气孔下腔间的水汽扩散

本文把气孔及其下腔看作截面为椭圆形的柱形区域,提出一个水汽从气孔下腔内所有细胞表面扩散到气孔外端的三维扩散模型。根据 Fick 定律和质量守恒定律建立了支配该模型的水汽扩散方程。用有限差分法,借助于计算机求得水汽从气孔下腔的所有细胞表面扩散到气孔内端所遇到的阻力及其近似表达式。并从理论上对该阻力的倒数——导度随气孔面积而变化的方式做了分析和解释。通过将本模型求得的气孔下腔阻力计算公式与 Brown 等以及 Cooke 的公式比较,发现在气孔开度变化相当大的范围内用后面两公式计算的阻力偏大0.5—1倍左右。此外,计算结果还表明:在气孔下腔水散失总量中,腔内表皮细胞表面上的水散失量占86—96%,而保卫细胞表面上的水散失量又占后者的88—93%,副卫细胞表面上的水散失量仅7—12%。     

边界层阻力在叶片气体交换过程中的作用

作者对现有的气体交换法的叶室作了改进。从实验上检验了作者根据电学类比分析和模拟检验得到的结论：在已有的气体交换测定装置中,空气流速不变,叶片的边界层导度也固定不变,所得到的结论用于边界层导度变化的情形时,会造成比较大的误差。现加一障碍物使得流过叶片的风速减小,从而改变叶片的边界层导度。通过测量在不同边界层导度下同一叶片的光强曲线可以考察不同边界层导度下的气孔导度、光合速率、蒸腾速率以及它们之间的相互关系。实验结果与作者以前的电学类比分析和模拟得到的结论是基本一致的     

“气孔开闭”幻灯模型的制作方法

(一) 目的用幻灯的形式把气孔开闭原理的动态生理知识特点表现出来,达到形象直观的教学目的。 (二) 制作方法 1.取一块长15cm×宽9cm的硬纸板,在中央剪取一个φ7cm的圆。再从长的中间剪开硬纸板,平均分成两个相等的半圆(如图1)。然后,在硬纸板的反正面涂上粘合剂,用两块长10cm、宽8cm的透明薄塑料,分别把两个半圆硬纸板,从半圆处包起来,使硬纸板与塑料粘合在一起(如图1右)。把硬纸板3个边缘的塑料折叠好,用透明胶带封合(图1左),使半圆部分呈密闭的透明的气囊。再把两个半圆用胶带连上。     

褪黑素调节烟草丁香假单胞菌抗性的功能研究

为分析褪黑素(N-乙酰-5-甲氧基色胺)在植物先天免疫中的功能及调控机理,研究以病原菌丁香假单胞杆菌(Pseudomonas syringae pv.tomato DC3000,Pst DC3000)—烟草互作系统为模型,检测了病原菌侵染对烟草褪黑素相关基因表达的影响,并探讨了褪黑素对植物叶片病原菌生长以及气孔开度和活性氧自由基(reactive oxygen species,ROS)含量的影响以及调控机理。结果表明:(1)Pst DC3000处理提高了烟草褪黑素合成(NtSNAT1)和受体(NtPMTR1)基因表达,且外源褪黑素处理降低了叶片中的病原菌含量。(2)与野生型植物相比,过表达大豆GmSNAT1基因显著提高了转基因烟草中内源褪黑素含量和NtPMTR1的表达,且转基因烟草叶片中的Pst DC3000菌落数显著下降。(3)外源褪黑素和细菌鞭毛蛋白多肽flg22处理诱导了野生型和转基因烟草保卫细胞中ROS产生和气孔关闭,且转基因植物对褪黑素和flg22诱导的气孔关闭和ROS产生比野生型烟草更加敏感。综上所述,研究表明褪黑素可能通过受体NtPMTR1介导的信号途径促进保卫细胞ROS产生,诱导气孔关闭,从而降低病原菌Pst DC3000的入侵。     

中国蒿属植物比较形态和解剖学研究——(Ⅰ)叶表皮结构

本文通过光学显微镜和扫描电镜,观察国产菊科蒿属2亚属7组30种代表植物成熟叶片的表皮细胞、气孔器、表皮毛的特征和气孔形状、气孔外拱盖及拱盖内缘、角质膜和蜡质纹饰。其中表皮细胞多角(边)形,大小不等,垂周壁平直、弓形,或者表皮细胞形状不规则,大小不等,垂周壁波浪状或波纹状。下表皮均有气孔器,上表皮有或无气孔器,气孔器类型有无规则型。无规则四细胞型、不等细胞型、十字型、横列型和平列型。大多数种类具多细胞单列毛。多细胞双列毛和腺毛仅发现在腺毛蒿组。这些微形态特征在组间存在着某些差异,具有一定的分类学和生态学意义。     

植物气孔复型法

气孔指植物表皮上的开口,是植物进行光合、呼吸和蒸腾作用时,吸收和排泄气体的重要通道。在一般的教科书中,它泛指这一通道的整体,即表皮上的开口和围绕开口的特化表皮细胞——保卫细胞。气孔发生在植物的所有气生部分,其中以叶片上的数量最多。在有些种类中,它出现在叶子的上下两个表面,但在多数植物中只出现在叶子的下表面。气孔孔口直径和气孔密度(单位面积气孔数量)在不同条件下变化较大,是进行环境变化研究的重要特征。 近年来,我们曾分别使用了离析—透明法和植物叶片的复型方法。获得了比较理想的结果。现就这几种方法的制作过程和效果做简要分析。     

大豆光合速率和气孔导度对水分胁迫的响应

土壤水分胁迫使两个供试大豆品种(系)光合速率和气孔导度降低,“鲁豆四号”降低的幅度大于小粒大豆品系“7605”。在相同的叶水势下,“7605”的光合速率和气孔导度均高于“鲁豆四号”,但“7605”气孔随水势下降而关闭的速率大于“鲁豆四号”。水分胁迫使叶片温度升高,“7605”比“鲁豆四号”升温较快,但在同一水分处理中,“鲁豆四号”的叶温高于“7605”。水分胁迫降低了大豆的水分利用效率,且“鲁豆四号”降低的速率大于“7605”。结果表明,“7605”对水分胁迫具有较好的适应能力。     

不同污染程度下毛白杨叶表面PM2.5颗粒的数量及性质和叶片气孔形态的比较研究

选择了北京市环境PM_(2.5)浓度不同的两个采样点的毛白杨(Populus tomentosa Carr.)作为研究对象,利用环境扫描电镜及X-射线能谱仪对杨树叶片表面滞留的PM_(2.5)颗粒进行了观察、统计和成分分析,并研究了叶片气孔对环境颗粒物污染的适应性变化。结果表明:夏秋两季西直门叶片样品上下表面的PM_(2.5)数量均多于森林公园样品这说明环境PM_(2.5)浓度是影响叶片表面滞留颗粒物数量的主要原因;其中叶片上表面是滞留PM_(2.5)颗粒的主要区域。森林公园样品中PM_(2.5)颗粒性质比较单一,硅铝酸盐颗粒和石英颗粒占很大比例,二者的主要来源均为天然源,如土壤扬尘、矿物颗粒等;而西直门采样点叶片样品滞留的PM_(2.5)颗粒的元素组成更为复杂,其中50%以上的硅铝酸盐颗粒检测出了明显的铜、钾、氯、钠等元素的谱峰其来源主要是工业排放;西直门样品PM_(2.5)的含硫量高于森林公园样品,且夏季明显高于秋季。研究还发现有少数PM_(2.5)颗粒进入了毛白杨叶片的气孔而且不同污染程度下气孔的形态特征存在差异。与森林公园毛白杨叶片的气孔相比,西直门处的毛白杨叶片气孔的长度、宽度、面积和气孔密度均较小,说明较高的PM_(2.5)污染程度对毛白杨叶片的形态发育有一定影响。研究结果可以为揭示植物叶片阻滞、吸收大气颗粒污染物的机制、合理选择和优化城市绿化树种从而改善空气质量提供一定的科学理论依据。     

4种城市绿化树种叶片PAHs含量特征与叶面结构的关系

用气质联用仪测定了长沙市樟树(Cinnamomu camphora)、广玉兰(Magnolia grandiflora)、桂花(Opsmanthus fragrans)和红檵木(Redrlowered loropetalum)4个主要绿化树种叶片中PAHs含量,同时测定了叶片的气孔密度、气孔长宽比、叶片的宽长比和叶面积等叶面结构特征值,探讨了叶面结构与叶片中PAHs含量的关系。结果表明:红檵木叶片的PAHs含量最高,为11.13mg·kg-1,16种PAHs在4树种叶片中均有不同程度的检出,其中以3环和4环为主,菲的浓度最高。除桂花外,在气温较低的秋冬季节,其余3种植物叶片气孔密度大PAHs含量高。叶面宽长比、气孔长宽比均与叶片PAHs含量呈极显著正相关,而叶面积与PAHs含量呈极显著负相关。表明叶面结构是影响叶片PAHs含量的重要因素。研究结果可为城市绿化树种合理选择与配置提供科学依据。