陆生植物对淡水中藻类化感抑制和机理评述

藻类的水华所带来污染问题,严重影响到人们的生产和生活,如何控制藻类的过度生长引起的污染问题,是广大水处理工作者的一大挑战。采用植物的化感作用控藻,有望为控制有害水华或赤潮爆发提供新的途径,但同时也存在一系列的问题需要迫切解决。目前,陆生植物在抑藻方面的应用相对较少,仍能挖掘其他高效化感控藻物种。化感控藻的机理一直是研究的热点,目前在宏观、物理、化学、生物、直至微观方面机理的探索做了很多努力,并取得了很大成功。文章对陆生植物在藻污染控制方面的应用、化感物质的提取鉴定和抑藻机理方面进行了概况,并对其实际应用进行展望。

中国660种陆生植物叶片8种元素含量特征

对全国范围内120个样点660种陆生植物共1781个植物样本的叶片S、K、Na、Fe、Ca、SiO2、Al、Mn含量特征进行了研究。各元素的平均含量大小顺序为K>Ca>SiO2>Na>S>Al>Fe>Mn,总体上属于K>Ca型。与世界陆生植物平均元素含量相比较,我国植物叶片Na的含量偏高。除Ca在草本植物中的含量低于木本植物外,为满足快速生长的需要,S、K、Na、Fe、Ca、SiO2的含量草本植物>木本植物、落叶植物>常绿植物、阔叶植物>针叶植物,而Mn的含量在这些功能组却刚好相反,Al的含量变化不大。S、K、SiO2在针叶林中的含量最低,S、Na、Fe在荒漠植物中的含量最高。Ca与SiO2、Al,以及Mn与除Al之外的其他6种元素之间均呈极显著负相关(P<0.01),除此之外,植物元素含量间的相关关系都为极显著正相关(P<0.01)。植物叶片元素含量与植物所处的地理位置的相关分析表明,S、K、Na、Fe、Ca、SiO2含量随纬度的增加而增加,Al、Mn随纬度的增加而减少;S、K、Na、Fe、SiO2、Al随经度的增加而减少,Mn随经度的增加而增加,而Ca与经度间相关性不显著。

陆生植物化感作用的抑藻研究进展

有效控制水华,治理富营养化水体是目前环境领域的研究热点和前沿。所谓化感物质,就是由植物、细菌、病毒和真菌所产生的二次代谢产物。利用水生植物的化感作用或化感物质抑制水体中藻类的爆发被认为是一种高效、低毒、环境亲合性好的方法而备受关注。然而,对于陆生植物应用于抑制藻类生长的研究却较少。文章在对化感作用的概念的演化、各种生物对藻类化感抑制作用、化感物质抑藻机理等方面进行了较系统的论述,总结了近年来国内外学者对于陆生植物化感作用抑藻的研究进展。文章认为相对于水生植物在抑藻方面的局限性,陆生植物的优势体现在对水生生态系统影响明显(化感作用明显)、所含抑藻化感物质种类丰富、不易受水生生态环境影响等方面,并对今后陆生植物抑藻技术的研究方向进行了展望,陆生植物中尤其是菊科植物化感抑藻应用前景广阔。最后指出,陆生植物的化感抑藻作用研究还存在进一步探索和改进化感物质的提取和鉴定方法、抑藻作用机理的研究、应用实际水体时的生态安全性等方面的问题。

气候变暖对陆生植物的影响

温度是影响植物生长、发育和功能的重要环境因子,是调节许多陆地生态系统生物地球化学过程的关键因素之一.全球气候持续变暖直接或间接地对陆生植物产生不同程度的影响.本文从不同方面分析了植物对温度升高及其它生态环境因子变化交互作用下的生理生态适应机制,包括生态系统的土壤呼吸、植物的气体交换、水分关系、生物量和生产力的响应等方面的研究进展,并就未来开展陆生植物对气候变暖响应研究提出加强和改进的设想.

陆生植物鲨烯合酶适应性进化正选择位点分析

鲨烯合酶是三萜类皂苷生物合成途径中的关键酶,其活性的高低决定了三萜皂苷、植物甾醇等后续次生代谢物的含量.对鲨烯合酶进行正选择位点分析,可为识别重要的功能位点提供有意义的信息.本研究在克隆获得五加科三七、葫芦科绞股蓝鲨烯合酶cDNA的基础上,结合GenBank中所登载的植物鲨烯合酶cDNA序列信息,利用位点模型检测并分析了38种陆生植物鲨烯合酶的适应性进化.结果显示,进化上相对保守的鲨烯合酶受到正选择作用,检测到的21个正选择位点大部分集中于第2跨膜区及其两侧,其中189S、194S、196S、265I、389P、390T、408A、410R和414N等9个位点很可能与鲨烯合酶的活性有关.本研究从分子进化角度为调控三萜类化合物的生物合成提供了一个新的思路.

陆生植物化感作用抑制有害藻应用研究进展

植物化感物质由于对藻类抑制的高效性和选择作用性,以及对环境无污染等特点而备受关注,有望成为具有应用价值的安全性生物抑藻技术。文章探究了利用植物化感作用抑制有害藻类生长的进展,从藻细胞密度、叶绿素含量、超微结构及生长代谢、抗氧化酶活性等方面分析了化感抑藻作用效果的评价方法,重点阐述了陆生植物对水华藻、赤潮藻主要藻种的抑制作用,包括草本植物中一些农作物和药用植物以及木本植物中的常见树木,同时对这些陆生植物中所含抑藻物质开展了探索与分析,为开发新的抑藻制剂提供理论指导,深入讨论了陆生植物化感物质抑制丝状藻的潜在价值,实现了抑藻对象的多元化,提出了陆生植物化感抑藻研究中存在的主要问题,并对其应用前景进行展望。

陆生植物稳定碳同位素组成与全球变化

分析了大气CO2浓度、温度、降水和海拔高度等环境因素对陆生植物稳定性碳同位素组分的影响及其作用机理,综述了国内外碳稳定同位素技术在全球变化研究中的进展和应用,如重建大气CO2浓度变化,揭示温度、降水对树木生长的“滞后效应”和“幼龄效应”,确定不同光合型植物随海拔高度的分布变化,以及通过碳稳定同位素技术揭示不同时间尺度上和不同气候条件下的植物水分利用效率变化及不同生活型植物的水分利用效率差异,并探讨研究中存在的问题及其研究前景.

三峡库区磷化工厂点源污染对陆生植物群落组成和物种多样性的影响

2006年4月中旬至6月下旬,采用典型取样法,在三峡库区某磷化工厂周围污染源区与对照区设置样方,进行常规群落学调查,分析点源污染对陆生植物群落种类组成以及物种多样性的影响。结果表明:(1)所有样方中共计出现284种植物,其中乔木35种,灌木139种,草本110种。仅在污染区中出现的物种数量远低于仅在对照区中出现的物种数量;(2)可分出4种基本的群落类型:马尾松(Pinus massoniana)林、柏木(Cupressus funepris)林、栓皮栎(Quercus variabilis)林和马尾松+栓皮栎林,各群落特定层次的物种丰富度指数以及Pielou均匀度指数在污染区与对照区之间存在显著差异;(3)污染胁迫下,物种在群落中的生态优势度发生了变化,反映了群落中不同物种相互替代的过程,这种物种的替代可为今后受损生态系统人为恢复过程中物种的筛选提供一定的理论参考;(4)对群落中主要物种更新的调查发现:栓皮栎林对污染不敏感;柏木林污染区与对照区幼苗数量及分布格局均有明显差异,污染条件下群落未来演替受到严重干扰。综上所述,我们可以看出,在点源污染影响下,群落的组成和结构发生了显著变化,但这种变化对群落的长期影响仍需要进一步的深入研究。

两种陆生植物浸提液对蛋白核小球藻(Chlorella pyrenoidosa)的化感作用

通过合果芋(Syngonium podophyllum)和榕树(Ficus microcarpa)两种陆生植物不同浓度、不同部位浸提液对蛋白核小球藻化感作用的研究,结果表明:两种植物对蛋白核小球藻都具有化感作用但强度不同,榕树的抑制效果比合果芋强且稳定.从化感作用的效果上看,合果芋浸提液对蛋白核小球藻呈现先抑制后促进的作用特性,而榕树浸提液始终具有抑制作用.除榕树气生根浸提液外,在抑制作用期间内不同浓度浸提液对蛋白核小球藻的化感作用强度大致随浸提液浓度的增大而增强.不同陆生植物或同株植物不同部位浸提液的化感作用强度也有所不同,一般榕树叶(EC50,96h为13.16g·L-1)>合果芋叶(EC50,96h为14.37g·L-1)>榕树气生根(EC50,96h为30.66g·L-1).

陆生植物替代藻粉对幼年刺参生长和免疫的影响

以市售藻粉为对照组,用陆生白花三叶草和火棘果替代50%的市售藻粉与刺参基础饲料配合,保持温度12—16°C、海水盐度31‰—32‰、pH7.46—7.69,在实验室内饲养幼年刺参40天,研究海的参生长性能和免疫性能变化。研究表明,陆生植物可用作配合饲料饲养刺参。实验所采用的火棘果对刺参的生长和免疫性能均具有促进作用,为寻求海参新饲料提供了新方向。

2种陆生植物浸提液对四尾栅藻的化感作用

通过合果芋(Syngonium podophyllum)和榕树(Ficus microcarpa)2种陆生植物不同质量浓度、不同部位浸提液对四尾栅藻(Scenedesmus quadricauda)化感作用的研究,结果表明:合果芋叶和茎浸提液对四尾栅藻表现出促进作用,仅浸提液高质量浓度(50 g.L-1)处理组分别在实验前3 d和1 d表现出微弱的抑制作用.合果芋叶浸提液对四尾栅藻的促进作用强于茎浸提液.除浸提液30 g.L-1处理组第2 d之外,各质量浓度的榕树叶浸提液作用下的四尾栅藻密度均低于对照组,显示了较强的抑制作用.与榕树叶浸提液对四尾栅藻化感作用相似,榕树气生根浸提液对四尾栅藻显示了一定的抑制作用,且随投加浸提液质量浓度的升高对四尾栅藻的抑制作用增强.榕树叶和气生根浸提液对四尾栅藻的EC50,96 h值分别为11.17和47.97 g.L-1,榕树叶浸提液对四尾栅藻的抑制效果好于榕树气生根浸提液.

陆生植物的起源和维管植物的早期演化

陆生植物的起源和演化是地球生命中的重大事件 ,它影响到地球上所有的其他生命和全球环境。在过去的 2 0年中 ,从中奥陶世历经整个志留纪至早泥盆世的岩层中 ,化石植物 (微化石和大化石 )的新发现改变了人们对陆生植物起源的认识 ,并且为陆生植物和维管植物早期演化分异提供了基部类群分化的时间框架。据此人们识别出地史中的 3个陆生植物的时代 :始胚植物时代、始维管植物时代和真维管植物时代。另一方面 ,分子系统的研究使人们深入认识了植物的系统发育和早期分支。通过比较形态学研究和基因序列的共同努力 ,建立了植物系统发育树。总结了最近的进展和新的认识 ,评价了基于分支分析的系统发育研究。

陆生植物对全球变化的适应性研究进展

全球变化的过程正在加剧,影响植物的生态因子也将发生不同程度的变化。大气CO_2浓度升高、温度升高、降水格局的变化及由于臭氧层变薄而引起的紫外线B辐射增强等已经严重地影响了植物的生理生态过程。从不同方面,特别是从植物对关键生态因子变化的生理生态适应机制和它们间的交互作用等方面,评述了国内外近年来的研究进展,提出了未来全球变化背景下植物对全球变化的适应性研究需重视的方面。

浮床陆生植物对水体生态环境影响的研究

利用浮床陆生植物吸收水体中过剩的营养物质,改善水质,优化水体的生态环境.两个月的实验结果表明:对照组为α-中污带,三个实验组为β-中污带.这说明实验组比对照组降低了一个污染等级.值得注意的是,引起太湖蓝藻藻害的微囊藻在三个实验组都没有发现,而对照组仍然存在,并为主要优势种.从生物多样性分析来看,实验组比对照组有明显提高.

含铅、镉重金属细颗粒物对几种陆生植物的暴露危害

大气重金属细颗粒物复合污染对陆生植物早期发育及幼苗生长的影响研究近年来成为大气科学与生态毒理学交叉领域研究的热点和难点。通过搭建合理的暴露场景,模拟严重大气污染浓度条件下,含Pb、Cd细颗粒物对黄瓜、小麦、西红柿和玉米4种受试植物出苗、幼苗生长期内茎高和鲜重等生物量的影响。结果显示,暴露处理组4种受试植物陆上部分对Cd元素的吸收增量变化范围为0~0.025 mg·kg-1;对Pb元素的吸收增量变化范围为0.020~0.292 mg·kg-1。暴露处理组4种受试植物出苗抑制率变化范围为0%~30%;茎高抑制率变化范围为-3%~14%;鲜重抑制率变化范围为-12%~3%。由此可见,在试验周期内,含Pb、Cd重金属细颗粒物复合污染对几种植物的陆上部分生物量的抑制作用不明显,甚至有积极的刺激作用。与空白对照组相比,暴露处理仅对小麦出苗抑制产生显著性差异,并显现协同效应。说明几种受试植物在现有暴露环境下,对设定浓度的污染物敏感性较低,受危害程度不大。

陆生植物对全球环境变化的适应

全球环境变化对陆地生态系统产生了深刻影响,而陆生植物对环境变化具有一定的适应机制。在生理过程中,信号物质能够对植物的生理过程进行调节,植物会主动积累或合成小分子物质以减轻逆境的伤害。在个体水平上,植物通过调节同化物在不同器官中的分配来适应环境条件的变化;植物对水氮资源的权衡利用可以使其适应不同的资源环境条件;由于对非结构碳水化合物的奢侈利用,植物生长不会受碳供应的限制。植物生理生态过程中的适应机制会影响陆地生态系统的碳收支。只有在综合分析的基础上建立整合植物适应机理的数学模型,才能准确预测环境变化对陆地生态系统的影响。

南水北调中线工程对陆生植物的影响及其对策初步研究

介绍了南水北调中线工程丹江口水库库区及输水总干渠沿线所经地区的自然环境状况和植物资源特征；分析了工程所造成的淹没、占地、移民和迁建用材等方面对库区和干渠沿线地段的陆生植被和植物物种资源各方面所可能造成的损失，以及有益的影响；并针对库区和干渠沿线的植物资源保护、环境恢复和地区经济重建等问题提出对策。

微囊藻毒素对陆生植物的污染途径及累积研究进展

微囊藻毒素(Microcystins,MCs)是全世界范围内普遍存在、且随着水体污染的加剧而在自然环境中大量积聚的蓝藻毒素之一,对多种生物有着严重的毒性作用。MCs在生物体内富集并通过食物链传递,对人类健康造成威胁。近些年,MCs对陆生植物的毒害作用及累积研究尤为引人关注,取得了一批重要的研究成果。MC-LR(L为亮氨酸)和MC-RR(R为精氨酸)是淡水水体中普遍存在且危害较大的两种MCs异构体。针对这两种毒素,重点介绍其对陆生植物的污染途径、毒性作用及其在作物体内的累积量,对今后的研究进行了展望。

中国志留纪陆生植物研究综述

简要论述中国志留纪陆生植物研究现状、主要特征、在早期陆生植物起源和演化上的意义及今后研究展望。贵州凤冈志留纪Llandovery世晚期Pinnatiramosus qianensis Geng(黔羽枝)具有陆生维管植物的某些重要特征;新疆志留纪Pridoli世晚期植物群中出现了早期陆生维管植物主要类群,显示了陆生维管植物多样性的早期特征;云南志留纪Pridoli世晚期植物的发现有助于对全球植物古地理分区的研究;我国西南地区志留纪具有丰富的微体植物(隐孢子、三缝孢、管状体和表皮等),为早期陆生植物的演化提供了重要化石证据。我国是探寻陆生植物起源、分异和演化的关键地区之一。在志留纪地层中开展早期陆生植物化石的野外和室内工作,能够揭示各时段的陆生植物特征,提出新的观点和演化模式,将推进早期陆生植物起源和系统演化的研究。随着我国志留纪陆生植物化石研究程度的提高,基于有力地层时代证据基础上建立的早期陆生植物组合(主要是微体植物化石组合),将为我国志留系划分和对比提供证据,特别是碎屑岩地区和化石十分稀少的层段。

由臭氧层衰竭导致的UV-B辐射增加对陆生植物的影响

本文回顾了近年来UV -B辐射对陆地植物及其环境影响的若干研究结果。从UV -B辐射对生物大分子和细胞的影响开始 ,着重讨论了对植物细胞的影响 ,继而探讨了UV -B辐射对人工生态系统中的农作物和树木 ,以及在自然生态系统中的植物的影响。然后讨论了UV -B辐射增强与另外的非生物因素相结合时对植物的影响 ,以及UV -B辐射对植物枯落物分解的影响 。