不同氮处理下速生柳对水体氮的吸收、分配及生理响应

采用水培法,研究了旱柳苗在外源添加不同氮水平(贫氮、中氮、富氮、过氮)的铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)的生长、氮吸收、分配和生理响应。结果表明:一定范围氮浓度的增加能够促进旱柳苗的生长,但过量氮会抑制其生长,且NH+4-N的抑制作用大于NO-3-N;两种氮处理下,旱柳表现出对NH+4-N的吸收偏好,在同一氮水平时,旱柳各部位氮原子百分含量Atom%15N(AT%)、15N吸收量和来自氮源的N%(Ndff%)均为NH+4-N处理大于NO-3-N处理,且随着氮浓度的增加,差异增大,且在旱柳各部位的分布为根﹥茎﹥叶;2种氮素过量和不足均会对旱柳根和叶生理指标产生不同的影响,其中在过氮水平时,NH+4-N和NO-3-N处理下根系活力比对照减少了50.61%和增加了19.53%;在过氮水平时,NH+4-N处理柳树苗根总长、根表面积、根平均直径、根体积和侧根数分别对照下降了30.92%、29.48%、19.44%、27.01%和36.41%,NO-3-N处理柳树苗相应的根系形态指标分别对对照下降了1.66%、5.65%、1.49%、5.06%和25.72%。可见,高浓度NH+4-N对旱柳苗的胁迫影响大于NO-3-N,在应用于水体氮污染修复时可通过改变水体无机氮的比例,削弱其对旱柳的影响,从而提高旱柳对水体氮污染的修复效果。     

L-精氨酸生物合成的代谢流量分析

建立并完善了谷氨酸棒杆菌GWY020及其2个逐步叠加不同遗传标记的突变株HUI821和GUI089合成L-精氨酸的中心代谢网络.分别测定了它们在特定培养时段(50 h～52 h)L-精氨酸等代谢物的胞外浓度,由此计算这一时段这些代谢物在发酵液中积累(或消耗)的速率,分别作出这3株菌在拟稳态下的代谢流量分布图,进而研究育种过程中不同遗传标记的叠加对代谢网络中L-精氨酸合成流量分布的影响.结果表明遗传标记的引入使流量分配发生了重大变化,节点处的流量分配朝着有利于L-精氨酸合成的方向改变.从代谢流量分析角度上,证明结构类似物抗性和敏感性突变是代谢流导向和设计育种的有效手段,代谢流量分析将成为设计育种的提供新思路.     

三峡水库长期水淹条件下耐淹植物甜根子草的资源分配特征

为研究历经三峡水库长期水淹的驯化后,不同海拔高程之间相同种源的甜根子草的生物量分配特征是否发生改变,进而探讨该物种对水淹胁迫表现出的适应性进化特征,试验于2008年初选育相同种源的甜根子草同龄幼苗栽植于三峡水库消落区甜根子草种植试验示范区,并考察了2012年、2013年不同海拔高程甜根子草植株的形态和生物量特征。试验共设置3个海拔高程,即水淹高程168、172m和不受水淹对照高程176m。试验结果表明:(1)较低高程的甜根子草植株较矮小细弱,168m高程的甜根子草植株主茎长和主茎基径显著低于对照176m高程(P0.05);平均节间长度随高程的降低而缩短;与之相反,主茎长/主茎基径随高程的降低而增大。(2)甜根子草的叶片厚度、叶片长/叶片宽、叶片长/叶鞘长均随海拔高程的降低而减小;与之相反,比叶面积随高程的降低而增大。(3)水淹前,甜根子草近端成熟节间的质量密度随高程的降低而增大;水淹后,其地上存活茎段基部成熟节间的质量密度在各高程之间无显著差异(P0.05)。以上研究结果表明,甜根子草历经三峡水库长期水淹的驯化后,生物量分配特征在不同海拔高程之间发生了改变,表现出了相应的驯化特征。相较于高高程的甜根子草植株而言,低高程的植株生长缓慢,采取低株高下的高向生物量投资策略;对叶的物质投资大部分分配到叶面积的增加、叶鞘的伸长生长和叶片的直立生长上,以加强植株的光合生产。     

青藏高原不同生境下湿生扁蕾(Gentianopsis paludosa)个体大小依赖的繁殖分配

植物对资源的投资和分配是生态学中的重要问题,它反映了植物应对环境变化时的生活史策略。选择青藏高原东缘同一海拔下的嵩草草甸(Kobresia sp.meadow)、金露梅灌丛(Potentilla fruticosa shrub meadow)以及草甸-灌丛交错带3种生境类型,并以3种生境下的湿生扁蕾(Gentianopsis paludosa)为对象,研究了其繁殖分配特征。结果发现:(1)在种群水平上,在生境从草甸经交错带到灌丛的变化中,湿生扁蕾个体大小和繁殖分配比例逐渐增加;3个种群湿生扁蕾的总花数目没有显著差异,但草甸生境湿生扁蕾的蕾期花数目显著高于灌丛生境,而果期花数目则显著低于灌丛生境;(2)在个体水平上,湿生扁蕾的繁殖绝对投入与个体大小显著正相关,且各种群植株都存在繁殖所需的个体大小阈值,而繁殖阈值在生境从草甸经交错带到灌丛的过渡中逐渐减小;湿生扁蕾的繁殖相对投入与个体大小负相关,但相关系数随着生境从草甸经交错带到灌丛的过渡中逐渐减小;各种群花数目与湿生扁蕾植株个体大小显著正相关。研究表明,湿生扁蕾的繁殖投资存在大小依赖效应,但生境差异会对其繁殖投资和生活史策略造成显著影响,而这种影响主要是由不同生境下自然条件的不同造成的。同时,资源分配也与湿生扁蕾的遗传特性和延迟自交的繁育系统特征有关。湿生扁蕾这种不同生境下个体大小依赖的繁殖投资差异是湿生扁蕾与其生境长期适应和进化(生境选择)的结果。     

鄱阳湖区稻田生境中灰鹤越冬行为的时间分配与觅食行为

2013年11月—2014年2月,采用瞬时扫描和焦点动物法研究了鄱阳湖区稻田生境中灰鹤越冬行为的时间分配、活动节律与觅食行为。结果显示,觅食(64.09%)行为所占比例最大,其次为警戒(15.97%)、飞行(8.67%)和修整(7.37%)行为。4种主要行为中,觅食行为时间分配随越冬前期(11月)、中期(12月—翌年1月)、后期(2月)逐渐增加,其余行为时间均逐渐减少。各环境因子对主要行为的影响存在显著交互效应,修整行为随各环境因子变化最为明显,日最低温度升高、日最高温度降低、日照长度增加及湿度降低都会使修整行为增加;日照长度增加和湿度降低时,觅食行为增加;日照长度增加时,警戒行为减少。环境因子对成鹤影响效果与总体相同。环境因子仅对幼鹤的觅食行为影响显著,即日照长度增加和湿度降低,幼鹤觅食行为增加。环境因子对行为的影响为非线性关系,致使其影响趋势在不同范围内有所变化。行为节律上,灰鹤昼间各时段觅食行为保持较高水平,觅食高峰出现在11:00—11:59和17:00—17:30。灰鹤觅食生境与其夜宿地分离,致其上午觅食高峰有所推后。幼鹤昼间各时段行为节律与成鹤有较大差异,且各时段觅食行为比例均高于成鹤。灰鹤越冬期在稻田生境的平均啄食频率为(32.06±0.47)次/min,平均步行频率为(6.55±0.35)步/min。啄食频率与步行频率呈极显著负相关。时段和集群类型对啄食频率的影响存在显著交互效应。稻田中食物资源的可利用性逐渐下降,灰鹤的啄食频率随时间逐渐降低,为保证越冬期间获取足够的能量供应,灰鹤采取逐渐增加步行频率和觅食时间的策略。有觅食间隔的抽样单元中,平均警戒次数为(1.37±0.04)次/单元,平均警戒持续时间为(6.02±0.37)s/单元。成鹤花费在警戒的时间多于幼鹤,家庭群中的个体警戒持续时间多于聚集群中的个体。     

铜绿微囊藻光合活性对LED光短期暴露的响应

为探究LED光对蓝藻光合活性的影响,以铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa PCC 7806为对象, 25μmol photons/(m²·s)白色荧光灯为对照,检测了不同光质光强LED处理2h的光合活性。结果表明,与对照相比,25—50μmol photons/(m²·s) LED红光和蓝光、25—100μmol photons/(m²·s) LED白光和绿光处理下,细胞光合活性(F_v/F_m)显著提高。大于100μmol photons/(m²·s)的LED红光和蓝光、大于200μmol photons/(m²·s)的LED白光及大于500μmol photons/(m²·s)的LED绿光处理对光合活性有显著抑制作用,光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率F_v/F_m、电子传递速率ETR(Ⅱ)、光量子产量Y(Ⅱ)、光系统Ⅰ(PSⅠ)电子传递速率ETR(Ⅰ)、...     

Na^＋—K^＋—ATP酶抑制与心肌缺血后再灌注性损伤

在离体大鼠心脏灌流模型上,观察细胞内高钠对心肌缺血后再灌注性损伤的影响。在低灌流过程中,给予Na~ -K~ -ATP酶抑制剂哇巴因造成细胞内高Na~ ,可加重缺血后再灌注心脏的血液动力学障碍;增加心肌组织丙二醛含量及冠脉流出液中乳酸脱氢酶的活性;降低线粒体及胞浆液中谷胱甘肽过氧化物酶活力;并使心肌组织中Ca~(2 )超负荷及K~ 丢失严重。因此,细胞内高Na~ 可能是心肌缺血后再灌注损伤的基础。     

卡托普利对短时间停灌后再灌注大鼠心肌的保护作用

短时间缺血的心肌再灌注时不会发生坏死,但往往出现较长时间的舒缩功能低下等变化,这一现象被称为心肌顿抑(myocardial stunning)。预防或减轻心肌顿抑则有利于心肌再灌注时心功能的恢复。从这一考虑出发,本实验在离体大鼠工作心脏模型上,观察了再灌注时给予卡托普利(caaptopril)对20min停灌/再灌注心脏舒缩功能恢复、心肌Ca~(2 )含量和心肌乳酸脱氢酶(LDH)释放量的影响。     

土壤微生物群落对全球气候变化响应的研究进展

全球气候变化对陆地生态系统过程和功能产生重要影响,土壤微生物群落在陆地生态系统几乎所有的生物地球化学循环过程起到关键作用。本文针对气候变化对土壤微生物的影响研究结果,主要从土壤微生物活性(土壤呼吸与酶活性)和微生物群落结构对大气CO₂升高、增温、降水变化、氮沉降等全球变化单因子和多因子的直接或间接响应进行综述,并进一步阐述参与土壤碳氮循环过程的功能微生物对气候变化的响应机制与适应规律。全球变化因子改变了土壤微生物的群落组成,呈现降低、增加和无影响3种效应,且不同功能微生物也呈现不同的敏感性。多个全球变化因子对土壤微生物群落结构的交互效应可能存在加性、协同、拮抗作用,产生加和的、相互促进或抵消的整体效果。然而,目前对多种全球变化因子如三因子或四因子的组合作用,以及多因子的高阶交互作用研究较少;已有的研究地理分布不均匀,且时间和空间大尺度的研究不足;缺乏综合生态系统模型对全球变化的影响进行模拟和预测。最后指出今后的研究发展方向：进行多种全球变化因子、长时间、多生态系统点位、大空间尺度的土壤微生物群落动态研究;探究多种全球变化因子的高阶交互作用;建立综合响应的生态系统模...     

生物节律钟基因参与心肌缺血再灌注损伤机制的研究进展

生物节律(biological rhythm)系统由位于下丘脑视交叉上核的中枢时钟和各种组织的外周时钟组成,负责协调机体生理功能,在维持正常的生命活动中具有重要意义。生物节律系统通过神经体液等方式参与心脏功能调控,而机体生物节律紊乱与心血管疾病发生密切相关。近年来,大量研究表明心肌缺血再灌注损伤(myocardial ischemia-reperfusion injury)程度具有明显的昼夜差异,缺血再灌注损伤后心脏的不良重构和功能障碍与生物节律钟基因相关,但其确切机制尚未明确。因此,本文就生物节律钟基因在心肌缺血再灌注损伤发生机制中的作用进行综述,为探索心肌缺血再灌注损伤的防治新策略提供理论依据。