藻源溶解性有机质对汞甲基化的影响

  目的  探究藻源溶解性有机质(DOM)各亚组分在不同腐解时间、不同汞(Hg2+)质量浓度下对水体中汞甲基化的影响。  方法  应用树脂串联技术分离藻体DOM的6种亚组分,利用室内培养方式进行Hg2+的甲基化试验。  结果  藻类DOM主要由羟基、烃基和芳环C=C等官能团组成;未经腐解的DOM各亚组分中,疏水性有机组分对汞甲基化的影响高于亲水性有机组分;随腐解时间延长,DOM官能团逐渐减少,疏水性有机组分对汞甲基化的影响表现为先降低后升高;亲水性有机组分抑制汞甲基化。  结论  DOM相对含量的升高抑制了汞的甲基化,DOM降解后,释放出来的Hg2+被微生物重新利用,甲基化程度加剧。图3参24     

汞对大球盖菇抗氧化系统的影响

为了解大球盖菇对汞胁迫的耐受和应答能力,以及汞对大球盖菇的毒害机理,通过液体培养试验,分析了不同浓度(0、0.2、0.4、0.5、0.8、1.0μmol/L)汞(Hg2+)对大球盖菇可溶性糖、脯氨酸含量和过氧化物酶、过氧化氢酶活性的影响。结果表明:随着Hg2+浓度的增加,大球盖菇可溶性糖和脯氨酸的含量先显著升高,而后降低,Hg2+浓度为0.2μmol/L时可溶性糖和脯氨酸含量最高;过氧化物酶和过氧化氢酶活性变化趋势相同,活性最大时的Hg2+浓度为0.4μmol/L。试验结果表明,大球盖菇在Hg2+胁迫下可溶性糖和脯氨酸含量、过氧化物酶和过氧化氢酶活性的变化趋势与植物相同,但活性最高时的Hg2+胁迫浓度比植物偏低,说明大球盖菇对汞胁迫敏感。大球盖菇在栽培时应注意环境及基质的汞污染程度不能高于0.2μmol/L。     

不同光照强度下濒危植物景宁木兰幼苗光合特性的季节变化

  目的  探讨濒危植物景宁木兰Magnolia sinostellata在不同光照强度下光合能力的季节变化及适应机制，为种群的繁衍复壮和迁地保护等提供理论依据。  方法  以2年生景宁木兰幼苗为对象，在3种光照处理下(100%全光照、40%全光照和10%全光照)，对春季、夏季、秋季3个季节的光合特性指标进行了测定与分析。  结果  ①春季100%全光照和夏季100%全光照、40%全光照下净光合速率日变化均呈“双峰”曲线。②夏季100%全光照、40%全光照下最大净光合速率、光饱和点、光补偿点均显著高于10%全光照(P＜0.05)，而秋季100%全光照下最大净光合速率、光饱和点却显著低于40%全光照和10%全光照(P＜0.05)。③夏季、秋季100%全光照下最大电子传递速率和磷酸丙糖利用率均显著低于40%全光照(P＜0.05)。④100%全光照下光系统Ⅱ(PS Ⅱ)最大光化学量子产量在夏季、秋季分别为0.68和0.72。100%全光照下光化学猝灭系数和40%全光照下PSⅡ实际光化学量子产量在夏季均显著高于春季、秋季(P＜0.05)。  结论  在100%全光照下，景宁木兰易受夏季高温和强光胁迫，致使叶片灼伤，秋季净光合速率明显下降，而适当遮光条件下，景宁木兰在3个季节均能维持较高的净光合速率。因此，在景宁木兰栽培过程中，建议光合有效辐射保持在自然光照强度的40%以上。图5表1参23     

环境因子对中条山油松人工林下物种分布的影响

  目的  量化环境要素对山西省中条山油松Pinus tabuliformis人工林下物种分布影响,为进一步揭示中条山油松人工林下物种多样性维持机制提供理论依据。  方法  基于中条山油松人工林样地植物和土壤调查数据,分析环境因子对油松人工林下物种分布的影响。  结果  环境因子对灌木、草本、藤本物种分布的解释率(校正解释率)分别为45.7% (34.5%)、37.0% (20.4%)、43.4% (30.6%);油松林下物种分布主要受非生物环境影响,海拔和土壤通气性是影响该地区物种分布的关键环境因子;灌木和藤本分布主要受海拔影响,草本分布主要受土壤通气性影响,且随着海拔、土壤通气性的升高油松人工林下物种多样性下降。  结论  地形(海拔)和土壤(土壤通气性)因子对区域群落生境的关键塑造作用所形成的环境筛是影响中条山油松人工林下物种分布的关键性因子。图1表5参39     

毛乌素沙地油蒿光合电子传递速率生长季动态及其对环境因子的响应

  目的  探究干旱半干旱地区植被光合生理在生长季动态变化及其对各个影响因子的响应机制,对进一步了解该区植被对波动环境的适应性具有重要意义。  方法  该研究于2019年5—9月,对典型沙生植被油蒿的光合电子传递速率（ETR）进行长期原位连续监测,同步观测光合有效辐射（PAR）、空气温度（T_a）、相对湿度（RH）和土壤含水量（SWC）等环境因子,同时测定叶绿素含量（SPAD）。分析ETR的动态变化规律及其对主要影响因子的响应。  结果  ETR与PAR、T_a、SPAD显著相关（P < 0.05）,ETR月均值7月份达到最大,9月份最小。ETR随光强的变化呈上升趋势,且在弱光条件下（PAR ≤ 800 μmol/（m2·s））对光照响应强度大于强光。ETR随T_a的变化呈先上升后下降的趋势,5月（展叶期）和9月（落叶期）的高低温胁迫阈值分别为5和20 ℃,6—8月（成熟期）为10和25 ℃。ETR与SPAD呈线性正相关关系。成熟期ETR的稳定性小于展叶期和落叶期。  结论  通过以上研究发现PAR、T_a、SPAD是影响ETR的3个主要因子。在展叶期ETR主要受SPAD的影响,成熟期主要受温度和光强的影响,落叶期主要受植物生理的影响。油蒿在不同环境因子的交替作用下均体现出了良好的适应性。此外适当的升温能够促进光合电子的传递,增强植物光合能力。该研究结果可以为全球气候变暖下植物光合生理对环境响应的研究提供一定的理论指导,同时也为荒漠植被的恢复提供参考。      

高效降解菌Arthrobacter nicotianae ZAF-05对土霉素的减毒效应

  目的  明确1株土霉素(oxytetracycline, OTC)高效降解菌降低OTC生物毒性的效应,为菌株的实际应用提供初步理论依据。  方法  以前期获得的OTC高效降解菌Arthrobacter nicotianae ZAF-05为对象,利用高效液相色谱-电喷雾质谱联用技术(HPLC-Q-TOF-MS)分析了OTC的降解产物。以对OTC敏感的大肠埃希菌Escherichia coli、枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis和斜生栅藻Scenedesmus obliquus作为指示生物,评估OTC降解产物的生物毒性。  结果  HPLC-Q-TOF-MS分析发现:经菌株ZAF-05作用后,体系中的高毒性OTC以及其自然水解产物差向异构土霉素(EOTC)含量显著降低,而低毒性的同分异构土霉素(ISO-OTC)含量略有上升。供试细菌和藻类在添加ZAF-05菌株的OTC体系中的生长情况明显好于OTC自然水解的处理和未添加降解菌的阴性对照,且差异极显著(P＜0.01)。与原药和自然水解物相比,经过ZAF-05菌株降解的OTC代谢产物生物毒性大大降低。菌株的降解作用缓解了OTC对斜生栅藻细胞超微结构的伤害,细胞叶绿体及细胞壁受损减轻。  结论  降解菌ZAF-05能降低OTC残留的环境生物毒性,而毒性的降低可能与体系中高毒性物质被转化成无毒或低毒的代谢产物有关。图7表1参26     

光强与氮肥施加对玉铃花幼苗光合生理参数的影响

  目的  筛选更有利于玉铃花Styrax obassia光合生理参数表达的光强、施氮组合处理,揭示光强、氮素变化与玉铃花幼苗生长的关系。  方法  采用盆栽育苗方法,构建光氮双因素控制试验:4种遮光处理[全光对照(透光率100.00%)、轻度遮光(透光率为47.30%,L₁),中度遮光(20.00%,L₂)和高度遮光(7.75%,L₃)]与3种施氮处理[N₂ (施纯氮0.63 g),N₁(施纯氮0.21 g)和N₀(不施氮)],测定分析玉铃花的光响应进程和光合色素质量分数的变化特征。  结果  ①随遮光程度和施氮量的增加,玉铃花幼苗的净光合速率、表观量子效率和总叶绿素质量分数呈现相应的增加,暗呼吸速率则相对减弱,其光饱和点为140.00~481.33 μmol·m?2·s?1,光补偿点为6.00~34.67 μmol·m?2·s?1、叶绿素a/b＜2。②全光及L₁+N₂处理组合时,玉铃花植株出现枯死现象。③L₁处理下,净光合速率的从大到小变化顺序为N₁、N₀、N₂;L₃处理下,当光合有效辐射＞400.00 μmol·m?2·s?1时,N₂处理玉铃花的净光合速率显著高于N₀和N₁处理(P＜0.05);④光强与氮肥施加对玉铃花幼苗光合色素质量分数的影响均达到极显著水平(P＜0.01),影响趋势从大到小依次为光照、氮素、光照+氮素。  结论  玉铃花幼苗具有较强的耐荫性,其光合生理参数最佳的光氮处理组合为高度遮光(L₃),并施纯氮0.63 g (N₂)。图1表3参26     

夏季遮光对连香树幼苗形态、光合作用及叶肉细胞超微结构的影响

  目的  光照是影响植物生长发育最重要的生态因子之一，分析遮光处理对连香树Cercidiphyllum japonicum幼苗生长及生理功能的影响，进而为其种苗繁育和拯救保护提供科学依据。  方法  通过人工遮光设置了全光照(L₀)、透光率55% (L₁)、透光率25% (L₂)、透光率10% (L₃) 4种光环境，应用LI-6400光合仪测定了不同光照条件下连香树幼苗的净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)、胞间二氧化碳摩尔分数(C_i)的日变化，并通过野外取样和透射电镜技术观察了遮光条件下幼苗的生长形态及叶肉细胞超微结构的变化。  结果  ①遮光影响叶片含水量及叶片形态。随着遮光强度的加大，叶片含水量、单叶面积增加，比叶重减小，比叶面积增大，并与对照相比呈现显著差异(P＜0.05)。②遮光对幼苗的光合作用产生了显著影响。全光和L₁处理下P_n的变化曲线相似，均呈现不对称的“几”字形变化，未出现“午休”现象，14:00出现峰值，L₂和L₃处理的P_n变化相对缓和，峰值出现在12:00；G_s呈现与P_n类似的变化，而C_i则呈基本一致的凹形变化。P_n、G_s和T_r的日均值从大到小依次为L₀、L₁、L₂、L₃，C_i则呈现相反的序列变化。③ 遮光条件下，叶片叶绿素和类胡萝卜素质量分数均有一定程度增加，且随着遮光强度的加大其质量分数递增，提高了叶片的捕光能力。④全光下，叶肉组织中细胞轮廓可鉴，叶绿体数量少，紧靠细胞壁平行分布，细胞中央形成大的空腔，类囊体排列均匀，淀粉粒和嗜锇颗粒较少；遮光条件下细胞内叶绿体数量有所增加，在整个细胞中占有比例显著增大，叶绿体外形逐渐变为圆球形或椭圆形，淀粉粒数量较多，类囊体片层厚度加大，提高了弱光下的光合效率。⑤强度遮光条件(L₂和L₃)下，连香树苗高(H)和基径(D)依次递减，生物量模型D2H显著下降，幼苗正常的生长发育变缓；但轻度遮光(L₁)与对照相比幼苗的生长指标未出现显著差异。  结论  连香树对遮光具有一定的忍耐性和可塑性，轻度遮光未对幼苗的生长带来抑制性影响；轻度遮光有利于改善林内微环境，但有效辐射光强应达自然光强的55%以上。图3表4参29     

光强对菘蓝生长、化学成分及抗氧化活性的影响

  目的  探究光强对大青叶基原植物菘蓝Isatis indigotica生长、药材大青叶化学成分及抗氧化活性的影响,为大青叶基原植物菘蓝的人工栽培提供参考。  方法  在100%全光照、60%全光照、20%全光照下种植菘蓝,观测菘蓝生长旺盛期叶片生长情况,同时测定大青叶靛蓝、靛玉红、总黄酮、总多糖、总游离氨基酸等化学成分质量分数和抗氧化活性。  结果  菘蓝叶片生长与光强呈正相关,100%全光照组的菘蓝株高、叶长、叶宽、叶片数、叶面积均为最高;大青叶靛蓝、总黄酮、总多糖质量分数均随着光强的降低而降低,且各组间差异显著(P＜0.05);靛玉红质量分数随光强的增加呈先升高后降低的趋势,60%全光照组显著高于其他处理(P＜0.05),但100%全光照组与20%全光照组间差异不显著;总游离氨基酸质量分数随着光强的降低而升高。抗氧化活性与光强呈正相关,20%全光照组的1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)自由基半清除率(I_C50)显著高于60%全光照组和100%全光照组(P＜0.05)。  结论  100%全光照下大青叶药材产量最高,且内在品质最好,较60%和20%全光照更适合栽培。表8参39     

文冠果不同种质资源的叶片解剖结构分析及抗旱性评价

  目的  评价文冠果Xanthoceras sorbifolium不同种质资源在干旱地区的适应能力，为干旱、半干旱地区筛选抗旱文冠果种质提供依据。  方法  以内蒙古自治区通辽市文冠果种质资源圃内前期筛选的200份丰产型文冠果种质资源的叶片为材料，通过制作石蜡切片对叶片解剖结构进行观测，测定了叶片厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度、蜡质层厚度等13个与文冠果抗旱性相关的指标，并基于因子分析、聚类分析和隶属函数分析的方法评价不同文冠果种质资源的抗旱性。  结果  文冠果叶片解剖结构指标之间具有显著的相关性，基于因子分析法提取了4个公因子，对变异的累计贡献率达89.99%，涵盖了13个指标的大部分信息，对文冠果抗旱性的影响程度依次为:F₁ (厚度指数因子)＞F₂ (组织指数因子)＞F₃ (表皮占比因子)＞F₄ (蜡质层占比因子)。  结论  F₁公因子中载荷较大的上/下表皮厚度、栅栏组织厚度和导管直径可作为评价文冠果抗旱性的主要指标。筛选出的90份抗旱型种质资源能兼顾丰产和节水抗旱的优点，可为干旱地区提供适宜的种质材料。图1表6参32     

巨桉EgrCIN1响应非生物逆境的分析

  目的  对巨桉Eucalyptus grandis中特有的低温响应基因EgrCIN1 (Eucgr.B02882)序列及其表达特征进行分析,并探索其在植物低温响应中发挥的功能,以丰富桉树抗寒基因资源。  方法  利用生物信息学手段分析EgrCIN1基因、蛋白序列的特征和启动子上的顺式作用元件信息;采用实时荧光定量PCR (RT-qPCR)技术分析EgrCIN1在巨桉不同组织及4 ℃不同时间、干旱、300 mmol·L?1氯化钠(NaCl)、100 μmol·L?1脱落酸(ABA)和100 μmol·L?1茉莉酸甲酯(MeJA)处理下植株叶片中的表达特征;通过EgrCIN1::GFP载体瞬时转化烟草Nicotiana tabacum进行亚细胞定位;并构建CaMV35S启动子驱动的过表达载体异源转化拟南芥Arabidopsis thaliana,获得3个转基因纯合株系后,对其进行?6 ℃低温、0.5 μmol·L?1ABA等逆境处理,分析EgrCIN1在低温胁迫响应中发挥的功能。  结果  EgrCIN1是巨桉中特有的基因,不含内含子,没有跨膜结构,启动子含有多个与逆境响应相关的顺式作用元件。该基因在茎和叶片中都有表达,而在根中不表达;在叶片中其表达受低温处理强烈诱导;同时,干旱、高盐和ABA等非生物逆境因子也能诱导叶片中EgrCIN1的表达,其编码蛋白被定位在叶绿体中。拟南芥中EgrCIN1过表达转基因株系对低温耐受性提高,对外源ABA敏感程度增强。  结论  EgrCIN1是在叶绿体表达,并可能通过ABA依赖途径参与植物低温胁迫响应,提高植物对低温的抗性。图8表2参27     

尾巨桉人工林土壤呼吸对林下植被管理措施的响应

  目的  探究不同林下植被管理措施对雷州半岛尾巨桉Eucalyptus urophylla × E. grandis人工林土壤呼吸及其组分的影响,为准确评估桉树人工林土壤碳循环提供科学依据。  方法  以尾巨桉人工林为研究对象,实施物理和化学(施用除草剂)方式去除林下植被,并以未去除为对照。采用LI-8100A土壤碳通量自动测量系统,对土壤总呼吸及其组分速率、土壤温度和湿度(5 cm深处)进行为期1 a的连续监测。  结果  物理和化学去除林下植被极显著降低了土壤总呼吸及其组分(化学去除的根系呼吸除外)(P＜0.01),且物理去除的土壤总呼吸速率(3.45 μmol·m?2·s?1)显著低于化学去除(4.15 μmol·m?2·s?1)(P＜0.01)。2种方式的矿质土壤呼吸速率和凋落物层呼吸速率无显著差异(P＞0.05),根系呼吸速率表现为物理去除(1.02 μmol·m?2·s?1)显著低于化学去除(1.37 μmol·m?2·s?1)(P＜0.05)。凋落物层呼吸、矿质土壤呼吸、根系呼吸对土壤总呼吸的贡献率分别为36.45%~39.40%、26.34%~31.29%、30.10%~39.40%。土壤总呼吸速率及其组分最高值出现在雨季(4—10月),根系呼吸速率最低值出现在7—8月。土壤总呼吸速率与土壤温度、湿度双因子拟合模型最优,能解释土壤总呼吸速率变异的75.1%(物理去除)、60.9%(化学去除)、57.1%(对照);凋落物呼吸速率时间变异主要由土壤湿度调控;根系呼吸速率与土壤温度无显著相关性,与土壤湿度呈显著负相关(P＜0.05)。土壤总呼吸的温度敏感性(Q₁₀)从大到小依次为物理去除(2.12)、化学去除(1.95)、对照(1.93)。  结论  林下植被去除通过改变林内生物和非生物因素共同作用于土壤呼吸,且物理去除林下植被相比于化学去除能更大程度降低桉树人工林土壤总呼吸速率,降低森林土壤碳排放。图4表3参49     

火焰南天竹茎段离体培养再生体系的优化

  目的  进行离体培养关键因子优化，以满足火焰南天竹Nandina domestica ‘Firepower’的规模化生产。  方法  以火焰南天竹茎段为外植体，通过对影响不定芽诱导、增殖生长和生根的基本培养基、6-苄基腺嘌呤（6-BA）和萘乙酸（NAA）不同质量浓度配比、白砂糖质量浓度及pH值等关键因子的研究，优化火焰南天竹茎段离体培养再生体系。  结果  WPM+0.50 mg·L-1 6-BA+0.10 mg·L-1 NAA为火焰南天竹不定芽诱导的理想培养基，不定芽诱导率为93.8%，且生长健壮；WPM+0.75 mg·L-1 6-BA+0.10 mg·L-1 NAA为不定芽增殖培养基，增殖倍数3.3，新芽鲜绿色、生长良好；1/2WPM+0.50 mg·L-1 NAA+白砂糖30.0 g·L-1（pH 6.0）为生根培养基，生根率达95.0%。  结论  本研究建立的火焰南天竹的离体培养再生体系可为其大规模生产提供技术支撑。     

基于SCoT标记的朱顶红品种遗传多样性分析

  目的  进一步从分子水平分析朱顶红Hippeastrum rutilum品种间的遗传多样性、亲缘关系和亲本鉴定。  方法  利用正交试验设计方法筛选朱顶红目标起始密码子多态性分子标记(SCoT)体系，并以41份朱顶红品种为材料对遗传多样性和亲缘关系进行分析。  结果  ①朱顶红SCoT标记最佳反应体系(20 μL):包括DNA 40 ng，引物 0.1 μmol·L?1；MgCl₂ 2.0 mmol·L?1，dNTPs 0.4 mmol·L?1和rTaq DNA聚合酶0.75 U (1 U=16.67 nkat)。② 12条SCoT引物从41份朱顶红品种获得77条多态性条带，平均多态性比率高达86.52%。朱顶红品种间遗传相似系数为0.292 3~0.834 3，表明41份朱顶红品种间遗传多样性较高，遗传范围广。③非加权配对算术平均法(UPGMA)聚类表明:朱顶红SCoT标记聚类与花色的相关性较大，但与瓣型相关性不大。在遗传相似系数0.420 0处将41份朱顶红品种分为两大类:第Ⅰ大类既有重瓣品种又有单瓣品种，第Ⅰ大类又分为4个小类，其中相似花色的聚为一类，Ⅰd小类中单瓣、白色的‘绣球’‘Hydrangea’(20号)和红色的‘奇迹’‘Miracle’(22号)可能是重瓣、橙红和白色组成的复色花(21号‘迎春’‘Yingchun’)的亲本；第Ⅱ大类品种多为复色花。  结论  SCoT标记技术可有效地应用于朱顶红品种间遗传多样性分析和可能亲本的鉴定。图6表4参21     

外源褪黑素处理对月季幼苗盐胁迫的缓解效应

  目的  研究外源褪黑素(MT)处理对盐胁迫下中国古老月季‘月月粉’ Rosa chinensis ‘Old Blush’的缓解效应及其机制，为解决月季栽培中的盐害问题提供理论依据。  方法  以90 d扦插苗为材料，分别通过根部浇灌0、5、10和20 μmol·L?1褪黑素进行预处理5 d后，再对根部浇灌200 mmol·L?1氯化钠溶液进行盐胁迫处理20 d，以浇灌清水的植株为空白对照，研究了外源褪黑素处理对月季盐胁迫的缓解效应。  结果  与空白对照相比，不同浓度外源褪黑素处理可显著降低盐胁迫下月季叶片的相对电导率和丙二醛质量摩尔浓度(P＜0.05)，同时可显著提高可溶性蛋白质、抗坏血酸和脯氨酸的质量分数(P＜0.05)，特别是显著提高了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)的活性，从而增强了活性氧的清除能力。  结论  外源褪黑素处理可增强月季‘月月粉’的抗氧化酶活性以及渗透调节物质的质量分数，从而抑制活性氧的积累，防止膜脂过氧化，提高耐盐性。图3参21     

元江干热河谷稀树灌草丛生态系统土壤呼吸动态特征

  目的  土壤呼吸对大气中二氧化碳浓度有重要的调节作用。萨王纳生态系统土壤呼吸是全球温室气体主要排放源之一，但是其排放特征与主要影响因子尚不清楚。  方法  以元江干热河谷(萨王纳)稀树灌草丛生态系统为对象，利用静态箱法，从2014年6月到2015年6月对元江土壤呼吸进行测量，研究了元江干热河谷稀树灌草丛生态系统土壤呼吸动态特征及其影响因子。  结果  元江干热河谷稀树灌草丛生态系统土壤温度、水分和呼吸速率具有明显的季节变化，雨季高于干季。土壤呼吸速率与土壤温度和土壤湿度分别呈指数和抛物线关系，土壤5和10 cm处温度Q₁₀分别为1.73和1.98，小于全球均值2.0，采用10 cm土壤温度能更好地模拟土壤呼吸。通过土壤温度、湿度与土壤呼吸双因子拟合分析得出元江萨王纳生态系统的土壤呼吸主要受到水分条件的制约；生态系统土壤呼吸年排放量为4.20 t·hm?2·a?1，其中雨季2.71 t·hm?2，占全年碳排放总量的64.5 %，干季的二氧化碳排放量为1.49 t·hm?2，占全年碳排放总量的35.5 %。全球萨王纳生态系统土壤呼吸均值为8.16 t·hm?2·a?1。  结论  元江土壤呼吸总量在全球萨王纳生态系统中处于较低位置，主要是因为元江萨王纳生态系统降水量较全球萨王纳低，而降水量与萨王纳地区土壤呼吸呈极显著正相关关系(R2=0.61，P＜0.001)。图4表1参72