NaCl对渗透胁迫下三角叶滨藜光合作用和水分状况的调节

以溶液培养的三角叶滨藜(Atriplex triangularis)为材料, 测定分析了在PEG诱导的渗透胁迫条件下, 适量的NaCl对其光合作用和水分吸收的影响, 以探讨环境溶液中NaCl对植物适应干旱的影响。结果表明, PEG诱导的渗透胁迫导致三角叶滨藜植株吸水困难、叶绿素含量降低、光合系统受损、生长受抑制、生物量减少; 而在PEG渗透胁迫的处理液中添加10–40 mmol·L^–1NaCl可以明显降低植株水势和叶片渗透势, 维持较高的细胞膨压, 减缓PEG渗透胁迫对光合系统的破坏作用, 保证相对较高的光合速率和生长速度, 从而有效增强了三角叶滨藜对渗透胁迫的适应能力。     

不同生境下胡杨树体离子平衡及其与土壤因子关系

为探讨胡杨适应盐渍环境的离子分布规律,揭示胡杨的耐盐生理机制,以高盐和低盐两种不同生境中的胡杨(Populus euphratica)为对象,测定其根、树干、老枝、幼枝、叶片等不同器官中Na⁺、K⁺、Ca²⁺、Cl^-的含量,并分析各离子吸收、运输和分配特征的差异及其与土壤因子的关系。结果表明：(1)胡杨叶片中Na⁺、Cl^-含量在高盐生境下显著低于低盐生境,K⁺含量在高盐生境下显著高于低盐生境,其他器官的各离子含量变化均不显著;胡杨老枝、幼枝、叶片的K⁺/Na⁺在高盐生境下均显著高于低盐环境、Ca²⁺/Na⁺增幅不明显;在高盐生境下,根系选择吸收K⁺能力显著低于低盐环境,但吸收Ca²⁺能力较强,且各器官对Ca²⁺、K⁺选择向上运输的能力更强。(2)在低盐环境中Na...     

模拟氮沉降对华西雨屏区苦竹林细根特性和土壤呼吸的影响

细根在森林生态系统地下碳循环过程中具有核心地位.2007年11月-2009年11月,对华西雨屏区苦竹人工林进行了模拟氮沉降试验.氮沉降水平分别为对照(CK,0 g N·m^-2·a^-1)、低氮(5 g N·m^-2·a^-1)、中氮(15 g N·m^-2·a^-1)和高氮(30 g N·m^-2·a^-1)处理,研究氮沉降对苦竹人工林细根和土壤根际呼吸的影响.结果表明：不同处理氮沉降下,<1 mm和1～2 mm细根特性差异较大,与< 1 mm细根相比,1～2 mm细根的木质素、磷和镁含量更高,而纤维素、钙含量更低;氮沉降显著增加了<2 mm细根生物量,对照、低氮、中氮和高氮处理的细根生物量分别为(533±89)、(630±140)、(632±168)和(820±161) g·m^-2,氮、钾、镁元素含量也明显增加;苦竹林各处理年均土壤呼吸速率分别为(5.85±0.43)、(6.48±0.71)、(6.84±0.57)和(7.62±0.55) t C·hm^-2·a^-1,氮沉降对土壤呼吸有明显的促进作用;苦竹林的年均土壤呼吸速率与<2 mm细根生物量和细根N含量呈极显著线性相关.氮沉降使细根生物量和代谢强度增加,并通过增加微生物活性促进了根际土壤呼吸.     

高等植物中铁的代谢机制

铁在高等植物的生长发育中发挥着重要作用,但随着人类的耕作及土壤的盐碱化,缺铁已成为一个世界性植物营养问题。高等植物在长期的进化过程中,形成了完善的对环境铁信号响应的体系。本文围绕植物与环境的相互作用,综述了近年来植物铁营养的吸收、转运、分配和储存的研究进展,并总结了植物中铁营养代谢调控的相关机理。     

中亚热带天然林土壤CH_4吸收速率对模拟N沉降的响应

陆地森林土壤是重要的大气甲烷(CH4)汇,大气氮(N)沉降增加对森林土壤CH4吸收速率影响突出。运用静态箱-气相色谱法对中亚热带天然林土壤CH4吸收速率对模拟N沉降的响应进行连续3a的观测;试验作3种N处理,分别为对照(CK,0 kg N·hm-2·a-1)、低氮(LN,50 kg N·hm-2·a-1)和高氮(HN,100 kg N·hm-2·a-1),每种处理重复3次,每个月采集气体1次,同时测定0—5 cm土壤温度和0—12 cm土壤含水量;分析不同N沉降水平土壤CH4吸收速率的差异、动态变化以及对土壤含水量和土壤温度响应,并探讨N沉降对土壤理化性质的影响。结果显示:天然林土壤(CK)平均CH4吸收速率为(-62.78±14.39)μg·m-2·h-1,LN和HN土壤平均CH4吸收速率分别下降了30.21%、7.24%,CK、LN和HN处理土壤CH4吸收速率季节变化趋势相似;观测期间土壤CH4吸收速率对LN响应达到显著水平(P0.05),对HN响应则不显著(P0.05);LN、HN处理前两年对土壤CH4吸收速率抑制作用均不显著(P0.05),但在第3年LN极显著降低了土壤CH4吸收速率(P0.01),HN处理对土壤CH4吸收速率的影响则在第3年表现为显著抑制作用(P0.05),表明土壤CH4吸收速率对N沉降的响应随着N沉降时间的持续呈抑制效应加剧的趋势。相关分析表明:CK与HN土壤CH4吸收速率与土壤温度和土壤含水量均有显著相关性(P0.05),但LN土壤CH4吸收速率仅与土壤含水量显著相关(P0.05),表明土壤含水量是控制各N沉降处理土壤CH4吸收速率动态的主要环境因子。此外,LN、HN处理下土壤pH均极显著降低(P0.01),但LN土壤pH极显著低于HN(P0.01);LN处理极显著提高了土壤C/N比(P0.01),HN处理则相反;LN和HN处理对土壤NH+4-N、NO-3-N、可溶性总N(TDN)、可溶性有机碳(DOC)、地面凋落物量、地下0—10 cm细根生物量影响均不显著(P0.05),表明一定时期内N沉降首先引起了土壤pH和土壤C/N比的显著变化。     

利用分析Unigene在转录组中表达模式的方法拼接盐角草铵转运基因

RNA-seq技术能够全面快速地获得物种在某一状态下的转录本序列信息,但测序并组装后的大量Unigene往往不包含完整ORF(Open reading frame)。转录组库具有一定的冗余性,存在着属于同一个转录本的Unigene,这些Unigene因为无重叠区不能拼接而存在转录组库中。基于这种情况,为了拼接铵转运蛋白家族Unigene,首先挑选注释为AMT(Ammonium transporter)且ORF不完整的所有Unigene(5条),通过分析Unigene在4个转录组的表达模式,其中2条Unigene(Uni4和Uni5)具有相同的表达模式,推测可能来自同一转录本。然后通过NCBI blastx将这2条Unigene与参考物种的AMT蛋白质比对,确定其在转录本的位置及序列相互间没有交叠(如果两条编码序列相互交叠则不能组成同一个转录本)。结果发现Uni4和Uni5分别位于参考转录本5′端和3′端位置,因此假定它们属于同一个转录本,中间空缺约120 bp未知序列。通过试验验证,分别在Uni4和Uni5上设计单正向引物和单反向引物,PCR扩增得到约800 bp片段,将其测序并与两条Unigene比对,证实Uni4和Uni5属于同一转录本且获得了缺失的未知序列。最终拼接得到1 667 bp序列,包含1 482 bp完整ORF,编码494个氨基酸,通过系统进化分析将其归类为amt1亚家族,命名为Seamt1。生物信息学手段预测Se AMT1蛋白与已知的其他物种AMT性质相似。本研究采用转录组Unigene表达模式聚类的方法挖掘潜在的同一转录本Unigene,并且通过另外两组Unigene检验了该方法的可行性。这一便捷方法有助于转录组中Unigene的延伸和拼接,有助于完整ORF的获得及后期基因功能研究。     

不同富硒土壤对烤烟生长及硒吸收转运的影响

以烤烟品种‘云烟87’为材料,采用盆栽试验研究安徽池州烟区不同全硒含量土壤(0.30、0.45、1.00、1.75mg·kg-1)对烤烟生长发育以及硒吸收和转运的影响。结果显示:(1)土壤硒含量≤1.00mg·kg-1时能够促进烤烟生长,而土壤硒含量≥1.75mg·kg-1则抑制烤烟的生长。(2)土壤硒含量的增加能够显著提高烤烟根系、茎秆、叶片的硒含量,烟株各部位的硒含量呈现根系叶片茎秆的特点,且根系硒含量是叶片的2~3倍,叶片硒含量则是茎秆的3~4倍。(3)土壤硒含量由0.30mg·kg-1增加至1.75mg·kg-1时,烟株对硒的吸收系数由1.08显著降低至0.36,次级转运系数则由2.84显著升高至4.03,即土壤硒含量增加降低了根系吸收硒的效率,但却增加了硒在叶中的转运和相对累积量。(4)烤烟整株硒的富集量在土壤硒含量为1.00mg·kg-1时达到最大,每株达到72μg。研究表明,在安徽池州烟区的富硒土壤(0.45~1.00 mg·kg-1)上能够生产出富硒(0.15~0.23 mg·kg-1)烟叶,不需要额外添加外源硒,既可以减少生产成本,也能够避免造成水土污染。     

应用~(15)N示踪法研究两种杨树叶片对PM_(2.5)中NH_4~+的吸收

NH4+等水溶性无机离子是细颗粒物(PM2.5)中的主要组成部分。本实验以毛白杨(Populus tomentosa)和欧美杨(Populus deltoids×Populus nigra)苗木为试材,应用15N示踪法研究2种表面结构不同的叶片对NH4+的吸收以及叶片吸收氮素后的运转和分配。结果表明:2种杨树在吸收叶面的15NH4+时存在明显差异,最大吸收速率均发生在处理后6 h,但毛白杨的最大吸收速率约为欧美杨的3倍;2种杨树叶片15N含量均在处理后24 h时达到峰值,而毛白杨叶片的15N含量约为欧美杨的4倍;叶片施用15N标记的硫酸铵溶液还可以显著增加2种杨树叶片氮素水平,处理7 d后毛白杨和欧美杨叶片全氮含量分别达到对照的1.26和1.36倍;植株各器官的氮素分配率(Ndff)值显示,功能叶吸收的氮素向植株上部和下部均有运输,毛白杨主要积累于茎部,而黑杨则将氮素运输至根系;处理7 d后叶片标记溶液的施用在不同程度上增强了2种杨树叶片的净光合速率,但对叶片的气孔导度无明显影响。     

长期不同施磷条件下玉米产量、养分吸收及土壤养分平衡状况

以设置在沈阳潮棕壤上的连续12年的田间定位磷微区试验为依托,研究在不同磷肥施用条件下(施用量和施磷频次),玉米产量、养分吸收以及土壤养分平衡状况。结果表明:磷素不是该研究区域玉米生产的主要限制因子;施肥促进养分吸收,其各处理间增加趋势为氮磷氮对照,并且一次性施磷肥方式优于每年施磷肥方式;与土壤本底值相比,施肥后土壤耕层(0~20 cm)全磷、速效磷、全氮、碱解氮呈增加趋势,由于长年没有外源钾的补充,土壤全钾和速效钾呈下降趋势,其各处理间下降趋势为氮磷氮对照;土壤速效磷在不施用肥料条件下有下降趋势,只施用氮肥条件下有增加趋势,只是两者变化并不很明显;在每年施磷条件下,土壤速效磷量呈缓慢上升趋势,而在一次性施磷条件下,施肥当年的土壤速效磷量激增,而后呈减小的趋势,即与每年施磷肥方式相比,一次性施磷方式更有利于建立土壤"宏大"有效磷库;为了保证土壤养分平衡,在施用足量氮肥的前提下,施用磷肥量为等于或略高于作物移出磷量,施氮磷比控制在1∶0.167到1∶0.5之间。     

辽东山区主要树种叶片氮、磷、钾再吸收

养分再吸收作为植物保存养分的重要机制之一,在凋落物分解和养分循环中起着重要作用。为明确辽东山区主要树种养分再吸收状况,选择4种次生林树种:蒙古栎(Quercus mongolica)、色木槭(Acer mono)、胡桃楸(Juglans mandshurica)、花曲柳(Fraxinus rhynchophylla)和人工林落叶松(Larix spp.)为对象,测定了各树种叶片凋落前(成熟叶)后(凋落叶)全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)浓度,并分析了养分再吸收特征。结果表明:所测树种凋落叶N、P、K浓度均显著低于成熟叶(落叶松K不显著);胡桃楸N再吸收率与蒙古栎、色木槭、花曲柳差异显著,花曲柳与蒙古栎、色木槭P再吸收率差异显著,色木槭K再吸收率与蒙古栎、胡桃楸、花曲柳差异显著(P0.05);总体上,落叶松N、P、K再吸收率低于次生林树种,尤其是P再吸收率显著低于花曲柳、K再吸收率显著低于胡桃楸和花曲柳(P0.05)。上述结果表明,落叶松通过降低养分再吸收率,提高凋落物养分输入量,对土壤养分有效性做出正反馈。