八种红树植物幼苗的叶片可溶性蛋白和抗氧化酶活性对光强的响应

红树林湿地生态系统的恢复与重建是我国南方海岸带生态恢复研究的重点领域之一。为明确红树植物光适应的生理生态策略,该文选取无瓣海桑(Sonneratia apetala)、秋茄(Kandelia obovata)、木榄(Bruguiera gymnorhiza)、桐花树(Aegiceras corniculatum)、老鼠簕(Acanthus ilicifolius)、卤蕨(Acrostichum aureum)、银叶树(Heritiera littoralis)和黄槿(Hibiscus tiliaceus)作为研究对象,通过遮荫控制试验,探究这8种红树植物一年生幼苗在不同光照强度(自然光强的100%、45%、30%、10%)处理下的叶片可溶性蛋白含量和抗氧化酶活性的响应特征。结果表明:(1)随光照强度下降,木榄、老鼠簕和卤蕨的叶片可溶性蛋白含量受到的影响较小,而无瓣海桑、秋茄、桐花树、银叶树和黄槿的叶片可溶性蛋白含量则表现出下降趋势。(2)木榄、老鼠簕和卤蕨的超氧化物歧化酶(SOD)和抗坏血酸过氧化物酶(APX)等抗氧化酶活性在10%光照强度处理下的活性与对照无显著差异,而无瓣海桑、秋茄、桐花树、银叶树和黄槿的抗氧化酶活性则总体呈下降趋势。从对光照的生理适应角度来看,木榄、老鼠簕和卤蕨具有一定的耐阴性,适宜种植在郁闭度较高的林下;无瓣海桑、秋茄、桐花树、银叶树和黄槿适宜作为中上层树种或在郁闭度较低的林下种植。该研究结果为人工红树群落的优化配置提供了理论指导。

热带海滨植物水芫花(Pemphis acidula)的生理生态学特性

热带珊瑚岛生态系统处于高温、强光、台风频发、季节性干旱等恶劣环境气候条件下,极易退化,有必要进行植被恢复。水芫花(Pemphis acidula)为千屈菜科小灌木,自然分布于热带海滨和石灰质岩岸,在海岸固沙和海岛植被恢复中具有潜在的应用价值。以中国西沙群岛自然生长的水芫花为研究对象,对其叶片和茎秆形态解剖结构、生理学特征、叶片营养元素及适生土壤理化性质进行了分析研究,以期全面了解水芫花的生理生态特性及其对海滨环境的适应机理。研究结果表明,水芫花叶片厚度达到703.798μm,栅栏组织与海绵组织的厚度比值仅为0.563,叶片高度肉质化,有利于叶片保水。叶片气孔密度低,仅为44.44 mm-2,有利于减小蒸腾。水芫花导管直径偏低(35.639μm),导管密度为49.528 mm-2,有利于提升水分利用效率并有效避免栓塞。水芫花叶片超氧化物歧化酶活性较高(340.827 U?g^(-1)),总抗氧化能力高达834.016 U?g^(-1),总酚含量较高(16.482 mg?g^(-1)),丙二醛含量仅为10.490 nmol?g^(-1),说明其通过提高抗氧化能力降低膜脂过氧化伤害程度。水芫花生长环境的土壤养分含量低,但钙含量高达38.570 g?kg^(-1),含水量仅为9.5%,土壤环境较差;而水芫花叶片的氮磷含量属于正常水平,说明其能够高效利用贫瘠土壤中的养分。综上,水芫花具有较强的抗干旱能力和抗胁迫能力,适宜生长于土壤较为贫瘠的热带滨海生境中,是热带珊瑚岛植被恢复的重要备选物种。

光照强度对8种红树植物幼苗生长和生物量分配的影响

选取无瓣海桑(Sonneratia apetala Buch-Ham.)、卤蕨(Acrostichum aureum Linn.)、桐花树(Aegiceras corniculatum Blanco.)、老鼠簕(Acanthus ilicifolius Linn.)、木榄(Bruguiera gymnorrhiza Lam.)、秋茄(Kandelia candel Druce.)、银叶树(Heritiera littoralis Ait.)和黄槿(Hibiscus tiliaceus L.)为研究对象,通过遮荫控制实验,研究这8种红树植物幼苗在不同光照强度(自然光强的100%、45%、30%、10%)下的生长和生物量分配特征。结果表明:(1)遮荫对无瓣海桑幼苗相对生长速率、生物量积累、基径的增长和叶片数的增长均有显著的抑制作用;(2)桐花和老鼠簕在遮荫处理下生长状况较好,遮荫对桐花生长的影响不显著,对老鼠簕幼苗的生长则有一定的促进作用;(3)当光照强度降低时,无瓣海桑、秋茄、老鼠簕、桐花树的幼苗都对地上部分投入了更多的生物量,其中秋茄、老鼠簕和桐花树通过提高叶生物量来获取更大的光能捕获能力。研究结果表明,从对光照的生长适应角度来看,桐花、老鼠簕和卤蕨适宜种植在郁闭度较高的林下;秋茄适宜在郁闭度较低的林下种植;真红树无瓣海桑和木榄以及半红树黄槿和银叶树则不适合在林下种植。

真红树植物和半红树植物叶片性状的比较研究

红树植物是一类生长在热带、亚热带海岸潮间带的乔木、灌木或草本植物,根据其分布特征可分为真红树植物植物和半红树植物。为了探究两者对海岸潮间带高盐、高光和缺氧等环境的生态适应策略的异同,该文选取5种真红树植物植物[卤蕨(Acrostichum aureum)、木榄(Bruguiera gymnorrhiza)、老鼠簕(Acanthus ilicifolius)、桐花树(Aegiceras corniculatum)、秋茄(Kandelia candel)]和4种半红树植物[银叶树(Heritiera littoralis)、水黄皮(Pongamia pinnata)、黄槿(Hibiscus tiliaceus)、杨叶肖槿(Thespesia populnea)]为研究对象,对叶片解剖和功能性状进行了对比研究。结果表明:(1)9种红树植物叶片的共同特征表现为均具有角质层、叶肉具有栅栏组织和海绵组织分化、气孔下陷等。(2)不同之处在于真红树植物植物叶片有蜡质层和内皮层、无表皮毛、气孔仅分布在下表皮,而半红树植物的叶片则较少有蜡质层,部分有表皮毛,无内皮层,气孔在上下表皮分布不完全一致。(3)真红树植物植物的气孔密度和比叶面积显著小于半红树植物(P<0.05),而叶片厚度、含水量、比叶重和鲜干重比则显著大于半红树植物(P<0.05)。以上结果说明真红树植物植物的叶片性状使其在维持盐度平衡及贮水保水能力方面强于半红树植物,从而能更好地适应海岸潮间带高盐环境。

模拟氮沉降对常绿阔叶林6种植物氮同化的影响

中国已成为世界第三大氮沉降区,其氮沉降水平会随着工业以及农业的发展继续增加。氮沉降直接影响森林植物氮元素的代谢,进而影响森林生态系统的稳定,但相关研究在热带和亚热带地区较少开展。本研究依托林冠模拟氮沉降野外实验平台,以常绿阔叶林小乔木/灌木粗叶木(Lasianthus chinensis)、柏拉木(Blastus cochinchinensis)、罗伞(Ardisia quinquegona)和大乔木锥栗(Castanea henryi)、荷木(Schima superba)、鸭脚木(Schefflera octophflla)为研究对象,测定其叶片硝态氮和铵态氮含量以及氮同化相关酶活性,分析2种模拟氮沉降方式(林冠喷施和林下喷施)对其产生的影响。结果显示,氮添加处理显著影响植物的氮同化过程,其中CN50(林冠喷氮N 50 kg·hm^(-2)·a^(-1))、UN50(林下喷氮N kg·hm^(-2)·a^(-1))处理影响相对较大。在CN50、UN50处理下,罗伞叶片硝态氮含量显著降低,粗叶木叶内铵态氮含量显著升高。锥栗叶片的硝态氮含量在CN50、UN50处理下积累大于CN25(林冠喷氮N 25 kg·hm^(-2)·a^(-1))、UN25(林下喷氮N 25 kg·hm^(-2)·a^(-1))处理,硝酸还原酶(NR)活性也显著升高。在CN50下,粗叶木、柏拉木和罗伞的NR活性也显著降低。研究发现,氮添加处理导致植物氮同化水平受到一定程度的干扰,但这6种植物具有一定的抗氮能力,超出一定范围则会影响植物生长,对群落结构产生潜在影响。

番杏LIM基因家族鉴定及TtWLIM1b的克隆与功能分析

【目的】分析番杏[Tetragonia tetragonoides(Pall.) Kuntze]中TtLIM基因家族的序列组成、RNA-seq基因表达和异源表达生物学功能,探究其可能参与调控番杏植株发育和胁迫应答反应的分子机理,为发掘番杏抗逆功能基因及其在作物育种中的应用提供理论基础。【方法】通过前期对番杏[Tetragonia tetragonoides(Pall.) Kuntze]cDNA文库的筛选,获得一个编码番杏LIM基因的全长cDNA,命名为TtWLIM1b,对TtWLIM1b在酵母中进行功能分析。结合番杏全基因组测序信息,从番杏基因组中鉴定出16个TtLIM基因,对这些家族成员的染色体定位、所编码蛋白的理化性质、系统进化以及蛋白的保守模式进行综合的生物信息学分析;构建番杏与拟南芥、水稻和紫花苜蓿的LIM蛋白家族成员的进化树。最后,通过RNA-seq分析TtLIM基因家族成员在番杏不同组织以及在不同胁迫处理后的相对表达量。【结果】异源表达TtWLIM1b能够提高转基因酵母的重金属耐受性及耐热能力;番杏TtLIM家族蛋白成员均含有LIM结构域,而该结构域富含半胱氨酸。因此,TtLIMs也是富含半胱氨酸蛋白(Cysteine rich protein, CRP)的一种。序列分析表明,番杏LIM蛋白成员具有高度的保守性,且其成员的复制扩增较为明显;TtLIM基因家族成员在不同的番杏器官中广泛而有差异地表达。【结论】番杏TtLIMs可能参与调控番杏植株发育和胁迫应答反应。

干旱胁迫对甘草幼苗光合特性及根系吸水的影响

甘草(Glycyrrhiza uralensis)为豆科甘草属多年生草本植物,具有极高的药用价值,是我国干旱、半干旱地区重要的经济和生态作物。土壤水分是限制甘草生长的主要环境因素之一,研究其抗旱适应性表现对甘草资源可持续利用具有重要意义。本研究采用聚乙二醇6000(PEG-6000)模拟干旱胁迫,研究胀果甘草(G.inflata)和乌拉尔甘草(G.uralensis)幼苗的光合特性和根系吸水能力对干旱胁迫的响应。结果表明:干旱胁迫7 d后胀果甘草和乌拉尔甘草幼苗地上部干重和根系干重均显著降低,其中地上部干重分别降低56.10%、62.50%,地下部干重分别降低16.67%和28.57%,而根冠比均有所增加。干旱胁迫均造成了胀果甘草和乌拉尔甘草幼苗叶片净光合速率(P_(n))、蒸腾速率(T_(r))和气孔导度(G_(s))的降低,与对照相比,其下降幅度分别为41.73%、67.22%,62.21%、75.38%,66.02%、82.60%。干旱胁迫下甘草幼苗荧光特性也被显著抑制(P<0.05),其中胀果甘草幼苗的光系统Ⅱ潜在活性(F_(v)/F_(o))和最大光能转换效率(F_(v)/F_(m))与对照相比分别降低21.94%和9.09%,乌拉尔甘草幼苗的F_(v)/F_(o)和F_(v)/F_(m)与对照相比分别降低35.10%和10.39%;胀果甘草和乌拉尔甘草幼苗的光化学淬灭系数(qP)在15%PEG胁迫下分别降低17.65%和27.27%。干旱胁迫降低了两种甘草幼苗叶片相对含水量和叶水势,其中胀果甘草幼苗叶片相对含水量降低11.07%,叶水势降低19.54%;乌拉尔甘草幼苗叶片相对含水量降低13.91%,叶水势降低62.56%。干旱胁迫抑制了两种甘草的根系生长,根表面积和根体积减少但增加了总根长,其中胀果甘草根系显著小于乌拉尔甘草,但胀果甘草干旱胁迫下整株根系水力学导度降幅小于乌拉尔甘草。说明在受到干旱胁迫时,胀果甘草可以保持较高的光合作用优势,同时其根系较小具有更高的根系效率,通过更强的根系吸水能力提高了作物水分利用效率,具有更强的抗旱能力。本研究可为补充完善甘草耐旱性理论提供依据,并为人工栽培及旱生植物资源保护与利用提供策略。

中国热带珊瑚岛橙花破布木(Cordia subcordata)的生物学特性

橙花破布木(Cordia subcordata)为紫草科常绿小乔木,生长在沿海荒地以及红树林边缘,是我国西沙群岛和南沙太平岛的优势乡土树种。对其叶片生理生态学特征、叶片营养元素含量、土壤营养元素含量进行了测定,结果表明,橙花破布木叶片栅栏组织排列较为紧密有序,而海绵组织则排列较疏松无序,具备明显的阳生性特征;叶片面积大,可竞争到更多的光照;叶片下表皮气孔数多,利于同化二氧化碳并积累干物质;上表皮厚,比叶面积小、导管直径和导管密度大,叶导水率低,木质部密度大,这些生理生态特征有利于其充分利用水分,并适应干旱环境。橙花破布木叶片超氧化物歧化酶(SOD)活性较高,脯氨酸(PRO)和脱落酸(ABA)含量较高,但丙二醛(MDA)的含量较低,说明其对逆境的耐受性较强。橙花破布木体内养分含量较高,而其生长的土壤养分含量低,说明其养分吸收和利用能力较高。因此,橙花破布木对高温、强光、干旱、贫瘠具有较强的适应能力,因而在热带滨海地区的绿化和防风林建设方面具有良好的应用前景。

广东肇庆地区金线莲低海拔林下栽培研究

为探索林下栽培金线莲[Anoectochilus roxburghii(Wall.)Lindl.]的方法,以肇庆广东星湖国家湿地公园核心区为基地,对低海拔(21~23 m)栽培金线莲的生长特性进行研究。结果表明,金线莲栽培地建议选择郁闭度约为65%的常绿阔叶林下。以原土壤+泥炭土(1∶1,V/V)为建畦基质,选择地上茎长≥4.16 cm,茎粗≥0.176 cm的Ⅰ级金线莲组培苗,在温度为18.3℃~24.5℃,湿度为84%~87%的3-4月份种植,成活率可达83.3%~86.7%,栽培120 d后植株地上茎长和单株鲜重分别增加了3.33 cm与0.71 g。5月份温湿度上升,金线莲栽培成活率显著下降(70.3%),且虫害高发。合理的林下栽培技术有助于开发利用和保护金线莲种质资源。

淡蜡黄鸡油菌--中国食用菌一新记录

介绍采自中国罗霄山脉南端湖南省内的一种可食用鸡油菌。通过详细的形态学特征观察和基于nrLSU序列的分子系统学分析表明,该种是近年报道于东南亚热带地区(马来西亚)的一个鸡油菌新种——淡蜡黄鸡油菌(Cantharellus cerinoalbus)。此系该物种在我国首次记录,证明了该种可自然分布至东亚亚热带地区。该种的主要鉴别特征是子实体小到中型;菌盖表面蜡质,易碎,淡黄绿色;菌褶在鸡油菌种类中相对较薄且没有或很少分叉及横脉;担孢子7.5~10(~10.5)×5~6.5(~7)μm。依此特征可与鸡油菌属其它常见种类区分。

光慈菇组培种苗商品化生产技术应用试验

以光慈菇的全鳞茎、心芽、茎尖和种子为外植体,利用植物组培快繁技术培养出完整的无毒植株。试验结果表明,外植体灭菌处理成功率为92%,继代增殖系数最高达2.6,生根率为91.3%,组培苗移栽成活率为95%。该研究成果为光慈菇产业的可持续发展提供了有力的技术支撑。

电镜技术在骨质疏松研究中的应用

骨质疏松症是一种以骨量减低、骨微结构破坏为主的隐匿性疾病,已成为严重影响中老年人群健康的慢病之一。电子显微镜(electron microscopy,EM)以其高精密度优势逐渐应用于医学科研及临床诊断。本文对近年来电镜技术在骨质疏松科研领域的应用与进展进行综述,介绍EM技术在骨质疏松研究领域中的应用,包括动物模型、细胞模型、临床研究、生物材料研究以及免疫电镜的应用。展望EM技术在骨质疏松研究领域的应用拓展及普及。

木麻黄根乙酸乙酯部位化学成分研究

为阐明木麻黄(Casuarina equisetifolia)的化学成分,采用有机溶剂提取、萃取及多种分离技术,从其根中分离得到14个化合物。经光波谱分析,其结构分别鉴定为5-hydroxy-3-methoxyphenyl-6-O-syringoyl-β-D-glucopyranoside (1),高良姜苷A(2), heterophylloside C (3)、6’-O-vanilloylisotachioside (4)、3,4,5-trimethoxyphenyl-6-O-syringoyl-β-D-glucopyranoside (5)、香草醛(6)、丁香醛(7)、3,4-二羟基苯甲醛(8)、齐墩果酸(9)、桦木酸(10)、胡萝卜苷(11)、胡萝卜苷亚油酸酯(12)、(±)-lyoniresinol2-O-α-rhamnoside (13)和(-)-9-acetyl-isolariciresinol 9’-O-α-L-rhamnopyranoside (14),其中化合物14为新的木脂素。

油茶果壳化学成分研究

为了解油茶(Camellia oleifera Abel.)果壳中的化学成分,从其95%乙醇提取物中分离得到10个化合物。经波谱数据分析分别鉴定为:3α-菠菜甾醇(1)、麦角甾-4,6,8(14),22-四烯-3-酮(2)、(R)-de-O-metillasiodiplodin(3)、4′,5,7-三羟基二氢黄酮(4)、大黄素(5)、6-乙基-5-羟基-2,7-二甲氧基-1,4-萘醌(6)、ω-羟基大黄素(7)、macrophorin A(8)、negunfurol(9)、1-(3′,5′-二甲氧基)苯基-2-(4″-羟基)苯基乙烷(10)。化合物1~9为首次从油茶中分离得到,化合物2、3、5~9为首次从山茶属植物中分离得到。

抗风桐(Pisonia grandis)的生态生物学特征

抗风桐(Pisonia grandis)为紫茉莉科常绿乔木,是西沙群岛自然植被中最常见的乔木树种,具有重要的生态、药用和观赏价值;其生长速度快,断枝可再殖,在防风、海岸固沙以及海岛植被恢复方面具有重要作用。该研究以西沙群岛永兴岛的野生抗风桐为研究对象,对其形态解剖特征、生理特征和营养成分进行了研究。结果表明:抗风桐属阳生性树种,具有叶片厚、比叶面积低、栅栏组织发达、海绵组织细胞间隙小等形态解剖特征,利于其对光能和水分的利用;其超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性高、脯氨酸含量较高,丙二醛含量较低,表明其具有较强的抗旱性。抗风桐生长的土壤养分含量低,但其叶片营养元素含量高,表明抗风桐对土壤养分的利用能力高,对土壤养分贫瘠胁迫具有较强的适应性。因此,抗风桐能适应强光、干旱和贫瘠等生长条件,可作为热带珊瑚岛植被恢复的重要树种。由于抗风桐生长速度快、适应环境能力强,因此在栽培过程中应适时浇水及补充生长所需的矿质元素,以维持植株生长所需要的水分和养分平衡。该研究结果为抗风桐的引种、栽培、保护及开发利用提供了科学依据。

柑橘脱毒快繁及微芽嫁接技术试验研究

以红江橙、沙糖桔的顶芽、侧芽和茎段为外植体,通过诱导培养形成脱毒不定芽接穗;通过微芽嫁接于砧木实生苗,培养成完整的无毒植株。试验结果表明:外植体灭菌处理成功率达86%,诱导不定芽的最适培养基为MT+6-BA 3.0 mg/L+IBA 0.1 mg/L+KT 0.1 mg/L;不定芽继代增殖的最适培养基为MT+6-BA 2.0 mg/L+IBA 0.1 mg/L,增殖系数为2.3;砧木种子播种成苗率达90%;微芽嫁接愈合成活率平均达87%。该研究为柑橘脱毒种苗提供了一种新型快速的繁殖方式。

阔叶丰花草的化学成分研究

目的:研究阔叶丰花草的化学成分。方法:采用多种柱色谱方法进行分离纯化,运用ESI-MS、1HNMR、13C-NMR等波谱方法结合理化性质确定化学结构。结果:从阔叶丰花草中分离得到9个化合物,分别鉴定为:3-吲哚甲醛(1)、3-吲哚甲酸(2)、6-羟基-5-甲氧基吲哚(3)、吲哚-3-甲酸甲酯(4)、9H-pyrido[3,4-b]indole-1-methanol(5)、催吐萝芙木醇(6)、morindolide(7)、2,2-dimethyl-4-hydroxy-6-oxoheptanoic acid lactone(8)、黑麦草内酯(9)。结论:所有化合物均为首次从该植物中分离得到。

西沙群岛草海桐的抗逆生物学特性

热带珊瑚岛由于光照强、季节性干旱明显、土壤贫瘠、保水能力差而少有植物生长。草海桐(Scaevola sericea)是一种典型的热带滨海植物,是西沙群岛珊瑚岛植被中的主要建群种,在海岛和海岸带防风固沙及植被生态恢复等方面发挥着重要作用。该研究对西沙群岛自然环境下草海桐的形态解剖学特征、抗氧化能力、抗逆性物质含量及营养元素含量等进行了研究。结果表明:草海桐具有阳生性植物特征,叶片及上表皮厚、气孔密度小、导管直径及水力导管直径大,有利于其适应珊瑚岛干旱环境;其体内的超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性与其他受胁迫植物相比较要高,脱落酸含量也较高,表明草海桐对珊瑚岛环境具有较强的适应性及抗逆性;其根际土壤养分含量偏低,但植物体内营养元素含量却较高,表明草海桐对土壤养分的利用效率高。这说明草海桐能够很好地适应干旱、贫瘠的珊瑚砂环境,具有较强的抗逆及适应能力。

海滨木巴戟的生理生态特征研究

为了解海滨木巴戟(Morinda citrifolia)生长的抗逆性,对西沙群岛东岛的海滨木巴戟的生物学和生理生态特征进行了研究。结果表明,海滨木巴戟属于阳生性植物,具有较强的光资源竞争能力;其叶片氮、磷含量、叶绿素b含量较高,是其长期适应热带海岛生境的重要原因。海滨木巴戟叶片的海绵组织及气孔密度大,导管直径小,丙二醛含量、超氧化物歧化酶活性和过氧化氢酶活性高,脯氨酸含量低,均表明其具有较强的抗旱性。且生长环境中土壤的氮含量低,盐分含量高。因此,海滨木巴戟可作为热带海滨植被恢复中的优良适生物种。

肇庆春花岭金线莲种质资源调查与保护策略

目的:掌握传统珍稀中药金线莲在非自然保护区的生存情况。方法:对肇庆高要区春花岭经济混交林内的金线莲自然资源开展系统调研。结果:肇庆春花岭域内金线莲种质仅有花叶开唇兰Anoectochilus roxburghii(Wall.)Lindl.一种,生长于海拔267~348 m的山涧溪流两侧针阔叶混交林下,土壤腐殖质含量丰富,pH 4.75~5.80,常见于松木、杉木、大型藤本、麻竹和蕨类下,郁闭度达70%~85%。春花岭现存花叶开唇兰自然居群完整度低,一般为幼龄植株,人为选择采挖痕迹明显。优势建群种的砍伐导致花叶开唇兰适生环境温湿度、光照度的改变和伴生物种的演替,严重影响该地金线莲的生存。结论:研究结果为肇庆春花岭非自然保护区内野生金线莲种质保护提供了数据支撑。