气孔发育机制及其内外调控因子的研究进展

气孔是植物与外界环境进行气体与水分交换的重要通道,调节着植物的蒸腾与光合作用。在长期进化过程中,植物通过调节气孔行为和气孔发育机制来适应环境变化。不同植物气孔系的形成方式不尽相同,但过程均受到气孔发育信号网络系统的调节作用。近年来关于气孔发育机制的研究层出不穷,现重点综述各类转录因子、信号肽以及环境因子和植物激素对气孔发育的调节作用。该领域的研究为在微观层面揭示植物对环境变化的适应机制提供了科学基础。     

植物群落密度调控研究进展

植物群落密度调控是生态学领域的研究热点。从Yoda提出-3/2自疏法则以来,围绕植物群落密度调控规律从自疏线可变性、环境因素对密度调控影响的规律等进行了大量研究。尤其是基于代谢生态学理论建立的WBE自疏规律提出后,密度调控规律的争论和研究更为活跃,其焦点主要是自疏线斜率是否存在相对恒定的α值和值的大小。根据国内外文献,综述了-3/2自疏法则、-4/3自疏法则、质量-密度的等速比例关系和环境对密度调控规律的影响等方面的研究,指出密度调控的机制以及胁迫条件下的密度调控及其应用是未来研究的趋势。     

植物水通道的生理生态特性及其参与气孔运动的研究进展

植物水通道对水分运输具有专一性, 能够调节细胞中水分、一些离子和其他小溶质的转运, 因而在植物的生长发育中发挥着重要作用。本文综述了植物水通道的研究进展, 重点介绍了植物水通道的分子特性和生理生态特性及其在植物气孔运动中的作用, 讨论了水通道在气孔振荡中的作用和地位。     

干旱胁迫对沙冬青叶片防御光破坏机制的影响

沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus (Maxim.) Cheng f.)是生长在沙漠及干旱荒漠地区的常绿灌木.在夏季,其叶片经常遭受中午强光(超过1 500 μmol*m-2*s-1) 胁迫,出现明显的光抑制现象.我们利用便携式光合测定系统(CIRAS-1)和脉冲调制荧光仪(MFMS-2)测定了自然形成的干旱胁迫条件下沙冬青光合和荧光参数的日变化,主要探讨了干旱胁迫对沙冬青叶片防御强光破坏机制的影响.结果表明,正常水分和干旱胁迫下,沙冬青叶片的净光合速率(Pn)、 PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ非环式电子传递效率(ΦPSⅡ)在中午都明显降低;相对正常水分条件而言,干旱胁迫下初始荧光(Fo)先下降后上升,荧光的非光化学淬灭(NPQ)上升较快并在一定水平上维持不变.由此推断晴天中午沙冬青叶片在正常水分条件下主要采取依赖叶黄素循环的热耗散机制;而在干旱胁迫条件下主要采取了依赖叶黄素循环的热耗散和PSⅡ反应中心可逆失活两种保护机制.     

CO2浓度升高和干旱对春小麦生长和水分利用的生态效应

利用开顶式气室对春小麦进行了一个生长季的CO2倍增盆栽实验,土壤水分控制为3个水平（分别为田间持水量（FWC）的80％,60％,40％）。结果显示,CO2倍增显提高小麦的光合速率。但在相同的CO2测定浓度下,生长在加倍CO2浓度下的小麦的光合速率比当前CO2浓度下小麦低22％。高CO2浓度显促进小麦生长,相对增加幅度在适宜水分下最大为14．8％。80％FWC水分条件下高CO2使植株的干重／高度比增加15．7％,高CO2条件下,小麦的蒸腾速率降低,累积耗水量减少,水分利用效率（WUE）提高,WUE的提高幅度在适宜水分下最大,为30％。干旱（40％FWC）使小麦地上干重和WUE在当前CO2条件下分别降低72％和19％,加倍CO2条件下降低幅度较大,分别为76％和23％。根据以上结果得出结论：（1）高CO2条件下,小麦的光合速率,地上生物量和水分利用效率提高;（2）植物长期生长于高CO2浓度导致光合能力降低;（3）高CO2对植物侧向生长的促进作用大于垂直生长,即高CO2下植株将相对粗壮;（4）高CO2对植物的生态效应依赖于土壤水分,在适宜水分下相对较大;（4）在未来高CO2条件下,干旱引起的减产和水分利用效率减低幅度将会更大。     

一种新的分子武器—SAGE

阐述了SAGE（serial analysis of gene expression)的原理和操作方法,综述了SAGE目前在生物学硌方面的应用进展,并着重对SAGE在植物分子生态学中的应用前景提出了设想。     

不同土壤水分条件下CO_2浓度对禾谷缢管蚜种群的影响

利用开顶式熏气室研究了不同土壤水分条件下不同CO2 浓度对禾谷缢管蚜种群的影响 ,以期对未来大气CO2 浓度升高条件下不同降雨地区的小麦 蚜虫关系发展趋势做出初步预测 .结果表明 ,随CO2 浓度升高 ,禾谷缢管蚜种群持续增长 ,但以CO2 浓度从 35 0 μl·L-1上升到 5 5 0 μl·L-1时增长最快 ;禾谷缢管蚜种群大小与土壤水分密切相关 ,各CO2 浓度下均以 6 0 %土壤水分的最大 ;当CO2 浓度从 35 0 μl·L-1上升到 5 5 0 μl·L-1时 ,6 0 %土壤水分下的种群增长最快 ;当CO2 浓度从 5 5 0 μl·L-1上升到 70 0 μl·L-1时 ,6 0 %和 40 %土壤水分下的种群增长相近 ,且高于 80 %土壤水分下的增长 .据此可以认为 ,随大气CO2 浓度升高 ,禾谷缢管蚜种群会持续增长 ,从目前至下世纪中叶的时间内可能是蚜虫种群增长最快的阶段 ,特别在干旱、半干旱地区禾谷缢管蚜种群增长幅度较大、小麦受害较重 .     

荒漠条件下甘草气孔振荡的水被动证据

生长在中国西北干旱荒漠的甘草（Glycyrrhiza inflata Batalin),当白天大气水蒸汽压差（ＶＰＤ）高于１kPa时,其气孔导度随时间的变化趋势为从稳态转为振荡态。通过茎木质部注射代谢抑制剂（ＮaN3或羰基氰化物－间－氯苯腙（ＣＣＣＰ）使气孔导度有些微降低,但是并不能显改变气孔振荡强度（振幅／平均值）。气孔振荡强度与ＶＰＤ和根阻力显相关,但与呼吸速度无明显相关,在荒漠条件下,当ＶＰＤ大于０．８kPa和至少存在１／４全根阻力的条件下才能出现气孔振荡。结果说明荒漠干旱条件诱发的甘草气孔振荡可能主要是一种水被动过程 。     

不同土壤水分条件下CO2浓度对禾谷缢管蚜种群的影响

利用开顶式熏气室研究了不同土壤水分条件下不同CO2浓度对禾谷缢管蚜种群的影响,以期对未来大气CO2浓度升高条件下不同降雨地区的小麦－蚜虫关系发展趋势做出蚜虫关系发展趋势做出初步预测,结果表明,随CO2浓度从350ul.L^-1上升至550ul.L^-1时,60％土壤水分下的种群增长最快;当CO2浓度从550ul.L^-1上升到700ul.L^-1时,60％和40％土亍水分下的种群增长相近,且高于80％土壤水分下的增长,据此可以认为,随大气CO2浓度升高,禾谷缢管蚜种群会持续增长,从目前至下世纪中叶的时间内可能是蚜种群增长最快的阶段,特别在干旱,半干旱地区禾谷缢管蚜种群增长幅度较大,小麦受受较重。     

谷子叶片光合速率日变化及水分利用效率

通过降低空气湿度（ 从约３０ ％ 减少到５ ％ ） 、增加ＣＯ２ 浓度（ 从４００ μｌ ＣＯ２／Ｌ增加到７３０ μｌ ＣＯ２／Ｌ） 、烫叶鞘破坏韧皮部等处理对谷子叶片光合速率日变化和水分利用效率（ＷＵＥ） 进行了研究, 发现中午光合速率降低与光合产物积累有关; 虽然低大气相对湿度（５ ％ ） 使光合速率有所降低,但提高了ＷＵＥ。而烫叶鞘使光合物质积累既抑制了光合速率,又降低了ＷＵＥ。