大气CO2浓度升高对毛竹叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响

为了解竹子对大气CO2浓度升高的生理响应,为气候变化背景下的竹林适应性管理提供理论依据,运用开顶式气室(OTCs)设置了3个CO2处理浓度(环境大气、500和700μmol·mol-1),探讨了大气CO2浓度升高对毛竹(Phyllostachys edulis)叶片光合色素、膜脂过氧化和抗氧化系统的影响。结果表明:与环境大气比较,500μmol·mol-1浓度处理30d时对毛竹叶片光合色素、膜脂过氧化和抗氧化系统影响并不明显,仅叶片CAT活性显著降低;随着处理时间的延长,对毛竹叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响逐渐显现,至处理90d时,除叶片可溶性糖含量无明显变化,其他测定指标均有显著变化;700μmol·mol-1浓度处理在不同时间上对毛竹叶片膜脂过氧化和抗氧化系统的影响均较500μmol·mol-1CO2浓度处理明显,处理30d时毛竹叶片可溶性糖含量和抗氧化酶活性有明显变化,处理90d时,各项测定指标均有显著变化;研究表明大气CO2浓度升高一定程度上能增强毛竹的抗氧化能力,但光合产物的过量积累也会造成碳水化合物源-库失衡和Rubisco的再生受到反馈作用抑制。     

毛竹对大气臭氧浓度倍增的生理响应

为了给气候变化背景下的竹林培育应对策略提供理论依据,以毛竹 （Phyllostachys edulis） 为材料,运用开顶式气室 （OTCs） 模拟当前环境背景大气O3浓度（NF,40~45nL·L-1）的倍增1倍（TR1,92~106nL·L-1）和倍增2倍（TR2, 142~160nL·L-1）情景,分析叶片光合色素、脂质过氧化及抗氧化酶等生理指标的变化规律。结果表明：大气O3浓度倍增处理90d时,毛竹叶片Chl、Car含量和SOD活性显著降低,叶片相对电导率和可溶性蛋白、MDA、O2-含量及POD活性显著升高。叶片O2-含量与SOD活性、光合色素含量呈极显著负相关,而与叶片相对电导率、POD活性和MDA、可溶性蛋白含量呈显著正相关。研究表明大气O3浓度倍增会导致毛竹叶片老化加快,光合色素降解或合成受阻,膜脂过氧化,膜结构和氧化系统破坏,影响毛竹的正常生长。本文从抗性生理方面揭示了毛竹对大气臭氧胁迫的耐受性,为竹子应对气候变化研究提供了参考。     

天敌竹盲走螨在纯竹林中种群数量锐减的原因研究

本项研究针对我国南方毛竹林,近年害螨突发性成灾的现象,进行调查与研究,结果表明：纯竹林害螨总量平均高于混交林289．28％,混交林天敌竹盲走螨(Typhlodromus bambusae Ehara)总量平均高于纯竹林263．56％;混交林益、害螨比例为1：13,而纯竹林益、害螨比例是1：118。研究表明纯竹林地面垦复、劈草,使得以芒草为生的芒草裂爪螨(Schizotetranychus mistanthi Saito)种群数量急剧下降,导致乡土优势种竹盲走螨缺乏中间食物,难以维持种群。在毛竹——芒草混生的毛竹林(含其它树种)由于毛竹上害螨和林下芒草裂爪螨受到共同天敌——竹盲走螨的控制维持着稳定的益、害种群数量,虽然有害螨,但不成灾,在纯竹林由于地面垦复、劈草破坏原有已形成的生物链,导致毛竹害螨失去天敌控制而突发性成灾,证明纯竹林中天敌锐减是导致毛竹害螨暴发成灾的重要因素。     

基于PROSAIL辐射传输模型的毛竹林分冠层反射率模拟研究

冠层光谱反射率直接关系到毛竹（Phyllostachys pubescens Mazel）林冠层参数的反演,对毛竹林地土壤肥力间接估测具有重要意义。以PROSPECT5、PROSAIL模型为基础,从叶片尺度和冠层尺度分析模型参数对叶片和冠层反射率的影响,构建毛竹冠层叶面积指数（LAI）-冠层反射率查找表并通过代价函数选取最优冠层反射率,从而实现毛竹林分冠层反射率的准确模拟。结果表明,在叶片尺度,PROSPECT模型参数敏感性从高到低依次为叶肉结构参数（N） > 叶绿素含量（C_ab） > 等效水厚度（EWT） > 干物质含量（C_m） > 类胡萝卜素含量（C_ar）;在冠层尺度,PROSAIL模型参数敏感性从高到低依次为LAI > C_ab > EWT > C_m > N > C_ar > ALA（平均叶倾角）;叶片尺度反射率整体大于冠层尺度反射率;在400~900 nm波长范围内,PROSAIL模型模拟的冠层光谱反射率与实测光谱反射率拟合效果较好,相对误差为6.71%。     

母岩与竹龄对毛竹竹叶中硅和植硅体碳含量的影响

在浙江省毛竹主产区,采集不同母岩类型(花岗岩、砂页岩、凝灰岩)和不同竹龄(1、3年生)的毛竹竹叶样品,研究了不同母岩和竹龄对毛竹叶片中硅与植硅体碳含量的影响,以及竹叶样品中硅和植硅体含量之间的相关关系.结果表明: 母岩、竹龄对毛竹竹叶中硅和植硅体含量均有显著影响,不同母岩土壤毛竹竹叶中硅含量表现为花岗岩(33.19 g·kg^-1)>砂页岩(32.64 g·kg^-1)>凝灰岩(24.51 g·kg^-1),植硅体含量表现为花岗岩(105.81 g·kg^-1)>砂页岩(93.50 g·kg^-1)>凝灰岩(59.40 g·kg^-1);3年生毛竹竹叶中硅与植硅体含量均显著高于1年生.母岩与竹龄对竹叶植硅体碳含量均无显著影响,而对竹叶干物质植硅体碳含量存在显著影响.3种母岩发育土壤上毛竹叶中硅与植硅体含量间呈显著正相关;但1年生竹叶中两者之间无显著相关性.要准确估算全国不同地域、不同土壤类型毛竹竹叶的植硅体含量时,需要考虑母岩、植物株龄的影响.     

毛竹miR398和miR408的克隆及其表达分析

为了解毛竹(Phyllostachys edulis)中miR398和miR408的表达情况,从毛竹叶片中分离了二者的前体序列,并用实时定量PCR技术对其表达模式进行了研究。结果表明,毛竹中miR398和miR408前体序列ped-MIR398和ped-MIR408长度分别为83 bp和92 bp,二者均能形成稳定的茎环结构,其中成熟miRNA序列(ped-miR398和ped-miR408)均位于5′端臂上。ped-miR398和ped-miR408均为组成型表达,在毛竹叶中表达量最高。强光、蔗糖和GA3处理后,叶片中ped-miR398与pedmiR408的表达量均上调;CuSO_4和ABA处理后,叶片中二者的表达量均下调;黑暗、NaCl和4℃处理后,前者表达量上调,后者表达量下调。因此,ped-miR398与ped-miR408在毛竹适应逆境胁迫过程中可能发挥着不同的调控作用。     

一种特殊的长寿细胞: 毛竹茎秆纤维细胞

利用显微和细胞化学方法, 对毛竹( Phyllostachys edulis) 茎秆纤维次生壁形成过程中超微结构变化以及ATP 酶、Ca²⁺ -ATP_ase 和酸性磷酸酶的超微细胞化学定位进行了研究。研究发现, 次生壁形成早期,细胞核具有双层核膜, 染色质凝聚, 可见大量的线粒体、粗面内质网和高尔基体等细胞器存在于纤维细胞中; 随后, 双层核膜消失, 细胞器将逐渐解体, 多泡体开始出现在纤维细胞的细胞质; 随着年龄的增加,纤维细胞壁逐渐增厚, 并出现多层结构现象, 而运输小泡、细胞膜、胞间连丝和凝聚的染色质将持续存在。在次生壁形成的整个过程中, ATP 酶、Ca²⁺ -ATP_ase 和酸性磷酸酶在运输小泡、细胞膜、质膜内陷、胞间连丝和凝聚的染色质中将持续存在。结果表明, 毛竹茎秆纤维细胞是一种不同于木本双子叶植物的长寿细胞, 纤维原生质体中ATP 酶和酸性磷酸酶的持续存在与次生壁的持续增厚密切相关。     

毛竹叶片衰老过程的叶重量、叶面积及元素内吸收率的动态

对福建永春毛竹(Phyllostachys pubescens Mazel ex H.de Lehaie)叶片衰老过程的叶重量、叶面积及元素内吸收率的动态进行了研究,并对元素内吸收率RE_1(以元素的干重含量为计算单位,mg/g)、RE_2(以单位叶片的元素含量为计算单位,mg/leaf)以及RE_3(以单位叶面积的元素含量为计算单位,mg/cm~2)进行了比较。叶片衰老过程中,平均叶重量、叶面积及比叶重分别下降了19.55％、15.16％和5.07％。叶重量与叶面积下降百分率的季节变化趋势一致,说明毛竹叶片存在一定的重量与面积比率。在不同的元素内吸收率比较中,N和K的元素内吸收率均为正,Ca均为负,表明叶片衰老过程中N和K的元素含量从衰老叶片中转移至植株的其他部位,而Ca在老叶中累积。N、P、K、Ca和Mg 5种元素平均的元素内吸收率高低顺序均为RE_2>RE_3>RE_1,反映出以元素的干重含量为计算单位和以单位叶面积的元素含量为计算单位的元素内吸收率偏低。     

毛竹基因组大小测定

毛竹（Phyllostachys edulis）属禾本科（Poaceae）竹亚科（Bambusoideae）刚竹属（Phyllostachys）,是我国分布和栽培面积最大的经济竹种,有着广泛的开发前景。本实验以水稻（Oryza sativa）为内标,用流式细胞仪对水稻和竹子样品的PI发射荧光强度进行测定,通过比较水稻与毛竹样品峰值的倍数关系,计算出毛竹的基因组大小。对24组样品进行重复测试,测得毛竹基因组大小为2075.025±13.08Mb,即2C DNA含量为4.24pg（以1pg DNA=0.978×10^9bp计算）。毛竹基因组大小测定为毛竹基因组文库的建立及其基因组学研究奠定了重要基础。     

毛竹扩张对常绿阔叶林土壤微生物群落的影响

毛竹具有独特的生理生态学特征,会不断地向邻近的生态系统扩张。这一现象会造成生态系统退化、土壤理化性质和微生物群落结构改变等问题,引起了人们的高度关注。然而,目前关于毛竹扩张对微生物群落结构的影响研究甚少。以安吉灵峰寺林场的长期定位试验为平台,在4条毛竹扩张样带上依次设置常绿阔叶林(BLF)、竹-阔混交林(MEF)和毛竹林(PEF)样地,测定不同林型的土壤理化性质以及微生物群落特征。结果表明: 随着毛竹的扩张,土壤pH值显著上升,毛竹林土壤pH值分别比竹-阔混交林和常绿阔叶林高0.37和0.32,而有机碳、铵态氮、硝态氮含量显著降低;除丛枝菌根真菌外,其他主要微生物类群都有下降的趋势,且微生物多样性和丰富度显著降低。毛竹扩张对土壤碳输入及养分的改变是影响地下微生物群落生物量及结构的重要因素,其中土壤有机碳、铵态氮含量是影响土壤微生物群落变化的主要因子。