Physiological and ecological responses to drought and heat stresses in Osmanthus fragrans ‘Boyejingui’

为了探讨植物对干旱、高温及协同胁迫的响应, 该研究以木犀(Osmanthus fragrans) ‘波叶金桂’为材料, 采用盆栽质量控水法模拟干旱胁迫(对照、轻度、中度和重度)和高温胁迫, 利用动态顶空气体循环吸附法和热脱附-气相色谱-质谱(TDS-GC-MS)联用技术对其挥发性有机化合物(VOCs)进行测定; 同时测定其非结构性碳(NSC)含量及次生代谢酶活性。结果表明: 干旱胁迫对‘波叶金桂’叶片NSC组分含量影响不显著; 可溶性糖和淀粉含量在高温胁迫下显著降低, 在协同胁迫后持续性下降, 重度协同胁迫下, 葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉分别比对照降低47.7%、46.4%、34.4%和38.2%。干旱胁迫和协同胁迫下3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMGR)、1-脱氧木酮糖-5-磷酸还原酶(DXR)活性表现出先上升后下降, 而脂氧合酶(LOX)活性表现出持续性上升趋势; 高温胁迫后, HMGR、DXR和LOX活性显著高于对照。干旱胁迫下萜烯类VOCs释放量表现出先上升后下降趋势, 中度干旱胁迫和高温胁迫下分别比对照高37.9%和32.3%; 协同胁迫下萜烯类释放量逐渐降低, 干旱、高温和协同胁迫诱导醛类释放量明显增加。上述结果表明: 干旱胁迫条件下, ‘波叶金桂’通过NSC进行自我渗透调节, 同时合成大量萜烯类化合物来提高抗旱性; ‘波叶金桂’调控萜烯类化合物合成以及绿叶挥发物(GLVs)的释放抵御高温胁迫; 协同胁迫下萜烯类化合物的合成途径受阻, ‘波叶金桂’提高GLVs合成与释放量抵御协同胁迫; 中度和重度协同胁迫导致‘波叶金桂’细胞膜严重受损, 自我调节能力降低。     

营养液供应量对番茄产量、品质和挥发性物质的影响

为探讨基质栽培条件下不同供应量的营养液对番茄果实产量、品质和挥发性物质的影响,以"HL2109"番茄为试验材料,设置4个处理.对照:每株全生育期只浇清水,共计117 L;T1:每株全生育期共浇营养液39.0 L;T_2:每株全生育期共浇营养液58.5 L;T_3:每株全生育期共浇营养液117 L,利用化学方法及固相微萃取-气相色谱-质谱联用(SPME-GC-MS)技术测定番茄果实品质和挥发性物质.结果表明:随着营养液供应量的增加,番茄单株产量和产量呈先升后降的变化趋势,以T_2处理最大,达到每株2.53 kg;T_1、T_2、T_3处理的番茄产量分别比对照增加了29.3%、72.6%、47.0%;T_1处理的灌溉水分利用效率最大,T_2次之,两者差异不显著.T_2处理番茄果实的可溶性固形物含量、糖酸比最高,果实的风味品质显著提升.随着营养液供应量的增加,果实的可溶性蛋白、抗坏血酸含量逐渐增加,可溶性总糖、还原糖含量呈现先增加后减少的趋势,均以T_2处理最高.利用GC-MS共检测出挥发性物质69种,T_1、T_2、T_3的果实挥发性物质总含量高于对照,表现为T_2>T_1>T_3>对照.其中T_2、T_1和T_3处理果实挥发性物质总含量分别为6971、6095和4070μg·kg^-1,比对照分别增加了1.97、1.56和0.73倍;随着营养液供应量的增加,1-戊烯-3-酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、己醛、己酸、苯乙醛、顺-3-己烯醛等均以T_2处理的含量最高,并且T_2处理果实的特征挥发性物质含量、挥发性物质数量和总含量都最高.在本试验条件下,采用每株全生育期浇营养液58.5 L处理能够提高果实品质和挥发性物质含量,效果最佳.     

韭菜迟眼蕈蚊雌成虫对其不同虫态气味的行为反应

【目的】明确韭菜迟眼蕈蚊Bradysiaodoriphaga Yang et Zhang雌成虫对不同虫态的行为趋性及起作用的活性物质,为开发高效引诱剂诱杀成虫的绿色防控技术提供基础。【方法】采用Y型嗅觉仪测定未交配或已交配韭菜迟眼蕈蚊雌成虫对2龄幼虫、4龄幼虫、蛹和卵块挥发物的趋性,应用固相微萃取和气-质联用仪对有引诱活性虫态挥发物进行定性和定量分析,然后进一步采用Y型嗅觉仪测定不同化学成分及比例对雌虫的引诱活性。【结果】结果表明,未交配或者已交配韭菜迟眼蕈蚊雌成虫明显嗜好4龄幼虫,而对2龄幼虫、蛹和卵块无明显趋性。韭菜迟眼蕈蚊4龄幼虫体表挥发物主要成分是二丙基二硫醚和2,2-二甲基-1,3-噻烷等二硫化物,前者含量是后者的10倍。50 mg二丙基二硫醚单体对韭菜迟眼蕈蚊交配雌成虫具有明显吸引作用,50 mg和5 mg 2,2-二甲基-1,3-噻烷单体对韭菜迟眼蕈蚊交配雌成虫具有一定吸引作用;二丙基二硫醚与2,2-二甲基-1,3-噻烷以1︰1(50 mg︰50 mg)和10︰1(50 mg︰5 mg)混合物对韭菜迟眼蕈蚊交配雌成虫具有明显吸引作用;而将二丙基二硫醚和2,2-二甲基-1,3-噻烷以10︰1(50 mg︰5 mg)混合后与50 mg二丙基二硫醚单体比较,前者对韭菜迟眼蕈蚊交配雌成虫的吸引作用更明显。【结论】韭菜迟眼蕈蚊雌成虫明显嗜好4龄幼虫,其体表挥发物二丙基二硫醚等二硫化物对韭菜迟眼蕈蚊雌成虫具有吸引作用,2,2-二甲基-1,3-噻烷对二丙基二硫醚单体吸引韭菜迟眼蕈蚊交配雌成虫具有增效作用。     

白骨壤幼苗的形态特征及其生物量

白骨壤1年生幼苗的株高、基径、根长、呼吸根高、叶面积以及根、茎、枝、叶、胎生苗和全株生物量等计量指标,呈现算术平均值>中值>众值组段中点的规律,符合正偏态分布节数、叶数、呼吸根数、胎生苗数等计数指标的算术平均值和中值相等,二者大于或等于众值组段中点.研究发现白骨壤1年生幼苗能生长指状呼吸根以及开花、结果和发育胎生苗,而且胎生苗成熟后直接萌发形成新的幼苗.根据实测的数据,采用一元线性回归、多元线性回归和非线性回归拟合了白骨壤1年生幼苗主要形态因子和生物量的回归模型.     

‘波叶金桂’对干旱和高温胁迫的生理生态响应

为了探讨植物对干旱、高温及协同胁迫的响应, 该研究以木犀(Osmanthus fragrans) ‘波叶金桂’为材料, 采用盆栽质量控水法模拟干旱胁迫(对照、轻度、中度和重度)和高温胁迫, 利用动态顶空气体循环吸附法和热脱附-气相色谱-质谱(TDS-GC-MS)联用技术对其挥发性有机化合物(VOCs)进行测定; 同时测定其非结构性碳(NSC)含量及次生代谢酶活性。结果表明: 干旱胁迫对‘波叶金桂’叶片NSC组分含量影响不显著; 可溶性糖和淀粉含量在高温胁迫下显著降低, 在协同胁迫后持续性下降, 重度协同胁迫下, 葡萄糖、果糖、蔗糖和淀粉分别比对照降低47.7%、46.4%、34.4%和38.2%。干旱胁迫和协同胁迫下3-羟基-3-甲基戊二酸单酰辅酶A还原酶(HMGR)、1-脱氧木酮糖-5-磷酸还原酶(DXR)活性表现出先上升后下降, 而脂氧合酶(LOX)活性表现出持续性上升趋势; 高温胁迫后, HMGR、DXR和LOX活性显著高于对照。干旱胁迫下萜烯类VOCs释放量表现出先上升后下降趋势, 中度干旱胁迫和高温胁迫下分别比对照高37.9%和32.3%; 协同胁迫下萜烯类释放量逐渐降低, 干旱、高温和协同胁迫诱导醛类释放量明显增加。上述结果表明: 干旱胁迫条件下, ‘波叶金桂’通过NSC进行自我渗透调节, 同时合成大量萜烯类化合物来提高抗旱性; ‘波叶金桂’调控萜烯类化合物合成以及绿叶挥发物(GLVs)的释放抵御高温胁迫; 协同胁迫下萜烯类化合物的合成途径受阻, ‘波叶金桂’提高GLVs合成与释放量抵御协同胁迫; 中度和重度协同胁迫导致‘波叶金桂’细胞膜严重受损, 自我调节能力降低。     

太湖西岸沉积物中典型挥发性硫化物的分布特征研究

挥发性硫化物是微囊藻死亡分解产生的主要藻源性嗅味污染物, 伴随微囊藻水华的暴发而大量产生, 不仅严重影响了水体的水质状况, 也给沿湖居民以及水生生物带来危害。本研究分析了夏季太湖西岸近岸带上覆水以及沉积物中三种典型挥发性硫化物二甲硫醚(DMS)、二甲二硫醚(DMDS)、二甲三硫醚(DMTS)的分布特征及其与营养盐之间的关系。结果表明, 挥发性硫化物(VSCs)在沉积物表层含量最高, 其中DMDS 浓度最高达262.25 ng·g^–1, DMTS 浓度最高达50.90 ng·g^–1。空间分布上: 在近岸带, 表层沉积物(0 cm-4 cm)自然芦苇带内挥发性硫化物的含量低于人工挖掘的漕沟内; 近岸带嗅味物质明显高于湖区内。研究认为, 藻类大量聚集死亡沉积至湖泊底部, 降低沉积物的氧化还原电位, 促进了致嗅物质的产生, 为湖泛的暴发留下隐患。建议在近岸带蓝藻聚集区适时打捞, 底泥疏浚等生态治理措施, 降低湖泛风险。     

黄心夜合不同季节鲜叶挥发性成分研究

利用气相色谱-质谱联用（GC-MS）技术,对黄心夜合（Michelia martinii Levl.）春、夏、秋、冬4季不同鲜叶挥发油成分及其含量进行了分析研究。结果显示,去掉峰值0.49以下的色谱峰从4个季节黄心夜合鲜叶样品中共鉴定出65种挥发油成分,其中,春、夏、秋、冬4个季节鲜叶分别检测出26种、29种、31种和32种成分,4个季节鲜叶样品共有成分为三环烯、α-蒎烯、莰烯、香桧烯、β-蒎烯等14种。黄心夜合4个季节鲜叶及干燥花蕾中的共有挥发性成分有α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、芳樟醇4种。黄心夜合鲜叶挥发油成分中的α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯、β-芳樟醇、芳樟醇、月桂烯含量高,且春季鲜叶挥发油得率最高,最适合挥发油提取。鲜叶具有保健功能,适于四季园林养生配置。本研究黄心夜合4个季节鲜叶挥发油成分差异及季节性变化,可为黄心夜合挥发油提取的季节选择及养生保健群落的营建提供科学依据和指导。     

苯并[α]芘对不同修复潜力羊茅属植物的根系分泌物中几种低分子量有机物的影响

根系分泌物是植物与土壤间进行物质交换和信息传递的重要载体, 是植物响应外界胁迫的重要途径, 也是构成根际微生态特征的关键因素。根系分泌物与有机污染物的植物修复密切相关, 研究胁迫条件下不同修复潜力植物间根系分泌物的释放特征有助于揭示植物修复的内在机制。该文借助根际袋土培试验研究了苯并[α]芘(BaP)胁迫下5种羊茅属(Festuca)植物根系不同生长期(30-70天)几种低分子量有机物的分泌特征。结果表明: 1) BaP浓度在10.25-161.74 mg·kg^-1范围内时, 待试植物能有效地促进土壤中BaP的去除, 其修复潜力依次为苇状羊茅(F. arundinacea) > 草原羊茅(F. chelungkiangnica) ≥ 毛稃羊茅(F. rubra subsp. arctica) ≥ 贫芒羊茅(F. sinomutica) > 细芒羊茅(F. stapfii)。2) BaP胁迫增强了植物根系对可溶性糖的分泌: 随着胁迫强度的增大、胁迫期的延长, 其分泌量变化呈“先升后降”趋势。3) BaP胁迫促进了植物根系低分子量有机酸的释放, 植物的修复潜力越大, 有机酸高峰值出现时的胁迫浓度越高; 组成成分较稳定, 草酸、乙酸、乳酸和苹果酸为主要组分(>97.34%), 在修复潜力较强植物的根系分泌物中检测出微量的反丁烯二酸。4) BaP胁迫对氨基酸种类影响不大, 但对分泌量影响较大。其中, 苏氨酸、丝氨酸、甘氨酸、丙氨酸的分泌量随BaP胁迫强度的增强而剧增; 脯氨酸、羟脯氨酸和天冬氨酸近乎以加和效应甚至协同效应的形式参与植物对BaP胁迫的应激反应: 参与应激组分的分泌量随胁迫强度的增强而剧增, 植物的修复潜力越强, 参与的组分越多。可见BaP胁迫下, 5种羊茅属植物根系分泌物中几种低分子量有机物的释放特征与植物自身的修复潜力有关: 修复潜力越强, 释放量越多且成分也越复杂, 并呈现出较强的环境适应性及生理可塑性。     

多级逆流工艺促进城市污泥厌氧发酵生产挥发性脂肪酸

采用一种新型的厌氧发酵工艺——多级逆流发酵工艺对城市污泥进行厌氧发酵, 实现高效产挥发性脂肪酸的目的。结果表明, 实验条件下应用多级逆流发酵工艺, 挥发性脂肪酸浓度与产率分别达到(10.5±0.5) g/L和0.20 gVFAs/ gVS, 与普通厌氧发酵工艺相比, 分别提高了31%和54%。此外, 在多级逆流工艺中, 底物有机质去除率可达50%, 较普通厌氧发酵提高了37%。进一步分析多级逆流工艺产酸的机制, 发现产酸效率的提高在于降低了发酵产物对厌氧产酸细菌的抑制效应, 并且工艺的VFAs产率以及有机质去除率分别取决于第一级和第三级厌氧发酵过程。因此, 城市污泥采用多级逆流工艺厌氧发酵不仅能够有效促进挥发性脂肪酸的生成, 而且能够较大程度上提高污泥中有机质的去除率。     

虫食与熏蒸对马尾松挥发性化学物质的影响

通过接虫咬食伤害与茉莉酸甲酯和萜烯混合熏蒸处理,以正常盆栽马尾松为对照,用TCT-GC-MS分析各处理的正常枝、损伤枝、姊妹枝(正常或损伤对枝)、系统上枝(正常或损伤上枝)和系统下枝(正常或损伤下枝)中挥发物的成分及相对含量变化,以探讨马尾松对不同伤害的应急反应.结果显示,虫害和熏蒸处理后,水芹烯的相对含量在损伤枝、姊妹枝、系统上枝和系统下枝中均明显高于对照;β-蒎烯相对含量在损伤枝和姊妹枝中升高,而系统枝条中下降;α-蒎烯相对含量在所测4个部位中除熏蒸后系统下枝升高外其余全部降低;其他挥发性化学物质相对含量的变化没有明显的规律性.结果表明,茉莉酸甲酯和萜烯混合熏蒸能够代替虫害等外界伤害的刺激,使马尾松启动相似的信号防御系统,达到防御外界伤害的作用;茉莉酸甲酯和萜烯可作为马尾松响应伤害的报警信号分子.