森林低温霜冻灾害干扰研究综述

在全球变暖的背景下,森林低温霜冻灾害的发生并没有减少趋势,低温霜冻灾害的发生可能对林木的组织或整个幼树、幼苗产生致命伤害,进而成为林木生长发育,天然或人工更新的一个主要限制因子。森林低温霜冻灾害的发生和危害程度取决于林木生长复杂多变的物理环境和树木的耐冻性,前者又受大尺度环流形势及局地尺度小气候特征的影响。借助于3S技术建立复杂地形下低温和光照的空间分布模型,并结合林木的耐冻性,构建低温霜冻危害评估的概率模型,将有助于提高霜冻灾害的监测和危害评估水平。森林低温霜冻的防御应考虑将物理与生物防霜方法相结合,前者通过建防护林和采取合适的采伐措施,来改善林内地表的辐射平衡;后者则通过生物技术手段来增强林木的耐冻性。需结合霜冻灾害的监测和危害评估模型,对各种不同防霜措施的防霜效果进行定量评估。     

华南地区3种具有不同入侵性的近缘植物对低温胁迫的敏感性

以五爪金龙(Ipomoea cairica (L.) Sweet,重度入侵植物)、裂叶牵牛(Ipomoea nil (L.) Choisy,轻度/非入侵植物)和三裂叶薯(Ipomoea triloba L.,非入侵植物)3种起源于热带美洲、且在华南地区具有不同入侵性的番薯属藤本植物作为研究对象,通过比较它们在低温胁迫下的生理响应探究3种植物对低温的敏感性与它们入侵性之间的关系。通过测定在不同温度(28、15、10 ℃)处理下植物的生物量、活性氧、渗透调节物质、根系活力、光合特征等生理指标发现,五爪金龙、裂叶牵牛及三裂叶薯均通过增加光合系统Ⅱ的热耗散、积累渗透调节物质以及增强根系活力来应对低温环境,但15 ℃的温度条件已经对3种植物形成较为强烈的胁迫作用,表现为H₂O₂和丙二醛的积累、光合系统Ⅱ受损、根部细胞死亡以及生物量、根长的极显著下降(P<0.01),证明3种植物对低温胁迫均具有较高的敏感性。综合比较3种植物各生理指标的响应幅度发现,它们对低温的耐受性表现为:五爪金龙 > 裂叶牵牛 > 三裂叶薯,这与它们在华南地区的入侵危害程度一致,暗示低温敏感性的差异可能是其入侵性差异的重要原因。结果表明,低温敏感性是影响外来植物入侵性和入侵区域的重要因素,五爪金龙较高的低温敏感性是限制其在华南以外地区形成入侵危害的重要原因。     

粗纹举腹蚁垄断蜜露对紫胶生产的影响

为了解粗纹举腹蚁垄断云南紫胶虫分泌的蜜露对紫胶生产的影响,于2008年10月至2 010年5月,在云南省墨江县雅邑乡调查了粗纹举腹蚁对蜜露的垄断方式,以及粗纹举腹蚁垄 断蜜露对云南紫胶虫的雌雄性比、死亡率、泌胶量和怀卵量的影响.结果表明：在云南紫胶 虫生活史周期内,被粗纹举腹蚁垄断的胶被上,该蚂蚁昼夜不停地取食云南紫胶虫分泌的蜜 露,每10 cm胶被上粗纹举腹蚁的平均数量在（168±23）～（393±100）头,并在 胶被 上建立保护膜,阻止其他动物访问云南紫胶虫.粗纹举腹蚁的垄断显著降低了云南紫胶虫个 体的泌胶量,但是垄断对云南紫胶虫的群体泌胶量没有显著影响;粗纹举腹蚁的垄断 显著降低了云南紫胶虫的死亡率,提高了云南紫胶虫的雌虫比例和个体怀卵量.粗纹举腹 蚁垄断紫胶虫分泌的蜜露有利于紫胶生产.     

人工湿地污水处理工艺设计关键及生态学问题

人工湿地污水处理系统是一种经济高效的污水生态处理技术方式．然而,湿地污水处理技术在性能上仍须有待发展与完善,尤其需要对其处理工艺参数进行不断改进和系统优化．本文针对人工湿地污水处理工程中有关水力停留时间、水传导因素、表面负荷率和工程构筑物设计等技术参数,概括性地剖析、探讨了国内外人工湿地污水处理工艺的设计关键及其主要技术内涵,给出了一些重要的优化模型与最佳数值;与此同时,分析、提出了利用生态学方法克服人工湿地工程运行中所涉及的野生生物管理与蚊蝇控制等问题。     

茄子耐低温材料的筛选及其耐低温生理响应研究

本实验以从100份茄子种质资源中低温筛选出的耐低温基因型材料E659和耐低温敏感基因型材料E646为试材,研究了低温处理对不同耐寒性茄子叶片光抑制能力,丙二醛含量和电导率,过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸酶（APX）和超氧化物歧化酶（SOD）活性的影响。结果表明,在4℃处理5天后,与低温敏感材料E646相比,低温胁迫下筛选获得的极耐低温基因型E659, FV/FM 比值下降较少,表明其PSII 系统受损较少,而丙二醛含量和电导率上升幅度较低则表明膜脂过氧化反应引起的氧化损伤较轻。4℃低温处理24小时之内,发现E659植株中抗坏血酸酶活性增高,过氧化氢酶和超氧化物歧化酶的活性损害减弱或时间推迟。可见,茄子耐低温基因型E659在低温胁迫下能快速启动应激反应,增强氧化系统清除能力,来减轻低温对植株生长发育的伤害。     

外源物质对茶树耐寒及蔗糖代谢关键基因表达的影响

冬春季节低温伤害是影响茶树(Camellia sinensis)生产的重要因素。以茶树盆栽苗为试验材料,通过喷施不同浓度的γ-氨基丁酸(GABA)、绿藻粉和竹醋液溶液,研究低温胁迫下3种外源物质对茶树耐寒能力的影响,并对蔗糖代谢关键基因SPS、SUS4、INV4和INV5表达量及耐寒相关生理指标进行分析,解析外源物质影响茶树耐寒性的生理与分子机制。结果表明,低温胁迫下,用不同浓度GABA、绿藻粉和竹醋液喷施处理茶树盆栽苗叶片,其冻害指数和相对电导率显著低于对照;可溶性糖含量显著高于对照,以10 mmol·L^–1 GABA、0.22 mg·mL^–1绿藻粉及2.5 mg·mL^–1竹醋液处理效果最佳。低温胁迫下,与清水处理相比,分别用10 mmol·L^–1 GABA、0.22 mg·mL^–1绿藻粉或2.5 mg·mL^–1竹醋液处理茶树盆栽苗后,茶树苗丙二醛含量显著降低,抗氧化酶活性显著提高;叶片叶绿素、可溶性糖和脯氨酸含量显著增加,蔗糖含量在处理72小时后分别增加了15.24%、11.39%和5.97%;SPS、SUS4、INV4和INV5基因的表达量显著升高。实验结果表明,GABA、绿藻粉和竹醋液能显著增强茶树的耐寒性。研究结果可为茶树抗寒剂的筛选提供理论依据。     

草菇蛋白酶的分离、纯化及等电点的测定*

草菇是我国食用菌主要栽培品种之一,属典型高温真菌。低温将诱导草菇细胞内的蛋白质降解,导致草菇菌丝自溶、死亡。蛋白酶在草菇低温自溶过程中起了重要作用。在分离、纯化草菇蛋白酶的基础上,采用等电点聚焦电泳测定了蛋白酶的等电点,为草菇低温自溶与蛋白酶之间的关系的研究奠定了基础。     

一种提高体外培养细胞中期分裂相的新方法

为了提高体外培养细胞中期分裂相,用黄牛胎儿成纤维细胞系 （YFF）和西门塔尔小牛成纤维细胞系（CNF）为实验材料,先经4℃低温休克再用秋水仙素处理后制备染色体,比较了不同低温休克处理时间获得的中期分裂相百分率,并运用该方法对20代内YFF和CNF核型变异进行了分析。实验发现,YFF和 CNF经低温休克中期分裂相百分率显著高于对照组（P<0.05）。其中, 20 h低温组中期分裂相（31.7﹪和40.2﹪）高于对照组（4.7﹪和6.4﹪）5倍以上（P<0.01）。实验结果表明,4℃低温休克法是一种提高体外培养细胞中期分裂相的简便方法,适于监测体外培养细胞核型变异。     

低温暴露和恢复对棘胸蛙雌性亚成体生存力及能量物质消耗的影响

棘胸蛙(Paa spinosa)亚成体在人工驯养过程中容易出现越冬困难,非正常的冬眠可能会影响次年的繁育。以雌性棘胸蛙亚成体(1—2龄)为对象,研究该蛙在人工低温暴露(4℃保持90 d)条件下的生存力、机体能量物质消耗、肥满度、脏器系数的变化特征,以及这些参数在温度恢复至正常(由4℃缓慢升至22℃后保持7 d)后的变化情况。结果表明,该蛙在低温暴露过程中存活率逐渐降低,恢复期无死亡。肥满度(K)和体重/体长(Kwl)在低温暴露期间有逐渐升高的趋势,但两者在经历恢复期(22℃,7 d)后均恢复至初始水平(P>0.05)。胃系数和脾系数在低温暴露期呈明显的上升趋势(P<0.05),且两者在第90天均显著大于初始水平(P<0.05)。恢复期肝系数显著减小(P<0.05)。在低温暴露期各阶段肝脏和肌肉脂肪含量与初始无统计差异(P>0.05);肝脏水分在低温暴露期间呈明显下降趋势(P<0.05),而肌肉水分则与之相反;肝脏非脂肪干物质含量呈显著上升趋势(P<0.05),而肌肉非脂肪干物质则呈相反趋势。肝糖原含量随暴露时间的延长呈现显著上升趋势(P<0.05),低温暴露第60天和第90天肝糖原含量与初始相比分别增加59.4%和60.1%,而恢复期肝糖原含量则降至初始水平(P>0.05)。根据结果可以看出,在低温暴露过程中肝脏和肌肉脂肪含量变化不显著,同时肥满度、肝系数、肝脏非脂肪干物质和肝糖原含量均有不同程度的升高,而肌肉非脂肪干物质则显著减少(P<0.05),说明该蛙雌性亚成体在低温期主要消耗的能量物质不是脂肪而是肌肉非脂肪干物质,或者肌肉非脂肪干物质在组织间发生了大量转运。     

夜间低温胁迫后外源SA对恢复中黄瓜幼苗光合特性的影响

为明确低温胁迫后恢复过程中水杨酸(SA)对植物光合特性的影响,以黄瓜品种‘津研四号’幼苗为材料,通过沙培试验,研究了外源SA对夜间5℃低温胁迫后常温(25℃)恢复中黄瓜幼苗叶绿素含量、光合速率、叶绿素荧光参数、气体交换参数等的影响。结果显示:(1)与喷施清水处理相比,外源SA处理显著促进了夜间低温胁迫后的常温(25℃)恢复效果,显著提高了恢复速度和水平,表现在黄瓜幼苗叶绿素含量、净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)显著升高,黄瓜幼苗净光合速率在恢复6h时达到对照水平的82.18%。(2)外源SA还明显加快了恢复过程中黄瓜幼苗叶片最大光化学效率(Fv/Fm)、实际光化学效率(ΦPSⅡ)及非循环电子传递速率(ETR)的恢复,提高了非光化学猝灭系数(NPQ)值,增强了幼苗自身光保护能力。(3)外源SA也促进了黄瓜幼苗叶片表观量子效率(AQY)和羧化效率(CE)的恢复,它们在恢复2d时分别达到对照水平的92.59%和90.62%。研究表明,在夜间低温胁迫后的常温恢复过程中,外源SA可有效地促进黄瓜幼苗光合作用的恢复,增强其对低温环境的适应能力。