用根压法研究竹子的耐旱、耐寒性

水分在植物体内长距离传输是植物水分研究中一个很重要的研究方向(Tyree,1997;Steudle,2001;Zimmermann et al.,2002;2004)。木质部管道分子(导管或管胞)是植物体内水分长距离运输     

利用氘同位素研究太行山南麓枣树水分利用的季节性变化

通过测定水中氘同位素的比值来研究枣树在不同水分条件下水分利用的季节性变化.试验结果显示:深层土壤δD值比较稳定,表层土壤水因蒸发而产生氢同位素的分馏,氘同位素富集,旱季表层土壤δD值与土壤含水量呈极显著负相关(R2=0.69,P＜0.01).枣树枝条δD值与表层土壤δD值呈极显著的正相关(R2=0.75,P＜0.01),与深层土壤δD值相关性不强,表明来源于表层土壤的水分能显著地影响到枝条δD值变化.雨季的降水不但增加表层土壤水分含量,也促使表层新根的生长.其根长比旱季增加621.46%,尤其是细根(平均直径0.16mm),从而提高根系对表层土壤水分的吸收.枣树枝条中的水分有一半以上来自于深层土壤,表层土壤水分的贡献决定枣树体内的水分平衡和受胁迫的程度.枝条中的δD值与枝条栓塞程度、叶片水势和光合速率显著相关,枝条δD值可以作为水分生理状态的一个指标.利用枝条δD值来量化植物水分欠缺程度,可以为植物水分利用效率研究提供参考.     

干旱和坡向互作对栓皮栎和侧柏生长的影响

用年轮学方法测定了不同坡向的栓皮栎和侧柏的年轮宽度及相应的年树干面积增长量,同时测定了旱季碳稳定同位素比值(δ13C)及不同坡向之间的微气象指标差异,分析了不同坡向两种树木径向生长与旱季降雨量的关系,目的是探索在华北石质山区季节性干旱条件下坡向对栓皮栎和侧柏生长的影响.结果显示阴坡栓皮栎和侧柏年轮和年增加的截面积显著大于阳坡,两个树种都表现出阳坡δ13C值显著(P＜0.05)大于阴坡,阳坡栓皮栎δ13C值比阴坡高1.17,而阳坡侧柏的δ13C值比阴坡高0.56.白天,阳坡气温高于阴坡、相对湿度低于阴坡、饱和蒸汽压匮缺高于阴坡.分析显示旱季降雨量和栓皮栎的树干截面积年增长量显著(P＜0.05)相关,而旱季的降雨量和侧柏的截面积年生长没有显著关系.结果表明:相对于侧柏,干旱条件更严重的影响到栓皮栎生长和叶片水分利用效率,反映出这两种树木耐旱能力的差异,以及应对干旱策略的不同.华北石质山区的土壤储水能力低,阳坡较大的蒸散加剧了干旱对树木生长的不利影响.     

水分和光照条件对核桃-黄豆农林复合系统中黄豆光合作用和生长的影响

【目的】研究核桃-黄豆农林复合系统中不同种植位置间作作物在不同水分、光照条件下的水分利用和碳代谢,为更好了解种间相互作用对植物生长的影响提供参考。【方法】2017年,在太行山南麓低山丘陵区核桃-黄豆农林复合系统中,测定不同种植位置黄豆在旱季(7月中旬)和雨季(8月下旬)的土壤含水量、凌晨和正午水势、正午茎秆导水损失率(PLC)、株高和基径、生物量以及根、茎、叶的非结构性碳(NSC)含量。【结果】1)在旱季,随着与核桃树距离的增加,土壤含水量降低,黄豆凌晨和正午水势下降,正午茎秆PLC上升,距核桃树1. 5和2. 5 m的黄豆光合速率和气孔导度较大,距核桃树0. 6 m和单作的黄豆光合速率偏低,但总体上间作和单作的黄豆气体交换没有显著差异。旱季生物量、根冠比和NSC随着与核桃树距离增加而增大。2)在雨季,除距核桃树0. 6 m处土壤含水量偏低外,其余位置均无显著性差异,土壤含水量比旱季高60%以上。不同种植位置黄豆凌晨水势没有显著性差异,但单作黄豆正午水势更低,茎秆PLC较间作黄豆严重。光合速率、气孔导度、生物量、NSC含量、根冠比均随着与核桃树距离增加而增大。根、茎、叶NSC含量均显著高于旱季,主要由淀粉储藏增加引起。【结论】在旱季,不同种植位置黄豆水分状况均受一定程度的干旱影响,复合系统中间作黄豆水分状况好于单作,但旱季水分胁迫没有显著影响光合作用和生长;遮荫的影响覆盖了水分状况改善的作用。在雨季,复合系统中黄豆主要受遮荫影响,距离树木越远生长情况越好。在研究年份水分不是主要限制因子的情况下,间作互利作用未体现,而复合系统中的光能竞争会导致间作黄豆生长量明显下降。     

欧美杨107杨抗硫无性系的变异及其抗氧化保护系统对SO2响应

系统比较欧美杨107杨抗大气SO<,2>污染的无性系和普通欧美杨107杨在抗氧化体系差异,以及它们在生长和气体交换方面对SO<,2>熏气的反应.抗硫无性系表现出显著更强的抗SO<,2>能力.在SO<,2>熏气条件下,抗硫无性系维持较强的光合速率和高存活率.在12 mg·m<'-3>SO<,2>浓度下,普通107杨无性系下降了56%,而抗硫无性系的光合速率仅下降了13%.抗硫无性系比普通107杨无性系的SOD活性高出16%,GSH含量高出24%.和普通107杨相比,抗硫无性系气孔明显更大,但气孔密度变小;抗硫无性系叶片的角质层更厚实.结果表明:抗硫无性系中高的SOD活性和GSH含量对减轻SO<,2>的毒害起到重要作用.     

干旱-溃疡病菌胁迫下北京杨水通道蛋白基因表达特征分析

为揭示杨树溃疡病发生进程中的水分生理学机制,本研究以1年生北京杨为材料,对干旱-溃疡病菌胁迫下的杨树管家基因表达稳定性、与植物水分运输密切相关的杨树水通道蛋白基因家族的表达特征进行了实时定量PCR(RT-qPCR)分析。结果表明:12个管家基因的表达稳定性不同,TUB、UBQ、EIF4β-L、CYP、EF1α2表达稳定性最高,ACT2和ACT11稳定性最差;配对分析显示TUB、EIF4β-L和UBQ为干旱胁迫-溃疡病菌胁迫下基因表达检测的最优内参基因组合;干旱及溃疡病菌胁迫下,水通道蛋白基因的表达模式并不相同,说明这两种胁迫对杨树水分代谢具有不同的影响;干旱-溃疡病菌双重作用下,PIP1;1、PIP1;3、PIP1;5、PIP2;4、PIP2;7等5个基因的表达显著高于干旱、溃疡病菌两种胁迫的单独作用,揭示这两种环境胁迫对水通道蛋白基因表达具有一定的协同作用。     

宝天曼三桠乌药对降雨减少后的生理生态响应

[目的]在宝天曼森林原位建立降水减少(截雨)样地后,样地内的三桠乌药出现了顶端枯死,本研究从水和碳的角度,探讨三桠乌药顶端枯死的原因。[方法]2013年4月在宝天曼锐齿栎林原位建立了3块截雨样地,在2014年生长季干旱时,采用压力室、低压液流系统和蒽酮硫酸法测定了三桠乌药的水力系统特征和非结构性碳等指标。[结果]显示:(1)三桠乌药在截雨处理后出现了顶端枯死;三桠乌药最大导管长度约为60 cm,栓塞50%时的水势(P50)为-1.43 MPa,其木质部栓塞脆弱性较大。在截雨处理1年后生长季较干旱时,净光合速率、凌晨水势、中午水势显著低于对照,中午栓塞显著高于对照,且水力安全边际为负值。(2)三桠乌药气孔导度、蒸腾速率、叶面积、导管直径、边材比导率、叶片比导率显著下降,Huber值、导管密度显著升高;而叶片、韧皮部、木质部3个器官的可溶性糖、淀粉、总非结构性碳与对照差异不显著。[结论]水力失衡是三桠乌药顶端枯死的主要原因,而蒸腾面积、水分输导系统等的变化表明三桠乌药在缺水环境下进行了一定的适应性调节,但这些调节不足以使三桠乌药在缺水情况下避免水力失衡而导致的顶端枯死。     

侧柏抗病单株对叶枯病抗生机制研究

本文比较测定了对叶枯病具有高度抗性的侧柏单株叶中木质素和纤维素含量,苯丙氨酸解氨酶（ＰＡＬ）和超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）,以及细胞含水量和肉质化程度。结果表明,抗病单株叶片细胞中木质素和纤维素的含量高于普通的感病侧柏;抗病单株的ＰＡＬ活性和ＳＯＤ活性也明显高于感病株。并且发现ＰＡＬ活性木质素含量之间具有高度相关性。抗病单株的细胞含水量和肉质化程度则显著地低于感病株。综上指标说明,抗病单株在生理生化和     

基于具缘纹孔膜特征的木质部栓塞机制研究进展

木质部栓塞指外界气泡进入木质部充水管道导致的植物水分传导功能受阻。木质部输水管道间具缘纹孔膜是木质部栓塞形成、扩散和疲劳产生的关键部位，近年来，具缘纹孔膜特征在木质部栓塞机制研究中日益受到关注。为更全面和清晰理解木质部栓塞形成、扩散和疲劳过程中具缘纹孔膜的作用，本研究在整理分析国内外木质部栓塞相关研究的基础上，首先探讨被子植物、裸子植物木质部栓塞的形成机制和扩散规律，阐释栓塞形成和扩散的“气种假说”,明确具缘纹孔膜的核心作用；然后分别针对具缘纹孔膜的构造、化学、物理和微力学性质与微液流行为等主要特征以及不同特征间的相互关系，归纳具缘纹孔膜在木质部栓塞形成、扩散和疲劳等不同阶段的重要作用，概述三维结构模型构建、化学成分原位检测、力学行为模拟和单个纹孔膜微液流量化分析等具缘纹孔膜特征关键表征方法的发展现状和问题；最后提出木质部栓塞应优先开展的3方面研究：1)不同水分条件下具缘纹孔膜化学成分、物理和力学性质的变化；2)气泡在水分与具缘纹孔膜三维孔隙结构间水-固耦合界面的形成与扩散方式；3)不同水分条件下具缘纹孔膜结构变化及其对微液流效率的影响。同时，亟待突破具缘纹孔膜三维空间结构的原位精准表...     

普瑞杨、46杨及107杨的林内SO2浓度及叶片硫酸根离子含量差异

[目的]研究3种杨树对空气中SO₂的吸收和转化作用,探索普瑞杨抗SO₂的机制以及净化大气的能力。[方法]在普瑞杨、46杨和107杨森林中,测定林内、林外空气中SO₂浓度的日动态变化,并测定在SO₂污染环境和非污染环境条件下杨树叶片中硫酸根(SO₄^2-)离子的浓度,依此比较3种杨树对SO₂污染的净化作用。[结果]从林内、林外SO₂浓度的日动态变化可见,3种杨树均能吸收SO₂,其中,普瑞杨吸收SO₂、净化空气的能力显著大于107杨和46杨。无论在高浓度还是低浓度SO₂环境下,普瑞杨叶片中的硫酸根离子含量均显著高于46杨和107杨,说明普瑞杨具有更强的吸收SO₂并转化为无毒含硫化合物的能力,这也是普瑞杨抗SO₂的重要机理。[结论]普瑞杨具有比107杨和46杨更强的净化SO₂污染环境的能力,...