莳萝蒿适应盐渍环境的Na~+区域化方式和生理特征

莳萝蒿是广泛分布在我国北方的一种特殊类型的菊科盐生植物,阐明莳萝蒿特殊的耐盐机制和生理特征有助于丰富植物抗盐性研究的内容。用0、100、200、300、400 mmol/L Na Cl处理莳萝蒿7 d后,比较莳萝蒿盐处理植株与对照植株在生长和生理方面的差异,并详细分析了Na+在莳萝蒿体内的积累水平和区域化方式。结果显示:莳萝蒿虽然能够耐受400 mmol/L Na Cl,但盐处理显著抑制了莳萝蒿的生长,整株鲜重随着盐处理浓度的升高逐渐减小。在水分生理方面,随着盐处理浓度的升高,莳萝蒿叶片细胞的渗透调节能力逐渐增强,其叶片肉质化程度却呈逐渐降低的趋势。分析盐处理对光合作用的影响发现,盐处理后莳萝蒿叶片光合速率与气孔导度显著下降,而其PSⅡ光化学活性并未受到抑制,叶绿素含量甚至逐渐增大,说明盐处理后莳萝蒿叶片光合速率的降低主要是由于气孔因素造成的,而不是由于光合结构被破坏。莳萝蒿体内的Na+含量随着盐处理浓度的升高显著增加,400 mmol/L Na Cl条件下叶、茎、根中的Na+含量分别高达321.4、242.1和182.3μmol/g鲜重;莳萝蒿体内的Na+70%以上积累在叶片内,而叶片内98%左右的Na+积累在叶片原生质体中,叶片原生质体中的Na+平均浓度是质外体1.2—1.8倍,推测其叶片细胞内存在着有效的Na+区域化机制。盐处理后莳萝蒿叶片液泡膜V-H+-ATPase的质子泵活性比对照增加了30%—50%,液泡膜Na+/H+逆向转运活性则增加至对照的4—7倍,进一步证实莳萝蒿叶片具有较强的液泡Na+区域化能力。随着盐处理浓度的升高,Na+在叶片中的分布比例相对减少,V-H+-ATPase的质子泵活性和Na+/H+逆向转运活性增幅也减缓。这种Na+区域化能力使莳萝蒿获得了较强的耐盐性,有效保护了其光系统,降低了细胞汁液渗透势。但是盐处理后这种耐盐方式并不能阻止莳萝蒿叶片肉质化程度和光合活性下降,莳萝蒿生长仍然受盐抑制,说明Na+区域化是莳萝蒿适应盐渍环境的必要条件而非充分条件。     

不同地下水矿化度对柽柳光合特征及树干液流的影响

为揭示柽柳(Tamarix chinensis)光合能力及耗水特征对地下水矿化度的响应规律, 以黄河三角洲建群种——柽柳3年生植株为研究对象, 在1.2 m的潜水水位下, 模拟设置淡水、微咸水、咸水和盐水4种不同的地下水矿化度, 测定柽柳叶片光合-光响应、蒸腾速率和树干液流的日变化。结果表明: 地下水矿化度通过影响土壤盐分可显著影响柽柳光合特性及耗水性能。随地下水矿化度升高, 柽柳叶片净光合速率(P_n)、最大P_n、蒸腾速率、气孔导度、表观量子效率和暗呼吸速率均先升高后降低, 而水分利用效率(WUE)持续降低。淡水、微咸水和盐水处理下, 柽柳P_n光响应平均值分别比咸水处理降低44.1%、15.1%和62.6%; 微咸水、咸水和盐水处理下, 柽柳WUE光响应平均值分别比淡水处理降低25.0%、29.2%和41.7%。随地下水矿化度升高, 柽柳叶片光饱和点先升高后降低, 而光补偿点持续升高, 光照生态幅变窄, 光能利用率变低。淡水和盐水处理下, 柽柳P_n下降分别是非气孔限制和气孔限制引起的。柽柳树干液流速率随地下水矿化度升高而先升高后降低, 咸水处理下树干液流速率日变幅最大, 日液流量最高。淡水、微咸水和盐水处理下日液流速率平均值分别比咸水处理降低61.8%、13.1%和41.9%。咸水矿化度下柽柳有较高的光合特性, 在蒸腾耗水较严重的情况下可实现高效生理用水, 适宜柽柳较好地生长。     

时间序列修订对森林二氧化碳通量的影响

对长白山阔叶红松林2003年生长季的涡动相关实测时间序列进行了去倾修订与超声风速仪倾斜修订,并分析了不同修订方法对森林CO2通量计算值的影响．结果表明,基于未修订时间序列计算得到的森林CO2通量(Fcraw)被高估．线性与非线性去倾对Fcraw的修订量分别为1．6％、1．8％,两者差异很小．平面拟合坐标变换与流线坐标变换对Fcraw的修订量分别为3．7％、4．7％,两者差异较大．对线性去倾后的时间序列分别进行流线坐标变换与平面拟合坐标变换,二者对Fcraw的修订量分别为5．5％与4．6％．建议对时间序列进行线性去倾与平面拟合坐标变换综合修订．     

不同群落类型柔毛淫羊藿总黄酮和淫羊藿苷含量及其与土壤因子的关系

2009年8月,采用高效液相色谱法和紫外分光光度法测定了唐家河自然保护区次生落叶阔叶林红桦群落(群落Ⅰ)、常绿落叶阔叶混交林细叶青冈群落(群落Ⅱ)和常绿阔叶林油樟群落(群落Ⅲ)下生长的柔毛淫羊藿各器官的总黄酮和淫羊藿苷含量,分析其与土壤因子的关系结果表明：柔毛淫羊藿叶片中总黄酮和淫羊藿苷含量最高、茎中最低;群落Ⅰ的柔毛淫羊藿总黄酮和淫羊藿苷含量［(5.32±0.23)%和(0.47±0.05)%］均显著高于群落Ⅱ［(4.06±0.03)%和(0.32±0.01)%］和群落Ⅲ［(4.15±0.07)%和(0.28±0.09)%］;土壤氮含量和pH值对柔毛淫羊藿的总黄酮和淫羊藿苷含量影响较大,柔毛淫羊藿总黄酮和淫羊藿苷含量与土壤全氮和碱解氮呈显著负相关(P<0.05),与土壤pH值呈极显著正相关(P<0.01).土壤较低的氮供应水平和较高的土壤酸度可能使群落Ⅰ柔毛淫羊藿的总黄酮和淫羊藿苷含量增加.     

Flt3配体增强HCV核心 包膜E2融合基因DNA疫苗诱导的细胞免疫应答

建立一种可高效诱导细胞免疫应答,对丙型肝炎病毒（HCV）感染可能起预防和治疗作用的DNA疫苗。将小鼠Flt3配体（FL）信号肽和胞外段cDNA插入结构优化的HCV核心包膜E2融合抗原DNA疫苗pST-CE2t,构建成pST-CE2t/FL。将pSTCE2t/FL转染COS7细胞,Western blot和ELISA检测表明该重组质粒能表达HCV核心包膜E2融合抗原和可溶性小鼠FL。分别将pST-CE2t、pST-CE2t/FL和空载体pCI-neo肌肉注射接种BALB/c小鼠,检测小鼠的体液和细胞免疫应答。结果表明两种DNA结构均能在小鼠体内诱生细胞和体液免疫应答,但pST-CE2t诱导的体液免疫应答强于pST-CE2t/FL,而后者诱导的细胞免疫应答明显强于前者。FL能明显增强HCV核心包膜E2融合抗原DNA疫苗诱导的细胞免疫应答,对于发展HCV预防和治疗性疫苗有潜在的应用价值。     

干旱和遮荫对马尾松幼苗瞬时水分利用效率及δ13C的影响

水分利用是植物光合固碳的关键过程,其效率反映植物对胁迫环境的适应能力,δ¹³C作为反映植物长期水分利用效率的关键指标,对于揭示植物与环境长期作用的关系具有重要意义。本研究以马尾松幼苗为对象,通过土壤水分和光照条件控制,设置干旱(土壤水分为30%饱和含水量)、遮荫(光照强度为全光照的30%)及干旱+遮荫(土壤水分为30%饱和含水量和光照强度为全光照的30%)3种胁迫方式和对照(CK,土壤水分为70%饱和含水量和全光照),研究干旱和遮荫对马尾松瞬时水分利用效率和δ¹³C的影响。结果表明：干旱和干旱+遮荫处理分别使马尾松当年生叶的瞬时水分利用效率显著增加了67.96%和60.78%,遮荫对瞬时水分利用效率的影响不显著;当年生叶的δ¹³C在干旱处理下显著增加了14.35%,但在遮荫和干旱+遮荫处理下未发生明显改变;各处理对1年生叶δ¹³C的影响均不显著;表明瞬时和长期水分利用效率的变化不同步,且马尾松的水分利用效率对干旱的响应较早;在各处理下,各库器官中的δ¹³C均大于源叶,茎干和根中...     

文心兰浅绿条纹突变体的生理生化及叶绿素荧光特性研究

以文心兰浅绿条纹突变体为材料,分析叶片光合色素含量和组成、叶绿素合成前体物质含量以及叶绿素荧光参数的变化,观察突变体叶绿体超微结构的改变,以探寻其叶色变异的生理基础。结果表明:(1)突变体叶绿素a(Chl a)、叶绿素b(Chl b)、类胡萝卜素(Car)和总叶绿素(Chl)含量分别比叶色正常植株显著降低了37.1%、34.0%、30.8%和36.3%。(2)突变体叶绿素生物合成受阻于胆色素原(PBG)到尿卟啉原Ⅲ(UrogenⅢ)的反应步骤。(3)突变体叶绿体发育存在明显的缺陷,基粒数目及基粒片层的垛叠层数明显减少,嗜锇颗粒及囊泡较多。(4)突变体初始荧光(Fo)比正常植株高39%,最大荧光(Fm)、最大光化学效率(Fv/Fm)、PSⅡ有效光化学效率(Fv′/Fm′)和PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)均显著低于正常植株,但光化学淬灭系数(qP)和非光化学淬灭系数(NPQ)与正常植株无显著差异。研究结果说明,文心兰叶绿素生物合成受阻和叶绿体结构发育不良,导致叶绿素的含量下降,致使突变体叶片呈现浅绿条纹,光能利用率降低。     

长白落叶松冠层光合作用的空间异质性

以2014年黑龙江省帽儿山林场14年生人工长白落叶松为研究对象,对比分析了各项光合指标、环境因子及光合生理参数在冠层内的空间差异性,并探讨了净光合速率(P_n)与其他指标的关系.结果表明: 在树冠垂直方向,上层P_n、气孔导度(g_s)和蒸腾速率(T_r)显著高于中层和下层,胞间CO₂浓度(C_i)表现为下层>中层>上层;光合有效辐射(PAR)从上层外部到下层内部呈显著降低趋势,水汽压差(VPD)和叶片温度(T_l)表现为上层显著高于中层和下层,相对湿度(RH)则无显著差异;最大净光合速率(P_{n max})、暗呼吸速率(R_d)、光补偿点(LCP)和光饱和点(LSP)均表现为上层>中层>下层,下层比上层分别降低32.7%、55.8%、80.2%和51.6%,表观量子效率(AQY)表现为下层>中层>上层,下层分别是中层和上层的1.2和1.3倍.水平方向,光合指标和环境因子的差异性主要体现在树冠上层,P_n、g_s、T_r、PAR和VPD表现为树冠外部显著高于树冠内部,而C_i和RH差异不显著;P_{n max}、R_d、LCP和LSP表现为外部>内部,内部比外部分别降低0.4%、37.7%、42.0%和16.4%,而AQY在内部比外部高0.7%.C_i是限制P_n的主要生理因子,PAR是影响P_n的主要环境因子,尤其在弱光区域PAR对P_n的影响十分明显.因此,在模拟和预估树木冠层光合作用时,考虑空间异质性有一定的必要性.     

不同林龄杉木氮素的获取策略

为了探讨不同林龄杉木人工林氮素获取策略,选择了江西千烟洲森林生态研究站红壤区的3种林龄杉木人工林(5年生幼龄林、13年生中龄林和30年生成熟林)作为研究对象,利用稳定性同位素~(15)N示踪技术研究了它们的氮素吸收策略。结果表明,杉木对硝态氮的吸收受林龄影响,成熟林的吸收速率最高,为(5.72±0.24)μg N g~(-1)干重h~(-1),而中龄林和幼龄林的吸收速率相当,分别为(1.57±0.13)μg N g~(-1)干重h~(-1)和(2.36±0.22)μg N g~(-1)干重h~(-1)。幼龄林((34.33±1.20)μg N g~(-1)干重h~(-1))和成熟林((34.18±2.32)μg N g~(-1)干重h~(-1))对铵态氮的吸收速率相似,均显著高于中龄林((23.33±1.39)μg N g~(-1)干重h~(-1))。杉木对甘氨酸的吸收不受林龄的影响。3种年龄的杉木均对铵态氮表现出强的获取能力,其中成熟林杉木对硝态氮的获取能力明显弱于对铵态氮的获取,但却强于对甘氨酸的获取。这样的结果反映了林龄能影响杉木人工林对无机氮的吸收,但未影响对有机氮的吸收;杉木偏好吸收铵态氮,对硝态氮和甘氨酸的吸收很少。如果能把氮素形态考虑进对杉木人工林的施肥管理当中,那么可能会极大地改善杉木的生产力。     

玉/豆和玉/薯模式下氮肥运筹对玉米氮素利用和土壤硝态氮残留的影响

过量施用氮肥造成的环境问题日益严重,氮肥合理使用已成为人们研究的热点.本文研究了西南玉米两种主要套作模式下氮肥运筹对玉米氮素利用和土壤硝态氮残留的影响.结果表明：连续分带轮作种植玉/豆模式后,玉米收获期植株中的氮素积累较玉/薯模式平均提高了6.1%,氮收获指数增加了5.4%,最终使氮肥利用效率提高4.3%,氮素同化量提高了15.1%,氮肥偏生产力提高了22.6%;玉米收获后硝态氮淋溶损失减少,60～120 cm土层中硝态氮残留玉/豆模式较玉/薯模式降低了10.3%,而0～60 cm土层中平均提高了12.9%,有利于培肥地力,两年产量平均较玉/薯模式高1249 kg·hm^-2,增产22%;增加施氮量提高了植株氮素积累,降低了氮肥利用率,显著提高了表层土壤中硝态氮的累积,60～100 cm土层中硝态氮的累积量在0～270 kg·hm^-2处理间差异不显著,继续增加施氮量会显著增加土壤硝态氮的淋溶;氮肥后移显著提高了土壤0～60 cm土层硝态氮的积累.两种模式下施氮量和底追比对玉米氮素吸收和硝态氮残留的影响结果不一致,玉/豆模式以施氮180～270 kg·hm^-2、按底肥∶拔节肥∶穗肥=3∶2∶5的施肥方式有利于提高玉米植株后期氮素积累、氮收获指数和氮肥利用效率,减少了氮肥损失,两年最高产量平均可达7757 kg·hm^-2;而玉/薯模式在180 kg·hm^-2、按底肥∶穗肥=5∶5的施肥方式下,氮素积累利用及产量均优于其他处理,两年平均产量为6572 kg·hm^-2,可实现两种模式下玉米高产、高效、安全的氮肥管理体系.