不同水分条件下空心莲子草生理生态特征的变化

以野外3种生境中采集的空心莲子草为对象,同质条件下分析不同水分空心莲子草的光合能力及生物量分配格局的差异,以进一步了解入侵植物空心莲子草从水生生境向陆生生境扩散的机制。结果表明,陆生生境的空心莲子草净光合速率显著高于水陆交替和水生生境,气孔导度和水分利用效率显著高于水生生境;陆生生境及水陆两栖生境的空心莲子草,其初始荧光要显著高于水生生境,而光系统Ⅱ(PSⅡ)最大光化学效率和潜在活性要显著低于水生生境;陆生生境中空心莲子草的根冠比和根生物量比明显高于水生与水陆两栖生境,而叶生物量比则相反,茎生物量比不存在差异显著性。

不同光环境下天台鹅耳枥叶形变化的测定与分析

【目的】天台鹅耳枥属于极少种群植物,环境适应能力较弱,仅分布于浙江省天台县和磐安县。叶片是对光环境变化敏感且可塑性较大的器官,通过几何学形态测定分析天台鹅耳枥叶形变化与环境因素之间的关系,探究不同光环境下天台鹅耳枥叶的异速生长模式,以期为天台鹅耳枥的苗木培育提供理论依据。【方法】研究天台鹅耳枥叶形对不同模拟生长环境光强(低光强LI、中等光强MI和全光照FI)的响应。3月中旬在叶未展开时对天台鹅耳枥进行不同遮荫处理,7月下旬采集成熟叶片。运用几何学形态测定法分析天台鹅耳枥3种光照梯度下叶形之间的差异,基于Tpsdig 2程序将叶片轮廓的17个地标点数字化为标准的图像,用IMP系列软件中的Coordgen软件计算每个梯度种群的标准轮廓坐标数据,用薄板样条曲线图来表示相对形态上的变化,应用PAST3.14软件显示叶形和叶脉方面的差异。环境因素对叶形态的影响采用SPSS 11.5软件进行相关分析。【结果】通过天台鹅耳枥叶的几何学形态测定分析,表明叶片为椭圆形,先端渐钝尖,基部微心形;不同光环境下叶片形态相近,但叶形异速生长较明显。经过主成分分析和多变量方差分析,结果显示3个有意义的叶形状变量,其主成分占总方差的77.48%。相关性分析表明,天台鹅耳枥叶的形态学差异与光合有效辐射(PAR)、地表温度(Ts)、大气温度(Ta)和相对湿度(RH)显著相关(P<0.05)。当叶形变化与PAR、Ts和Ta显著正相关、与RH显著负相关时,叶片出现中部的扩张或收缩,变异聚焦于叶基和叶尖交替的伸缩率;生长于弱光环境下,叶片中部出现扩展、叶尖压缩;在强光环境中,叶片中部挤压、叶尖膨大。当叶形变化与PAR、Ts和Ta呈显著负相关、与RH显著正相关时,叶形变化涉及叶柄长度和叶尖伸缩率;在强光和弱光环境下,天台鹅耳枥叶柄伸长、叶尖收缩;在中等光强下,叶柄收缩、叶尖膨大。当叶形变化仅与PAR、Ts和Ta显著正相关时,叶形变化涉及叶片的伸缩率;在中等光强下,叶柄收缩,叶片下半部挤压、叶尖膨大。利用叶形状的主成分数据作相对扭曲图验证,显示由于受光环境的影响,天台鹅耳枥叶柄和叶尖出现上、下扭曲。【结论】不同光环境下天台鹅耳枥叶存在异速生长,随着光照的增强天台鹅耳枥改变叶片形态、调节叶柄位置增加光合能力。天台鹅耳枥叶形变化与光环境的相关分析显示,与其中等光强的林窗环境相适应,天台鹅耳枥叶片椭圆形较为饱满,叶基和叶片下半部收缩,叶尖膨大,较短的叶柄能更有效地传导水分和养料。天台鹅耳枥在自然状态下依赖于特殊的生境,引种栽培天台鹅耳枥时,选择光照较强的林窗环境,可有效恢复和扩大天台鹅耳枥种群。

花生对 UV-B 辐射增强的光合生理响应

该文研究了在接受增强强度为54μW/cm2的UV-B辐射处理3d后(每天处理8h),花生幼苗光合作用相关参数和叶绿体超微结构的变化.结果表明:在UV-B处理3d结束后,叶绿素a和叶绿素(a+b)均显著下降,同时气体交换参数也受到显著影响,表现出净光合速率(Pn)降低了35.42%,气孔导度(Gs)和气孔限制值(Ls)分别下降了28.12%和20.25%,而胞间CO2摩尔分数(Ci)却上升了16.22%,较对照有显著性差异.同样,荧光参数Fv/Fm和Fv/F0均显著降低.但UV-B处理1d和2d后,以上各指标的变化与对照差异不显著.透射电子显微镜(TEM)图像显示,叶绿体膜肿胀、基质类囊体解体,光合化产物淀粉粒数目和大小减少.叶绿体超微结构的变化可能是叶绿素体积质量分数和光合速率降低的重要原因.

加拿大一枝黄花对盐胁迫的响应

盐分胁迫是外来入侵植物在入侵沿海生境中较为普遍的胁迫形式。为探究加拿大一枝黄花在盐胁迫下的响应,比较了相同栽培条件下加拿大一枝黄花(Solidago canadensis)在盐胁迫下及无盐胁迫下的生物量、形态指标以及光合生理指标的差异。结果表明:(1)盐胁迫显著降低了加拿大一枝黄花的叶片数量、株高。(2)盐胁迫显著降低了加拿大一枝黄花的地上生物量和地下生物量。(3)盐胁迫显著降低了加拿大一枝黄花的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率,对胞间CO2浓度无显著影响。研究结果可为加拿大一枝黄花的管理与防治提供理论参考。

不同生境下空心莲子草响应模拟昆虫采食的生长和化学防御策略

外来植物往往可以入侵多种生境并受到多种昆虫的采食,而不同生境条件将可能会影响这些入侵植物对昆虫采食的防御策略。以入侵我国的克隆植物——空心莲子草为研究对象,分别选择生长在水生生境、水陆两栖生境和陆生生境中的无性个体(分株),通过50%去叶处理模拟昆虫采食,分析不同生境下空心莲子草对模拟昆虫采食处理的生长及化学防御响应的差异。模拟昆虫采食处理显著抑制了陆生生境、水陆两栖生境以及水生生境下空心莲子草的根、茎、叶和总生物量,但对3种生境下空心莲子草的生物量分配(根冠比、根生物量分配、茎生物量分配和叶生物量分配)均无显著影响。陆生生境下空心莲子草根、茎和总生物量显著高于水陆两栖生境和水生生境,根冠比显著低于水陆两栖生境和水生生境。模拟昆虫采食处理显著降低了空心莲子草的木质素含量,而对单宁和总酚含量影响不显著。生境对木质素含量无显著影响,但陆生生境下空心莲子草单宁含量显著高于水陆两栖生境和水生生境,且总酚含量显著高于水陆两栖生境,表明陆生生境中空心莲子草具有更强的防御能力。空心莲子草木质素含量与总生物量无显著相关性,但在模拟采食情况下,其总酚含量与总生物量呈显著负相关,而无论模拟昆虫采食处理存在与否,空心莲子草单宁含量与总生物量均呈显著正相关。因此,空心莲子草存在昆虫介导的生长和化学防御之间的权衡,在昆虫采食的情况下可通过减少生长来增加对化学防御物质的投入,但生境对空心莲子草这种生长-防御权衡的影响十分有限。

二倍体与四倍体黄毛草莓的光合特性

采用LI-6400便携式光合作用测定仪和SPAD-502叶绿素仪,测定二倍体与四倍体黄毛草莓叶片的光合作用日变化、光响应及相对叶绿素含量等参数,结果表明,夏季全光照环境下,黄毛草莓的净光合速率日变化呈"双峰"曲线,有明显的"午休"现象;1天中四倍体黄毛草莓的最大净光合速率、气孔导度、蒸腾速率分别为4.15μmol/(m^2·s)、0.088 mol/(m^2·s)、3.92 mmol/(m^2·s),分别比二倍体黄毛草莓高43.6%、29.4%、16.0%;胞间CO_2浓度的变化规律与净光合速率相反,午间胞间CO_2浓度升高,说明净光合速率午间降低主要是受非气孔限制因素的影响;四倍体黄毛草莓的光响应曲线中光饱和点、光补偿点、暗呼吸速率这3个指标极显著大于二倍体黄毛草莓,四倍体黄毛草莓的相对叶绿素含量极显著高于二倍体黄毛草莓(P<0.01)。因此,四倍体黄毛草莓对光的适应性和光合作用能力强于二倍体黄毛草莓。

黄毛草莓和五叶草莓的耐热性及其对高温的响应

以黄毛草莓、五叶草莓为材料,测定高温半致死温度(LT_(50)),并采用盆栽试验,探究40℃高温对二者生理生态特征的影响。结果表明,黄毛草莓、五叶草莓的LT_(50)分别为51.43、50.70℃;40℃高温处理的黄毛草莓、五叶草莓与室温20℃/15℃(白天/夜晚)处理相比,其叶片净光合速率分别极显著降低56.7%、77.2%,气孔导度分别极显著升高80.7%、41.2%,胞间CO_2浓度分别极显著增加17.6%、19.5%(P<0.01),蒸腾速率黄毛草莓显著下降67.2%、五叶草莓显著上升53.4%(P<0.05),相对叶绿素含量分别极显著降低56.7%、71.9%;黄毛草莓生物量、根冠比分别极显著下降37.1%、41.2%,五叶草莓生物量极显著下降47.0%、根冠比极显著上升47.4%;黄毛草莓MDA含量显著增加14.8%、五叶草莓MDA含量极显著增加28.5%,五叶草莓MDA含量高于黄毛草莓;黄毛草莓SOD活性极显著上升284.8%、五叶草莓SOD活性显著上升21.9%,而黄毛草莓SOD活性高于五叶草莓;40℃高温处理的黄毛草莓叶片下表皮角质层厚度显著增加37.7%,五叶草莓没有显著变化,蜡质含量均极显著降低,降幅分别达到14.6%、13.6%,黄毛草莓气孔密度极显著下降41.1%,气孔开度无显著变化,五叶草莓气孔密度、气孔开度分别显著上升10.9%、6.8%。

中华稻蝗不同龄期的形态多样性研究

【目的】中华稻蝗Oxya chinensis的个体发育中经历体型渐变发育过程,随着龄期增加,一些功能器官逐渐发育完善,并执行相应的功能。研究中华稻蝗的个体发育规律,对于充分认识蝗虫体型的形成规律,机体结构与功能的关系,具有重要意义。【方法】本研究运用几何形态测量学方法分析不同虫龄的中华稻蝗身体结构的发育过程,探讨各器官结构的形成规律以及其功能的实现。【结果】研究结果表明:中华稻蝗不同龄的后翅、前胸背板、腹板、颜面、后足股节大小存在显著差异,随着虫龄的增加,各结构呈线性增大。PCA法和薄板样条法结果表明后翅从4龄到6龄,翅型结构呈渐变规律,成虫时肘脉域变小,轭脉域及臀脉域扩大,后翅的形状随其功能的实现显著不同于翅芽时期。前胸背板、颜面和后足股节随虫龄的增加在PC1轴呈渐变规律,随着取食和运动能力的增强,前胸背板变得更加宽阔、颜面的颊侧更加宽大,后足股节更加细长。腹板的形状在低龄阶段差异不大,成虫时在后足股节的着生区大而且向外突出。【结论】中华稻蝗不同虫龄间在后翅、前胸背板、腹板、颜面、后足股节等功能器官上存在显著差异。随着龄期的增加,各功能器官的形态呈渐变规律,然而这些功能器官的形成并非等比例扩大,而是形成特定的形态来实现其功能。