慈姑（Sagittaria sagittifolia L.）对环境镉胁迫因子的应答

主要研究了水环境中Cd2+污染对慈姑(Sagittaria sagittifolia L.)根的毒害影响.结果表明:在Cd2+胁迫下,慈姑根出现不同程度的褐变、发黑,生长受到限制;叶和根尖细胞超微结构受损,叶绿体膨大、类囊体排列紊乱、线粒体嵴减少、空泡化、染色质凝集等;根尖细胞在扫描电镜下呈细胞壁增厚、细胞形状扭曲和排列不规则现象.能谱分析结果表明随外界Cd2+浓度增大,单个慈姑根尖中的Cd2+含量升高,其他营养元素的吸收受到不同程度的影响.Cd2+对慈姑的毒害有明显的剂量效应和时间效应.     

外源亚精胺可缓解荇菜镉毒害

研究了外施浓度为0.01 mmol.L^-1的亚精胺(Spd)对不同浓度镉(Cd²⁺⁾胁迫下荇菜(Nymphoides peltatum)叶片的叶绿体结构、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、超氧阴离子(O₂^-.)产生速率和丙二醛(MDA)含量, 以及保护酶——超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT) 活性的影响。结果表明, (1) Cd²⁺胁迫可使荇菜细胞的叶绿体结构遭到破坏,叶绿素含量减少。外施Spd则可有效地保护叶绿体结构, 减少叶绿素的流失。(2) 在单一Cd²⁺处理条件下, 随着Cd²⁺浓度的升高, 叶绿素含量呈现先升后降的趋势, 可溶性蛋白含量则逐渐下降。外源Spd处理显著提高了二者的含量, 并延缓了它们的下降速度。(3) 在单一Cd²⁺处理条件下, SOD、POD和CAT活性分别在Cd²⁺浓度为1、 1和2 mg.L^-1时达到最高值, 而后随着Cd²⁺浓度的增加其活性逐渐下降。外施Spd使它们的活性分别提高了5.8%、37.5%和3.3%, 并降低了O₂^-.产生速率和MDA的含量。上述结果表明, Spd增强了荇菜对Cd²⁺毒害的抗性, 并在一定程度上缓解了Cd²⁺对荇菜的毒害。     

重金属Cd2+对棕尾别麻蝇血细胞数量、包囊作用和形态结构的影响

为了揭示重金属对昆虫细胞免疫的影响及其机理,本文采用血细胞计数、台盼蓝染色、延展与包囊率测定, 以及显微与超微结构观察等方法,以经重金属Cd²⁺（浓度为150 μg/g）处理的棕尾别麻蝇Boettcherisca peregrina及其对照为研究对象,分别测定了处理组与对照组血细胞的数量与存活率、延展与包囊率,观察其形态结构,并比较了两组间的差异。结果表明： 棕尾别麻蝇初产幼虫经连续喂饲含Cd²⁺的饲料24,48,72和96 h后,与对照相比其血细胞总数和存活率显著下降,而血细胞的延展率和包囊作用的显著下降则分别出现于取食72和48 h之内,此后则下降不显著;由Cd²⁺处理幼虫发育形成蛹的血细胞包囊作用也显著低于对照。形态结构观察结果表明,Cd²⁺处理对幼虫的原血细胞、浆血细胞、颗粒血细胞和类绛色血细胞的显微形态影响不大,但可导致部分浆血细胞不能产生伪足;但均能导致各类血细胞的超微结构发生不同程度的变化,其中主要变化包括：细胞膜受损或破裂,染色质呈现凝聚, 线粒体和内质网等细胞器明显减少,以及胞质内出现空囊泡。结果说明重金属Cd²⁺对棕尾别麻蝇的血细胞可具有毒害作用。     

镉对水稻种子萌发的影响

以不同类型的319个水稻品种为研究对象,研究了10 mg·L^-1 Cd²⁺处理对水稻种子萌发的影响.结果表明:Cd²⁺对种子发芽率影响较小,对根系生长的影响显著,且大于对芽生长的影响;不同类型水稻种子萌发对Cd的响应差异较大,敏感顺序为粳稻>籼稻>杂交稻;两系不育系根系长度和根系数量受Cd的抑制程度显著高于三系.应用快速聚类方法,可以将参试品种划分为耐受型、中间型和敏感型3种不同的敏感类型.     

水稻糙米重金属Cd含量的QTL分析

镉(Cd²⁺)是一种分布较广泛、毒性较强的一种重金属, 文章利用韭菜青×IR26杂交衍生的一个重组自交系群体(Recombinant inbred lines, RIL)及构建的SSR分子遗传图谱, 对控制糙米中Cd²⁺含量的QTL进行分析, 为选育籽粒中Cd²⁺低吸收或低积累的水稻品种提供参考。结果表明, 在Cd²⁺胁迫(5 mg/kg)处理条件下, 共检测到2个与糙米Cd²⁺含量有关的QTLs, 分别位于水稻第11染色体上的标记RM6288-RM6544和RM167-RM5704之间, 其中qCCBR-11a对表型贡献率为11.17%, 加性效应0.089; qCCBR-11b对表型变异贡献率为7.66%, 加性效应0.075。相关分析显示, 糙米Cd²⁺含量与株高、每穗总粒数、每穗实粒数、结实率和千粒重等产量性状的相关性均不显著, 糙米中Cd²⁺含量是一个相对独立、由基因控制的遗传性状。     

芦竹对不同重金属耐性的研究

研究芦竹(Arundo donax)在不同重金属污染湿地中的耐毒性能,测定了不同生长时段芦竹的生物性状和叶绿素含量,以及土壤中重金属含量的变化.结果表明,芦竹分别在浓度为100 mg·kg^-1左右的CuCu²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺、Zn²⁺、Ni²⁺、Hg²⁺和50 mg·kg^-1以下的Cr⁶⁺污染环境中能正常成活,在40 d的生长期内,植物体内叶绿素有不同程度降低,下降比率在20%～56%,植物出现叶片软化,叶尖枯黄等症状,但植株仍呈现增长趋势.与对照植物相比较,在重金属胁迫下,植株细长,茎、叶呈黄绿色,除Cr⁶⁺、Hg²⁺外,植物高度基本不受重金属胁迫的影响.芦竹在高浓度(100mg·kg^-1)Cr⁶⁺污染环境中耐性较弱,表现出生长缓慢,部分地下茎腐烂,叶片短时间内出现枯萎等症状.结果还表明,土壤中重金属浓度随植物生长期增长而降低,除被植物吸收,植物挥发外,还存在着重金属向根际圈环境迁移的趋势,根周边湿土中重金属含量,明显高于试验缸外围湿土中重金属含量.可以认为,芦竹具有生物量大,根系发达,适应性强等特点,对修复湿地重金属污染蕴藏着巨大潜力,研究芦竹在植物修复技术中的应用,具有一定的现实意义.     

金属离子和脲对白蜡虫碱性磷酸酶的影响

各种金属离子及脲对白蜡虫Ericerus pela (Chavannes)碱性磷酸酶的活性有不同的影响。从白蜡虫雌成虫中分离纯化得到碱性磷酸酶,加入各种不同浓度的金属离子及脲测定酶的活力。一价金属离子Na⁺、K⁺、Li⁺对酶活力没有影响。碱土金属离子Ca²⁺、Mg²⁺、Ba²⁺对酶有激活作用,激活作用的大小顺序依次为Ca²⁺、Ba²⁺、Mg²⁺。第一过渡金属离子中,Mn²⁺、Co²⁺、Ni²⁺对酶有激活作用,而Zn²⁺、Cu²⁺有抑制作用。重金属离子Cd²⁺、Pb²⁺对酶有抑制作用。Ca²⁺激活作用表现为非竞争性激活效应。Cu²⁺抑制作用表现为非竞争性抑制效应。脲对碱性磷酸酶有变性失活作用,按脲浓度可分为低于3 mol/L和高于3 mol/L两种类型。低浓度的脲对白蜡虫碱性磷酸酶的活性抑制的动力学表现为混合型效应。     

盐胁迫对桑树幼苗生长、叶片水分状况和离子分布的影响

以黑龙江省两个桑树品种（秋雨桑和泰来桑）为试验材料,研究了不同盐浓度下桑树幼苗生长、叶片水分关系和不同器官中离子的分布.结果表明：盐胁迫明显降低了桑树幼苗的植株高度和每株干物质量,且对新生叶片干质量的影响大于老叶片.随着盐胁迫的加重,两个品种桑树的叶片水势、渗透势、压力势和相对含水量明显下降,根、茎中Na⁺浓度明显增加,当外界NaCl浓度达到或超过150 mmol·L^-1时,各器官中Na⁺浓度达到饱和.盐胁迫明显降低了两个品种桑树根、茎和叶片中K⁺ 和 Ca²⁺浓度,以及茎和叶片中Mg²⁺浓度,而对根中Mg²⁺浓度影响不大.Na⁺在根、茎和老叶中的区域化分布是两个品种桑树生长过程中表现出耐盐性的机理之一,而盐胁迫使叶片中的Ca²⁺、K⁺和Mg²⁺浓度降低,导致植株体内的离子亏缺,从而限制了植株的生长.     

盐胁迫下构树幼苗各器官中K+、Ca2+、Na+和Cl-含量分布及吸收特征

将当年生构树幼苗置于含有不同浓度（04、1、2、3、4 g·kg^-1）NaCl的土壤中,研究其生物量积累、叶片细胞质膜透性和K⁺、Ca²⁺、Na⁺、Cl^-等离子的吸收、分布及运输,并观察盐害症状.结果表明：构树幼苗的叶片质膜透性随着NaCl浓度的增加和胁迫时间的延长而升高,根冠比随NaCl浓度的升高而增加,大于3 g·kg^-1的土壤盐胁迫对构树叶片的质膜透性及植株的生物量积累影响显著.构树幼苗各器官中Na⁺和Cl^-含量随土壤NaCl浓度升高而显著增加,K⁺和Ca²⁺则随之降低,叶片各离子含量均明显高于根和茎.说明盐胁迫影响根系对K⁺和Ca²⁺的吸收,并抑制了它们向地上部分的选择性运输,使叶和茎的K⁺和Ca²⁺含量下降.构树通过吸收积累Na⁺和Cl^-抵御土壤盐分带来的渗透胁迫,但过量的Na⁺和Cl^-积累会造成单盐毒害.作为抗盐性较高的非盐生植物,构树地上部分的拒盐作用不显著.     

锰对植物毒害及植物耐锰机理研究进展

含锰矿渣的排放造成了严重的土壤锰污染。揭示锰毒害和植物的耐锰机制对于污染土壤治理具有重要意义。研究表明, 高浓度的Mn²⁺能够抑制根系Ca²⁺、Fe²⁺和Mg²⁺等元素的吸收及活性, 引起氧化性胁迫导致氧化损伤, 使叶绿素和Rubisco含量下降、叶绿体超微结构破坏和光合速率降低。而锰超累积植物则具有多种解毒或耐性机制, 如区域化、有机酸螯合、外排作用、抗氧化作用和离子交互作用等。根系主要通过有机酸的螯合作用促进植物对Mn²⁺的转运解毒, 同时能够将过量的Mn²⁺区域化在根细胞壁中; 叶片可通过酚类物质或有机酸螯合Mn²⁺, 并将其区域化在叶片表皮细胞和叶肉细胞的液泡中(或通过表皮毛将Mn²⁺排出体外)。其中, 金属转运蛋白在植物对Mn²⁺的吸收、转运、累积和解毒过程中发挥着重要作用。     

Cu2+对菱叶片生理指标及超微结构的毒理学效应分析

研究了不同Cu²⁺处理浓度(0、0.002、0.004、0.006、0.008 mmol.L^-1)对菱叶片叶绿素含量和叶绿素荧光参数、膜脂过氧化和抗氧化系统等的影响,并用透射电镜观察了其叶细胞超微结构的变化。试验结果表明:随着Cu²⁺浓度的增加:(1)叶绿素含量、Fv/Fo和Fv/Fm显著下降,Fo显著上升;(2)活性氧(AOS)产生速率、丙二醛(MDA)含量、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)活性逐渐升高;超氧化物歧化酶(SOD)、游离脯氨酸(Pro)和可溶性糖含量显著下降;抗坏血酸(AsA)、还原型谷胱甘肽(GSH)和谷胱甘肽还原酶(GR)含量呈先升后降趋势,且始终高于对照;(3)电镜观察发现,Cu²⁺对叶片细胞器的超微结构特别是叶绿体、线粒体和细胞核造成严重损伤。以上结果表明,本试验过量Cu²⁺的胁迫破坏了菱正常生理生化活动,并造成功能紊乱,最终导致菱的死亡。     

番茄calnexin基因的克隆及胁迫表达分析

Calnexin是内质网中重要的类凝集素分子伴侣,其主要作用是辅助糖基化蛋白的折叠和装配,调节内质网中的Ca²⁺稳态平衡和Ca²⁺信号传导过程。从番茄(Lycopersicon esculentum)的cDNA文库中克隆到calnexincDNA全序列,将其命名为Lecnx61.0,并以其3’端DNA片段为探针对番茄基因组进行Southern分析,结果表明Lecnx61.0在该基因组中仅有一个拷贝;Northern和W estern分析表明,Lecnx61.0的表达还受热激、冷害、盐害和内质网应激诱导剂衣霉素的诱导,但对干旱胁迫没有明显的反应。LeCNX 61.0蛋白对Ca²⁺亏缺胁迫的响应呈现组织特异性,但高浓度Ca²⁺并不影响各组织中LeCNX 61.0蛋白的含量,实验结果表明LeCNX 61.0蛋白可能在植物抵抗特定的环境胁迫中发挥作用。     

Fe3+对雨生红球藻(Haematococcus pluvialis)生长及荧光特性的影响

为探求适宜雨生红球藻CG-06株生长的Fe³⁺浓度和Fe³⁺对藻细胞荧光特性的影响,以BBM为基础培养基,选用EDTA-FeNa(Ⅲ)为Fe³⁺源,设置0、1.79、8.95、17.9、35.8、71.6μmol·L^-16种Fe³⁺浓度梯度,实验测定藻的生长并分析不同Fe³⁺对藻细胞叶绿素荧光和77 K低温荧光等的影响。结果表明:适合雨生红球藻CG-06株生长的Fe³⁺浓度为8.95μmol·L^-1,Fe³⁺浓度较高时,雨生红球藻的生长受到抑制,Fe³⁺浓度低于1·79μmol.L^-1将产生低铁限制。W alz-PAM测定数据显示,在铁不足或高铁抑制条件下,雨生红球藻光系统Ⅱ活性明显下降,开放态的反应中心数目减少,光合作用受到抑制。77 K低温荧光光谱显示,在铁不足或高铁抑制条件下,710 nm荧光峰降低,684 nm和694 nm荧光峰相对增强,说明能量在两个光系统分配上发生变化,能量更多的分配给光系统Ⅱ,限制了光系统Ⅰ的活性。在高铁抑制条件下,CP₄₇蛋白荧光峰降低,CP₄₃蛋白荧光峰增强,推测存在D₁蛋白降解。     

从光合作用特性看铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的竞争优势

通过测定净光合放氧速率,研究了温度、光照和pH对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)和玫瑰拟衣藻(Chloromonas rosae)光合作用的影响。两种藻的光合放氧速率都随着温度的升高而加快,在10~35℃范围内,铜绿微囊藻净光合放氧速率随温度升高而直线上升,其最适温度高于35℃,而当温度高于30℃后玫瑰拟衣藻的净光合放氧速率迅速下降;两种微藻的光合放氧速率-光强变化曲线有所不同,铜绿微囊藻光饱和点在500μmol·m^-2·s^-1附近,光强达到900μmol·m^-2·s^-1时仍无光抑制现象发生,玫瑰拟衣藻光饱和点在630μmol·m^-2·s^-1附近,当光强进一步升高,光合放氧速率开始下降;铜绿微囊藻最适pH值是10.0,在pH值6.5~11.5范围内,光合放氧都很活跃,变化幅度不大,玫瑰拟衣藻最适pH值7.0,偏酸或偏碱光合放氧都迅速地下降,pH高于10.0出现了负值。比较两种藻的光合作用特性,铜绿微囊藻光合作用具有3个特点:(1)适应温度范围宽,对高温具有良好的适应性,并且光合作用随温度的升高显著提高;(2)光饱和点低,光合作用活性高,能在弱光环境中高效地进行光合作用,并且抗强光伤害;(3)对pH变化具有超强的适应能力,在中性和碱性环境中,都能进行活跃的光合作用。铜绿微囊藻在光能利用、温度和pH适应性方面的特点,可以使其快速生长繁殖,积累大量的生物量,在与其它藻类的竞争中占据显著的优势。     

几种主要环境因子对布朗葡萄藻(Botryococcus braunii)光合作用的影响

利用测定净光合放氧速率的方法研究了光照强度、温度、pH值、盐度对布朗葡萄藻Botryococcus braunii UTEX 572和B.braunii UTEX 2441两个品系的光合作用的影响。B.braunii UTEX 572的适宜光照强度范围400～1600μmol·m^-2·s^-1,光饱和点在800μmol·m^-2·s^-1附近;适宜温度范围25～35℃,最适温度30℃;适宜pH范围5.0～8.0,最适pH7.0;适宜盐度范围0～0.2mol/L,最适盐度0.1mol/L。B.braunii UTEX 2441的适宜光照强度范围400～1600μmol·m^-2·s^-1,光饱和点在400μmol·m^-2·s^-1附近;适宜温度范围25～35℃,最适温度30℃;适宜pH范围5.0～8.0,最适pH7.0;对盐度的适应范围较小,盐度升高,光合放氧速率明显下降。两个布朗葡萄藻净光合放氧速率随光照强度、温度、pH值和盐度变化的规律,表明布朗葡萄藻的基本生理生态学特征:适应于较强的光照强度、较高的温度、中性偏酸的环境和较低的盐度。对布朗葡萄藻基本生理生态学特征的了解,为培养条件的优化提供了依据。2个布朗葡萄藻品系对光强、温度、pH值和盐度变化的反应有所不同:与B.braunii UTEX 2441相比,B.braunii UTEX 572具有更高的光饱和点,适应更高的温度,对pH值变化有更宽的适应范围,适当提高盐度对其光合作用有促进作用,表明B.braunii UTEX 572在快速生长繁殖方面具有更大的潜力,这一研究结果为筛选适合于大量培养的优良藻种提供了依据。     

水稻条纹病毒胁迫下灰飞虱基因的差异表达

水稻条纹病毒(rice stripe virus, RSV)主要由介体昆虫灰飞虱Laodelphax striatellus以循回增殖型方式经卵传播, 目前RSV与灰飞虱间的互作研究很少。为了研究RSV侵染对灰飞虱基因表达的影响, 采用5条随机引物和3条锚定引物, 利用mRNA差异显示(differential display RT-PCR, DDRT-PCR)技术分析了带毒和无毒灰飞虱种群基因表达差异。且利用正交实验优化了DDRT-PCR反应体系中的模板浓度、锚定引物浓度、随机引物浓度、dNTPs浓度、镁离子浓度及Taq酶用量。结果表明: 最佳DDRT-PCR体系(25 μL)为cDNA 3.0 μg, 随机引物2.0 μmol/L, 锚定引物2.5 μmol/L, dNTPs 200 μmol/L, Mg²⁺ 2.0 μmol/L, Taq 酶2.0 U。mRNA差异显示共获得35条差异片段, 选取其中6条经RNA斑点杂交验证, 获得了4条阳性差异片段。其中3条阳性片段为带毒灰飞虱种群特异表达, 分别与5-羟色胺受体1D、 旋转酶B、 60S核蛋白L40高度同源, 无毒灰飞虱种群中特异表达的一条阳性片段在NCBI核酸数据库中比对无同源序列。DDRT-PCR优化体系的建立及部分差异片段的获得为进一步研究灰飞虱与RSV间的互作提供了帮助。     

荔枝的光合特性

在低光强(0至0.15m mol m^-2s^-1)下,荔枝叶子的光合速率随光入射量子通量的增高而增大。在光强0.7m mol m^-2s^-1时光合速率为1.76μmol m^-2s^-1。光合作用的光补偿点约为0.02 m mol m^-2s^-1光量子。荔技叶子具有低的气孔对水分传导率。气孔对水分传导率和蒸腾速率在低光强时随入射量子通量增高而增大:而细胞间CO₂浓度随光强增高而下降。在光强高于0.2m mol m^-2 s^-1光量子时,细胞间CO₂浓度变化较少。在低光强时,叶子的水分利用效率（光合/蒸腾）随光强增高而增大。在光强高于0.2m mol m^-2 s^-1光量子时,水分利用效率明显降低。荔枝叶子的最适光合作用叶温为22-26℃。可能表明在华南夏季中午的高温限制荔枝的田间光合作用。外界CO₂浓度增高相应增高细胞间CO₂浓度。当细胞间CO₂浓度约低于230μ1.1^-1时,光合速率随细胞间CO₂浓度增高而增大。在更高的细胞间CO₂浓度对,光合速率变化则较少。荔枝叶子光合速率对叶子/空气水蒸汽压陡度的变化响应不敏感。气孔对水分传导率和细胞间CO₂浓度随叶子/空气水蒸汽压陡度增大略有降低。     

四合木(Tetraena mongolica)分布区景观结构时空变化分析

利用3S技术、1972年航空黑白像片、1988年TMCCT磁带数据以及1995年1:10万TM影像等信息源,以斑块为最小景观结构单元,对西鄂尔多斯特有种四合木(Tetraenamon-golica)的分布及其分布区的景观结构进行了研究。结果表明:(1)四合木的分布区面积约为2754km₂;(2)分布区面积及斑块平均面积都在减少。1988年实际占有1456km₂,1995年为1268km₂,平均每年减少27km₂,单个斑块平均面积1988年为18.79km₂,1995年为15.38km₂,减少了18.1%;(3)四合木分布面积的减少在不同时空尺度上并不相同,1988～1995年间的年变化率比1972～1988年间的年变化率高5倍,空间尺度上城市工业区的年变化率比放牧分布区高。     

云南小麦高分子量麦谷蛋白亚基基因1Dy12*的分离

通过SDS-PAGE分析,从云南小麦中鉴定出一个电泳迁移率比高分子量麦谷蛋白亚基1Dy12稍快的亚基1Dy12^*。利用Glu-Dy位点特异引物对1Dy12^*基因编码区进行了克隆和序列测定。1Dy12^*基因全长为1980bp,编码658个氨基酸。氨基酸序列比较结果表明:与亚基1Dy12相比有3个氨基酸的差异和1个二肽(GQ)的缺失,与亚基1Dy10相比有15个氨基酸的差异、2个六肽(IGQGQQ)的插入以及1个二肽(GQ)的缺失。这表明1Dy12^*亚基是一个新型高分子麦谷蛋白亚基,其对小麦加工品质的影响正在评价中。     

濒危植物香果树(Emmenopterys henryi)种群结构与动态

香果树(Emmenopterys henryi)为我国特有种,属国家Ⅱ级重点保护植物。主要分布于江西、安徽等地亚热带中山或低山区的森林中。文中对武夷山自然保护区4个群落类型的香果树种群数量动态进行了系统研究,统计其径级结构、建立生命表,应用谱分析方法分析种群数量的动态变化,并对影响该种群结构的环境因子进行了分析。结果表明:(1)武夷山自然保护区香果树种群基本属于衰退型,幼苗少,中树、大树个体丰富。不同生境的种群密度存在差异,其中香果树纯林密度较大(8.45±0.818株.100 m^-2),幼苗数量较多,更新较好(幼苗密度1.05±0.326株.100 m^-2),针阔混交林中香果树密度较小(6.58±0.76株.100 m^-2),无幼苗;(2)香果树种群中树死亡率较高,其他各级死亡率较低;(3)香果树种群自然更新过程存在明显的周期。(4)对影响香果树种群结构的13个环境因子通过主成分分析(PCA)发现,较高的光强、土壤含水量、弱酸性土壤、土壤有机质、大气湿度、大气温度和适量的人为干扰对种群增长发挥有利影响,而高海拔、阴坡、陡坡度和大的乔灌层盖度对香果树种群增长则发挥不利影响。(5)充分利用香果树幼树喜荫、大树喜光的特点,加强现有林分的就地保护,特别是具有结实能力的母树,并就地采种育苗,扩大人工种群数量。