南极罗斯海表层沉积物中的放射虫组合分布及与其他硅质生物关系和环境生态意义

本文利用中国第31-33次南极科学考察在罗斯海陆架区采取的表层沉积物样品,研究了生物硅含量、硅质微体生物遗骸丰度分布特征和放射虫属种组合及其与海洋环境和生态的关系。研究显示,区域上生物硅含量是硅藻、放射虫和海绵骨针共同沉积的结果。其中,高的硅藻和放射虫丰度指示了罗斯海陆架区西部表层水初级生产力,而高的海绵骨针丰度可能与悬浮食物来源有关。主要放射虫属种的Q型因子分析将37个放射虫优势种归为四类属种组合。其中,以Antarctissa denticulata为优势种的组合代表寒冷的南极表层水;以Plectacantha oikiskos-Antarctissa(?) sp.1为优势种的组合指示水深和地形变化大、高初级生产力的近岸环境,代表罗斯海季节性海冰生成活跃的冰缘区;以Antarctissa strelkovi-Trisulcus borealis为优势种的组合中,A.strelkovi可能指示表层水硅酸盐浓度较高的浅水环境,而Trisulcus borealis和其它优势种可能受到多种环境因素的共同影响;以Lithomelissa setosa为优势种的组合主要受到上层冷暖水团混合的影响较大,可能指示侵入罗斯海陆架中部的变性绕极深层水。     

取食施硅水稻对褐飞虱成虫体内保护酶和解毒酶活性的影响

【目的】本研究旨在明确褐飞虱Nilaparvata lugens成虫取食施硅水稻对其体内保护酶及解毒酶活性的影响,为硅介导的水稻抗虫性的应用提供证据。【方法】以TN1(感虫品种)为供试水稻品种,采用营养液添加Na₂SiO₃·9H₂O的方法设置112 mg Si/L(Si+)和0 mg Si/L(Si-)2种施硅水平,通过酶活性分析测定取食Si+或Si-水稻植株24, 48, 72和96 h后褐飞虱成虫体内保护酶［过氧化氢酶(catalase, CAT)、过氧化物酶(peroxidase, POD)和超氧化物歧化酶(superoxide, SOD)］以及解毒酶［谷胱甘肽S-转移酶(glutathione-S-transferase, GST)、羧酸酯酶(carboxylesterase, CarE)和多功能氧化酶(mixed-functional oxidase, MFO)］活性的动态变化。【结果】与取食Si-水稻植株的褐飞虱成虫相比,取食Si+水稻植株24和48 h时,褐飞虱成虫POD活性分别显著增加101.2%和55.2%,SOD活性分别显著增加78.2%和19.6%;取食72 h时,CAT和SOD活性分别显著增加16.5%和29.7%;取食96 h时,CAT和POD活性稍有降低,SOD活性显著降低12.6%。添加硅总体上增加GST和MFO活性,降低CarE活性。取食Si+水稻植株24, 48, 72和96 h时,GST活性分别显著升高57.2%, 200.7%, 84.7%和45.9%;MFO活性在取食72和96 h时分别显著升高70.2%和28.3%;而CarE活性在取食72和96 h时分别显著降低38.1%和32.0%。【结论】取食施硅水稻引起褐飞虱成虫体内保护酶和解毒酶活性发生了变化,进而对褐飞虱生理代谢产生了影响。     

闽江河口湿地不同植被带土壤全硅的含量及分布特征

硅是湿地系统元素循环所关注的重要内容之一,土壤全硅的分布特征与湿地土壤-植物系统活跃程度密切相关。于2016年1-12月,以闽江河口鳝鱼滩湿地为研究对象,通过野外原位采样及室内实验分析,对短叶茳芏、短叶茳芏与互花米草交错带、互花米草3种植物类型湿地的土壤全硅含量和储量的变化特征进行观测。结果表明：短叶茳芏、短叶茳芏与互花米草交错带、互花米草湿地土壤全硅的年平均含量依次为197.67、201.21、210.33 mg/g,表现为由陆向海方向逐渐增加的趋势;季节上均呈现秋冬高于春夏的趋势;土壤全硅含量和储量均表现为上部土层（0-30cm）高于下部土层（30-60cm）。经统计分析发现,湿地土壤全硅含量与有机质显著负相关（P < 0.05）,与含水率和pH有极显著正相关关系（P < 0.01）。除短叶茳芏湿地外,其余2种湿地土壤全硅含量与有效硅含量显著负相关（P < 0.05）。研究闽江河口湿地不同植被带土壤全硅含量和储量及其分布特征,旨在揭示湿地土壤全硅水平在不同类型湿地植被生长影响下的变化过程,为本研究区的硅素研究补充关键数据。     

施硅对增温稻田CH4和N2O排放的影响

夜间增温幅度大于白天是气候变暖的显著特征。夜间增温影响水稻生产及CH4和N2O排放。硅是作物有益元素,施硅可提高产量,减少稻田CH4排放。增温或施硅单因子对稻田CH4和N2O排放影响已有报道,但二者耦合如何影响水稻生产及稻田CH4和N2O排放,尚不清楚。通过田间模拟试验,研究了夜间增温下施硅对水稻生长、产量及温室气体持续增温/冷却潜势和排放强度的影响。采用铝箔反光膜夜间(19:00-6:00)覆盖水稻冠层进行模拟夜间增温试验。增温设2水平,即常温对照(CK)和夜间增温(NW);施硅量设2水平,即Si0(不施硅)和Si1(钢渣硅肥,200 kgSiO2/ha)。结果表明,施硅可缓解夜间增温对水稻根系活力的抑制作用,降低夜间增温对水稻地上部、地下部干重和产量的抑制作用。夜间增温显著提高CH4累计排放量,而施硅显著降低CH4累计排放量。夜间增温下施硅处理稻田CH4累计排放量在分蘖期、拔节期、抽穗-扬花期和灌浆成熟期比未施硅处理分别低48.12%、49.16%、61.59%和39.13%。夜间增温或施硅均促进稻田N2O排放,夜间增温下施硅在上述生育期以及全生育期的累计排放量依次比对照高78.17%、51.45%、52.01%、26.14%和40.70%。研究认为,施硅可缓解夜间增温对稻田综合增温潜势和排放强度的促进作用。     

氮、硅限制对赤潮藻扁面角毛藻休眠孢子形成的影响

休眠孢子的形成对于赤潮藻种群的保存、延续以及分布扩散等均具有重要的意义。通过单因子营养限制研究氮、硅对赤潮藻扁面角毛藻（Chaetoceros compressus）休眠孢子形成的影响,结果表明：培养基中氮的初始浓度对休眠孢子的出现时间有一定影响。氮的初始浓度越低,休眠孢子出现的时间越早：反之,氮的初始浓度越高,休眠孢子出现的时间越晚。氮缺乏是硅藻形成休眠孢子的必需条件之一,当培养基中氮含量低于10μmol·L^-1时,扁面角毛藻可以形成休眠孢子。氮缺乏诱发的休眠孢子的形成需要大量的硅,当培养基中硅含量低于23μmol·L^-1时,即使氮缺乏,扁面角毛藻也几乎不再继续形成休眠孢子。这说明硅藻休眠孢子的形成不仅受氮浓度的影响,还与硅浓度有关。     

硅素对水稻幼苗镉积累及抗胁迫应答的调节效应

施硅(Si)可以显著缓解镉(Cd)胁迫对水稻生长发育的毒害效应。本研究通过水培分根试验,研究了Si对水稻幼苗Cd积累及胁迫应答的调节效应。结果表明: Cd胁迫下水稻幼苗的生物量显著降低,加Si可以显著缓解Cd对水稻幼苗生长的抑制效应。水稻幼苗对Cd的吸收、转运和积累明显受到Si的影响,单侧根系Cd胁迫下加Si(Si-Cd+Si,Si-Cd)使根系对Cd的滞留系数达83.3%～83.6%,限制了Cd从根向地上部转移。单侧根系Cd胁迫下非胁迫侧加Si(Si-Cd)处理的植株对Cd的吸收和累积明显增加,尤其是根中Cd的积累量较单侧根系Cd胁迫下无Si(CK-Cd)处理增加了48.2%;而单侧根系Cd胁迫下双侧加Si(Si-Cd+Si)处理则显著降低了根和地上部对Cd的吸收,较CK-Cd处理分别降低了36.7%和54.9%。双侧Cd胁迫下单侧加Si(Cd-Cd+Si)则使根和地上部对Cd的吸收量显著减少,较双侧根Cd胁迫(Cd-Cd)处理分别降低了57.8%和46.5%。Cd胁迫下水稻幼苗根中含较高浓度的Si,加Si则使Cd胁迫下根和地上部积累更多的Si。加Si也影响了水稻幼苗对其他金属元素如钙(Ca)、镁(Mg)、锰(Mn)的吸收,Cd-Cd+Si处理显著增加了根系和地上部的Ca、Mg浓度,但Mn浓度的变化则因Cd胁迫程度而表现不同。加Si对Cd胁迫下根系超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性有一定的影响,尤其是Si-Cd处理的胁迫侧POD和非胁迫侧SOD活性显著上升,有利于清除Cd胁迫产生的氧自由基。总之,Si对Cd胁迫下水稻幼苗生长、Cd和Si等的吸收及根系的抗氧化反应有一定的调节效应,植株体内较高的Si浓度有利于增强植株对Cd的耐受性。     

南京牛头岗遗址植硅体分析及环境考古意义

牛头岗遗址是江苏南京较大的古文化遗址,遗址文化层中植硅体组合揭示在新石器晚期（约3500Cal．aBP前）,南京地区气候偏暖偏湿;商代（约3500—3000Cal．aBP）,气候温暖湿润;西周早期（约3000Cal．aBP后）,气候又偏暖偏湿。明显的气候波动与全新世中晚期全球气候变化可以对比。相邻何颖遗址的文化内涵和哺乳动物遗存,与牛头岗植硅体组合反映的植被与生态比较一致。新石器晚期至西周时期的气候与环境适宜古代先民的繁衍与生存,南京及滁河流域古文化内涵丰富。     

水稻苗期吸收积累硅素的品种差异研究

为探讨水稻品种间苗期对硅素吸收积累的差异,筛选高效吸收积累硅素的材料,2002、2003年利用28个常规水稻品种,采用水培试验方法,研究了在较低硅素浓度条件下不同水稻品种间茎蘖数、根系和地上部的干物质重量、硅素含量和吸硅量的差异.结果表明,水稻品种间对硅素的吸收积累存在显著或极显著差异.初步确定TN1、白香粳、早大穗、IR36和特青为硅素高效吸收积累品种,Lemont、中平选、一目惚、武运粳7号和卷叶粳为硅素低效吸收积累品种.     

施硅增强水稻对纹枯病的抗性

采用水培的方法,从细胞学和生理生化方面研究了硅增强水稻对纹枯病的抗性作用。结果表明：加硅处理的水稻叶片硅化细胞和叶片表面的硅元素含量均显著高于缺硅处理（对照）：接种纹枯病菌后,加硅处理的MDA含量总体上低于缺硅处理,峰值尤为显著;加硅处理的SOD活性始终高于缺硅处理,接种后第4天加硅处理SOD活性较低时,其POD活性较高,而缺硅处理的POD活性较低,表明硅增强了SOD和POD之间的协调性;接种后硅对CAT和PAL活性没有产生明显影响,但降低了PP0活性;加硅能显著降低水稻植株的纹枯病病情指数。     

繁茂膜海绵硅聚合酶抗体制备及其在造骨细胞鉴别中的应用

为准确鉴别海绵造骨细胞,分别提取了繁茂膜海绵、多皱软海绵和澳大利亚厚皮海绵的硅聚合酶,以繁茂膜海绵硅聚合酶为抗原制备抗体,效价为1∶9600。SDSPAGE显示三种海绵硅聚合酶的亚基分布在28kD左右;建立竞争抑制性检测方法并结合WesternBlotting检测,显示该抗体可与繁茂膜海绵硅聚合酶特异性结合,且与另外两种海绵硅聚合酶几乎无交叉反应。利用该抗体对繁茂膜海绵组织和体外培养细胞进行免疫组织化学染色,均可显示造骨细胞的分布。结果提示硅聚合酶抗体可以特异性与繁茂膜海绵造骨细胞内的硅聚合酶结合,因此,该抗体可以用于造骨细胞的鉴别。