%;在NaHCO₃盐胁迫的10~20 d,马蔺叶片的的膜透性略有降低;在20~30 d时,膜透性迅速上升;NaHCO₃胁迫20 d时,除对照外其他盐浓度胁迫下的马蔺叶片的POD活性都达到了最大值,分别比对照高95%,103%,496%;相同盐浓度胁迫下,随着时间的延长,SOD活性变化趋势是先下降后上升;MDA作为膜脂过氧化作用的主要产物之一,随着盐浓度的增加和盐胁迫时间的延长,在30d时0.6%浓度的马蔺叶片中MDA含量大量积累。综上所述,马蔺有抗盐（NaHCO₃）胁迫的能力,是重要的盐碱地生植物,本研究为马蔺的抗盐碱性研究又提供了一有力证据,同时为今后将马蔺应用于治理盐碱土地增加了理论基础。     

铜胁迫条件下土壤微生物对海州香薷光合特性和叶绿素荧光参数的影响

为探讨铜（Cu）胁迫条件下土壤微生物对海州香薷（Elsholtzia splendens）光合生理和叶绿素荧光参数的影响,实验设置添加Cu（Cu胁迫）、接种土壤微生物、添加Cu与接种土壤微生物等3个处理,以不添加Cu与不接种土壤微生物为对照（CK）。结果表明：接种土壤微生物处理的植株相对叶绿素含量、净光合速率（P_n）、水分利用效率（WUE）均显著高于CK;且对初始荧光（F_o）和最大光化学效率（F_v/F_m）均有显著性影响。与CK相比,添加Cu降低了海州香薷的P_n和气孔导度（G_s）,但胞间CO₂浓度（C_i）的变化与P_n相反,表明其对光合作用的影响主要是非气孔限制因素。添加Cu的植株相对叶绿素含量显著下降,但Cu胁迫下接种土壤微生物提高了植株相对叶绿素含量,差异显著。在Cu胁迫条件下,接种土壤微生物的植株具有较高的F_v/F_m及较低的F_o,显著提高了海州香薷的WUE、P_n、G_s。说明接种土壤微生物可通过提高相对叶绿素含量、改善叶绿素荧光和光合作用来减轻Cu胁迫对海州香薷植株造成的伤害,从而提高海州香薷耐受Cu胁迫的能力。     

黄独脱毒苗叶片和茎段再生体系的建立

以黄独茎尖再生苗为试材,研究不同因素对黄独脱毒苗叶片和茎段再生体系的影响,以期对黄独脱毒苗的再生体系进行优化。结果表明,叶片和茎段诱导愈伤组织的最佳培养基是MS+KT 2 mg·L^-1+2,4-D 2 mg·L^-1;叶片和茎段诱导愈伤组织的最佳蔗糖浓度分别为30和50 g·L^-1;叶片和茎段在黑暗中较容易诱导出愈伤组织;叶片和茎段愈伤组织分化的最佳培养基是MS+KT 4 mg·L^-1+NAA 0.1 mg·L^-1;继代2次的叶片和茎段愈伤组织较容易分化;黄独不定芽生根的最佳培养基是1/2MS+IBA 0.1 mg·L^-1+NAA 0.5 mg·L^-1+PP₃₃₃ 1 mg·L^-1。本实验成功建立了黄独脱毒苗叶片和茎段的再生体系,为黄独脱毒苗的工厂化生产奠定了技术基础。