急性低盐胁迫对斜带石斑鱼幼鱼存活、血清离子浓度和内分泌激素水平的影响

为探究急性低盐胁迫对斜带石斑鱼(Epinephelus coioides)幼鱼存活、血清离子浓度和激素水平的影响,将斜带石斑鱼幼鱼从盐度30(对照组)的水体直接转移至盐度0、5、10、20的水体中,于2 h、6 h、12 h、48 h和72 h检测幼鱼血清中的钠离子(Na~+)、钾离子(K~+)、氯离子(Cl~-)浓度和生长激素(GH)、催乳素(PRL)、皮质醇(COR)水平的变化,并记录幼鱼存活情况。结果显示,血清Na~+和Cl~-浓度随盐度增加显著上升(P0.05)。盐度0组和对照组血清Na~+浓度随实验时间变化不大,较稳定(P0.05);而盐度5和盐度10组血清Na~+浓度在6 h降低,随后升高并保持稳定(P0.05);盐度20组血清Na~+浓度随时间的延长出现显著波动(P0.05)。随时间延长Cl~-浓度在盐度0组呈显著下降趋势(P0.05),在盐度5、10和20组和对照组变化不明显(P0.05)。K~+浓度在盐度0组显著高于其它组(P0.05)。随时间延长K~+浓度在盐度0组先升后降(P0.05),而在盐度5、10和20组以及对照组则先降后升(P0.05)。GH水平在盐度20和对照组显著高于其它3组(P0.05)。随时间延长GH水平在盐度0、5和10组呈先下降至6 h处达到最低点,而后上升的趋势(P0.05),而在盐度20和对照组无显著变化(P0.05)。PRL在各试验组显著高于对照组(P0.05)。随时间延长各试验组血清PRL水平先下降后上升至12 h达到最大值后又下降(P0.05),最后趋于稳定。COR水平在盐度0、5和10组显著高于盐度20和对照组(P0.05)。随时间延长在盐度0、5和10组的变化规律与PRL水平类似,而在盐度20和对照组无显著变化(P0.05)。随时间延长在盐度0组幼鱼死亡率逐渐升高,72 h内全部死亡;盐度5组幼鱼在实验期间仅有极少数死亡,而其它组幼鱼无死亡情况,这表明斜带石斑鱼幼鱼能够适应在盐度低至5的急性胁迫下存活,但在淡水急性胁迫条件下不能长时间存活。     

滴灌条件下盐分对棉花养分及盐离子吸收的影响

在温室条件下,通过盆栽试验研究了滴灌条件下不同土壤盐度对棉花养分、盐离子吸收的影响。结果表明,棉花干物质生产受土壤盐分影响显著,高盐度条件下棉花生育进程滞后,生殖生长与营养生长不协调,造成脱落率增加,经济产量下降。土壤盐度显著影响棉花对N、P和K养分的吸收和分配;N、P和K的积累总量以及在籽棉和铃壳中的吸收量随土壤盐度增加显著降低,而茎秆和叶片受影响较小。棉花植株体内的盐分离子（Ca2+、Na+与Cl-）含量随土壤盐度的增加显著增加;吸收的盐分离子主要积累在茎叶,尤其以叶片中的盐分离子含量为最高,而籽棉的盐分离子含量较少。     

干旱胁迫下旱稻和水稻对K＋和Ca2＋的动态吸收研究

利用动态离子流检测技术,通过比较干旱作用下旱稻与水稻对K＋和Ca＋离子的动态吸收规律,探讨无机离子对旱稻和水稻的抵御干旱胁迫的作用机理,有助于筛选抗旱水稻材料。结果显示,PEG处理条件下巴西旱稻对F和ca2＋的吸收能力强于日本晴水稻,可能是由于巴西旱稻通过吸收无机离子作为渗透调节剂抵御干旱胁迫,因此具有较强的抗干旱能力。同时研究也说明,利用动态离子流检测技术比较不同材料的无机离子吸收能力,可以筛抗抗旱水稻新品种．     

茶树黄金芽CsHIPP26.1蛋白螯合离子的筛选与鉴定

重金属相关异戊二烯化植物蛋白(HIPPs)由于其独特的重金属结合域和异戊二烯序列的结构特点,成为一类重要的金属分子伴侣.为鉴定茶树(Camellia sinensis)黄金芽CsHIPP26.1蛋白的螯合离子,将pET-32a-CsHIPP26.1重组质粒和空载体分别转入大肠杆菌BL21,在分别添加4 mol·L-1的...     

盐碱胁迫下黑麦草生长及离子微区分布特征

盐碱生境通过离子毒害和渗透胁迫等抑制植物的生长发育。离子微区分布调控主要通过调整盐分在不同部位的分布来减轻Na⁺等高浓度离子对重要组织器官的毒害作用,是盐碱胁迫下植物生存的重要策略之一。为探究黑麦草在盐碱胁迫下的离子微区分布特征,本研究通过水培法,采用不同盐碱浓度(0、50、100、200 mmol·L^-1)培养液处理黑麦草植株,考察其生长、离子吸收、运输选择性和微区分布变化,揭示黑麦草对盐碱胁迫的适应机制。结果表明:1) 盐碱胁迫下,植株的相对含水率、叶绿素含量逐渐降低,电解质外渗率显著升高;当盐碱浓度大于100 mmol·L^-1时,根长、株高和生物量均显著降低,即黑麦草的耐盐阈值是100~200 mmol·L^-1;2) 盐碱浓度为50 mmol·L^-1时,植株根中K⁺/Na⁺较空白升高了48.3%,Ca²⁺/Na⁺升高了54.1%,说明黑麦草根部可通过增强K⁺、Ca²⁺的吸收来维持细胞渗透压并缓解高浓度Na⁺的毒性;3) 在50~200 mmol·L^-1的盐碱浓度下,黑麦草叶片中可溶性组分及细胞壁中Na⁺的相对含量较对照显著增加,但细胞器内Na⁺的相对含量降低,说明叶部将Na⁺富集在液泡和细胞壁中,以减少Na⁺对细胞器的毒害作用;4) 叶片微观结构的SEM电镜图片显示,盐碱胁迫下叶片表皮增厚、导管数量减少和孔径缩小。综上所述,盐碱胁迫下黑麦草不同器官的适应机理不同,根部主要通过强化K⁺、Ca²⁺的吸收,降低对Na⁺的吸收,并将Na⁺区隔化在液泡中以降低离子毒害和维持渗透调节,而叶片主要通过将Na⁺区隔在液泡及细胞壁中,以及微观结构的变化来保护细胞器免受离子毒害。本研究可为黑麦草的耐盐碱适应机制及其在盐碱土上的种植提供理论依据。     

Effect of Mixed-Salt Salinity on Growth and Ion Relations of a Barnyardgrass Species

ABSTRACT

Recent investigations of the plant genome have revealed a large degree of similarity among cereal crops (specifically within the family Triticeae) and other related grass species. Recognition of the close genetic relationship among the grasses indicates that more exotic species, such as weedy grasses, may be exploited by plant breeders to enhance biotic/abiotic stress tolerance in cereal crops. Echinochloa crus-galli (L.) ^{1 1} Mention of company names or products is for the benefit of the reader and does not imply endorsement, guarantee, or preferential treatment by the USDA or its agents. Beauv. (barnyardgrass), a wide-spread, persistent C₄ weed species of agricultural importance, is reported to tolerate high levels of salinity. Growth and ion relations were studied in barnyardgrass using mixed-salt salinity (with final electrical conductivities (ECi) of 3 (control), 7, 11, and 19 dS m^?1 in the irrigation water) to determine whether the mechanism(s) for its salt tolerance are similar to those previously reported for other cereal crops. Such a finding would indicate that barnyardgrass may possess valuable genetic traits. Ion accumulation and ion selectivity ratios in the various treatments were determined from oven-dried shoot tissue. Significant (P < 0.01) linear regressions were obtained between either fresh weight or plant height and ECi. The point of 50% reduction (C₅₀) in fresh weight was predicted to occur at about 13.9 dS m^?1; the C₅₀ value for plant height was at about 22.9 dS m^?1. Statistical analysis of calculated Gapon constants for potassium (K)/sodium (Na) indicated that ion selectivity was not affected until after 11 dS m^?1. Calcium (Ca)/Na selectivity was not significantly affected by salinity. We concluded that, similar to some cereal crops, barnyardgrass maintains growth under saline conditions by maintaining high K/Na ratios, possibly because of better membrane integrity due to high Ca selectivity.     

甘肃两种典型盐成土不同粒径土壤颗粒中盐分离子的分布特征

以甘肃粉质黏壤土(瓜州)和砂质壤土(金昌)两种不同质地的典型盐成土作为研究对象,采用干筛法进行土壤颗粒大小分级(5、2～5、1～2、0.5～1、0.25～0.5、0.25 mm),探讨盐分及其离子在不同粒径土壤颗粒中的分布特征。结果表明:土壤盐分离子的分布与土壤颗粒的粒径大小有关。对于粉质黏壤土和砂质壤土,可溶性总盐、HCO~-_3、Cl~-、SO_4~(2-)、Ca~(2+)、Na~+均主要分布在粒径0.25 mm的土壤颗粒中,其次是分布在粒径2～5 mm的土壤颗粒中,粒径5 mm的土壤颗粒中分布最少。在粉质黏壤土中,可溶性总盐、HCO~-_3、Cl~-、_4~(2-)、Ca~(2+)、Na~+在粒径0.25 mm土壤颗粒中所占百分比最高,依次为28.1%、29.7%、27.1%、32.1%、36.2%、29.3%,在粒径5 mm土壤颗粒中所占百分比最低,依次为7.9%、9.1%、8.7%、6.1%、5.8%、7.5%;在砂质壤土中,可溶性总盐、HCO~-_3、Cl~-、_4~(2-)、Ca~(2+)、Na~+在粒径0.25 mm土壤颗粒中所占百分比最高,依次为39.5%、45.7%、32.5%、36.6%、40.2%、31.3%,在粒径5 mm土壤颗粒中所占百分比最低,依次为8.1%、6.7%、9.6%、8.2%、5.8%、8.8%。Mg~(2+)的分布与土壤质地类型有关,且主要分布在粒径2～5 mm或5 mm的土壤大颗粒中。在粉质黏壤土中,Mg~(2+)在粒径2～5 mm的土壤颗粒中所占百分比最高,为24.6%,在粒径5 mm土壤颗粒中所占百分比最低,为8.6%。在砂质壤土中,Mg~(2+)在粒径5 mm的土壤颗粒中所占百分比最高,为32.4%,在粒径0.5～1 mm的土壤颗粒中所占百分比最低,为4.8%。     

秦王川灌区农田土壤盐分离子特征分析

引大入秦工程实施以来,秦王川灌区土壤次生盐渍化问题日益成为人们关注的焦点。对秦王川灌区不同时空下的农田土壤可溶性盐分离子特征进行了统计分析以及对比分析,结果表明:秦王川盆地农田土壤八大离子中,阴离子以SO42-浓度最高,CO32-浓度最低,几乎为零,阳离子以Na+浓度最高,K+浓度最低,主要盐分包括Na2SO4、CaSO4、NaHCO3和Ca(HCO3)2等;土壤中不同盐分离子之间存在着一定程度的相关性,体现了盐分的沉积学特征以及其在土壤剖面上的分化关系;土壤的盐分含量在各种因素(灌溉、蒸发、降水以及人为耕作等)影响下,是一个时刻变化的动态过程,这种动态过程可能会在某一时间点达到某种平衡,但这种平衡会被新的因素的加入而打破。     

自然状态下栓皮栎人工林空气负离子浓度与相对湿度的关系

空气负离子是衡量一个地区空气清洁度的重要指标,对人体的心理和生理机能具有重要的促进作用。随着森林生态旅游的兴起,空气负离子的发生过程及影响机制已成为生物气象、森林生态和森林康养等相关领域的研究热点。本研究以华北低丘山地栓皮栎人工林为试验对象,在2018年和2019年6−9月森林植被叶面积相对不变期间,定位观测获取人工林冠层空气负离子及微气象参数,采用Python软件筛选出光合有效辐射约为零,温度、风速及颗粒物浓度相对不变条件下的观测数据,分析空气湿度（RH）对空气负离子浓度（NAI）的影响特征,建立基于空气相对湿度的预测模型,并对模型进行检验。结果表明,在不同空气相对湿度范围内,空气负离子浓度随空气湿度的升高呈现三种变化趋势,在空气相对湿度35%～55%范围内,空气负离子浓度相对稳定,二者呈稳定常数关系;在相对湿度55%～75%范围内,空气负离子浓度迅速上升,二者呈线性递增关系;在相对湿度75%～95%范围内,空气负离子浓度适度下降,二者呈线性递减关系。在此基础上,构建了空气负离子浓度与空气相对湿度的分段拟合方程,3个湿度区间分别为NAI=729;NAI=9.396RH+198.994,决定系数（R2）为0.807（P＜0.01）;以及NAI=−4.849RH+1232.992,决定系数（R2）为0.642（P＜0.01）。各拟合函数的预测值与实测值均不存在显著差异,均方根误差（RMSE）分别为6.175、7.091、8.213,而RH在55%～75%和75%～95%范围内决定系数（R2）分别为0.806、0.836,模型的模拟精度高且均方根误差较小。说明构建的分段拟合函数能够准确反映空气相对湿度对空气负离子浓度的影响,可为进一步深入研究空气负离子对气候变化的响应机制提供基础依据。     

羟甲基交联碱木质素锰肥的锰离子缓释动力学研究

为改善中国北方土壤缺锰的问题,该文以麦草碱木质素为原料制备了羟甲基碱木质素（HMAL）;以物理混合的方式添加硫酸锰,以甲醛、尿素作为交联剂使HMAL发生缩合交联制备了羟甲基交联碱木质素锰肥（CHMAL-Mn）。CHMAL-Mn肥产率为93.7%,CHMAL-Mn肥的锰离子的饱和负载量为48 mg/g;其红外光谱表明甲醛成功交联羟甲基碱木质。以7种常见动力学和概率分布的数学模型对CHMAL-Mn肥的锰离子累积释放率的动力学试验数据的进行拟合,以R2、均方误差(e)、精确因子(Af)和偏差因子(Bf)的算数平均值比较模型拟合有效性。结果表明：对CHMAL-Mn肥的锰离子累积释放率的动力学试验数据拟合性最好的模型是Ritger-Peppa模型,其R2、e、Af和Bf的平均值分别为0.9443、0.0083、0.0223和0.0003。当CHMAL-Mn肥的锰负载量为12 mg/g时,拟合模型的缓释指数n<0.45,锰离子缓释行为以Fick扩散为主。当CHMAL-Mn肥的锰负载量大于24 mg/g时,拟合模型的缓释指数0.45≤n≤0.89,缓释机理为非Fick扩散与骨架溶蚀协同作用。当CHMAL-Mn肥的锰负载量达到饱和值48 mg/g时,拟合模型的缓释指数n为0.811,该模型预测CHMAL-Mn肥对锰离子累积缓释率的极大值为79.28%,预测缓释时间为95.92 h;模型拟合准确率为96.57%。该研究为可大幅提高碱木质对肥料锰肥的负载量,为碱木质素的综合利用和促进碱木质素在现代农业可降解缓/控释载体领域的应用提供了参考。