短期NaCl胁迫对不同小麦品种幼苗K^+吸收和Na^+、K^+积累的影响

为研究盐胁迫下小麦幼苗生长及Na+、K+的吸收和积累规律,以中国春、洲元9369和长武134等3种耐盐性不同小麦品种为材料,采用非损伤微测技术检测盐胁迫2 d后的根系K+离子流变化,并对植株体内的Na+、K+含量进行测定。结果表明:短期(2d)盐胁迫对小麦生长有抑制作用,且对根系的抑制大于地上部,耐盐品种下降幅度小于盐敏感品种。盐胁迫下,小麦根际的K+大量外流,盐敏感品种中国春K+流速显著高于耐盐品种长武134,最高可达15倍。小麦幼苗地上部分和根系均表现为Na+积累增加,K+积累减少,Na+/K+比随盐浓度增加而上升。中国春限Na+能力显著低于长武134,Na+/K+则显著高于长武134。综上所述,盐胁迫下造成小麦组织器官中Na+/K+比上升的主要原因是根系K+大量外流和Na+的过量积累,耐盐性不同的小麦品种间差异显著,并认为根系对K+的保有能力可能是作物耐盐性评价的一个重要指标。

盐胁迫下棉花K^+和Na^+离子转运的耐盐性生理机制

为了探究棉花的耐盐机制,以中棉所49、中棉所35和中51504为材料,研究了盐胁迫对棉花幼苗的生长及K+/Na+平衡生理的影响。结果表明,150 mmol·L-1 Na Cl处理对幼苗的生长具有明显抑制作用,降低了叶片的光合速率(Pn)、PSⅡ实际光量子产额(ΦPSII)和电子传递速率(ETR),增加了非光化学荧光猝灭系数(q N)。与中棉所49和中棉所35相比,中51504的干物质累积受盐胁迫影响最小,且保持较高的Pn、ΦPSII、ETR和q N值及较低的ETR/Pn值。盐胁迫提高了棉花组织中Na+的浓度,降低了K+的浓度;但中51504组织中保持了相对较低的Na+浓度和较高的K+浓度,维持了较高的K+/Na+比;通过非损伤微测技术(NMT)测定的离子流结果也表明,中51504的根系对Na+有较强的外排能力,而对K+有较强的保留和向地上部转运能力。能够有效地调节Na+和K+的跨膜转运进而维持K+/Na+平衡是棉花耐盐的重要生理机制之一。

根系局部NaCl处理对葡萄植株伤害度、Na^+积累和碳氮分配的影响

【目的】盐胁迫严重影响果树作物产量及品质。自然条件下,土壤中盐分浓度不均一,同一植株根系不同部位所处的盐环境不同。本文旨在测定根系局部盐处理对葡萄植株的伤害程度,并从Na^+积累特性和碳氮分配角度揭示非处理侧根系缓解盐伤害的机理。【方法】利用分根栽培控制根系盐环境,根系两侧NaCl浓度(mmol·L^(-1))设置为0/0、0/50、50/50、0/100、100/100 5种处理。通过测定叶绿素、丙二醛(MDA)和叶绿素荧光参数来反应植株伤害程度;通过测定Na^+含量、离子流和根域介质电导率来检测Na^+体内运转特性;通过测定氮肥利用率和碳氮分配率分析不同盐处理下各组织碳、氮水平。【结果】处理15 d和30 d时,双侧均匀盐处理显著降低叶绿素含量,提高叶片和根系MDA水平;同浓度单侧盐处理能有效缓解叶绿素下降和MDA积累。Fv/Fm、ETR等叶绿素荧光参数测定表明了相似的结果。以上结果表明,单侧盐处理下,非处理侧根系能有效减轻盐对葡萄植株的伤害。处理15 d时,各种方式的NaCl处理均不同程度增加了根系和叶片Na^+含量;尤其是在单侧盐处理下,非处理侧根系Na^+含量显著增加;与同浓度双侧均匀盐处理相比,单侧盐处理显著降低了叶片Na^+水平,100 mmol·L^(-1)单侧盐处理显著降低了处理侧根系Na^+浓度。非盐处理对照根系Na^+流为内运;处理24 h时,双侧盐处理的根系外排Na^+,100 mmol·L^(-1)单侧盐处理下非处理侧根系Na^+流转变为外运。此外,单侧盐处理下,非处理侧根系周围栽培介质电导率较对照显著提高。以上结果表明,处理侧根系吸收的Na^+能从非处理侧根系排出体外,避免处理侧根系和叶片Na^+大量积累。根系双侧NaCl处理显著降低了氮肥利用率,且与处理浓度有关;单侧盐处理能减缓氮肥利用率的下降,并且0/100 mmol·L^(-1)处理下,非处理侧根系氮肥利用率较对照显著提高。双侧盐处理尤其是100 mmol·L^(-1)重度盐胁迫不利于氮向叶片和根中分配,而促进了氮向多年生蔓中分配,利于氮的储存。而单侧盐处理降低了多年生蔓中氮的储藏,同时缓解了叶片和根系中氮分配率的下降。双侧盐处理降低了叶片和根中碳分配率,单侧盐处理能缓解叶片碳分配率的下降,提高盐处理下根系碳分配率。50和100 mmol·L^(-1)盐处理对一年生蔓和多年生蔓碳的分配率具有不同的影响,50 mmol·L^(-1)单、双侧盐处理提高了多年生蔓的碳分配率,而100 mmol·L^(-1)单、双侧处理降低了多年生蔓的碳分配率。【结论】与均匀盐处理相比,同浓度单侧盐处理对葡萄植株的伤害程度较轻。盐处理侧根系吸收的Na^+可运输到非处理侧根系,进而排出体外,降低叶片Na^+积累水平。非处理侧根系能缓解盐胁迫导致的叶片和根系碳、氮分配率的下降。

短期NaCl胁迫对西伯利亚白刺幼苗Na^+、K^+分配和平衡的影响

[目的]为探究西伯利亚白刺盐适应机制。[方法]以1年生西伯利亚白刺水培幼苗为材料,研究不同浓度NaCl(0、200、300 mmol·L-1)胁迫24 h后根系Na^+、K^+离子流的动态变化(利用扫描离子选择微电极技术,SIET)及植株各器官中Na^+、K^+含量的静态变化(利用电感耦合等离子体光谱仪,ICP-OES)。[结果]表明:(1)短期NaCl胁迫显著提高了西伯利亚白刺根、茎、叶中Na^+含量,其中,叶中Na^+含量是根中的3倍以上;西伯利亚白刺根、茎、叶中K^+含量保持稳定或上升;(2)盐胁迫下,西伯利亚白刺根、茎、叶中K^+/Na^+呈下降趋势,其中,在200、300 mmol·L-1NaCl胁迫下,根中K^+/Na^+差异不显著;(3)离子流结果显示,NaCl胁迫显著提高了西伯利亚白刺根系Na^+的外流;对照和200 mmol·L-1NaCl胁迫下,K^+净流量分别为156、159 pmol·cm-2·s-1,差异不显著;300 mmol·L-1NaCl胁迫显著提高了K^+的内流,净流量为-370 pmol·cm-2·s-1。[结论]综合分析认为,西伯利亚白刺通过叶片对Na^+区隔,加强根系对Na^+的外排和K^+内流,进而维持植株根系K^+/Na^+的相对平衡,以此适应盐渍环境。

碱胁迫对宁夏枸杞叶中Na^+,K^+,Ca^(2+)动态变化的影响

为探讨宁夏枸杞叶中离子平衡与盐碱胁迫的关系,研究不同浓度的NaHCO3溶液胁迫下,枸杞叶中Na+,K+,Ca2+的浓度变化,同时采用非损伤微测技术研究了枸杞叶中Na+,K+,Ca2+的流速变化.结果表明,在同一时间内(7,14,21d),Na+的浓度随NaHCO3浓度的升高总体呈升高趋势,K+和Ca2+的浓度总体呈下降趋势,c(Na+)/c(Ca2+)随NaHCO3浓度的升高而升高;随着时间的变化,各个处理下枸杞叶中Na+的浓度总体呈现先降后升的趋势,K+的浓度总体呈现下降趋势,Ca2+的浓度总体呈现先升后降的趋势,c(Na+)/c(K+)总体呈现升高趋势,c(Na+)/c(Ca2+)总体呈现先降后升的趋势;NaHCO3溶液胁迫7d时,诱导了枸杞叶肉细胞中净Na+,K+,Ca2+外排的增加.碱胁迫下造成c(Na+)/c(K+)和c(Na+)/c(Ca2+)升高的原因为,叶片中K+和Ca2+外排和Na+大量积累,这也是枸杞不耐碱的原因之一.可为种植枸杞改良盐碱地提供参考.

两种植物在不同生长期控制Na^+流入的差异

控制Na^+进出植物根系的能力是研究植物耐盐机制的关键,但由于测量技术和条件的限制,目前关于植物根系Na^+内流速率受生长阶段的影响还无相关研究。该研究采用非损伤微测技术,选取小麦与野大麦为代表材料,研究了单子叶甜土植物与单子叶盐生植物在不同生长阶段下的根系Na+内流速率差异。结果表明:2个盐浓度处理下野大麦和小麦根系的Na^+内流速率都随生长而逐渐增大:2~3叶期,2个材料之间Na^+内流速率差异不显著(P>0.05);4叶期时,浓度为25 mmol/L NaCl处理下野大麦比小麦低10%,但差异也不显著(P>0.05);浓度为100 mmol/L NaCl时野大麦比小麦高19%,差异显著(P<0.05)。可见,生长阶段能显著影响植物控制Na^+流入的能力,4叶期以后的野大麦比小麦吸收更多的Na^+。因此,在比较植物耐盐能力以及相关研究时应考虑生长阶段的影响。

棉酚对人类红细胞Na^+、K^+跨膜流动的影响

本文研究了男性避孕药棉酚对人类红细胞Na^+、K^+跨膜流动的影响,并与哇巴因、速尿的作用进行了比较,发现棉酚能抑制红细胞外向(Na^+、K^+)联合转运,而对(Na^+-K^+)-ATP酶可能无明显抑制作用。此结果为阐明棉酚所致低血钾症的机制,提供了一种可能的解释。

Ga-N熔体热力学性质及钠助熔剂法制备GaN单晶的研究进展

作为第三代半导体的关键材料之一,Ⅲ族氮化物在过去几十年中因其应用于光电子和微电子器件而得到了广泛的研究,如发光二极管(LED)、激光二极管(LD)和高电子迁移率晶体管(HEMT)。Na助熔剂法已成为生长高质量GaN晶体的重要技术之一。综述和讨论了Na助熔剂法GaN结晶的发展历程与最新技术,包括Ga-N的结晶热力学性质、熔体结构、助熔剂选择、单点籽晶技术、多点籽晶技术、孔隙与位错控制、形貌演化与生长条件优化等。最后,对比其他体GaN技术,展望了Na助熔剂法的挑战与机遇。

中间层顶重力波耗散引起钠原子输送的激光雷达观测研究

利用中国科学院国家空间科学中心廊坊站(40.0°N,116.3°E)钠荧光多普勒激光雷达2011年至2013年共约82 h的钠原子数密度和垂直风观测数据,分析了廊坊地区中间层顶区域大气重力波耗散引起的钠原子输送特征.分析得到,90~100km处重力波耗散引起的平均钠原子垂直通量整体为负,钠原子向下输送,在93 km处达到最大负值-1.47×10~8m^(-3)m·s^(-1),85~90km处平均钠原子垂直通量为正,钠原子向上输送,但通量值随高度递减.钠原子垂直通量方向在90km处发生转变,垂直通量随高度的变化造成钠原子汇聚,汇聚效应引起的平均钠原子产生率最大值在91km处达到了1.40×10~8m^(-3)/h,该值超过了相同高度上模式计算流星烧蚀注入引起的钠原子产生率峰值,说明重力波耗散对钠层结构的形成具有重要影响.与美国SOR和Maui观测结果相比,平均钠原子产生率峰值大小相近,但出现高度不同,说明大气重力波耗散引起的物质输送具有显著的地域变化特征.研究结果可为大气物质输送理论的完善以及大气金属层物理模式的改进提供观测事实参考.

胞外ATP、H_2O_2、Ca^(2+)与NO调控木榄根系离子平衡机理研究

运用非损伤微测技术(NMT),研究了短期盐胁迫下胞外ATP(eATP)、H2O2、Ca2+与NO对非泌盐红树木榄根系K+Na+平衡的调控作用。NaCl(100 mmolL,24 h)与等渗甘露醇处理的实验表明,木榄根尖对盐胁迫的响应具有高度的离子特异性。盐胁迫增强了木榄根尖的Na+外流,但Na+外流被Na+H+逆向转运蛋白抑制剂Amiloride和质膜H+-ATPase抑制剂Vanadate抑制,表明Na+外流源于根尖表皮细胞质膜Na+H+逆向转运系统驱动的Na+外排。短期盐胁迫处理能诱导木榄根尖K+外流,但被氯化四乙胺(TEA,外向K+通道抑制剂)明显抑制,证明K+外流是由激活的去极化外向型离子通道KORCs介导。胞外ATP(300μmolL)、H2O2(10 mmolL)、Ca2+(10 mmolL)与SNP(NO供体,100μmolL)均能增加短期盐胁迫下的Na+外流,同时抑制K+外流。其中,促进Na+外流效果较强的是H2O2和Ca2+,而Ca2+和NO抑制K+外流的效果突出。这些实验结果表明,胞外ATP、H2O2、Ca2+与NO这4种盐胁迫信使是通过上调木榄根系细胞质膜Na+H+逆向转运体系(Na+H+逆向转运体和H+泵)活性,在促进Na+和H+逆向跨膜转运的同时,抑制去极化激活的K+离子通道来减少盐诱导的K+外流。

胡杨PeSOS1对拟南芥盐诱导H_2O_2信号途径的调控

【目的】研究胡杨质膜Na+/H+逆向转运蛋白(SOS1)通过H2O2信号途径对盐胁迫的感知和适应作用。【方法】克隆胡杨质膜SOS1基因(PeSOS1),并将其转化到拟南芥中,比较野生型和转PeSOS1基因拟南芥在100mmol/L NaCl胁迫下的萌发率,根长,干质量,K+、Na+和Ca2+含量,活体植株根尖离子流(K+、Na+和H+)的流动情况,H2O2的产生和抗氧化酶活性的变化以及抑制剂对根尖离子流的影响,分析100mmol/L NaCl胁迫下异源表达PeSOS1基因拟南芥与野生型拟南芥耐盐性的差异。【结果】在NaCl胁迫下,转PeSOS1基因拟南芥株系的萌发率、根长和干质量明显高于野生型拟南芥;转PeSOS1基因拟南芥K+和Ca2+含量也高于野生型拟南芥,而Na+含量较野生型拟南芥低。100mmol/L NaCl处理后,转PeSOS1基因拟南芥中K+和Na+的平衡(K+/Na+值)与NaCl胁迫前相比下降幅度较小。转PeSOS1基因植株在NaCl胁迫下能更快地产生H2O2,并使抗氧化酶保持较高的活性。SOS1抑制剂阿米洛利(Amiloride)对NaCl胁迫下野生型和转基因拟南芥根尖离子流的变化有明显影响,用质膜NADPH氧化酶抑制剂DPI(抑制H2O2的产生)处理后,转PeSOS1基因拟南芥根尖K+内流减弱,Na+外流和H+内流增强,植株维持K+和Na+平衡的能力减弱。【结论】在拟南芥中异源表达PeSOS1基因可促进H2O2快速产生,维持了SOS1mRNA的稳定性,调控了K+和Na+平衡,并激活了抗氧化防御系统,因而显著提高了其耐盐性。

7MPa氮压下Na助熔剂法生长GaN晶体的研究

采用Na助熔剂法在7 MPa氮压下并引入较大温度梯度(20～70℃/cm),获得了大量毫米级的GaN晶体,GaN晶体产率高达70%以上。光学及SEM照片显示其晶形大部分为六方锥体。晶体粉末衍射分析表明,生成的GaN单晶具有六方纤锌矿结构,与标准卡片符合得很好,而单晶衍射图谱中出现(101-1)的衍射峰,说明GaN单晶锥面为{101-1},其(101-1)面的摇摆曲线的半高宽仅为4.4 arcsec,室温下采用He-Cd 325 nm激光器激发的GaN单晶的PL谱,最高峰位于标准GaN材料的365 nm处,峰的半高宽为13.5 nm,生长的GaN单晶完整性较高。

Na助熔剂法生长氮化镓晶体的研究进展

以高质量GaN单晶基片作为衬底实现GaN的同质外延生长,是获得GaN半导体器件优异性能的基础。高质量GaN单晶基片的缺乏已成为国际范围制约GaN器件发展的瓶颈。在GaN体单晶的几种生长方法中,由于Na助熔剂法的生长条件相对温和且成本相对较低,近年来发展较快。本文从Na助熔剂法的原理、生长工艺、助熔剂种类以及得到晶体尺寸和质量等几方面进行了综述,分析了目前Na助熔剂法生长GaN单晶中的技术问题并提出了进一步研究的一些建议。

氮化镓单晶衬底制备技术发展与展望

氮化镓(GaN)是第三代半导体材料中的典型代表。因其良好的物理化学性能与热稳定特性,是制作光电子器件及电力电子器件的理想材料。采用同质外延技术在GaN单晶衬底上制备GaN基器件是实现其高性能的根本途径。本文综述了GaN单晶衬底制备的氢化物气相外延技术、三卤化物气相外延技术、氨热法及助熔剂法(钠流法)的研究进展,并对未来可能的发展方向提出了展望。

LPE生长GaN的不同极性面的光学性质

极化效应会导致GaN基发光器件的效率降低,因此关于非极性和半极性GaN单晶的研究受到了广泛关注。为了进一步探究不同极性GaN的发光特性和杂质掺入的内在机理,本文利用钠助熔剂法侧向生长出的不同极性面的GaN单晶作为研究对象,对比了不同极性面的光学性质及杂质掺入特点,讨论了黄光带(YL)峰的起源及其影响因素。首先利用阴极荧光(CL)、光致发光(PL)对液相外延(LPE)法生长的不同极性方向的GaN的光学性质进行了研究。结果表明,不同的生长极性面会显露出不同的光学特性。朝着侧向生长的[1122]和[1120]GaN的CL和PL特性相似,但与[0001]GaN的光谱有较大差异。PL杂质峰包含两个肩峰peak 1(2.2 eV)和peak 2(2.6 eV),在不同极性面中强度占比各不相同,推测分别与C_(N)O_(N)和C_(N)缺陷的0/+能级的跃迁有关。通过SIMS元素分析,C元素分布较为均匀,O元素分布存在较大差异,在[1122]区域沿着生长方向O含量逐渐增加,结合PL中2.2 eV处峰的强度增加,进一步证明了2.2 eV处的峰强与O含量存在正相关性。

液相法制备GaN单晶体研究进展

回顾了GaN单晶体的液相生长法研究进展,主要介绍了高压氮气溶液法(HPNSG)、Na助溶剂法以及氨热法的原理、生长条件及其研究进展。液相法可以制备相比于气相法更高质量的GaN晶体。其中HPNSG可以制备位错密度低于102cm-2的GaN晶体,氨热法可以生产出高质量的2英寸(1英寸=2.54 cm)GaN晶体,重点介绍了Na助溶剂法的生长设备及最新研究成果,目前该方法已经可以生长直径超过2 cm、高度约为1.2 cm的无位错块体GaN晶体。对液相法生长GaN晶体的应用前景进行了预测,认为液相法制备的高质量GaN晶体作为大功率、高可靠性GaN电子器件理想衬底,会发挥越来越重要的作用。

Iu-Flex技术及应用

详细介绍了Iu-Flex的基本原理,包括核心网络(CN)节点标识、路由机制等,给出了移动通信网中利用Iu-Flex技术实现CN节点间负载均衡、负载重分配的方法和步骤。

NaHCO_3胁迫下3种灌木Na^+、K^+、Ca^(2+)的吸收及转运

通过盆栽试验,采用原子吸收分光光度法和非损伤微测技术,研究了NaHCO3胁迫(300 mmol·L-1)对大洋洲滨藜、四翅滨藜和宁夏枸杞3种灌木离子吸收及运转的影响.结果表明:随着NaHCO3浓度升高,两种滨藜和宁夏枸杞叶片中Na+含量升高,300 mmol·L-1NaHCO3胁迫下,宁夏枸杞叶肉细胞Na+的外排增加,两种滨藜净Na+外排降低;随着胁迫时间的延长,大洋洲滨藜和宁夏枸杞叶片的K+含量下降,Na+/K+升高,四翅滨藜叶片K+含量升高,Na+/K+降低;随着浓度的升高,宁夏枸杞叶片积累Ca2+减少,Na+/Ca2+高于对照,叶肉细胞Ca2+外排;两种滨藜叶Ca2+含量总体呈升高趋势,叶肉细胞Ca2+表现为内流.在NaHCO3胁迫下,3种灌木通过不同的策略来消除Na+毒害.宁夏枸杞叶片Na+的积累抑制了对Ca2+的吸收;两种滨藜Ca2+的内流促使细胞质中游离Ca2+增加,增加的细胞质[Ca2+]cyt防治质膜H+-ATPase去极化,限制K+的外排,从而维持细胞内Na+/K+的平衡,其中四翅滨藜调控Na+/K+平衡的能力较强.

沙枣幼苗根尖离子流对NaCl胁迫的响应

为了进一步从离子动态运输方面了解沙枣(Elaeagnus angustifolia)耐盐机制和揭示沙枣种源间的K^+/Na^+平衡调控差异,该研究利用非损伤微测技术(non-invasive micro-test technology,NMT)测定银川种源(盐敏感型)和阿拉尔种源(耐盐型)沙枣幼苗根系在3种不同NaCl处理方式下的离子流:1)在150 mmol·L–1 NaCl胁迫24 h后的Na^+和K^+离子流;2)NaCl瞬时处理后的K^+和H^+的动态离子流;3)先NaCl胁迫24 h,再用Na^+/H^+逆向转运体抑制剂阿米洛利(Amiloride)和K^+通道抑制剂氯化四乙胺(TEA)处理后的Na^+和K^+离子流。结果表明:NaCl胁迫24 h后,沙枣根系Na^+和K^+外排净流量显著增加,并且银川种源沙枣幼苗根系Na^+净流量显著低于阿拉尔种源,净流量分别为720和912 pmol·cm^(–2)·s^(–1),而K^+外流净流量显著高于阿拉尔种源。瞬时NaCl处理后,沙枣根系K^+的外流迅速增加,并且银川种源的K^+外排净流量始终高于阿拉尔种源,而H^+由内流转为外排,阿拉尔种源的H^+净外流量大于银川种源。NaCl和NaCl+Amiloride处理下,阿拉尔种源沙枣幼苗Na^+外流的净流量均大于银川种源,但K^+外流的净流量均小于银川种源,而在对照和NaCl+TEA处理下,Na^+和K^+的净流量在两个种源间无明显差异。研究证明NaCl胁迫造成根系Na^+积累和K^+外流,沙枣幼苗为减少Na^+积累,通过根系Na^+/H^+逆向转运体将Na^+从体内排出,并且耐盐型种源沙枣幼苗根系在NaCl胁迫时能更好地维持体内的K^+/Na^+平衡,其原因主要在于具有较强的Na^+外排能力和较弱的K^+流失。该研究可以为进一步发掘优良耐盐沙枣种质资源提供理论参考依据。

灌水定额对旱区苹果园土壤水盐再分布的影响

以甘肃省秦安县盐渍化苹果园土壤为研究对象,采用大田试验的方法在苹果花期研究了不同灌水定额(0、900、1800、2700、3600 m3.hm-2)对果园0～100 cm土层水盐再分布(10、20、30 d)的影响.结果表明:随着灌水定额的增大,Na+淋溶深度增加,且再分布的滞后效应明显;Ca2+的"零通量面"逐渐消失;Mg2+的"零通量面"面宽逐渐增加;Cl-淋溶迁移方式由波动式变为直线式,蒸发迁移方式由波动式变为阶梯式;SO42-再分布方式呈点穴式;HCO3-再分布累积层位逐渐上移.在地下水位埋藏较深的土壤剖面中部存在一个"盐分零通量面",在水分再分布过程中,"盐分零通量面"的位置逐渐向下移动,体现旱地土壤水分耗竭特征.灌水定额在2700～3600 m3.hm-2时,灌溉有利于土壤剖面0～100 cm土层盐分和水溶性Na+的淋洗;灌水定额在1800 m3.hm-2以下时,灌溉加速了土壤表层盐分的累积.从钠盐淋洗和节水两方面综合考虑,旱区盐渍化果园土壤春季适宜的灌水定额为1800～2700 m3·hm-2.