花椒叶化学成分、生物活性及其资源开发研究进展

花椒叶作为花椒的副产物,是一种具有潜在食用和药用价值的植物资源,其化学成分复杂多样,含有多种有益的活性物质,表现出抗氧化、抗肿瘤和抑菌等保健功效,具有较好的应用价值和加工潜力。文章就花椒叶的化学成分、生物活性进行了综述,并就花椒叶的资源开发利用进行了展望。

四川省被子植物新资料

通过野外调查和标本鉴定,确定了四川省被子植物新记录10种,分别为岩芋〔Remusatia vivipara(Lodd.)Schott〕、昆明冬青(Ilex kunmingensis H.W.Li ex Y.R.Li)、孩儿草〔Rungia pectinata(Linn.)Nees〕、粗毛藤〔Cnesmone mairei(Lévl.)Croiz.〕、四数九里香(Murraya tetramera C.C.Huang)、长蔓通泉草(Mazus longipes Bonati)、尼泊尔黄堇(Corydalis hendersonii Hemsl.)、垫状棱子芹(Pleurospermum hedinii Diels)、景天点地梅(Androsace bulleyana G.Forr.)、矮萱草(Hemerocallis nana Forrest et W.W.Sm.)。岩芋属(Remusatia Schott)和粗毛藤属(Cnesmone Blume)为四川省新记录属。此外,还补充了薄革叶冬青(Ilex subcoriacea Z.M.Tan)、等唇玄参(Scrophularia aequilabris P.C.Tsoong)、四川吊灯花〔Ceropegia exigua(H.Huber)M.G.Gilbert et P.T.Li〕和长苞高山栎(Quercus fimbriata Chun et Huang)的照片和标本。凭证标本均保存在中国科学院成都生物研究所植物标本室(CDBI)。

基于根系竞争的云杉幼苗细根内部异质性研究

以亚高山森林优势树种云杉幼苗为研究对象,通过模拟根系竞争试验,结合4种施肥处理,基于细根亚径级、根序分级等根系分类方法,从根系生物量分配及形态等方面探究树木细根在应对根系竞争时体现出的异质性规律。结果表明,云杉幼苗细根内部组分在亚径级、根序层次上均表现出显著的异质性规律;竞争区同非竞争区间0～0.5,0.5～1.0,1.0～2.0 mm细根亚径级生物量,1.0～2.0 mm细根亚径级长度和比表面积对根系竞争产生显著响应,而在0～0.5 mm细根亚径级内部,根系竞争对根系生物量、长度及表面积等指标产生影响的作用点主要集中于前两级根序上,特别是一级根上。根系竞争同土壤养分浓度间存在显著交互作用,在根系竞争研究中需单独分析土壤养分对试验结果的影响。

叶脉网络系统的构建和系统学意义研究进展

为了解国内外叶脉网络系统的研究状况,综述了基因、激素对叶脉网络系统发育的调控机理,并剖析了叶脉的功能和系统学意义,分析了光、温度、水和外力破坏等环境因子对叶脉密度、叶脉直径等结构性状的影响。同时,综合考量植物碳投入经济权衡,阐明了叶脉网络系统是在遗传控制基础上由环境与碳投入共同调控建成。最后,对植物叶脉网络系统研究中存在的问题与未来发展方向进行了展望。

冻融交替下高山土壤微生物和矿质氮库对外源氮输入的响应

【目的】研究外源氮输入和冻融交替对高山土壤生态的影响。【方法】采集青藏高原东缘高山土壤,在室内模拟不同水平外源氮输入(CK:不添加外源氮,N1:添加0.1mg·g^(-1)外源氮,N2:添加0.4mg·g^(-1)外源氮)和不同变温幅度冻融(剧烈冻融:温度变化范围为-20~2℃,温和冻融:温度变化范围为-2~2℃,持续冻结:温度保持为-2℃)处理,分析它们对土壤微生物和矿质氮库的影响。【结果】外源氮输入水平对土壤真菌数量无明显的影响,但明显增加了细菌数量和提高了过氧化氢酶和纤维素酶的活性。N2处理下过氧化氢酶和纤维素酶活性最高,分别为20,4mg·kg^(-1)·h^(-1)。不同变温幅度的冻融处理也对过氧化氢酶和纤维素酶的活性有明显的影响:剧烈冻融处理下两种酶活性分别高达21,4.3mg·kg^(-1)·h^(-1),持续冻结处理下两种酶活性分别低至16,3.1mg·kg^(-1)·h^(-1)。随着冻融的加剧和外源氮输入水平的提高,土壤中微生物生物量碳无明显的变化,微生物生物量氮则明显增加。剧烈冻融和N2处理组合下土壤微生物生物量氮质量分数最高,达516.69mg·kg^(-1)。【结论】未来氮沉降和气候变化带来的冻融交替的改变均会对青藏高原东缘高山土壤微生物群落和活性以及矿质氮库产生影响,由此对当地植物生长和布局带来实质性改变。

增温对高寒灌丛根际和非根际土壤微生物生物量碳氮的影响

本文对青藏高原东缘窄叶鲜卑花高寒灌丛生长季根际和非根际土壤微生物生物量碳和氮对增温的响应进行研究.结果表明:窄叶鲜卑花灌丛生长季初期根际和非根际土壤微生物生物量碳和氮均显著高于生长季中期和末期.在多数时期,增温对根际土壤微生物生物量碳和氮的影响不显著.在非根际土壤中,增温对土壤微生物生物量碳和氮的影响因不同生长季节而不同:增温使生长季初期土壤微生物生物量碳显著降低,而使土壤微生物生物量氮显著提高;生长季中期增温使土壤微生物生物量碳和氮显著提高;而在生长季末期增温对土壤微生物生物量碳和氮的影响不显著.土壤微生物生物量碳和氮的根际效应也因不同生长季节而不同:土壤微生物生物量碳和氮在生长季初期表现为负根际效应,而在生长季中期表现为正根际效应;在生长季末期,土壤微生物生物量碳表现为负根际效应,土壤微生物生物量氮则表现为正根际效应.增温在生长季初期使土壤微生物生物量碳和氮的根际效应显著提高,而在生长季中期和末期使土壤微生物生物量碳和氮的根际效应降低.本研究初步阐明了气候变暖背景下高寒灌丛根际和非根际土壤生物学过程变化机理.

贡嘎山森林土壤氨氧化微生物数量在海拔梯度的空间分异特征

土壤氮循环是构成全球生物化学循环的关键组成部分,其中氨氧化微生物介导的硝化作用是驱动氮循环的重要动力.为了解不同海拔梯度森林土壤氨氧化微生物的空间分布规律,采用qPCR技术,以参与编码的氨单加氧酶(amoA)为标记,调查各海拔梯度(1 800-4 100 m)贡嘎山森林土壤氨氧化细菌(Ammonia oxidizing bacteria,AOB)和氨氧化古菌(Ammonia oxidizing archaea,AOA)的数量,并揭示其与环境因子的相关性.结果表明,不同海拔梯度森林表层土壤中均具有一定数量的AOA和AOB,且在低海拔地区(1 800-3 200 m)均高于高海拔地区(3 600-4 100 m).AOA数量在海拔较低地区变化趋势为0.04%-5.63%,垂向尺度上最高降低10.7%;AOB数量在不同海拔之间均存在显著差异,3 800 m较1 800 m高出22.5%. Spearman相关分析表明,不同海拔梯度氨氧化微生物数量对环境变化的响应模式不同,AOB与气候(年均温度、年均降水量)、pH、土壤温度、碳氮含量及电导率相关,而AOA变化仅与气候(年均温度、年均降水量)和土壤温度相关,与其他土壤因素不相关.本研究揭示出贡嘎山不同海拔梯度气候和土壤性质的综合作用可能是引起AOA和AOB数量及丰度变化的因子,且AOA和AOB数量具有极强的空间异质性;结果可为进一步研究大尺度森林生态系统氮循环相关微生物的海拔分布格局提供数据支撑.(图2表2参30)

川西不同树种人工林对土壤涵水能力的影响

为评价青藏高原东缘不同树种造林对土壤涵水能力的影响,选择立地条件与营林方式相同的4种人工林(连香树(Cercidiphyllum japonicum)、油松(Pinus tabulaeformis)、落叶松(Larix kaempferi)和华山松(Pinus armandii))为研究对象,以落叶阔叶灌丛为对照,比较造林恢复28 a后不同人工林土壤孔隙度及持水性的变化,结合林地凋落物贮量及细根生物量等参数,试图揭示造成不同人工林地土壤涵水能力及潜力差异化的因素。结果显示:营造油松和华山松纯林不仅没能有效改善土壤孔隙状况,反而加剧了土壤涵水功能的退化。相反,连香树和落叶松在代替次生落叶灌丛造林后,土壤容重显著下降,孔隙度增加且小孔隙比例升高,持蓄水能力提高。凋落物及细根特性是不同林地土壤持水性能差异的重要因素。综合分析表明,在对退化生态系统进行造林恢复时,应尽量避免营造高密度针叶纯林,应结合种植有助于土壤结构改良的落叶或阔叶树种。

岷江干旱河谷25种植物一年生植株根系功能性状及相互关系

相同条件下相同生长期的植物根系生长与适应策略及其差异性还不清楚。因此,采集岷江干旱河谷地区25种乡土植物(木本15/草本10种)的种子于2009年3月播种在同一干旱环境中,9月测定了1年生植株的最大根深(RDmax)、根幅(RW)与根生物量(RB),计算了总根长(TRL)、比根长(SRL)及细/粗根生物量比(RBf/c),分析了它们之间的关系,进行了根系功能组划分。结果表明:1)25种植物1年生植株RDmax与RW变异较小,总变异率为14.9%和20.7%;TRL和SRL变异相对较大,分别为28.5%和34.7%,草本植物SRL明显大于木本植物;RB和RBf/c种间变异较大,总变异率分别为50.1%和70.5%;2)25种植物的RDmax、RW、RB和TRL间呈显著正相关关系,表明根系较深的物种RW较大,TRL和RB也较高;SRL与RDmax呈极显著负相关关系,与RBf/c呈极显著正相关关系,表明根系垂直分布较浅的物种细根发达,SRL较大;3)主成分分析显示,25种植物可分为3个功能组:第1组具有较大RDmax、RW和RB,资源利用持续时间较长;第2组具有较大TRL、SRL和RBf/c,资源利用效率较高;第3组根系功能性状没有一致的突出特点,可能通过降低自身生理机能适应生存条件。综合分析表明,岷江干旱河谷区25种植物1年生植株根系的功能性状变异明显,可塑性大,历经长期自然选择压力而形成了不同的环境适应策略,但生长型并不必然表达出1年生植株根系功能性状的差异性。

不同恢复措施对若尔盖沙化草地的恢复效果比较

若尔盖高原是黄河上游主要的水源补给地,也是我国重要的生态安全屏障区,但近年来由于超载过牧、气候变化、鼠害等原因出现了严重的沙化问题.通过比较分析合理放牧、围封禁牧以及自然恢复3种恢复措施对若尔盖典型沙化草地植物群落结构、生物量和土壤理化性质的恢复效果.结果显示,恢复6年后,自然恢复草地恢复效果不明显,而合理放牧草地恢复效果最好.与自然恢复和围封禁牧恢复草地相比,(1)合理放牧使得草地植物群落盖度、物种丰富度、地上生物量和地下生物量显著增加,分别为93%、9、396.41 g/m^2和693.4 g/m^2;(2)合理放牧恢复草地土壤容重、pH显著降低;含水量、最大持水量、可溶性全氮、硝态氮、可溶性有机氮和可溶性有机碳显著增加.本研究表明合理放牧有利于沙化草地更快恢复,建议制定相关标准在适当区域进行应用和推广.

短期夜间增温对亚高山针叶林云杉幼苗根系分泌物速率和化学成分的影响

以连续7a红外辐射增温处理下的云杉幼苗为对象,定量分析了增温对植物根系碳(C)、氮(N)分泌速率以及主要挥发性化学成分的影响。结果表明:(1)增温显著增加了云杉幼苗根系C分泌速率,而对N分泌速率无显著影响,并伴随着根系分泌物C∶N化学计量比显著增加;(2)不同化学组分输入含量变化对增温的响应具有明显差异,其响应幅度和方向与化学组分种类有关。其中糖类、氨基酸和酚类化合物的含量在增温处理下均显著增加,而酯类、醚类相对含量显著降低;(3)进一步分析表明,同组分中不同化合物成分含量对增温的响应也有所差异。例如,增温仅导致酚类化合物中2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚和4-叔丁基杯[4]芳烃含量显著增加(分别比对照增加了88.9%和375.7%),而对其余酚类化合物成分含量无显著影响。结果表明增温可导致植物根系分泌物各组分相对含量发生深刻地变化,这对于进一步认识不同环境变化下根系分泌物输入及其所诱导的特异性土壤微生物养分过程具有重要的理论意义。

构树皮中具有α-葡萄糖苷酶抑制活性的成分

本文报道构树皮中α-葡萄糖苷酶抑制剂的分离鉴定。构树皮的乙醇浸膏通过溶剂萃取以及各种柱层析方法分离纯化得到6个化合物,通过波谱学方法鉴定为：broussonetine A（1）,broussonetinine A（2）,brous-sonetinine B（3）,黑立脂素苷（liriodendrin）（4）,butyrospermyl acetate（5）以及胡萝卜苷（6）。所有化合物均首次从构树中分离得到,其中1~3具有较强抑制α-葡萄糖苷酶的活性,IC50有分别为0.530、0.445和0.460mg/mL。

基于地形起伏度的中国西南地区人口格局分析

区域人口与资源环境的协调发展是可持续发展的重要方面。文中以中国西南地区30m分辨率DEM数据和2010年人口统计数据为基础,通过窗口分析法和均值变点分析法提取区域地形起伏度并分析其分布特征和规律;采用人口密度和人口集中度指标对区域人口集疏格局进行分析;进而通过分析地形起伏度与人口分布的相关性探讨二者之间的内在关系。研究结果表明:1)西南地区地形起伏度以中小起伏为主,中部的青藏高原东南缘、横断山区和川西高原整体起伏较大,东南部云贵高原所在区域次之,西北部的青藏高原面和东北部成都平原地形起伏最低。2)县域尺度上人口密度分布与地形起伏度分布的整体格局基本一致,小起伏地区人口密度最大,大起伏、极大起伏地区人口密度较小且存在大量无人区;人口集中度则以均值区和密集区为主,整体呈现出"西疏东密"的集疏格局。3)地形起伏度与海拔是影响人口分布的重要因素,人口集聚主要发生在低海拔、小起伏所在的盆地丘陵区,而人口稀疏则主要分布在高海拔、大起伏所在的高山高原区。

基于叶绿体psbA-trnH和核糖体5S rRNA基因间隔区序列的石斛种间和种内鉴别

采用直接测序法对12种石斛叶绿体psb A-trn H基因间隔区序列和核糖体5S r RNA基因间隔区序列进行测序,用克隆测序法对叠鞘石斛dq-2品种和dq-5品系(各20份样品)psb A-trn H基因间隔区序列进行测序,所得序列采用Squencher4.14拼接后,采用Bioedit 7.0软件对获得的psb A-trn H基因间隔区序列和5S r RNA基因间隔区序列进行序列比对和排序,用Dnasp5.0软件分析序列核苷酸多态性,用MEGA 5.2计算种内和种间kimura2-parameter(K2P)遗传距离,并构建系统发育树(NJ树).结果显示,石斛叶绿体psb A-trn H基因间隔区序列平均长度为742.3 bp,有72个变异位点,其中信息位点33个;核糖体5S r RNA基因间隔区序列平均长度为336.4 bp,存在213个变异位点,其中信息位点139个;以上两个基因片段的组合序列,能对叠鞘石斛、铁皮石斛、球花石斛、细叶石斛、细茎石斛、齿瓣石斛、鼓槌石斛、尖刀唇石斛和金钗石斛等9种石斛进行有效鉴别,可揭示铁皮石斛不同居群间的差异,而且可根据该组合序列中存在的一个单核苷酸多态性位点(Single Nucleotide Polymorphism,SNP)对叠鞘石斛dq-2品种和dq-5品系进行区分.本研究表明,psb A-trn H基因间隔区序列和5S r RNA基因间隔区序列组合后显示出多序列组合策略在石斛种间和种内的分子鉴别中的优势,可为石斛属植物及药材鉴别提供分子依据.

氮素富集对青藏高原东缘窄叶鲜卑花灌丛根系分泌物碳输入的影响

为探究高寒灌丛生态系统根系分泌物碳(C)输入通量对大气氮(N)沉降的响应规律,该文以青藏高原东缘窄叶鲜卑花(Sibiraea angustata)灌丛为研究对象,采用根系分泌物野外原位收集法,分析了不同施N水平(对照N0=0 g·m^(–2)·a^(–1);低N处理N5=5 g·m^(–2)·a^(–1);高N处理N10=10 g·m^(–2)·a^(–1))对根系分泌物C输入速率与通量季节动态变化规律的影响。结果表明:(1)窄叶鲜卑花灌丛单位根生物量、单位根长、单位根表面积根系分泌物C输入速率均表现出明显的季节性动态变化,具体表现为8月>6月>10月,并呈现出与5 cm土壤温度相一致的变化趋势。(2)施N降低了窄叶鲜卑花灌丛单位根生物量、单位根长和单位根表面积根系分泌物C输入速率,但仅N10处理与对照(N0处理)间存在显著差异(p<0.05)。(3)N5和N10处理下,窄叶鲜卑花灌丛细根生物量与N0处理相比分别降低了23.36%和33.84%。(4)由于施N导致根系分泌物C输入速率与细根生物量二者均显著降低,使得施N对窄叶鲜卑花灌丛根系分泌物C输入通量(g·m^(–2)·a^(–1))有显著的抑制作用,并随着施N浓度的增加抑制作用增大。推测其可能的原因是N素富集在一定程度上缓和了植物根系对养分的微生物驱动需求,从而降低了植物根系分泌物C输入通量,即N素富集条件下植物采取了低N收益-低C投入的生理策略。该研究结果对于进一步认知不同环境变化下高寒灌丛生态系统根系分泌物C输入及其介导的土壤生物C-养分循环过程具有重要的理论意义。

放牧强度和短期休牧对青藏高原东部高寒草甸优势物种根系分泌速率的影响

根系分泌物是调节土壤养分循环的关键物质,对土壤微生物生理活性和有机物分解等土壤生态过程有关键影响.为了解放牧条件下根系分泌物分泌速率和变化规律,在放牧管理试验样地上,采用原位草本根系分泌物收集法,在生长旺季测定不同放牧强度(不放牧、轻度放牧、重度放牧)和放牧停止后1 d和21 d取样(视为短期休牧)青藏高原高寒草甸优势物种垂穗披碱草(Elymus nutans)的根系分泌速率.结果显示:放牧条件下,垂穗披碱草在生长旺季正午的根系分泌平均速率(以C计)为851.29μg g^(-1) h^(-1).放牧停止后1 d,不放牧、轻度放牧和重度放牧的根系分泌速率无显著差异;而放牧停止后21 d,轻度放牧的根系分泌速率[(1 032.33±53.63)μg g^(-1) h^(-1)]和地上生物量增量显著高于不放牧,重度放牧则与不放牧差异不显著.本研究表明,轻度放牧和适当短期休牧能够增加根系分泌速率,并可能通过正反馈作用刺激植物地上补偿生长.

磷脂脂肪酸分析中内标物的使用及数据处理建模

【目的】评估未知样品内标进样量的参考范围,优化数据处理方法。【方法】采用C19为内标,不同进样量进行分析;编写数据分析程序优化数据处理模型。【结果】随着内标进样量的增加,检测到的PLFA数量和响应值等指标均有增加,但进样量超过16 nmol/g时反而下降;25组数据显示采用响应值计算PLFA含量比百分比值计算所得含量略高;采用Dot Net C#语言编写数据分析模型。【结论】初步确定了未知样品内标进样量的参考范围,得出最优处理方法;采用响应值计算PLFA含量可避免由于百分比值缺失带来的误差;校准系数的引入可减少仪器参数条件改变等因素带来的误差;通过编写谱图数据分析程序获得一定自动化操作,提高了数据分析效率和准确性。

末次间冰期以来3种云杉属植物的历史分布变迁及避难所

基于物种现代分布信息和19个环境变量数据,利用最大熵模型(MaxEnt)模拟丽江云杉、紫果云杉和青杄在末次间冰期、末次盛冰期、全新世中期和现代的适生分布区,用云杉孢粉数据进行结果验证,探讨物种分布动态与气候变化的关系,推测其生物避难所.受试者工作特征曲线下方面积(AUC)以及孢粉数据验证结果显示,模拟结果较准确.结果表明:等温性、最暖季均温和最暖季均温分别是影响丽江云杉、紫果云杉和青杄分布的首要环境因子,相对于降水,温度对其分布的影响更重要;3种云杉的喜寒习性和分布地的深切峡谷地貌特征导致其在末次盛冰期扩张;青杄和紫果云杉在末次间冰期可能存在生物避难所,分别位于湖北神农架地区和四川二郎山及其邻近区.本研究较为准确地模拟了3种云杉属植物末次间冰期以来几个重要地质历史时期的适生分布,推测了青杄和紫果云杉的生物避难所,为深入分析云杉属植物现代分布格局的形成、预测其在气候变化背景下的变化趋势以及3种云杉林的可持续管理和保护提供了科学依据.

青藏高原高山嵩草高寒草甸不同退化阶段植物群落与土壤养分

选取西藏自治区拉萨市当雄县4块不同退化程度的高山嵩草高寒草甸,采用空间序列代替时间演替的方法,研究不同退化阶段高寒草甸的土壤理化性质和植物群落特征以及二者之间的相关关系。结果表明:不同退化阶段高寒草甸的土壤有机碳、全氮、速效磷、速效钾、铵态氮、硝态氮和含水量均随土壤退化程度加剧呈降低的趋势,而pH值呈现升高的趋势。中度退化草甸的植物群落高度、丰富度指数、多样性指数、均匀度指数最大。群落盖度、总生物量均为未退化草甸最大、重度退化草甸最小。随着草甸退化程度加剧,莎草科生物量及比例下降,豆科和杂类草生物量及比例增加,禾本科生物量及比例先增加后减小;草甸植物群落地上生物量与土壤有机碳、全氮、全磷含量和土壤含水量呈显著正相关,与土壤pH值呈显著负相关。随着草甸植被的退化,土壤退化加重,最终表现为草地生产力显著下降。