星星草(Puccinellia tenuiflora)人工草地氮素积累对松嫩盐碱草地植被演替的影响

通过对星星草(Puccinellia tenuiflora)生长不同年数盐碱土壤氮素营养状况的比较,研究氮素积累作用的机理,并探讨其在植被演替中的可能作用。结果表明:在一维生态位空间(土壤氮含量)星星草和羊草(Leymus chinense)之间具有较小的生态位分离值和较大的生态位重叠值,表明羊草对土壤高含氮量具有较强的竞争能力。这些也许是羊草以及其他植物在星星草生长一定年数后能够侵入碱斑土壤的机制。星星草作为盐碱土壤改良和植被恢复的先锋植物,它的生长增强了盐碱草地土壤氮素的矿质化作用和生物固氮强度,并减弱了氮素随地表径流的损失。最终促进了盐碱草地的氮素沉积,达到了适合于其它物种(如羊草)生长的水平,从而使碱斑植被得以恢复。

Na_2CO_3胁迫下星星草(Puccinellia tenuiflora)幼苗叶表皮和叶肉细胞中K、Na的相对含量

对不同强度Na2CO3胁迫处理下星星草幼苗叶片表皮和叶肉细胞中K、Na的透射电镜X-射线电子探针显微分析和叶片表面扫描电镜X-射线电子探针显微分析,结果表明:在相同胁迫强度下,无论是表皮细胞还是叶肉细胞的细胞壁和液泡中的Na相对含量均明显高于细胞质中的Na相对含量,并且K的相对含量均明显比相应部位Na的相对含量高,细胞壁与液泡中的Na相对含量变化范围非常接近。在Na2CO3胁迫浓度低于0.1molL-1时,在相同胁迫强度下,K的相对含量高于Na的相对含量,使细胞质保持相对高的K/Na比。而尽管向细胞壁和液泡分流了大量的Na,但是细胞质中的Na相对含量仍然随着Na2CO3胁迫强度的增加而增加,一方面证明星星草在Na2CO3胁迫下维持相对高的K/Na比的能力是有一定限度的,另一方面暗示星星草作为盐生植物在盐碱环境中一定程度上Na可以部分地代替K而行使部分K的生理功能。

星星草Puccinellia tenuiflora（Turcz．）Scribn． et Merr．解剖研究

利用扫描电镜技术，研究了星星草Ｐｕｃｃｉｎｅｌｌｉａｔｅｎｕｉｆｌｏｒａ（Ｔｕｒｃｚ．）Ｓｃｒｉｂｎ．ｅｔＭｅｒｒ．的营养器官，发现其根、茎、叶各部器官的组织具有显著的旱生结构特征，即根的皮层细胞破裂，形成发达的通气组织￣［１］；茎的表皮细胞排列紧密，角质层很厚，维管束不成两轮排列，而星散分布于基本组织中，髓腔较小；叶的表皮具乳突状表皮毛，泡状细胞数目较少，且深陷。叶脉维管束鞘不为典型的Ｃ＿３植物结构，两层维管束鞘的细胞壁厚度相等，内层维管束鞘壁并不加厚，外层维管束鞘含叶绿体。这些特征都表明星星草受外界生态因素影响，而演化出各种各样的形态结构来适应所生长的客观生态环境￣［２］。

松嫩草原碱茅(Puccinellia tenuiflora)热值和能量动态的研究

碱茅植株热值的季节变化出现 3个峰值 ,并依次降低 ,最大值在 5月初。茎、叶、穗和立枯体热值的季节变化不规则 ,茎和叶最大值均在 5月初 ,最小值茎在 7月初 ,叶在 6月初 ;穗最大值在 7月中旬 ,最小值在 6月初 ;立枯体最大值在 8月初 ,最小值在7月中旬。在整个生长季表现为穗热值 >叶 >茎 >立枯体。碱茅种群地上部能量现存量的季节变化 ,呈单峰曲线 ,峰值出现在 9月初 ,为 6967.75k J/m2。不同季节能量在各器官中的分配比率为 ,5月份为叶 >茎 ;6月份为茎 >叶 ;7月初至中旬为茎 >叶 >穗 >立枯体 ;8月初至 9月初为茎 >叶 >立枯体 >穗 ;9月中旬为立枯体 >叶 >茎 >穗。能量现存量垂直结构 ,地上部为从地表至 2 0 cm高度逐渐增加 ,最大值在 1 0～ 2 0 cm层占地上部能量现存量的 3 6.1 3 % ,然后逐渐下降。地下部的变化规律为随着深度增加能值逐渐减小 ,最大值在 0～ 1 0 cm层占地下部能量现存量的 69.0 1 %。

渗透调节在碱茅(Puccinellia tenuiflora)幼苗适应盐逆境中的作用初探

采用室内培养法,观察测定了盐胁迫对碱茅幼苗生长的影响;发现碱茅,特别是其地上部对K^+有较强的吸收、富集和选择能力。这是其耐盐性强的重要生理基础之一;高浓度NaCl胁迫下,Na^+在碱茅体内的大量积累是其受害的主要原因;测定了盐逆境下植株各部分中小分子有机物(游离氨基酸,包括游离脯氨酸以及还原糖和非还原糖)的积累情况,并初步查明了其积累的机制,分析了小分子有机物在渗透调节中的重要作用。为碱茅的合理栽培提供了理论依据。

小花碱茅(Puccinellia tenuiflora)生长后盐碱土壤4种水解酶活性的变化

研究人工种草后盐碱土壤酶学特征的变化,可以为盐碱草地提高产草能力提供生物学理论依据。因此以种植小花碱茅不同年数的盐碱草地为研究对象,分析其土壤纤维素酶、脲酶、蛋白酶和磷酸酶活性的变化。结果发现,在小花碱茅同一生育期内,4种酶活性呈现不同的动态变化规律;小花碱茅生长不同年数后,磷酸酶活性先增加后下降,纤维素酶和脲酶活性下降,蛋白酶活性增加。进一步相关分析表明,小花碱茅生长后,土壤纤维素酶活性和脲酶活性显著正相关(P<0.01),和蛋白酶活性显著负相关(P<0.05);脲酶活性和蛋白酶活性显著负相关(P<0.05),而磷酸酶活性和其他酶活性间没有显著的相关关系。这说明小花碱茅生长后,盐碱草地4种水解酶活性的季节动态和年际动态规律不同,有必要对其内在机制进行进一步研究。

星星草脂氧合酶基因家族鉴定及生物信息学分析

星星草具有较强的耐盐碱特性,是改良土壤盐碱化的优良牧草。脂氧合酶(lipoxygenase,LOXs)广泛存在于动植物中,催化多不饱和脂肪酸的双加氧反应,最终生成各种氧脂素,从而在植物生长发育、响应逆境胁迫中发挥重要的生物学功能。目前,星星草中的LOXs家族基因仍未见报道。本研究利用生物信息学方法对PutLOXs基因家族成员进行鉴定,并对其理化性质、亚细胞定位和系统进化进行了分析。结果表明,星星草基因组中共有8个LOX基因,它们均具有lipoxygenase homology 2(简称LH2)和lipoxygenase结构域,均不包含跨膜结构域,预测定位于细胞质或叶绿体。系统发生分析表明PutLOXs蛋白分为9-LOX和13-LOX两个亚家族,并且与水稻和玉米这类单子叶植物的LOXs蛋白系统发生关系更近。本研究将为后期深入分析星星草耐盐碱分子机制提供理论依据。

碱茅(Puccinellia tenuiflora)Put-R40g3基因的分离及其与逆境的应答

从碱茅(Puccinellia tenuiflora)cDNA文库中分离得到Put-R40g3基因(登录号:AB465547)。克隆的cDNA全长为588bp,其编码的蛋白质共195个氨基酸,与水稻,小麦和拟南芥的R40g3蛋白的氨基酸序列有较高的同源性。对经逆境处理的碱茅幼苗根、叶中该基因的表达分析结果表明,碱茅中Put-R40g3基因的表达有被ABA、盐和干旱诱导的趋势。Put-R40g3蛋白与绿色荧光蛋白(GFP)融合在酵母细胞表达的蛋白质定位研究结果显示了Put-R40g3蛋白存在于细胞质中。同时Put-R40g3基因在酵母中表达,酵母在盐、干旱及氧化逆境条件下提高了对逆境的适应能力。这些结果暗示了Put-R40g3基因是一个与逆境相关的基因。

碱茅（Puccinellia tenuiflora）对盐胁迫及渗透胁迫的适应性反应

盆栽条件下对碱茅在等渗的盐（ＮａＣｌ）及渗透胁迫（ＰＥＧ模拟）下的生长，水分含量，离子（Ｋ＋、Ｎａ＋）吸收与选择性以及渗透反应进行了比较研究。结果表明，在－０．０１～－１．５ＭＰａ渗透势范围内，随渗透势降低植株的干重及水分含量均迅速降低，ＰＥＧ胁迫比等渗的ＮａＣｌ胁迫下降幅更大。ＮａＣｌ及ＮａＣｌ＋ＰＥＧ胁迫下，随溶液渗透势的降低（或ＮａＣｌ浓度的增大）植株Ｎａ＋浓度，Ｎａ＋／Ｋ＋及对Ｋ＋（相对于Ｎａ＋）的选择性均迅速增大，而Ｋ＋浓度未显著变化。植株Ｎａ＋主要是被动吸收的结果，而Ｋ＋则是主动的选择性吸收的结果。植株渗透势随胁迫溶液渗透势降低而线性降低，ＮａＣｌ胁迫下植株渗透势约比等渗的ＰＥＧ胁迫下低－０．１４～－０．２０ＭＰａ。ＮａＣｌ胁迫下，当渗透势高于－０．９ＭＰａ时，植株渗透势的降低（渗透反应）主要可归于由Ｎａ＋积累引起的渗透调节与脱水；渗透势－０．９～－１．５ＭＰａ时，渗透调节可解释植株渗透反应的７２％～７８％（其中，由Ｎａ＋引起的渗透调节占总渗透调节的５６％～７３％），脱水可解释２２％～２８％。ＰＥＧ胁迫下，当溶液渗透势高于－０．７ＭＰａ时，植株的渗透反应主要是脱水引起的；渗透势－０．７～－１．５?

NaCl胁迫下星星草幼苗MDA含量与膜透性及叶绿素荧光参数之间的关系

星星草幼苗在不同浓度NaCl胁迫处理7d后，测定了叶绿索荧光参数、MDA含量和叶片电解质外渗率。结果表明，在低浓度NaCl（小于1．2％）胁迫下，星星草幼苗叶绿体MDA含量随胁迫强度的增强而降低，而在高浓度NaCl（1．2％～2．4％）胁迫下则相反。在低浓度NaCl（小于1．2％）胁迫下，Fv/Fm（PsⅡ原初光能转化效率）、Fv/Fo（表PSⅡ潜在活性）、Fv’/Fm’（类囊体能化时PSⅡ固有效率）和护（荧光光化学淬灭效率）随着胁迫强度的增强而增高，而在高浓度NaCl（1．2％～2．4％）胁迫下则随着胁迫强度的增强而降低；而qNP（荧光非光化学淬灭效率）和HDR（热耗散速率）却随着胁迫强度的增强而增高。φAPSⅡ（PSⅡ实际光化学效率）在低浓度NaCl（小于0．4％）胁迫下随着胁迫强度增强而升高，在0．4％-1．6％之间迅速下降，大于1．6％时，φPSⅡ又迅速升高。Fv/Fm，Fv/Fo，Fv’/Tm/和qP均随着MDA含量的增高而降低，而EL（叶片电解质外渗率）、qNP和HDR在MDA含景较低的范围（0．9753-1．1901μmol·g^-1 FW）内均减小，在MDA含量较高的范围（1．3080—1．8518μmol·g^-1 FW）内，均迅速增大。中PSⅡ在MDA含量较低范围（0．9753～1．0953μmol·g^-1 FW）内时上升，但变化不大，随着MDA含量的增高（在1．1172—1．1901μmol·g^-1FW）范围内迅速降低，但当MDA含量进一步增高时（在1．3080～1．8518μmol·g^-1 FW）范围内叉迅速升高。这些结果表明，星星草幼苗的荧光参数具体的变化规律与盐胁迫强度和幼苗细胞膜的受损伤程度密切相关，即低浓度NaCl胁迫（小于1．2％）下，星星草幼苗由于活性氧的增加而发生膜脂过氧化可能主要通过体内较高活性的保护酶系统来清除，而高浓度NaCl胁迫（大于1．2％）下，星星草幼苗可能具有与其它植物不同的保护机制，即可能主要通过增加qNP（荧光非光化学淬灭效率）、HDR（热耗散速率）耗散过剩的光能和提高φ PSⅡ增强假循环式光合磷酸化过程，消耗掉多余的能量，以保护光合器官免受过剩光能的损伤，从而减轻膜脂过氧化作用。

Na_2CO_3胁迫对星星草叶肉细胞超微结构的影响

利用透射电镜技术对Na2CO3胁迫下星星草叶肉细胞超微结构进行了观察。结果表明:未胁迫的叶肉细胞排列疏松,各种细胞器结构完整,叶绿体含少量淀粉粒和脂质球。轻度盐胁迫(2g/L,4g/LNa2CO3)对叶肉细胞超微结构影响较小。中度盐胁迫(6g/L,8g/LNa2CO3)引起叶肉细胞超微结构的变化,叶绿体类囊体肿胀,基粒紊乱,不含淀粉粒,脂质球数量增加,叶绿体由原来的梭形或椭球形变成圆球状;部分线粒体嵴消失,出现晶体结构;中央大液泡破裂;核逐渐降解。高度盐胁迫(10g/L,12g/LNa2CO3)下,叶绿体片层结构消失,脂质球数量增加,体积变大,被大量的膜片层所包围,叶绿体内、外膜消失,叶肉细胞中看不到叶绿体的存在;膜片层包围线粒体;叶肉细胞中可见大量的泡状结构和膜片层,叶肉细胞死亡。上述结果表明,细胞器特别是叶绿体膜结构的破坏与盐胁迫叶肉细胞最终死亡密切相关。

盐、碱胁迫下星星草有机酸代谢调节的比较研究

为探究植物抗盐、碱生理机制的异同，根据东北地区盐碱化草原土壤可溶性盐分的组成特点，模拟0～240mmol／L的盐胁迫和碱胁迫条件，对苗龄8周的星星草（Puccinelliatenuiflora）幼苗进行了胁迫处理，分析了两种胁迫下植株体内外有机酸组分及其含量的变化．结果表明：在盐胁迫和碱胁迫条件下，星星草茎叶中所含的有机酸均以苹果酸、草酸、柠檬酸和琥珀酸为主，但有机酸总量和比例显著不同．星星草茎叶中的有机酸总量随着碱胁迫强度的增大而急剧上升，但随着盐胁迫强度的增大而略有下降．在4种有机酸中，碱胁迫对柠檬酸含量的影响差异最大，使其构成了碱胁迫下有机酸积累的主体．对于盐、碱胁迫下星星草根系分泌物的研究表明：只有在碱胁迫条件下，星星草根系才分泌有机酸而且柠檬酸是唯一可检测出的成分．说明体内大量积累和根系分泌以柠檬酸为主的有机酸是抗碱盐植物星星草对碱胁珀的关键生理响应．

复杂盐碱条件对星星草种子萌发的影响

将2种中性盐NaCl、Na2SO4及2种碱性盐Na2CO3、NaHCO3按不同比例混合。模拟出24种盐度和碱度各不相同的复杂盐碱条件,并用以处理星星草种子,测定其发芽率、发芽势。结果表明,不同碱度的盐分组成对星星草种子萌发的影响基本一致,即均随着盐浓度的增高发芽延迟,发芽率降低,而且均在盐浓度超过300 mmol/L时发芽率降至零。对各胁迫因素与发芽率之间进行统计学分析,结果表明,盐浓度是影响星星草种子萌发的决定性因素,其他因素的作用很小。本实验结果表明,吸水是决定星星草种子萌动与否的关键,由于盐浓度决定水势进而决定种子吸水,所以盐浓度表现为影响种子萌发的关键因素。由于pH值、缓冲量等代表碱度的指标与水势没有直接关系,所以对星星草种子萌动阶段没有决定性影响。

星星草cDNA文库构建和金属硫蛋白(MT-1)基因的克隆

以受NaHCO3胁迫后的星星草叶片组织为材料构建了cDNA文库,文库的初始滴度为2.0×106pfu,重组率为95%,平均插入片段长度为0.8kb,扩增后文库的滴度为4.0×109pfu·mL-1。文库克隆随机测序获得了星星草的金属硫蛋白(MT-1)基因的全长cDNA序列,显示文库中含有一定量的全长基因。MT-1基因全长622bp,其中5'非翻译区57bp,3'非翻译区343bp,开放读码框长222bp,编码73个氨基酸,氨基酸序列中具有植物MT-1蛋白特有的金属响应元件(MRE)序列,MT-1蛋白的分子量为7.814kD,理论等电点为4.72。

单嘧磺隆防除小麦田难除杂草碱茅

田间试验证明10%单嘧磺隆可湿性粉剂可有效防除小麦田碱茅的为害,在推荐剂量下防效达到95%以上,优于对照药剂50%丹.乙乳油和45%甲草胺乳油,对小麦安全,而10%苯磺隆可湿性粉剂对碱茅的防效较差,建议与其它药剂混合使用。

碱性盐胁迫下星星草幼苗中几种渗透调节物质的变化(英文)

模拟松嫩盐碱草地碱化土壤的离子组成配制碱性盐溶液处理星星草（Ｐｕｃｃｉｎｅｌｌｉａｔｅｎｕｉｆｌｏｒａ）幼苗，测定了碱性盐胁迫下星星草幼苗地上部分几种渗透调节物质含量的变化。随着碱性盐浓度及胁迫天数的增加，Ｎａ＋ 、可溶性盐、游离脯氨酸和可溶性糖的含量逐渐增加，其中游离脯氨酸的变化倍数最大。Ｋ＋ 含量在浓度小于２０ｇ Ｌ－１ 碱性盐胁迫下随胁迫天数增加而略为减少，在４０ ｇ Ｌ－１ 和６０ ｇ Ｌ－１碱性盐胁迫下先是降低，而后迅速增加。

盐胁迫对星星草幼苗保护酶系统的影响

在盐胁迫下 ,星星草幼苗过氧化氢酶活性随着胁迫时间的延长而增强 ,并与盐浓度呈显著正相关。超氧化物歧化酶活性随着胁迫浓度的增强而增强 ,当超过一定浓度 (3.0 % Na2 CO3)时则趋减弱 ,尔后随着胁迫时间的延长而增强。过氧化物酶活性的变化规律与超氧化物歧化酶活性相似 ,但变化幅度较小。丙二醛含量随着胁迫时间的延长和胁迫强度的增强而增加。

羊草和星星草光合蒸腾日变化的比较研究

本文对松嫩碱化草地上羊草和星星草光合蒸腾特性的日变化进行了比较研究．二者的日变化规律相近，但星星草的光合能力和水分利用效率强于羊草．这是皇星草的耐盐碱能力优于羊草的原因之一．

松嫩平原碱化草甸星星草种群营养繁殖及有性生殖的数量特征

根据对星星草单优群落独立株丛的大样本取样和对正常花序随机取样的调查与测定，分析了松嫩平原碱化草甸星星草种群的营养繁殖及有性生殖特征．结果表明，星星草种群诸营养繁殖数量性状之间有明显的规律性，丛植株数、丛地上生物量、丛生殖株数及丛生殖株重分别随丛径呈指数形式增加．星星草种群的圆锥花序大多为９—１６个节，花序上各节位上的小穗数量呈γ密度函数分布．随着节位的增高，各节位上的小花数量呈Ｌｏｇｉｓｔｉｃ曲线形式减少．小穗数和小花数均随节位增高呈饱和型指数曲线形式累积增长．

盐生植物星星草叶表皮具有泌盐功能的蜡质层

利用扫描电镜和 X射线电子探针研究了星星草 (Puccinellia tenuiflora)的叶表皮及其与生境高盐的关系。结果表明 ,叶表皮由表皮细胞和气孔器组成 ,下表皮气孔器多于上表皮 ,且常下陷 ,表皮具表皮毛。表皮细胞外存在丰富的蜡质纹饰和蜡质颗粒 ,这些蜡质包含盐离子 ,具有泌盐的功能。这些特征表明星星草受外界生态因素的影响 。