挺水植物与浮叶植物光合荧光特性的差异

为探讨自然生境中不同生活型水生植物光合生理特征的差异,选取4种挺水植物菖蒲(Acorus calamus L.)、再力花(Thalia dealbata Fraser)、梭鱼草(Pontederia cordata L.)、茭草(Zizania latifolia(Griseb.)Stapf),以及4种浮叶植物黄睡莲(Nymphaea mexicana Zucc.)、莼菜(Brasenia schreberi J.F.Gmel.)、金银莲花(Nymphoides indica(L.)O.Kuntze)、菱(Trapa bispinosa Roxb.)为研究对象,比较其叶绿素荧光参数、色素组成和比叶重的差异。研究发现,高光强下挺水植物电子传递速率(ETR)、非光化学淬灭(NPQ)等光合荧光参数、以及低光强下ETR拟合曲线的初始斜率(α)均值显著大于浮叶植物。不同挺水植物间光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率(F_v/F_m)、ETR、NPQ、最大潜在电子传递速率(Ps)、最大电子传递速率(ETR_m)及饱和光强(E_m)变化幅度较大;不同浮叶植物间上述参数变化幅度较小。挺水植物叶绿素(Chls)、类胡萝卜素(Cars)含量均值也高于浮叶植物。但由于比叶重(SLW)的影响,不同水生植物间单位叶面积和单位叶鲜重色素含量的变化规律略有不同。挺水植物中再力花、梭鱼草光合能力较强,其光合荧光参数和色素比例均符合典型阳生型特征;菖蒲、茭草光合能力略弱,部分指标符合阴生型特征。4种浮叶植物各指标均符合阳生型特征。实验推测,挺水植物和浮叶植物由于叶片所处环境不同,其光合适应机制存在明显分化。挺水植物叶片所处环境异质性较大,因而不同物种之间光合参数适应范围也大;浮叶植物叶片所处环境相对均一,因而光合参数差异也小。浮叶植物也不依赖NPQ进行高光保护。在湿地植被恢复工具种筛选过程中应综合考虑环境异质性和不同物种光适应能力的差异。     

植物核DNA含量在全球尺度上的纬度变异式样及其气候适应意义——以菊科植物为例

核DNA含量是重要的生物学概念,涉及DNA C-值和基因组大小。前人有关植物核DNA含量在纬度梯度上的变异规律存在着矛盾的报道,而且多数将核DNA含量与纬度、海拔、气候等因素之间的关系描述成线性关系。核DNA含量是否具有环境适应上的意义,也还存在争议。先前有关核DNA含量与环境因素间关系的矛盾性报道可能与取样过小、地理范围过窄、研究对象遗传背景差异过大有关。如果对一个遗传背景相近的类群在全球范围内进行取样,核DNA含量会呈现有规律的纬度梯度变化,可能与大的气候因素之间存在非线性关系。菊科(Asteraceae)是被子植物的最大科,是一个广泛认可的自然分类群。为揭示全球空间尺度上植物核DNA含量在纬度梯度上的变异规律,以及这种变异是否具有环境适应意义,以菊科为对象开展了核DNA含量与纬度、生物气候因素关系的统计分析。从"植物DNA C-值数据库"检索到822种菊科植物的核DNA含量数据;在全球范围内,沿经度方向上设立10条样带,每条样带横跨15个经度,每条样带又均分成22个样块,每个样块纵跨7.5个纬度;其次,从"世界气候数据网站"下载1950—2000年时间段14个生物气候因子数据,应用Arc GIS 9.3获得每个样块14个生物气候因子的平均值;根据"全球生物多样性信息网站"记录,计算每个样块菊科植物平均的核DNA含量数据。为避免气候变量之间的多重共线性对数据分析的影响,应用主成分分析对数据进行了降维,发现最冷季度平均温度、最干季度雨量分别是第一、二主成分上荷载最大的因子,去除与它们相关性在-0.7至+0.7之间的其他气候因子后获得了最冷季度平均温度、最干季度雨量和最湿月份雨量三个变量用于进一步数据分析。结果发现,菊科植物在全球10个样带上的核DNA含量与纬度关系密切,与最冷季度平均温度、最干季度雨量和最湿月份雨量呈现极显著的单峰型的非线性关系,可以用二项式进行拟合。因此,全球空间尺度上植物核DNA含量沿着纬度梯度有规律性的非线性变化,这种变化具有很强的气候适应意义。     

土壤水分对土壤产生气态氮的厌氧微生物过程的影响

气态氮[一氧化氮(NO)、氧化亚氮(N2O)和氮气(N2)]的释放是土壤氮损失的一种重要途径.硝化和反硝化作用是土壤气态氮损失的主要微生物过程,但是异养硝化作用、共反硝化作用和厌氧氨氧化过程对土壤气态氮损失的贡献尚不清楚.本研究利用15N标记和配对法,结合硝化抑制剂双氰胺(DCD),通过土壤培养试验来量化厌氧条件下各种...     

大尺度区域生态环境治理及国家生态安全格局构建的技术途径和战略布局

陆地生态系统是地球生物圈系统的核心组分,是人类生活、生产及社会经济活动的场所.然而,人类文明发展和科学技术进步在不断地扩大对资源的利用规模和强度,也导致了严重威胁社会可持续发展的全球气候变化、生物多样性丧失、环境污染、资源枯竭、生态系统退化等环境问题.社会公众期望生态学研究能够为区域、大陆及全球尺度的生态系统的利用和保...     

Response of physiologic metabolism and cell structures in mango fruit to exogenous methyl salicylate under low-temperature stress

We explored the effects of exogenous methyl salicylate (MeSA) on the development of chilling injury symptom, and the structure and composition of the pericarp, in mango ( Mangifera indica L. cv. 'Red 6') fruit under low-temperature stress using histochemical analysis and scanning electron microscopy together with Fourier transform infrared (FTIR) analysis. The results indicated that chilling injury symptom was remarkably limited in the fruit treated with MeSA at 0.1 m M as compared to the 5°C control, demonstrating the positive effects of MeSA in reducing chilling injury of mango fruit in low-temperature storage. In MeSA-treated fruit, the pericarp wax surface showed many cracks, and exocarp cells exhibited normal separation. The cell wall of exocarp contained lower amounts of pectic substances, aliphatics and phenolics in MeSA-treated fruit. In addition, MeSA-treated fruit contained more esterified substances and less carboxylate and carboxyl substances. Our work revealed the importance of MeSA in enhancing fruit tolerance to low-temperature stress and suggested a contribution of cellular structure and composition to this effect, which has not been reported previously.     

Noggin and bFGF cooperate to maintain the pluripotency of human embryonic stem cells in the absence of feeder layers

Human embryonic stem (hES) cells are typically maintained on mouse embryonic fibroblast (MEF) feeders or with MEF-conditioned medium. However, these xenosupport systems greatly limit the therapeutic applications of hES cells because of the risk of cross-transfer of animal pathogens. Here we showed that the bone morphogenetic protein antagonist noggin is critical in preventing differentiation of hES cells in culture. Furthermore, we found that the combination of noggin and basic fibroblast growth factor (bFGF) was sufficient to maintain the prolonged growth of hES cells while retaining all hES cell features. Since both noggin and bFGF are expressed in MEF, our findings suggest that they may be important factors secreted by MEF for maintaining undifferentiated pluripotent hES cells. Our data provide new insight into the mechanism how hES cell self-renewal is regulated. The newly developed feeder-free culture system will provide a more reliable alternative for future therapeutic applications of hES cells.     

海洋氮循环中细菌的厌氧氨氧化

细菌厌氧氨氧化过程是在一类特殊细菌的厌氧氨氧化体内完成的以氨作为电子供体硝酸盐作为电子受体的一种新型脱氮反应.厌氧氨氧化菌的发现,改变人们对传统氮的生物地球化学循环的认识:反硝化细菌并不是大气中氮气产生的唯一生物类群.而且越来越多的证据表明,细菌厌氧氨氧化与全球的氮物质循环密切相关,估计海洋细菌的厌氧氨氧化过程占到全球海洋氮气产生的一半左右.由于氮与碳的循环密切相关,因此可以推测,细菌的厌氧氨氧化会影响大气中的二氧化碳浓度,从而对全球气候变化产生重要影响.另外,由于细菌厌氧氨氧化菌实现了氨氮的短程转化,缩短了氮素的转化过程,因此为开发更节约能源、更符合可持续发展要求的废水脱氮新技术提供了生物学基础.     

九龙江河口及厦门污水处理设施抗生素抗性基因污染分析

【目的】近年来由于抗生素的滥用,导致了多药物抗性超级细菌的产生,有关抗生素抗性基因(Antibiotic resistance genes,ARGs)在环境介质中分布、迁移和扩散已经引起人们的广泛关注。针对九龙江河口及厦门污水处理设施抗生素抗性基因污染情况开展研究。【方法】通过定性PCR研究九龙江河口水体、沉积物和厦门污水处理设施活性污泥中4种磺胺类、13种四环素类ARGs及2种整合子基因的污染情况,并选择四环素类tet(W)基因进行克隆文库测序分析。【结果】除tet(O)和tet(S)外,其他基因均被检出。不同环境介质中的ARGs及整合子基因检出率为活性污泥(0.86)>沉积物(0.57)>水体(0.24)。在淡水和淡盐水中,sul(l)、int(1)、tet(A)、tet(C)、tet(E)、tet(M)和tet(W)的检出率要高于海水,表明九龙江上游可能是ARGs的污染源之一。【结论】主成分分析表明污水处理设施是ARGs的高发载体;沉积物是ARGs的稳定载体;而水体中的ARGs易于分解。此外,tet(W)基因克隆文库分析表明,厦门污水处理设施也可能是九龙江河口及厦门沿岸的ARG污染源。     

南充雉鸡的巢址选择和春夏季栖息地选择

2006年3-6月,采用野外直接观察法和样方法,在四川省南充市太和白鹭自然保护区对雉鸡(Phasianus colchicus)的巢址选择和春夏季栖息地选择进行了研究。通过主成分分析和对比分析,巢址选择研究结果表明:雉鸡的巢都是选择在乔木盖度小、距水距离较近、草本高度和盖度都较大的白茅(Imperata cylindri-cal)干草丛中;影响雉鸡巢址选择的主要因子依次为:坡度、总盖度、乔木平均胸径、乔木盖度、郁闭度、距水距离、距路距离、灌木平均高度、巢周围干草比例、裸地面积、巢上方覆盖物厚、灌木盖度和巢所在草丛宽度等13个因子。春夏季栖息地选择研究结果表明:雉鸡在春夏季倾向于在植被总盖度大、坡度适中、乔木盖度适中、草本盖度和高度较大、灌木盖度较小、灌木高度较大、隐蔽度较大、距路距离较远和郁闭度较大等的生境栖息。     

高黎贡山地区民族植物学的研究Ⅰ.勒墨人

应用民族植物学的方法,对生活在云南西部高黎贡山东坡的勒墨人进行了调查。主要研究结果如下勒墨人对野生植物及环境有较大的依赖性;从 事刀耕火种轮歇栽培,并种植漆树(Toxicodendron vernicifiuum)和桤木(Alnus nepalensis)以促进轮歇地的休闲管理;栽培和管理漆树、收割生漆交换或出售,是勒墨人轮歇农业的一大特色;他们采集利用60余种野生食用植物和100余种药用植物,云黄连(Coptis teeta)和贝母(Fritillaria cirrhosa)等重要药材用于同外界进行物资交换;在对自然界的崇拜过程中,勒墨人对当地生物多样性的保护起到了积极的作用。