铝胁迫对常绿杨生长及叶肉细胞超微结构的影响

【目的】对酸性条件下铝在常绿杨‘A-61/186’体内积累和分布的规律以及铝胁迫下叶片超微结构与生长生理指标的响应变化进行初步研究,以揭示常绿杨对酸性土壤铝胁迫的响应机制,从而对常绿杨在亚热带地区的推广提供理论依据。【方法】以常绿杨‘A-61/186’为试验材料,在水培溶液中进行铝胁迫试验,对铝胁迫下‘A-61/186’杨的生长量及生物量、植株各组织中的铝含量、叶片叶绿素荧光指标进行测定,并利用透射电镜对叶肉细胞超微结构做系统研究。【结果】酸铝胁迫对常绿杨‘A-61/186’生长状况产生影响,根、茎、叶各组织生长量及生物量均显著下降,生物量分配结构上表现出铝对‘A-61/186’地下部分的影响大于地上;铝胁迫下‘A-61/186’根系较茎、叶组织积累更大量的铝。铝胁迫下‘A-61/186’叶绿素荧光参数显示出叶片通过非光化学的途径将过多的光能进行耗散,因而可降低植物的光合效率,影响生长量和生物量,叶肉细胞超微结构损伤程度的变化与生长量及叶绿素荧光参数的变化相一致,说明铝胁迫下‘A-61/186’生长量和生物量的降低与铝对光合系统的直接损伤有关。【结论】从常绿杨‘A-61/186’体内铝含量及初始生长受抑制的铝浓度来看,相比喜酸性树种茶树、龙眼、桉树等,‘A-61/186’对铝胁迫更为敏感,在酸性富铝化土壤上种植要采用一定的铝毒害防治措施。

铝胁迫对常绿杨叶绿素荧光和叶绿体超微结构的影响

选取常绿杨(Populus×euramericanacv.A-61/186)为试验材料,研究铝胁迫对带绿杨叶绿体荧光特性和超微结构的影响.结果表明铝胁迫对常绿杨叶片的超微结构产生明显伤害,会显著抑制叶片的光合性能,且随着胁迫浓度的加重和时间的延长而加重.0.370mmol/L铝胁迫60d后,光系统II最大光化学效率Fv/Fm降低,初始荧光F0和非光化学猝灭系数NPQ显著上升;叶绿体膜肿胀隆起,叶绿体内淀粉粒消失,叶绿体内基粒片层和基质片层间隙明显,片层弯曲呈蓬松排列.0.222mmol/L铝胁迫90d致使叶绿体内淀粉粒消失;Fv/Fm值显著低于对照、F0和NPQ值显著高于对照;铝胁迫浓度大于0.370mmol/L时,叶绿体肿胀体积增大,叶绿体膜明显隆起,叶绿体内基粒片层和基质片层明显分离,呈扭曲蓬松.铝胁迫下常绿杨叶绿体膜及其片层和淀粉粒的结构变化与光合效率的下降趋势相一致,可作为杨树铝毒鉴定的细胞学参考.

中华南方常绿杨木材纤维形态特征及径向变异规律

对5株11年生的中华南方常绿杨纤维长度、纤维直径、纤维壁厚、纤维长宽比和壁腔比等纤维形态特征指标进行了系统测试。结果表明：中华南方常绿杨的年轮宽均值为7．99mm、纤维长宽比均值为67．26、纤维长度均值为0．99mm、纤维宽度均值为14．90μm，平均壁腔比为0．43、平均壁厚为4．81μm、平均腔径为11．15μm；生长轮宽度前5a呈规律性“大小年”变化、5～8a生长平缓、第9年达到峰值，之后开始下降；纤维长度的向变异应属PashinⅢ型，纤维长度呈正态分布；纤维长宽比、细胞壁腔比从髓心向外逐轮增大，在第7年后趋于近似稳定状态。

干旱胁迫对常绿杨光合特性及生长量的影响

利用气体交换法和叶绿素荧光技术,对常绿杨3个无性系干旱胁迫及复水处理后的光合生理变化进行了研究。结果表明,在干旱胁迫初期,常绿杨光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和胞间CO2浓度(Ci)均随胁迫的增强而下降,随着干旱胁迫的增强,Pn、Gs继续下降,但Ci上升,说明在轻度干旱胁迫下Pn下降的主要原因可能是Gs下降,而重度干旱胁迫下Pn下降的主要原因是非气孔因素。同步叶绿素荧光测定结果表明,干旱胁迫会使PSII潜在活性中心受损,影响到光合电子传递,是Pn下降的主要原因。与对照相比,经过干旱胁迫的3个无性系生长量与生物量明显下降,说明即便后期供水充足,前期的缺水也会对苗木生长产生不可恢复的影响,但3个无性系之间差异不显著。

铝胁迫对常绿杨生长状况及保护酶活性的影响

选取常绿杨为试验材料,研究酸性条件下铝胁迫对常绿杨生长状况及叶片保护酶活性的影响。结果表明,在酸性条件,铝浓度0.075 mmol·L-1胁迫下,常绿杨根茎叶的生物量及生长量均有小幅升高,叶片保护酶(SOD、CAT、POD)活性均升高。当铝浓度高于0.222 mmol·L-1时,常绿杨根茎叶的生物量及生长量均大幅下降,叶片保护酶活性也开始下降。铝胁迫对根茎叶生物量的影响为根>叶>茎。因此,酸性条件下,在铝毒害较轻微的情况下,常绿杨的生长并未受到明显的抑制,当铝浓度超过0.222 mmol·L-1时,保护酶活性受到抑制,常绿杨的生长状况最终受到了较为明显的抑制作用。

常绿杨苗期生长特性

为了了解目前世界上仅有的3个常绿杨树无性系(A-65/27、A-65/31及A-61/186)在亚热带的生长适应性,对它们苗期生长状况进行了研究。结果表明,3个无性系的扦插成活率达到90%以上。高度和地径年生长动态存在明显的速生期,高度年速生期主要在6-9月份,地径速生期集中在8-10月份。A-61/186的叶面积是三者中最大的,但其叶面积从生长初期到生长盛期的增加幅度最小,4月份A-65/27叶面积大于A-65/31,9月份A-65/31叶面积大于A-65/27,3个无性系生长过程中叶面积的增大主要是叶宽的增加。A-61/186的总生物量最大,苗木生物量1年生A-65/27大于A-65/31,2年生A-65/31大于A-65/27,根、茎、叶各部分生物量占总的比例大小趋势是一致的,均为茎>根>叶。3个无性系之间高度、地径、叶面积生长量及生物量均不存在显著差异。

铝胁迫对常绿杨幼苗光系统Ⅱ的影响

以常绿杨无性系A-61/186(Populus×euramericanacv.)为供试材料,研究铝胁迫对常绿杨叶绿素荧光特性的影响.结果表明:常绿杨水培实验苗叶片PSII实际电子传递量子效率yield值和最大量子效率Fv/Fm值的日变化均表现出了"早晚高、午间低"的变化趋势,且胁迫浓度越高、时间越长,午间下降趋势越明显.初始荧光F0和非光化学淬灭系数NPQ的日变化则呈现与yield和Fv/Fm相反的趋势,表现出"早晚低,午间高"的趋势.说明遭受铝胁迫的植株将更多地吸收光能通过非光化学的途径耗散,从而使其光合效率降低.光响应指标的分析进一步表明铝胁迫会降低常绿杨光合效率,较短时间胁迫下(60d),胁迫浓度达到0.518mmol·L-1,会对光合效能产生显著影响,随着胁迫时间(90d)的加长,胁迫浓度达到0.370mmol·L-1时,就会对光合效率产生显著影响.

南方常绿杨再生体系建立

用南方常绿杨 (Popullusdeltiodes×P nigra )优良无性系扦插苗侧枝嫩茎外植体 ,建立无菌再生体系。用 0 3%Hgcl2 处理 10min ,无菌外植体获取率 80 % ,茎段萌动率 95 % ,芽启动培养基为改良MS +6 -BA 3mg/L+KT 1mg/L +NAA 1mg/L ,分化率 90 % ,继代培养基为改良MS +6 -BA 0 5mg/L +NAA 0 2mg/L ,增殖系数 4 4 ;在 30 0 0lx散射光照下培养 ,芽生长正常 ,无玻璃化苗 ;生根培养基为 1/2改良MSIAA 1 5mg/L +IBA 1mg/L生根率 98% ;黄心土 :沙为 2∶1组合基质移栽成活率 96 %。

酸铝胁迫下常绿杨根冠超微结构变化

中国的亚热带地区气候温暖湿润、雨量充沛,是中国速生丰产林基地,森林土壤多呈偏酸性和酸性,为富铝化酸性土壤,容易造成植物铝毒害。A-61/186(Populus×enramericana cv.)是澳大利亚L.D.Pryor博士选育的半常绿杨树无性系(semi-evergreen poplar clone),母本为美国南方种的落叶型美洲黑杨(Populus deltoids Marsh),父本为原产智利的常绿品种欧洲杨智利变种(Populus nigra cv.Chile),是中国林科院郑世锴研究员于1987年从巴基斯坦引入中国的3个常绿杨品系之一,适合热带亚热带种植。以常绿杨A-61/186(Populus×euramericana cv.)根冠细胞为材料,采用水培酸铝胁迫实验,在胁迫30 d、60 d和90 d时在透射电子显微镜下进行根冠细胞超微结构的观察及拍片,研究在酸铝胁迫下浓度和作用时间对其超微结构的影响,探究铝毒条件下杨树根冠细胞的超微结构变化,并为根冠细胞铝毒亚显微水平评价提供资料。结果表明,随着铝浓度的升高,根冠细胞壁溶解断裂;细胞基质由凝胶态向分散碎块转变;淀粉粒数量有减少的趋向,淀粉质体数量有增加的趋向,而淀粉粒堆重心偏向由明显到不明显的趋向。随着铝作用时间的延长,根冠细胞在60 d浓度0.370 mmol·L–1淀粉粒急剧减少;在90 d浓度0.666 mmol·L–1淀粉粒质体急剧减少;淀粉粒堆或淀粉质体堆无重心偏向。

常绿杨根伸长区铝毒指标性超微结构的研究

以常绿杨Populus×enramericana cv.A-61/186根尖为材料,研究根伸长区细胞铝中毒的超微结构标志性特征。结果表明:(1)低度慢性(0.074 mmol/L 90 d)中毒结构指标:细胞壁"弯勾壁"(Hook wall)呈大小勾状且部分壁断裂,"梭形胞基质"(Spindle cell stroma)瘦长形且具孔洞;(2)中度中性(0.370 mmol/L,60 d)中毒结构指标:细胞壁间隙和局部胞间层溶解,"梭形胞基质"(Spindlecell stroma)分解呈松长线团状;(3)高度急性(0.518 mmol/L,30 d)中毒结构指标:细胞壁溶解,"弯勾壁"(Hook wall)呈多个细长勾重叠,"梭形胞基质"(Spindle cell stroma)多个细长具孔洞。本次实验发现并提出的"弯勾壁"(Hook wall)和"梭形胞基质"(Spindle cell stroma)这两个超微结构名词,填补了铝中毒诊断的结构指标,充实了细胞毒理解剖学内容。

生物质炭对铝胁迫下常绿杨生理特征的影响

在不同用量生物质炭的处理下,测定铝胁迫状态下的常绿杨的二氧化碳(CO2)响应曲线、光响应曲线、荧光参数和碳酸酐酶活性,研究生物质炭的输入对铝毒害的改良效果。结果表明:生物质炭的输入使得常绿杨的净光合速率(Pn)对CO2浓度和光强的响应均有明显的提高;实际量子产量(ΦPSⅡ)和表观电子传递速率(ETR)也明显改善;最大量子产量(Fv/Fm)和光化学淬灭系数(qP)变化不大;碳酸酐酶活性也有较大幅度的提高;本实验条件下,生物质炭的用量为3%时,效果最为明显。

南抗杨、常绿杨对云斑天牛抗性的初步研究

通过人工接种天牛成虫试验和相关抗性指标的测定与分析 ,结果表明 ,接种成虫在I 6 9、I 72杨上的栖息时间较长 ,而且刻槽、产卵数均较其在南抗杨、常绿杨上多 ;抗性生理指标测定结果表明 ,相同立地条件下 ,几个测定树种 (两年生健壮植株 )树皮的含水量 ,南抗杨 <常绿杨 <I 72杨 <I 6 9杨 ,这与树种抗虫性强弱相一致 ;树皮细胞膜透性 :刺槐 <常绿杨 <南抗杨 <I 6 9杨 <I 72杨 ;树皮内酚类物质含量 :南抗杨、常绿杨、I 6 9杨、I 72杨依次降低。室内试验结果与试验地 (歌乐山、荣昌、双桥 )调查的云斑天牛危害各参试树种的结果相一致 ,即南抗杨对天牛的抗性较强 ,常绿杨次之 ,I 6 9,I 72杨对天牛的抗性较弱。

常绿杨植株再生体系的建立

以水培常绿杨(Populus deltoides60/160×P.nigra'chile')枝条得到的叶柄为外植体,探讨了常绿杨植株再生的方法.结果表明:在MS+BA0.3 mg/L+NAA0.1 mg/L培养基上,不定芽的分化率最高,为82.5%;不定芽在MS+BA0.2 mg/L+NAA0.05 mg/L培养基上的继代增殖系数为7.2;在继代增殖培养基中添加0.4 mg/L GA3时,对不定芽的增殖和伸长有显著效果;在生根培养基1/2MS+NAA0.05 mg/L上,生根率达到96.5%.

月季叶蜂为害南方常绿杨的发生规律及其防治技术研究

月季叶蜂 (Argepagana )是新发现的为害常绿杨的重要害虫。常绿杨是庭院、道路绿化及用材造林等很有前途的新树种。描述了该害虫的形态特征 ,为害常绿杨的发生规律 。

铝胁迫下常绿杨根系有机酸和氨基酸的分泌

以常绿杨(Populus×euramericana)A-61/186树种为实验材料,探讨铝胁迫下其根系分泌物pH值及根系分泌有机酸和氨基酸的响应.结果显示,随着铝胁迫程度的加剧,常绿杨根系分泌物pH逐渐降低,铝胁迫下其根系分泌多种有机酸和氨基酸,但氨基酸含量远低于有机酸,这表明铝胁迫下常绿杨根系分泌物中氨基酸所起的生态作用可能与有机酸不同:有机酸主要通过与铝离子结合或者改变铝离子的存在形态而减轻铝毒害;而氨基酸由于含量的微量性,更多是以营养作用为主,对铝离子的解毒作用为辅.铝胁迫下常绿杨根系分泌物组成成分和分泌量的变化减弱了铝对常绿杨的毒性,这可能是常绿杨应对铝胁迫的一种自我保护机制.

几种光合作用光响应典型模型的比较研究

光响应曲线是判定植物光合效率的重要方法,通过曲线可以获得植物光合特性的相关生理参数,但不同模型提取的光响应参数和指标存在差异。本文选择直角双曲线、非直角双曲线和两种指数曲线模型,分别对3个品系常绿杨光响应数据进行拟合,提取了各光响应曲线模型的主要特征参数,对比分析了各模型参数间的差异,并对光饱和点(LSP)的不同计算方法进行了讨论。最后用巨尾桉光响应数据对分析结果作了进一步验证。结果表明,直角和非直角双曲线模型拟合的最大净光合速率(P’max)、表观量子效率(a)及暗呼吸速率(Rd)值高于指数模型拟合值,且直角双曲线拟合的各参数均比非直角双曲线拟合的各参数的值大,而两指数模型各参数拟合值基本一致;在LSP计算方法中,用光通量200μmo.lm-2.s-1以下的点拟合的Pn-I直线与其它模型相结合得到光饱和点的方法不可靠,会使计算结果明显偏小,用接近最大总光合速率Pmax一定比例的方法估计LSP也存在较大偏差,而P’max由于消除了Rd的影响,计算光饱和点时各模型的估计比例相对固定,是一个比较理想的LSP估计方法,初步得出直角、非直角及指数模型用P’max来估计光饱和点时应选取的比例分别为(78±1)%、(82±1)%及(96±1)%。

四季杨

四季杨原产澳大利亚,属半落叶乔木,是河南省工业大学植物研究 所引种驯化培育而来的杨树新品种,因其半落叶性而得名四季杨或常绿杨。在无霜冻地区半落叶,春季换叶。在有霜冻地区落叶,但落叶期比 其它杨树晚30天以上。该品种发芽期比其它杨树早,生长速度快。

铝毒对杨树根质体超微形态的影响

以常绿杨树(Populus×euramericana cv.A-61/186)根尖为材料,用铝浓度分别为0.074、0.222、0.370、0.518、0.666 mmol L^(-1)的营养液培养杨树扦插苗30 d、60 d、90 d,利用透射电子显微技术观察杨树根尖伸长区细胞内质体铝中毒敏感性的超微形态特征.结果显示,铝浓度0.518 mmol L^(-1)胁迫时间30-60 d,质体肿胀且着色深,外形圆形或椭圆形,大而明显,其内部的淀粉粒趋向消失,质体形状呈大型"黑碟盘"(Bla ck disc plate)状;质体敏感中毒铝浓度比细胞壁高.本研究发现并命名的"黑碟盘"质体敏感铝毒超微形态名词,作为耐铝毒细胞器鉴定指标的参考,有待在不同的耐铝杨树品种上进一步验证,可为今后的耐铝杨树品种研究提供基础资料.

你所熟知和未知的杨树

杨树是我国生态建设和木材生产史上的功臣,近年来因飞絮惹争议。又到杨絮飘飞季,人们对于杨树的褒贬是否会再度升温?我们真的了解杨树吗?3个半常绿-常绿杨无性系(A-65/27、A-65/31和A-61/186)较一般杨树又有哪些特点?