表土干旱和根信号对春小麦产量形成的影响

本实验模拟大田条件,探讨一定程度水分亏缺下春小麦能否产生非水力根信号,以及对春小麦产量形成的影响．用３ 个春小麦品种,３ 个水分处理：充分供水（ＣＴ） ,上层供水（ＤＩｕ） 和上层干旱下层供水（ＤＩｄ） ．出苗后１７ ～２８ｄ ,非充分供水处理出现了植物叶片水势未显著改变而气孔导度和蒸腾作用却显著下降的现象,这是非水力根信号的典型特征．随着时间的推移,植物叶片水势同对照处理相比显著下降．在本试验的３ 个品种中,Ｂ品种上层根系的比根重（ＳＲＷ,单位根长的根重） 在出苗后３４ｄ 和出苗后５４ｄ 较Ａ、Ｃ品种高,且在出苗后５４ｄ上层根重的绝对量也显著高于Ａ、Ｃ品种的对应处理,对Ｂ品种获得较高的产量十分有利．Ｃ品种同Ａ、Ｂ品种相比,在出苗后３４ｄ 和５４ｄ,ＤＩｕ 处理中总根重、总根长分别向上层根重和上层根长分配的比例较Ａ、Ｂ 品种高,中层根重和中层根长的相对较低;而ＤＩｄ 处理中表现的趋势正好相反．以上表明Ｃ 品种对浅层土壤水分十分敏感,其根系的可塑性较强,也反映了其较高的根信号敏感性．相对而言,Ａ 品种和Ｂ 品种根系的可塑性较弱,但这两个品种的籽粒产量显著高于Ｃ 品种．     

介绍一种改进的研究气孔运动的方法

本文介绍了以液氮现场固定叶样,扫描电镜直接观察（照相）记录气孔形态、分布、日变化等的方法。从给出的实例可以看到该法能成功地记录气孔在一天的动态变化情况。这种方法特别适合于研究叶表皮密被绒毛的植物。     

乙酰胆碱酯酶在蚕豆保卫细胞中集中分布

动物细胞中,乙酰胆碱酯酶负责把乙酰胆碱水解为胆碱和乙酸以起到终止信号的作用。蚕豆（ＶｉｃｉａｆａｂａＬ．）保卫细胞原生质体表面具有特异的水解乙酰胆碱的酯酶,光可以激活该酶的活性。组织学定位的结果显示,酶反应产物主要分布于气孔保卫细胞内壁和腹壁的外侧及内壁和腹壁中,表明一种类似于动物突触传递的机制可能存在于气孔保卫细胞和周围细胞之间,即乙酰胆碱发挥作用后由乙酰胆碱酯酶分解以终止其作用;此外开放的气孔周围具有更高的酶活性,说明乙酰胆碱酯酶可通过水解气孔周围的乙酰胆碱而调控气孔运动     

周期性土壤干旱和叶片水势对气孔响应木质部ABA灵敏度的影响

研究了周期性土壤干旱期间气孔对木质部ＡＢＡ响应的灵敏度的变化以及叶片水势对灵敏度的影响。实验结果证明了木质部ＡＢＡ浓度是反映根系周围土壤水分状况的一个指标的结论。土壤周期性干旱不影响木质部ＡＢＡ浓度对土壤水分状况的依赖关系,但显著地提高了气孔对木质部ＡＢＡ 响应的灵敏度。根据对实测数据的数学模拟结果显示,引起气孔导度下降５０％ 所需的木质部ＡＢＡ浓度从第一轮土壤干旱的７５０ ｎｍｏｌ／Ｌ降至第二轮土壤干旱的５５０ ｎｍｏｌ／Ｌ。分根实验的结果表明,叶片水分亏缺显著提高了气孔对木质部ＡＢＡ 的响应的灵敏程度,全根干旱中引起气孔导度下降５０ ％ 所需的木质部ＡＢＡ 浓度比半根干旱的小２ ～４ 倍。这表明,气孔对木质部ＡＢＡ响应的灵敏度不是一个固定的特性,可随植物生长环境及许多其他因素的变化而表现出很大的差异     

GFP-mTn融合蛋白对蓝猪耳生活细胞微丝骨架的标记

用农杆菌介导法将嵌合基因GFP-mTn(mTn是微丝结合蛋白Talin的微丝结合域,可以显示活体细胞中微丝的结构)导入蓝猪耳。经激光共聚焦显微镜观察了转基因植株的各种不同组织中融合蛋白的表达和分布情况。在叶片的表皮细胞、保卫细胞、根部的皮层细胞中有融合蛋白的不同程度表达。但仅在保卫细胞中微丝标记状况良好,显示基因表达的组织特异性。经光诱导处于开放态的气孔的保卫细胞微丝呈网状结构,在细胞内无规则分布;经黑暗诱导处于关闭态的气孔保卫细胞中微丝束沿保卫细胞纵轴排列,呈卷曲状分布,并观察到螺旋和环状的微丝结构。在转基因植株的其他部位,例如茎表皮细胞、根毛细胞和花粉粒中,未检测到目的基因的表达。本研究获得的转基因植株为研究气孔运动过程中微丝动态变化提供了有用的材料。     

胡杨叶片气孔导度特征及其对环境因子的响应

依据2005年对极端干旱区荒漠河岸林胡杨的观测资料,对胡杨气孔运动进行了分析研究以揭示胡杨的水分利用特征与抗旱机理。结果表明:(1)胡杨叶片气孔导度日变化呈现为周期波动曲线,其波动周期为2 h,傍晚(20:00)波动消失;净光合速率和蒸腾速率与气孔导度的波动相对应而呈现同步周期波动。(2)胡杨的阳生叶气孔导度高于阴生叶,且不同季节气孔导度值不同,阳生叶气孔导度的季节变幅大于阴生叶。(3)胡杨气孔导度与气温、相对湿度和叶水势有显著相关关系,当CO2浓度较小时,胡杨气孔导度随CO2浓度的增加而增加,当CO2浓度达到一定值后气孔导度不再增加,反而随CO2浓度的增加大幅度降低。(4)胡杨适应极端干旱区生境的气孔调节机制为反馈式反应,即由于叶水势降低导致气孔导度减小,从而减少蒸腾耗水,达到节约用水、适应干旱的目的,表明胡杨的水分利用效率随气孔限制值的增大而减小,二者呈显著负相关。     

27种木犀属植物叶表皮微形态特征的研究

利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察了27种木犀属植物的叶表皮,测量并统计了气孔器类型、气孔大小、气孔密度、气孔指数及腺点密度等指标,以明确各种的叶表皮细胞形状及垂周壁式样、表皮角质膜、蜡质纹饰及气孔外拱盖的具体特征。结果显示:木犀属植物叶下表皮有气孔器,形状为圆形、椭圆形;气孔器类型多为不规则型,只有总状桂花和狭叶木犀为环列型;气孔器外围角质层有放射状、条状、环状、颗粒状等多种类型;叶表皮细胞形状有无规则形和多边形2种;下表皮腺点的数目远远大于上表皮。研究表明,木犀属植物气孔器和叶表皮细胞特征在种之间差异比较明显,可以作为种间鉴定的重要依据,具有重要的分类学意义。     

额济纳荒漠河岸胡杨林叶片气孔导度与微环境因子关系的模拟研究

以额济纳荒漠河岸胡杨(Populus euphratica)为研究对象,利用LI-6400光合测定仪于2005年5~9月份观测了胡杨叶片气体交换数据,研究了胡杨叶片气孔导度与光合速率、光合有效辐射与光合速率之间的关系.结果表明:(1)胡杨叶片净光合速率随气孔导度的增大而升高,但当气孔导度增加到一定值后,光合速率的增加变缓慢直至平稳,并主要是非气孔限制因素造成的;Ball-Berry模型(B-B模型)能够很好地描述气孔导度与光合速率之间的关系(R2=0.92).(2)叶片净光合速率随着有效辐射的变化符合非直角双曲线规律(R2=0.99).(3)B-B模型和非直角双曲线光合模型耦合后模拟值与观测值之间存在很好的正相关性(r=0.93),但耦合模型的模拟值还是较实测值偏大.因此,在干旱区还必须考虑水分限制因素对气孔开闭的控制作用,进一步构建适合干旱区生态系统特点的水-碳耦合循环机理模型.     

山茱萸人工林蒸腾速率混沌及分形特征

利用热扩散液流法测算了华北山地山茱萸人工林的蒸腾,采用相空间重建法,分析了林木蒸腾速率混沌及分形特征.结果表明:林木蒸腾过程是一种混沌运动,具有分形性质;2005年与2006年主要生长季节期间,延滞时间(τ)为10 min时,蒸腾速率(Tr)的分形维数(D)分别是1.054和1.041,二阶Renyi熵(K2)分别为0.0082和0.0086,此时嵌入维数(m)均为10,平均预报时长(T)分别约为122.0和116.3 min,描述其变化过程所需独立变量至少为2个,上限值为10个;尽管2005年和2006年主要生长季节Tr在数量上或外表变化规律上存在差异性(如:总蒸腾量相差25.6%),但在相同.r条件下,D和K2在2005年与2006年差异均极小,故本质特征或内在规律性不存在差异.     

FACE条件下水稻冠层蒸散和水分利用率的模拟

利用开放式CO₂浓度增高（FACE）系统平台,通过在水稻拔节期至成熟期对水稻冠层微气候及相关生理指标的连续观测,并结合能量平衡分析,模拟研究了FACE对水稻冠层蒸散和水分利用率的影响.结果表明：将水稻叶片气孔导度与光合有效辐射、饱和水气压差的定量关系与Penman-Monteith方程相结合,可以较好地模拟FACE和对照条件下的水稻蒸散量;观测期间,CO₂浓度升高使水稻的水分利用比对照减小约10 mm,结合水稻生物量增加12%,FACE条件下水稻水分利用率（WUE）增加约12%.