不同营养条件下竹叶眼子菜NH4^＋-N吸收动力学的初步研究

以竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus)无菌系种苗为试验材料,研究了不同水体营养浓度水平(低营养:TN 0.213 mg·L-1,TP 0.0093 mg·L-1;中营养:TN 0.71 mg·L-1,TP 0.031 mg·L-1;高营养:TN 7.1 mg·L-1,TP 0.31 mg·L-1)对其生长与NH+4-N的吸收动力学参数的影响.结果表明,不同浓度水体营养对竹叶眼子菜生长的影响较小,而NH+4-N的吸收动力学参数有显著差异.竹叶眼子菜在高、中和低营养培养条件下的NH+4-N最大吸收速率Vmax分别为 41.1、 29.1、 21.1 μmol·g-1·h-1,米氏常数Km分别为 0.356、 0.306、 0.122 mmol·L-1.竹叶眼子菜营养吸收动力学与其生长环境关系紧密,在低浓度生长环境中时,竹叶眼子菜可以通过降低Km值来提高对营养离子的亲和力以满足营养需求;在高浓度生长环境中,该植物通过增大吸收潜力来适应高营养.     

除草剂苄嘧磺隆对粗梗水蕨配子体生长和性器官分化的影响

 稻田施用的除草剂可能会污染邻近水域,对非靶标水生植物产生影响。国家二级重点保护野生植物粗梗水蕨(Ceratopteris pteridoides)主要分布于稻田及其周围水域,其有性繁殖敏感阶段与除草剂施用时间一致,配子体易暴露在除草剂污染中。为了评价除草剂污染对水生态环境特别是对非靶标国家重点保护野生水生植物的影响,保护生物多样性和水生生态环境,该文研究了除草剂苄嘧磺隆(Bensulfuron-methyl)对粗梗水蕨配子体生长和性器官分化的影响。结果表明,苄嘧磺隆对粗梗水蕨孢子萌发没有影响,但对其配子体生长有抑制作用。苄嘧磺隆浓度和粗梗水蕨配子体面积呈明显的剂量效应关系,苄嘧磺隆对粗梗水蕨配子体生长抑制的EC₅₀(半数效应浓度)为0.086μg&;#8226;L^-1,低于已报道的环境背景浓度。随着苄嘧磺隆浓度升高,粗梗水蕨的雌雄同体配子体逐渐减少,且配子体上颈卵器形成时间推迟。在苄嘧磺隆为10μg&;#8226;L^-1时,粗梗水蕨没有雌雄同体配子体形成。以上研究结果表明,低浓度苄嘧磺隆可抑制粗梗水蕨配子体的生长并影响其性器官的分化,使粗梗水蕨有性繁殖能力减弱。     

水菜花异形叶片叶绿素荧光特征与HCO3-利用能力的研究

以生长发育过程中具有异形叶的水生植物水菜花（Ottelia cordata（Wall.）Dandy）为材料,利用叶绿素荧光技术和pH-漂移（pH-drift）实验测定具有两型叶片的水菜花正常沉水叶（submerged leaves,S）、正常浮水叶（floating leaves,F）、处于淹没状态的浮水叶（submerged floating leaves,SF）以及只有浮水叶植株的浮水叶（floating leaves only,OF）的叶绿素荧光特征与HCO₃^-利用能力。快速光曲线分析结果显示：沉水叶（S）的相对电子传递速率（rETR）显著低于其他类型的叶片,且随着光强的增强,差异增大;由光化学引起的荧光淬灭q_P、潜在最大电子传递速率（rETR_max）、半饱和光强（E_k）等指标均为沉水叶（S）显著低于浮水叶（F）。沉水叶（S）与淹没状态的浮水叶（SF）表征HCO₃^-利用能力的C_T/Alk值显著低于两种浮水叶（F和OF）。研究结果表明水菜花成年期的浮水叶比幼年期的沉水叶具有更高的光合效率,并且更适合在高光强下生长;当水位发生波动时被淹没的浮水叶会增强对HCO₃^-的利用能力以适应淹水低浓度CO₂环境。     

沉水植物光合作用测定的电化学方法

光合作用速率测定是植物光合作用研究的重要基础,沉水植物由于所处生境的特殊性,难以应用在陆生植物光合作用研究中发展起来的速率测定方法.在对水体中二氧化碳的基本特征进行详细描述的基础上,介绍了在沉水植物光合作用研究中广泛应用的电化学方法--pH-stat法和pH-drift法的原理,并给出了应用实例.这两种测定水生植物光合作用的电化学方法所依据的溶液无机碳浓度的变化可以利用Gran滴定法方便地计算出来.     

水菜花异形叶片叶绿素荧光特征与HCO_3~-利用能力的研究

以生长发育过程中具有异形叶的水生植物水菜花(Ottelia cordata (Wall.) Dandy)为材料,利用叶绿素荧光技术和pH-漂移(pH-drift)实验测定具有两型叶片的水菜花正常沉水叶(submerged leaves,S)、正常浮水叶(floating leaves,F)、处于淹没状态的浮水叶(submerged floating leaves,SF)以及只有浮水叶植株的浮水叶(floating leaves only,OF)的叶绿素荧光特征与HCO_3~-利用能力。快速光曲线分析结果显示:沉水叶(S)的相对电子传递速率(r ETR)显著低于其他类型的叶片,且随着光强的增强,差异增大;由光化学引起的荧光淬灭qP、潜在最大电子传递速率(r ETRmax)、半饱和光强(Ek)等指标均为沉水叶(S)显著低于浮水叶(F)。沉水叶(S)与淹没状态的浮水叶(SF)表征HCO_3~-利用能力的CT/Alk值显著低于两种浮水叶(F和OF)。研究结果表明水菜花成年期的浮水叶比幼年期的沉水叶具有更高的光合效率,并且更适合在高光强下生长;当水位发生波动时被淹没的浮水叶会增强对HCO_3~-的利用能力以适应淹水低浓度CO_2环境。     

不同碱度条件下中华水韭昼夜CO_2气体交换的特征

运用pH-drift的方法研究了在不同碱度条件下中华水韭(Isoetes sinensis)的沉水叶片昼夜CO_2吸收的特征.结果表明中华水非的沉水叶片具有昼夜吸收水中CO_2的能力,而不具备利用水中的HCCO3的能力,进一步证明了水生植物中华水韭的光合碳同化途径具有景天酸代谢(CAM)的特征.中华水韭沉水叶片光照条件下对水中CO_2的吸收速率在一定的浓度范围内正相关于水中的CO_2浓度.光照条件下,中华水韭的pH-drift实验的pH补偿点分别为(8.1±0.3)和(7.9±0.1)mmol·L~(-1),最终[C_T]/Alk值为(1.009±0.01)和(1.022±0. 004).碱度对中华水韭夜晚CO_2的吸收速率有显著的影响(F=38.73,P<0.0001).总碱度1.70mmol·L~(-1)溶液中的中华水韭沉水叶片在相对较低的CO_2浓度(0.04±0.001mmol·L~(-1))水平下即表现出对CO_2的净吸收.调查了野外一处中华水韭沉水种群的生境pH值及CO_2浓度的昼夜变化,发现水体碱度约为1.59mmol·L~(-1),一昼夜的pH值波动不大,平均为(6.1±0.04),昼夜CO_2浓度存在波动,午夜水中的CO_2浓度是午后的近3倍.     

中国莲（Nelumbo nucifera）幼苗抗氧化系统对砷胁迫的响应

为了研究中国莲（Nelumbo nucifera）抗氧化系统对砷胁迫的响应,研究比较了两种不同价态无机砷As（Ⅲ）和砷As（V）对中国莲幼苗可溶性蛋白含量、丙二醛（MDA）含量以及抗氧化系统的影响。结果表明,中国莲幼苗中MDA和可溶性蛋白质含量随砷浓度的增加呈现先升高后降低的趋势。中国莲幼苗的MDA和蛋白质含量受As（V）的影响不如As（11]）敏感。抗氧化系统酶中,超氧化物歧化酶（SOD）对砷处理最敏感,当As（11I）浓度在2．5pmol／L和As（V）浓度在100μmol／L时,SOD酶活性显著高于对照组。过氧化物酶（POD）在As（Ⅲ）处理浓度为10umol／L时就出现显著上升,相对而言,过氧化氢酶（CAT）对As（V）比较敏感。实验结果表明,随着浓度的增加,砷对幼苗产生的氧化胁迫导致SOD、CAT和POD三种酶活性有所增加,以配合清除细胞内的活性氧自由基（ROS）,维持细胞代谢的稳定。本研究为进一步研究砷胁迫下莲的生理和生长变化、以及莲的培育和移植提供了部分基础数据。     

几种水生植物种子萌发的聚集效应研究

以10种常见水生植物的种子为材料,研究了种子聚集对其萌发的影响。结果表明,水鳖科植物种子萌发对聚集的响应多为正效应：海菜花（Ottelia acuminata）、出水水菜花（O.emersa）、密刺苦草（Vallisneria denseser-rulata）、水鳖（Hydrocharis dubia）和无尾水筛（Blyxa aubertii）种子聚集后其最终萌发率显著提高;苦草（V.na-tans）和刺苦草（V.spinulosa）种子聚集后最终萌发率虽然没有显著提高,但是其萌发速率得到显著提高。种子聚集对穗花狐尾藻（Myriophyllum spicatum）的种子萌发有显著的抑制作用,而对穿叶眼子菜（Potamogeton perfo-liatus）和水麦冬（Triglochin palustre）的种子萌发无显著作用。水生植物的种子聚集萌发特性可能与其繁殖策略有关。水鳖科植物多进行有性繁殖或者有性繁殖比例较大,其种子也由于粘性物质的包裹为聚集分布,在野外聚集萌发的大量植株形成一个单一物种的斑块,这有利于迅速占领新生境。而穗花狐尾藻、穿叶眼子菜和水麦冬种群维持和扩张基本依靠克隆繁殖。     

除草剂二氯喹啉酸对粗梗水蕨有性繁殖的影响

研究了除草剂二氯喹啉酸对国家二级重点保护野生植物粗梗水蕨(Ceratopteris pteridoides)有性繁殖的影响。研究发现二氯喹啉酸对粗梗水蕨孢子萌发没有影响,但对粗梗水蕨配子体生长有抑制作用,二氯喹啉酸浓度和粗梗水蕨配子体面积呈明显剂量-效应关系,二氯喹啉酸对粗梗水蕨配子体生长抑制的EC50为0.48 mg.L-1。随着二氯喹啉酸浓度从0.1 mg.L-1开始升高,粗梗水蕨配子体分化形成的雌雄同体配子体逐渐减少,同时雌雄同体配子体上颈卵器形成时间推迟,颈卵器数量减少。当二氯喹啉酸浓度为4 mg.L-1时,没有雌雄同体配子体形成。以上研究结果表明,粗梗水蕨配子体生长受到二氯喹啉酸的抑制,自身的成精子囊素性别调控系统间接受到影响,导致粗梗水蕨有性繁殖能力减弱。该研究可为除草剂对非靶标水生植物的生态风险评价提供基础资料,保护水生植物多样性。     

不同营养条件下竹叶眼子菜NH4+-N吸收动力学的初步研究

以竹叶眼子菜(Potamogeton malaianus)无菌系种苗为试验材料,研究了不同水体营养浓度水平(低营养:TN0.213 mg·L^-1,TP 0.0093 mg·L^-1;中营养:TN 0.71 mg·L^-1,TP 0.031 mg·L^-1;高营养:TN 7.1 mg·L^-1,TP0.31 mg·L^-1)对其生长与NH₄⁺-N的吸收动力学参数的影响。结果表明,不同浓度水体营养对竹叶眼子菜生长的影响较小,而NH₄⁺-N的吸收动力学参数有显著差异。竹叶眼子菜在高、中和低营养培养条件下的NH₄⁺-N最大吸收速率V_max分别为41.1、29.1、21.1μmol·g^-1·h^-1,米氏常数K_m分别为0.356、0.306、0.122 mmol·L^-1。竹叶眼子菜营养吸收动力学与其生长环境关系紧密,在低浓度生长环境中时,竹叶眼子菜可以通过降低K_m值来提高对营养离子的亲和力以满足营养需求;在高浓度生长环境中,该植物通过增大吸收潜力来适应高营养。