电生理快速定量菜心杂种优势

本研究以温室培养的14个品种的菜心为材料,测定了饱水与不饱水状态下菜心的基本电生理参数,并基于能斯特(Nernst)方程计算得到叶片相对持水量(LIWHC)、叶片胞内水分转移速率(LIWTR)、叶片胞内持水时间(LIWHT)、叶片营养主动传输能力(NAT)、叶片营养被动传输能力(NPT)、耐低营养能力(RLN)、营养利用效率(NUE)和植物相对代谢活力(MA)等电生理指标,探究其与杂种优势的关系。结果表明,杂交50的胞内水分传输效率均显著低于其他品种的菜心,其RLN和NUE值则显著高于其他品种,但MA则显著高于其他品种。采用隶属函数法对供试品种水分及养分代谢进行综合评价,结果表明,参试的4个品种中,菜心杂交50的综合评价优于其他3个品种。因此,可以通过测定植物的电生理信息来计算水分、养分代谢状况以及植物的相对代谢活力等来鉴定植物的杂种优势。

三种十字花科作物不同品种间固有电生理特征的比较

本研究以小白菜、西兰花、榨菜三种作物共计10个品种为试验材料,测定了植物叶片饱水状态下的电生理参数,并依据能斯特方程计算了植物叶片的胞内水分、养分、代谢参数,对不同物种、品种的植物叶片电生理特征进行比较分析。结果表明,小白菜具有较好的胞内水分及养分传输能力,西兰花能高效利用胞内养分,榨菜具有较高的代谢活力。小白菜2号和6号、榨菜12号可育和13号不育亲缘关系较近;种植稍晚的西兰花hubu较F1号和80号具有更好的生长势;12号可育榨菜与13号不育榨菜差异显著。

土壤逐渐干旱条件下玉米和构树光合特性的变化

在气候和喀斯特地形地貌的影响下,一些喀斯特地区依旧处在日益严重和频发的干旱情况中,这会对植物的光合特性和叶绿素荧光特性产生严重的影响。本文以喀斯特地区两种土壤(粉砂质壤土(Ld)和粉砂质粘壤土(Lc))和两种植物(玉米(Zea mays L.)和构树(Broussonetia Papyrifera(Linn.)L'Her.ex Ven.))为研究对象,研究了在逐渐干旱的条件下构树和玉米叶片的光合参数和叶绿素荧光变量的变化规律。研究结果表明,干旱胁迫期间,两种植物的净光合速率(A)、蒸腾速率(E)和气孔导度(gsw)均逐渐降低,胞间CO_(2)浓度(Ci)后期显著上升,水分利用效率(WUE)均表现为先上升后下降的趋势。在相同土壤中玉米的WUE高于构树,不同土壤中同种植物的最大WUE均为Ld高于Lc。玉米在两种土壤条件下的初始荧光(Fo)随时间的变化呈现前期先降低,中期稳定,后期再快速升高的趋势,最大光化学效率(Fv/Fm)的变化趋势与Fo相反。构树的Fo则只存在先下降后升高两个阶段,其Fv/Fm的变化趋势也与Fo相反。同时根据叶片A、gsw和Ci的变化趋势判别出气孔限制和非气孔限制分别是干旱前中期和后期影响玉米和构树光合特性的主要因素,且Lc和Ld中玉米的两种限制的交替时间节点分别为第10天和第9天,构树为第10天和第7天,当超过这个时间点,植物即使复水光合作用也无法回升,也可称此节点为调亏灌溉点。本研究可为了解喀斯特地区植物对干旱环境的适应性和用水特征以及田间水分管理提供科学依据。

利用Δ^(15)N值评估不同硝态氮浓度下的桑树幼苗无机氮供需关系

喀斯特地区土壤中的硝态氮占主导地位,但土壤中的硝态氮含量存在时间和空间上的异质性。因此,种植在喀斯特地区的桑树幼苗可能会遭受低氮胁迫。为了给种植在喀斯特地区的桑树幼苗提供科学的无机氮管理,该研究以桑树幼苗为材料,采用水培试验,以改进的霍格兰(Hoagland)营养液为培养基质,以δ^(15)N值为22.35‰的硝酸钠提供唯一氮源,设置3个硝态氮浓度梯度(0.5、2.0、8.0 mmol·L^(-1)),测定桑树幼苗的光合特征以及叶、茎和根的干重、碳含量、氮含量和δ^(15)N值,分析不同供氮水平下桑树幼苗的生理响应,通过整个植株尺度的稳定氮同位素分馏值评估桑树幼苗的氮需求与氮供应的关系,通过植株的氮积累量与碳积累量研究碳氮耦合关系。结果表明:(1)当硝态氮浓度在0.5、2.0 mmol·L^(-1)时,增加硝态氮的浓度能显著提高桑树幼苗的叶绿素含量和净光合速率,进而显著促进生物量的积累。然而,当硝态氮浓度超过2.0 mmol·L^(-1)时,更多的硝态氮供应(8.0 mmol·L^(-1))并没有带来叶绿素含量、净光合速率和生物量的显著增加。(2)增加硝态氮的供应量能促进桑树幼苗的氮同化,桑树幼苗的氮积累量随着硝态氮供应量的增加而逐渐增加,然而,桑树幼苗的碳积累量在硝态氮浓度为2.0 mmol·L^(-1)和8.0 mmol·L^(-1)时无明显变化。(3)桑树幼苗的硝态氮同化产物的稳定氮同位素分馏值在硝态氮浓度为2.0 mmol·L^(-1)时达到最小。综上所述,硝态氮浓度为2.0 mmol·L^(-1)时的无机氮供应量接近桑树幼苗的无机氮需求量,外部氮供应量与植株氮需求量接近平衡意味着植物体内的碳氮代谢能够有效协调,进而实现了碳氮同化产物的同步增长。

发光二极管作为组培光源的特性分析与应用

为实现组织培养光源的有效调控,节约组培光照耗能,同时为了解发光二极管(LED)光源对组培苗生长的影响,从LED的光电、衰减、透光特性以及有效发光效能等几个方面对LED作为组培光源进行了特性分析.研究结果表明:LED光源透光性强、衰减有规律,它的光电特性具有良好的线性关系,有效发光效能也明显高于普通日光灯,红、白光LED光源通过电能转化的有效光能达到了日光灯的3倍.同时,通过对光源效果的试验研究,结果表明,蓝光LED光源处理的诸葛菜和油菜组培苗鲜重增量百分数最大,分别达到了595%和490%,碳酸酐酶活性最强,分别达到了227和182 WAU g-1FW.研究结果将为LED作为组培光源的控制提供理论依据.

基于双力育种技术筛选铁皮石斛新株系

双力育种技术是利用叶片的电学行为,获取作物的胞内水代谢、物质代谢和能量代谢等植物生理动力学参数,表征作物生命力和生产力(双力)。以“双力”为评价指标在线快速评价作物的生长机能、发育机能、代谢能力和抗逆机能等,对常规育种中的表型和株系、杂交育种的后代以及分子育种的基因型实现在线快速筛选和评价。利用双力育种技术,对16份仿野生附树栽培铁皮石斛资源的叶片胞内水代谢、营养转运能力以及代谢活力进行综合评价,依据得分高低从中筛选出5份适应喀斯特林地附生干燥树皮的铁皮石斛优异株系。继续对得分最高的3份铁皮石斛资源进行筛选和评价,最终获得两次排名均为第一的适宜仿野生干旱逆境铁皮石斛品系LH1,表明双力育种技术能使优良株系筛选效率得到极大的提升。

红枫湖百花湖水质及浮游植物的变化

对红枫湖、百花湖进行综合治理前后的水环境质量进行了调查,对水体的浮游植物的种类组成、季节变化、种群数量以及总氮、总磷、COD、硝态氮、亚硝态氮等指标的变化进行了考察和分析。结果表明,“两湖”治理后,水体的K、Na、Ca、Mg、HCO3-等化学成分含量没有明显的质的变化,总氮、总磷、COD、硝态氮等指标以及浮游植物的种类组成、季节变化、种群数量发生着较大的变化。治理后总氮、总磷、COD、硝态氮、亚硝态氮等含量显著减小,浮游植物的种类增加较大,红枫湖的种类数是治理前的1.72倍,百花湖的种类数是治理前的1.68倍,藻类密度也大幅度地减少。治理后未发现“黑湖”和“水华”现象,说明通过对红枫湖和百花湖的综合治理,改善了水质,继续加大对湖泊的综合治理力度,将有可能使湖泊水体远离富营养化。

营养液pH对3种藤本植物生长和叶绿素荧光的影响

以金银花、牵牛花、爬山虎3种藤本植物为材料,在不同pH营养液培养,对其株高、茎粗、植株干重、叶绿素含量、叶绿素荧光等指标进行了测定分析.结果表明:(1)随着营养液pH的升高,金银花各生长指标和叶绿素含量逐渐升高并在pH为8.2时达到最大值,爬山虎在pH为6.2时各生长指标和叶绿素含量达到最大值,牵牛花在pH从5.2变化到9.2之间,除了植物干重外,各生长指标和叶绿素含量的值变化不大.(2)随着pH的升高,金银花的PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在活性(Fv/F0)、PSⅡ捕获激发能的效率(Fm/F0)及PSⅡ实际光化学效率(ΦPSⅡ)明显上升,并在pH为8.2处达到最大值;爬山虎各参数值则明显下降;牵牛花在pH为6.2处达到最大值后,随着pH的升高再无明显变化.可见,金银花更适应于喀斯特等偏碱性(pH8.2)的环境生长.

不同植物的碳酸酐酶活力差异研究

碳酸酐酶是催化二氧化碳的可逆水合反应的一种含锌金属酶。测定不同植物、同一植物不同部位、同一植物同一部位不同时间的碳酸酐酶的活力,研究诸葛菜和油菜碳酸酐酶及其胞外酶活力的差异,初步探讨碳酸酐酶活力与植物抗干旱能力之间的关系。研究结果为诸葛菜的喀斯特适生性的研究提供依据。

模拟干旱胁迫下构树和桑树的生理特征比较

在不同浓度聚乙二醇(PEG6000)的处理下,测定构树和桑树的碳酸酐酶活性、光响应曲线、二氧化碳响应曲线和叶绿素荧光等指标,比较它们的抗干旱能力。结果表明:(1)构树的碳酸酐酶活力变化不显著,而桑树的碳酸酐酶活力不同的PEG6000浓度间差异较大。(2)构树的净光合速率受PEG6000的影响较小,而桑树受到抑制较大。(3)构树的PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ实际光合效率ΦPSⅡ受到PEG影响不显著,而桑树则明显受到PEG的抑制。构树的PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)和PSⅡ实际光合效率ΦPSⅡ要比桑树高,光化学淬灭系数(qP)和电子传递速率(ETR)也明显高于桑树。稳定的碳酸酐酶、较强的光合能力是构树适应岩溶干旱环境的重要机制。

植物利用碳酸氢根离子的特征分析

以构树、椿树、金银花、盐肤木等植物为材料,分析植物的碳酸酐酶活力与δ13C的关系,结果表明,碳酸酐酶的活力与δ13C值呈显著的正相关。以甘蓝型油菜、诸葛菜、构树、桑树为实验材料,通过测定植物叶片稳定碳同位素组成以及光合速率来获得植物利用碳酸氢根离子的信息,结果表明,构树和诸葛菜碳酸氢根离子的利用能力明显地大于桑树和甘蓝型油菜。以构树、芥菜型油菜和诸葛菜叶片为实验材料,研究了它们的碳酸酐酶活力与δ13C的变异性,结果表明,构树和诸葛菜叶片的δ13C值具有较大的变异性。植物对碳酸氢根离子的利用能力的大小与碳酸酐酶活力以及植物的喀斯特适生性有关,植物能交替利用碳酸氢根离子作无机碳源。

北固山湿地土壤金属元素空间分布与变化

镇江北固山湿地是一滨江湿地,遭受季节性的淹水,它的优势植物是芦苇和虉草.为了研究不同植物对湿地土壤不同营养元素的运转和分配的影响,对不同植被下土壤营养元素的空间分布进行了分析.通过不同植被下土壤金属元素的相关分析可以看出,该湿地的土壤具有较好的同源性.通过比较春季和秋季的不同植被下不同层次的土壤金属元素有效态含量可以看出,不同的植物对土壤有效钾、钠、钙、铜、锌、铁、锰的空间分布有着差异显著的影响,这是因为植物的根系分布和活力而造成的.土壤有效镁的空间分布不存在春秋两季的差异.研究结果为滨江湿地生态恢复和生态清淤提供参考.

植物叶片和角果的碳酸酐酶与光合速率的关系研究

以3种植物为材料,对其叶片、角果的碳酸酐酶活性日变化和相应的净光合速率日变化以及不同叶位的叶片和不同长度角果的CA活性和净光合速率关系进行研究.结果表明,在日变化中,油菜和诸葛菜的CA活性与其净光合速率之间存在显著性正相关,羽衣甘蓝则不明显.但3种植物不同叶位的叶片和不同长度角果的CA活性与净光合速率之间都呈显著正相关,说明无论是植物的营养器官叶片,还是生殖器官角果,CA活性的高低对净光合速率都有较大的影响.

红树林多孔介质阻力模型与消波效果仿真分析

滩涂植被的防风消浪对堤岸保护具有重要作用,该研究根据动量守恒方程和多孔介质源项为速度的冪率方程,建立红树林多孔介质水流阻力数学模型,并利用计算流体动力学软件Fluent分析不同影响因子对红树林水流的阻力效果,结果显示:林带疏透度、宽度及水深与消波效应具有密切关系,其中,林带宽度的消波效应更明显;波速随疏透度的增加起初呈现急剧增加的趋势,当疏透度大于0.4时,波速变化较平缓;随着林带宽度增加,波速呈不同程度下降趋势,4参数Logistic方程拟合结果显示,波速随林带宽度增加呈反S型曲线下降。该研究可为红树林抗浪效果与性能评价提供参考。

诸葛菜的营养成分分析

宏量营养物、氨基酸、维生素和微量元素的分析结果表明，诸葛荣富含蛋白质、人体必需氨基酸、矿物元素和维生素，是营养优良的食物源。

重金属对油菜·诸葛菜的碳酸酐酶抑制作用

用铜、铅和钴3种重金属处理油菜和诸葛菜叶片,研究了重金属对油菜、诸葛菜的碳酸酐酶的抑制作用。结果表明:3种重金属对植物碳酸酐酶活性都具有一定的阻碍作用,但抑制常数不同,其中铜最小,铅次之,钴最大;且植物碳酸酐酶比动物碳酸酐酶对重金属敏感,这对优化自然界的食物链具有重要意义。

植物组织培养育苗微生态环境控制的研究进展

分析了传统植物组织培养设施与环境的诸多问题和缺陷,综述了国内外组培微环境单因子和多因子控制的研究进展,并提出了组培育苗微生态环境控制的发展趋势与建议。

快速反映植物水分状况的叶片紧张度模型

植物的水分状况会影响其光合作用等生理作用,叶片紧张度可以反映植物的水分状况。植物叶片组织水势及生理电容与细胞液浓度有偶联关系,植物叶片生理电容与叶片有效厚度、极板接触的叶片有效面积有关,定义叶片紧张度为极板接触的叶片有效面积与叶片有效厚度的比值,依据这种偶联关系推导出叶片紧张度与组织水势、生理电容的关系模型。以野外自然生长的构树、桑树叶片为实验材料,测定不同时刻叶片的生理电容和组织水势,利用这种关系模型计算出两种植物各测定时刻的叶片紧张度。结果显示,不同植物不同时刻的叶片紧张度是不同的;构树叶片紧张度、生理电容、组织水势日变化与光合指标日变化的相关系数分别为0.933、0.926、0.631,桑树叶片紧张度、生理电容、组织水势日变化与光合指标日变化的相关系数分别为0.843、0.820、0.217,由此可以看出叶片紧张度比生理电容、组织水势能更好地反映植物水分状况的变化情况。

天麻矿物质吸收及其营养机理探讨

探讨了天麻吸收矿物质过程和天麻的营养机理。研究蜜环菌在天麻的金属元素、非金属元素吸收中起的作用， 阐明天麻的有机营养吸收过程。提出了天麻吸收非金属元素的两个途径，分析了天麻吸收金属元素的“泵”的作用机理。指出了天麻蜜环菌之间的游离氨基酸特别是天冬氨酸和谷氨酸的交流是天麻和蜜环菌生长发育的关键。

大豆子叶中的碳酸酐酶活性和光合特性研究

水培大豆幼苗,研究大豆子叶生理过程中,其叶绿素a,b和类胡萝卜素含量,光合速率以及碳酸酐酶活性,进一步认识子叶在幼苗初期生长中的作用。试验结果表明,在大豆子叶中有大量的光合色素合成,大豆子叶能够进行光合作用,并能够测出子叶中碳酸酐酶活性,并且子叶净光合速率、碳酸酐酶活性大小与光合色素含量显著相关。大豆子叶中光合色素含量、碳酸酐酶活性和光合能力随着子叶的生理作用变化而变化,开始随着子叶的发育而增加,第7天达到最大值,然后随着子叶的凋零而不断下降。