Effects of Lead/Chromium Stress on Contents of Chlorophyll in Bryum argenteum and Barbula indica

[Objective] This study aimed to clarify the effects of Pb2＋ and Cr3＋ stress on the contents of chlorophyl in Bryum argenteum and Barbula indica. [Method] B. ar-genteum and B. indica were cultured in different concentrations of lead nitrate solu-tion or chromium chloride solution, to investigate the changes in contents of photo-synthetic pigments under lead and chromium single stress. [Result] The results showed that the effects of 1, 10 and 200 mg/L Pb2＋ on B. indica were greater than those on B. argenteum; the effects of 1, 50, 100 and 200 mg/L Cr3＋ on B. argen-teum were greater than those on B. indica. Total chlorophyl content in B. argen-teum and B. indica under different concentrations of Pb2＋ and Cr3＋ was decreased compared with that in control. The tolerance of B. indica to Pb2＋ pol ution was lower than that of B. argenteum, while the tolerance of B. indica to Cr3＋ pol ution was greater than that of B. argenteum. [Conclusion] Based on the conventional require-ments for monitoring materials, B. indica can be used as an indicator species to monitor heavy metal pol ution in the atmosphere of Zhengzhou.

真藓(Bryum argenteum)ISSR-PCR反应体系优化及引物筛选

为了确定真藓最佳ISSR-PCR反应体系,采用PCR正交实验设计方法,对影响ISSR-PCR试验的模板DNA、引物、d NTPs、Mg2+、和Taq DNA聚合酶5个因素在4个水平上进行优化,并对100条引物逐一进行温度梯度PCR,筛选合适的引物并确定每个引物的最佳退火温度.结果显示优化的20μL ISSR-PCR反应体系中包括20 ng/20μL DNA模板、0.45μmol/L引物、2.65 mmol/L Mg^(2+)、0.4 U/20μL Taq DNA聚合酶、0.45 mmol/Ld NTPs.利用该体系最终筛选出50条扩增条带清晰,重复性好,多态性高的引物并确定其退火温度.这一体系的建立、引物的筛选及退火温度的确立为进一步利用ISSR分子标记技术对苔藓遗传多样性的研究提供理论基础.

银叶真藓(Bryum argenteum)监测黔滇高速公路重金属污染的研究

通过采集G60高速公路贵阳—昆明段自然分布的银叶真藓(Bryum argenteum),监测其中Zn、Cd、Cu、Cr和Pb的含量,并采用污染因子和主成分分析方法研究重金属污染程度及来源。结果表明:研究路段银叶真藓中的重金属含量由高到低依次为Zn> Cu> Cr> Pb> Cd,Zn和Cu质量比平均值分别为1 060 mg/kg和102 mg/kg,明显高于对照点。主成分分析表明,重金属Zn、Cu、Pb和Cd可能来源于交通污染,而Cr来源于其他污染源。污染因子分析表明,重金属Zn污染最严重,Cu总体属于重度污染,Cr和Cd属于中度污染,Pb总体污染较低。

沿海岛屿与内陆藓类植物遗传多样性和分化的比较研究——以真藓(Bryum argenteum Hedw.)为例

基于11个内陆居群和32个岛屿居群的252份标本,采用ISSR分子标记技术对真藓( Bryum argenteum Hedw.)的遗传多样性进行了研究。结果显示:岛屿与内陆居群间的遗传多样性差异显著,岛屿居群间的分化程度( G st = 0. 453)大于内陆居群( G st = 0. 387),岛屿居群的遗传分化与地理来源间存在极显著相关性( r = 0. 478, n = 175, P < 0. 001)。地理隔离效应是导致岛屿居群间遗传分化的重要因素。岛内居群间的遗传分化水平较低,仅有29. 4%~ 29. 7%的遗传多样性存在于居群间。聚类分析表明,43个居群可划分为10大类群,真藓遗传关系受地理因素和生境异质性的影响,水域隔离影响了真藓繁殖体在岛屿间的传播。

沙漠生物土壤结皮中真藓(Bryum argenteum)和土生对齿藓(Didymodon vinealis)对降雪的生理响应

以腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区藓类结皮优势种真藓(Bryum argenteum)和土生对齿藓(Didymodon vinealis)为研究对象,在野外条件下设置4个降雪处理,分别是无降雪(对照)、1/2降雪、1倍降雪、2倍降雪,降雪后测定植株光合色素含量、脯氨酸含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量以及丙二醛(MDA)含量,研究结皮层2种藓类植物对降雪的生理生态响应及其差异性。结果表明:随降雪量增加,真藓和土生对齿藓光合色素含量和可溶性蛋白含量均升高,且土生对齿藓含量上升趋势更明显;随降雪量增加,2物种脯氨酸含量、可溶性糖含量及丙二醛(MDA)含量均降低,且土生对齿藓可溶性糖含量与MDA含量下降趋势更明显。冬季降雪能够对结皮层藓类植物光合作用和生理活性起到一定促进作用;土生对齿藓对降雪的响应更明显。降雪量增加可能会改变藓类结皮层物种组成和结构,并对维持荒漠生态系统健康产生重要影响。

流式细胞术测定银叶真藓(Bryum argenteum Hedw.)基因组大小

银叶真藓(Bryum argenteum Hedw.)是藓类植物真藓科真藓属的模式种。世界广布种。该研究以银叶真藓为试材,采用流式细胞术,首先选用同属于藓类植物而且已公布基因组大小的小立碗藓(Physcomitrella patens)作为内参,估算得到银叶真藓基因组大小为568~589 Mb。鉴于参照的小立碗藓基因组大小为487 Mb是测序结果,可能在实际反映其基因组大小上有偏差,所以作者又选取了既有测序结果(125 Mb)又有流式细胞术估算基因组大小数据(157 Mb)的拟南芥(Arabidopsis thaliana)作为内参,对银叶真藓基因组大小进行了再次估算。结果表明,银叶真藓的基因组大小为728.09±77.84 Mb,1CDNA含量约为0.75 pg。该研究所得数据有助于银叶真藓基因组测序的研究。

降雪对荒漠地区藓类结皮中真藓生理生化的影响

生物土壤结皮的生存环境是地球上自养生物生存最为极端的生境之一,真藓是荒漠结皮中最为重要的组分之一。很少有研究涉及冬季降雪对结皮层生物体的影响。以宁夏沙坡头人工植被区内发育良好、长势均匀的真藓结皮为研究对象,系统研究降雪影响下荒漠地区藓类结皮层真藓的光合色素含量、可溶性糖含量、可溶性蛋白含量、丙二醛(MDA)含量以及脯氨酸含量的变化,并探讨其对降雪的生理生化响应。采用了4个降雪处理,分别是无降雪、0.5倍降雪、1倍降雪、2倍降雪。结果表明:随着降雪量的增加,其光合色素含量和可溶性蛋白含量显著增加;而可溶性糖含量、游离脯氨酸含量以及MDA含量均呈下降趋势。研究结果表明,作为生物土壤结皮重要水源之一的冬季降雪,能够为结皮层生物体提供适宜的水分条件以激发其生理生化活性,对维持荒漠生态系统的稳定性具有重要作用。

药用苔藓植物银叶真藓和泥炭藓组织培养基配方研究

该实验用银叶真藓和泥炭藓为外植体,以不同体积质量分数的Knop培养基、微量元素、酒石酸铵和糖类为因子,采用正交试验设计的方法,研究影响两种苔藓植物配子托和银叶真藓原丝体生长的主要因子.研究结果显示:①在以上4种因子中,糖类是影响两种苔藓植物生长的主要因子,葡萄糖或蔗糖的体积质量分数在接近5g/L时最有利于两种苔藓植物生长;②银叶真藓原丝体液体培养,采用未经稀释的knop培养基效果最好,而在固体培养基上培养银叶真藓和泥炭藓配子托,采用稀释2倍的Knop培养基效果最好;③酒石酸铵对泥炭藓配子托生长的影响程度仅次于糖类,是比较重要的因子.

UV-B辐射及光修复对真藓生理特性和细胞超微结构的影响

研究了UV-B增强及可见光修复对真藓生理特性和细胞超微结构的影响。结果表明,增强UV-B会使真藓的光合色素、类黄酮含量及抗氧化酶活性下降,丙二醛(MDA)含量升高,细胞超微结构遭到破坏,表现为叶绿体结构变形,类囊体片层排列稀疏紊乱、膨胀甚至模糊不清,嗜锇颗粒增多,并且UV-B辐射强度越大,损伤越大;而可见光可以部分修复增强UV-B对真藓生理特性及细胞超微结构引起的损伤。研究探索了真藓对UV-B辐射的响应及自身修复能力,对于进一步理解真藓对UV-B辐射的耐受机理具有重要的理论意义。

组培条件对银叶真藓原丝体发育阶段光合色素含量的影响

[目的]促进银叶真藓原丝体生长,为其植株扩繁奠定物质基础。[方法]研究不同培养基类型、酒石酸铵及3种植物生长调节剂的使用及浓度配比对银叶真藓原丝体生长及光合色素含量的影响。[结果]酒石酸铵对银叶真藓原丝体中光合色素含量的增加有一定作用。6-BA作为细胞分裂素,对于原丝体中叶绿体a或b的含量的增加无作用。而NAA或IAA作为生长素有促进原丝体生长的作用,当其达到0.5 mg/g的浓度时,可考虑选择使用其中任一种。[结论]使用改良Knop培养基,并添加0.05 mg/L 6-BA、0.50 mg/L NAA(或IAA)、0.70 mg/L酒石酸铵的效果最为理想。

2个银叶真藓HSP70序列的生物信息学相关分析

从银叶真藓(Bryum argenteum)转录组数据库出发,使用Pfam数据库提供的HMM模型共得到33条长度大于200aa,注释的热休克蛋白Ba HSP70;其中2条(Ba HSP70-1,Ba HSP70-2)具有完整ORF,NCBI核酸数据库登录号为KP087877和KP087878。使用生物信息学在线分析工具和软件,对真藓HSP70的两条蛋白质序列从氨基酸组成、保守结构域、理化性质、疏水性/亲水性、信号肽、蛋白质结构、模体的识别及同源性分析等方面进行了预测和分析。结果表明:2条Ba HSP70s基因序列ORF全长分别为2 396 bp和2 356 bp,分别编码649aa和650aa。序列模体分析表明Ba HSP70s和其它报道的植物HSP70均含有4个相同的模体,并且各模体在蛋白质序列上顺序一致。通过对2条Ba HSP70s进行氨基酸多序列比对及基因树分析,发现Ba HSP70-1和Ba HSP70-2雪莲相似度最高,分别是91.2%和86.6%。本研究为进一步研究HSP70基因的克隆和功能验证奠定了基础。

Pb^(2+)/Cr^(3+)污染对银叶真藓、小扭口藓叶绿素含量的影响

研究了重金属铅、铬单一胁迫下,银叶真藓与小扭口藓叶绿素含量的变化。结果表明,不同浓度的Pb2+、Cr3+处理均导致银叶真藓及小扭口藓的总叶绿素含量较其对照组降低。同一Pb2+浓度下,除了100 mg/L这一浓度外,其他浓度对小扭口藓的影响均大于银叶真藓;同一Cr3+浓度下,除了10 mg/L这一浓度外,其他浓度对银叶真藓的影响均大于小扭口藓。说明小扭口藓对Pb2+污染的耐受力不及银叶真藓,而对于Cr3+污染的耐受力较银叶真藓大。基于对作为苔藓植物监测材料在量上及多毛分枝特点上的常规要求,可以选用小扭口藓作为郑州市区大气重金属污染监测的指示物种。

沙埋对干旱沙区真藓结皮层细菌群落结构和多样性的影响

作为干旱沙区常见干扰之一的沙埋显著影响着生物结皮的结构和功能,但其内在的生物学机理还不清楚。利用高通量测序技术,通过对0(对照)、0.5(浅层)、2和10mm(深层)沙埋处理后的腾格里沙漠东南缘沙坡头地区真藓(Bryum argenteum)结皮层细菌群落物种组成与丰度的测定,研究了沙埋对真藓结皮层细菌群落结构和多样性的影响。结果表明:(1)共检测到沙坡头地区真藓结皮层细菌38门106纲181属,以放线菌、变形菌、蓝藻、浮霉菌、拟杆菌和酸杆菌等为主(占细菌群落的78.4%—83.0%);(2)PCA分析表明沙埋导致该地区真藓结皮层细菌群落结构组成发生明显改变。无沙埋时,真藓结皮层细菌群落中相对丰度最高的是蓝藻(18.6%),随着沙埋厚度的增加,依次变为变形菌(21.5%,沙埋厚度0.5mm)、浮霉菌(21.5%,沙埋厚度2mm)和放线菌(23.3%,沙埋厚度10mm);浅层沙埋显著增加了真藓结皮层细菌群落中光合菌、固氮菌和产菌丝体细菌等关键功能菌的丰度,但深层沙埋降低了它们的丰度;(3)沙埋显著增加了真藓结皮层细菌群落多样性(P<0.05)和物种丰富度(P<0.05),0.5mm沙埋后的细菌群落丰富度指数最高,2mm沙埋后的结皮层细菌群落多样性指数最高。揭示了沙埋对干旱沙区真藓结皮层细菌群落结构与多样性的影响,为深入理解沙埋对沙区生物结皮结构和生态功能影响的生物学机制提供了一定的理论依据。

糖蜜对人工培养银叶真藓生长发育的影响

为促进藓结皮人工扩繁,以世界广布种银叶真藓(Bryum argenteum)为对象,通过室内试验研究了不同浓度(3、6、10、20g·L^(-1)和30g·L^(-1))糖蜜溶液对银叶真藓生长发育的影响。结果表明,添加糖蜜溶液会降低银叶真藓萌发数量,其中添加10g·L^(-1)和20g·L^(-1)糖蜜溶液时银叶真藓萌发数量与对照组差异显著,分别为对照组的38%和29%。添加糖蜜溶液会影响银叶真藓生长速率,其中添加3g·L^(-1)糖蜜溶液可显著增加银叶真藓生长速率,盖度每周可增加11.56%,密度每周可增加6.67株·cm^(-2),而添加30g·L^(-1)糖蜜溶液时银叶真藓生长速率显著低于对照组。添加10、20g·L^(-1)和30g·L^(-1)糖蜜溶液能在培养末期维持银叶真藓的盖度和密度,而添加3g·L^(-1)和6g·L^(-1)糖蜜溶液在培养末期时密度会下降,降幅分别为最大密度的19%和15%。培养初期使用3g·L^(-1)糖蜜溶液而培养末期增大浓度到10g·L^(-1),可显著增加银叶真藓的盖度、密度,在培养末期可维持72.83%的盖度和41.25株·cm^(-2)的密度。糖蜜溶液作为葡萄糖的替代物能促进银叶真藓的生长发育,在大面积培养人工藓结皮时可推广使用。

真藓对碳酸盐型锰矿区重金属污染的指示意义

锰矿开采产生重金属污染,对周围环境造成影响,有必要对矿区重金属进行监测。研究以典型碳酸盐型锰矿——南茶锰矿(按职能划分为4个功能区:矿井区、废石区、选矿区、蓄矿区)为对象,以区域内真藓Bryum argenteum为材料,结合相关分析、聚类分析、主成分分析、变异系数等方法考察了真藓和土壤中重金属的含量及其可能的来源。结果表明:各功能区均受到不同程度的人为干扰,人为干扰越强,区域污染越严重。在不同污染梯度的功能区内,真藓的重金属(Fe、Mn、Zn、Cr、Ni、Ba、Co、Mo、Hg、Pb、Cd、Cu、Tl、As、Sb)含量与土壤重金属含量显著正相关(P<0.05),说明真藓是监测碳酸盐型锰矿重金属污染的有效指标。真藓指示南茶锰矿除了可能受到采矿活动的强烈影响外(Mn、Cu、Fe、Zn、Cr、Ni、Mo、Ba),还受到来自运输车辆的机械磨损、排放及采矿活动的复合污染(Tl、Cd、Pb、As、Sb),识别结果与区域重金属分布情况吻合,表明真藓具有识别重金属污染的能力。在今后碳酸盐型锰矿污染防治工作中,可将真藓作为重金属污染监测的生物材料。

真藓甲醇提取物对肿瘤细胞体外生长的影响

利用AlamarBlue法对不同来源的真藓(Bryum argenteum Hedw.)甲醇提取物在体外分别对4种肿瘤细胞的增殖抑制作用进行评价.结果表明:不同来源的真藓甲醇提取物对于同种及不同种肿瘤细胞活性的影响不同.野外采集的真藓植株、改良Knop液体培养的真藓原丝体的甲醇提取物对人急性淋巴白血病细胞株Nalm-6和人胚肾细胞HEK293T的生长均表现抑制作用.2种来源的真藓甲醇提取物对HEK293T作用的EC50值分别是15.12,2.14 mg/mL,对Nalm-6作用的EC50值分别是1.19,5.68 mg/mL,对人食管鳞癌KYSE450细胞的增殖无抑制作用.

苔藓草木樨伴生在贫瘠山地紫穗槐造林中的应用

选取新宾满族自治县赵家林场后山贫瘠区域开展苔藓草木樨伴生在紫穗槐造林中的应用试验,测定了不同处理的林下土壤理化性质、土壤有机碳及造林苗木叶片生化指标,结果表明:4种苔鲜和草木樨混合物伴生下,紫穗槐成活率均较对照有所提高,平均成活率达到92.76%,平均较CK提高了2.07个百分点;对紫穗槐保存率的提高具有促进作用,以M2处理(苔藓和草木樨混合物质量比1.0∶1)保存率最高,达到86.1%,较CK提高了3.73个百分点;紫穗槐地径较CK平均提高0.75%;苔藓草木樨伴生造林能有效促进紫穗槐根系萌发和保苗,对固定土壤表面、稳定土壤团粒结构有很大的促进作用。

增强UV-B辐射对真藓结皮生理特性的影响

以中国腾格里荒漠地区广泛存在的生物土壤结皮——真藓为研究对象,在室内条件下研究了不同UV-B辐射强度对真藓光合作用、细胞膜完整性、可溶性蛋白、抗氧化酶等方面的影响。结果表明:经UV-B辐射处理的真藓叶绿素含量、叶绿素荧光参数、可溶性蛋白质含量及其抗氧化酶活性明显降低,且与辐射强度成正比,而丙二醛和类胡萝卜素含量随着辐射强度增加而增大。研究表明,UV-B辐射强度升高降低了真藓的光合速率,并造成了细胞膜的损伤,导致抗氧化酶系统的紊乱,而类胡萝卜素含量的升高,可能是其抵御UV-B胁迫的自我保护机制之一。

逐渐干旱胁迫下生物土壤结皮中真藓和土生对齿藓的活性氧清除机制

真藓(Bryum argenteum)和土生对齿藓(Didymodon vinealis)是腾格里沙漠南缘沙坡头地区生物土壤结皮中重要的藓类植物组成成分。我们以真藓和土生对齿藓为材料,研究了逐渐干旱胁迫下两者的活性氧(ROS)清除机制及其差别。结果表明,逐渐干旱胁迫下,真藓的H2O2含量略微升高,丙二醛(MDA)含量显著下降,可溶性蛋白含量变化不大。在逐渐干旱胁迫下,真藓以过氧化氢酶(CAT)为主,超氧化物歧化酶(SOD)为辅,清除其体内活性氧自由基(ROS),抗坏血酸过氧化物酶(APX)和过氧化物酶(POD)作用不明显,而谷胱甘肽还原酶(GR)和还原性谷胱甘肽(GSH)则主要在中度干旱胁迫下起作用。逐渐干旱胁迫下,土生对齿藓的H2O2和MDA含量均显著上升,而可溶性蛋白含量显著下降。在逐渐干旱胁迫下,土生对齿藓以GSH为主,SOD、CAT为辅,清除其体内ROS,APX和GR的作用不明显,而POD则主要在中度干旱胁迫下起主要作用。

逐渐干旱胁迫下生物土壤结皮中土生对齿藓和真藓信号转导物质的响应

以生物土壤结皮中土生对齿藓(Didymodon vinealis)和真藓(Bryum argenteum)为材料,研究了逐渐干旱胁迫下二者的信号传导相关物质的响应。结果表明:随干旱胁迫的增强,2种苔藓的细胞膜与液泡膜H+-ATPase活性增强,提高了二者的K+含量,增加了二者的渗透压,促进了二者的抗旱信号转导物质的合成;ABA对二者的信号转导作用都不明显,NO对土生对齿藓的抗旱作用不明显,但能提高真藓的抗旱性,而Ca2+只对土生对齿藓有明显信号转导作用,对真藓作用不明显。