沙芥幼苗叶片解剖结构和光合作用对干旱胁迫的响应

为了了解干旱胁迫对植物光合作用和叶片结构的影响,明确植物光合作用和结构对干旱胁迫的响应,本研究以沙生植物、中国特有种---沙芥为材料,采用Li-6400光合仪和常规石蜡切片法,研究了干旱胁迫下沙芥光合参数、叶片解剖结构的变化,结合前期对沙芥叶片内活性氧物质含量变化的研究,试图阐述沙芥叶片应对干旱胁迫的机制,揭示沙生植物—沙芥在干旱环境中的生存策略,为植物耐旱性提供理论依据。结果表明：随着土壤含水量下降,净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔导度(Gs)、叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度呈下降趋势;海绵组织厚度呈先下降后上升的趋势;胞间二氧化碳浓度(Ci)呈上升的趋势;气孔限制值(Ls)、水分利用率(WUE)、栅栏组织和栅栏组织/海绵组织和叶片组织结构紧密度(CTR)呈先先上升后下降的趋势;且在土壤含水量大于39% WHC时沙芥光合和结构受影响较小,在土壤含水量低于39% WHC时,沙芥光合作用受到抑制,而叶片紧密度变大,能够较好的抵御干旱环境。结果表明干旱胁迫下沙芥幼苗叶片光合作用的下降是非气孔因素造成的,且其叶片结构的变化会影响光合作用,光合作用通过产生活性氧对结构也有影响。说明沙芥能够很好的适应中度干旱以上的环境,在重度干旱环境中沙芥通过调节叶片结构以适应环境,这可能是沙芥能够在沙漠地区生存繁殖的原因之一。     

岷江上游干旱河谷海拔梯度上四川黄栌(Cotinus szechuanensis)叶片的生态解剖

运用生态解剖学的方法对岷江上游干旱河谷海拔梯度上乡土优势灌木——四川黄栌(Cotinus szechuanensis)的叶片解剖特征进行了比较分析.观测的解剖学参数有叶片总厚度、表皮厚度、栅栏组织厚度(P)、海绵组织厚度(S)、P/S的比值、主脉厚度(V)、主脉中直径>50μm导管分子的数目及直径.结果表明:1)四川黄栌叶片具有中生型结构特征,但在不同海拔高度存在差异,这是其适应干旱环境的结构基础.随着海拔的升高,叶总厚度、栅栏组织厚度、P/S值和主脉厚度以及导管分子数目等均呈增大趋势,而导管分子直径减小;表皮厚度、海绵组织厚度等无明显差异.2)多元统计分析显示,叶肉组织厚度和叶片总厚度主要受温和度的影响,并随着温和度的降低而增大;P/S值和导管分子数目主要与年降水量和土壤含水量的变化有关,随着水分增加,P/S值和导管分子数目增大,而导管分子直径减小.因此,岷江上游干旱河谷地区年降雨量、土壤含水量与温和度是影响四川黄栌叶片解剖结构的主要环境因子.图1表3参28     

13种樟科植物叶油细胞和粘液细胞的分布和结构的比较研究

利用组织透明法、石蜡制片法和薄切片法比较研究了樟科５属１３种植物叶片中油细胞和粘液细胞的分布和结构．结果表明：５属１１种植物叶片中有油细胞分布,其形状多为圆形,体积较小且大小基本一致,ｄ３０～４５μｍ;４属８种植物叶片中有粘液细胞分布,其形状多为椭圆形,体积较大,ｄ６０～１００μｍ．根据透明叶片观察,不同植物油细胞的分布密度不同;从叶片横切面观察,有些种油细胞分布于整个叶肉中,有的分布于栅栏组织与海绵组织之间及海绵组织中,有的仅分布于栅栏组织内．粘液细胞有些种分布于整个叶肉,而有的仅分布于栅栏组织中．因此,叶片内油细胞的分布密度、油细胞和粘液细胞的分布位置及其大小在种与种之间存在明显的差异,此种结构特征具有分类学上的意义     

三叶爬山虎叶片解剖结构和光合生理特性对3种生境的响应

藤本植物生活环境的时空变化较为剧烈,为适应异质性生境常表现出较大的可塑性,其形态解剖结构及光合生理特征被认为能很好地体现对异质生境的适应。为了明确藤本植物叶片结构和光合作用对不同生境光强的响应策略,以木质藤本三叶爬山虎（Parthenocissus himalayana）为对象,采用光合仪测定和解剖显微观察的方法研究了哀牢山亚热带湿性常绿阔叶林的林外（全光照）、林缘（遮荫）和林内（荫生）3种自然生境中三叶爬山虎的叶片解剖结构和光合生理特征的变化,以期阐述三叶爬山虎对不同光环境的生态适应能力及策略,为森林生态系统的管理和物种多样性的保护及群落优化配置提供理论依据。结果表明：从林内到林外随着生境光强增加,叶片厚度（157.77～299.17μm）、上表皮厚度（21.30～28.40μm）、栅栏组织厚度（30.83～124.65μm）、栅栏组织细胞面积（430.95～652.97μm2）显著增大（P〈0.01）,栅栏组织细胞长度（29.23～49.54μm）和周长（86.58～155.17μm）、下表皮厚度（16.14～19.01μm）、气孔长度（24.13～27.10μm）和气孔密度（86.20～129.41个·mm-2）呈显著上升趋势（P〈0.05）。栅栏组织细胞宽度（19.67～22.81μm）在3种生境中无显著差异。叶片解剖结构性状的平均可塑性值为0.37,其中最大值是栅栏组织细胞长度（0.67）,最小值是气孔长度（0.11）。光饱和点（201.27～1299.17μmol·m-2·s-1）、光补偿点（3.86～29.88μmol·m-2·s-1）、饱和光强最大光合速率（2.20～12.03μmol·m-2·s-1）、暗呼吸速率（0.17～2.19μmol·m-2·s-1）、CO2补偿点（83.01～237.26μmol·m-2·s-1）、饱和CO2最大净光合速率（2.07～25.49μmol·m-2·s-1）、光呼吸速率（0.36～7.57μmol·m-2·s-1）、初始羧化效率（0.006～0.035μmol·μmol-1）随着生境光强的增高呈上升趋势,而表观量子效率（0.067～0.031μmol·?     

鲁东丘陵同质生境中11个树种叶解剖学特性比较

叶片是植物应对环境变化较为敏感的器官,叶解剖结构在一定程度上也体现出了树木对特殊生境的适应能力.为阐明植物对干旱生境的适应特征,对鲁东丘陵石灰岩山地同质生境内11个树种叶片以及叶脉的解剖结构进行分析.结果显示,各树种均为异面型叶,该类型叶片在解剖结构上具有显著的栅栏组织和海绵组织区分.叶表皮厚度在不同树种之间无明显差异,但上表皮普遍较下表皮厚(上表皮平均厚度为34.66μm,下表皮平均厚度为17.87μm).分别按乔、灌、藤3种生活型进行统计,发现叶片上下表皮厚度在生活型之间差异并不显著.各树种叶片均具有较发达的栅栏组织,而海绵组织排列较为稀疏.栅栏组织厚度与海绵组织厚度平均比值为2.42.在叶脉解剖结构中,各树种1级叶脉木质部厚度与韧皮部比值在1.43-5.30之间,且在树种间有显著差异,但该比值在乔、灌和藤3种生活型之间的差异不显著.叶脉解剖性状与叶片解剖性状存在显著相关(P 0.01).栅栏组织厚度与海绵组织厚度比值、叶脉木质部厚度在一定程度上表征了树种对干旱生境的适应能力.本研究从叶解剖特性方面阐明了叶片对干旱生境的适应特征,可为未来干旱瘠薄山地植被修复树种选择提供参考.(图4表4参48附图2)     

哀牢山12种木质藤本植物在不同生境下叶片解剖结构的比较

为了探讨藤本植物对不同生境的适应性,以哀牢山亚热带常绿阔叶林中12种常见的木质藤本植物为研究对象,包括6种林窗更新的、喜光或适应高光强生境的常绿蔷薇(Rosa longicuspis)、山羊桃(Actinidia callosa)、南蛇藤(Celastrus angulatus)、五风藤(Holboellia latifolia)、云南清风藤(Sabia yunnanensis)、圆锥悬钩子(Rubus paniculatus)和6种林缘或林内更新的、喜荫或适应低光强生境的冷饭团(Kadsura coccinea)、石宝茶藤(Euonymus vagans)、川西尾叶素馨(Jasminum urophyllum)、冠盖绣球(Hydrangea anomala)、肖菝葜(Heterosmilax japonica)和葡萄酸藤子(Embelia procumbens),使用石蜡切片法对其在林窗(全光照)、林缘(遮荫)和林内(荫生)3种生境下的植物叶片进行了解剖观察和比较分析,研究不同生境对这12种木质藤本植物叶片结构的影响。结果表明,(1)从林窗到林缘再到林内,12种木质藤本植物的叶片平均厚度、上表皮平均厚度、栅栏组织平均厚度、栅栏组织细胞平均长度和栅海比均呈现逐渐降低的趋势,且林窗更新的木质藤本植物的下降趋势大于林缘、林内更新的。(2)栅栏组织细胞层数及其长度随生境光强减弱显著减少和变短,导致栅栏组织平均厚度显著变小,可作为藤本植物响应生境变化的重要指标。(3)12种木质藤本植物的总体表型可塑性指数平均值为0.47,其中,6种林窗更新的藤本植物的总体表型可塑性指数平均值(0.58)大于6种林缘、林内更新的藤本植物的(0.36)。结果说明,木质藤本植物叶片解剖结构表现出对生境光强具有很强的适应性;同时,喜光或适应高光强的藤本植物对异质光生境的适应能力强于喜荫或适应低光强的藤本植物,这可能是前者能够在常绿阔叶林3种生境中具有更高分布频率,而后者多分布于林缘和林内生境的原因之一。     

蒙古沙冬青叶片解剖特征与生态因子的关系

蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)是中国西北干旱地区植物群落主要建群种之一,对生态环境恢复有着重要意义。以26个蒙古沙冬青群落植物叶片为试验材料,利用石蜡切片法观察叶片解剖结构,测定了叶片厚度、上、下表皮细胞厚度、上、下栅栏组织厚度、叶脉厚度6项叶片结构指标,随后通过Pearson’s相关系数和冗余分析法(RDA)分析叶片解剖结构与生态因子(经度、纬度、海拔、年均温、年均降雨量、生长季降雨量、太阳辐射、蒸汽压、有机质、土壤水分、土壤全氮、土壤全磷、土壤pH)之间的关系。结果表明:(1)为了适应高温、干旱的生长环境,蒙古沙冬青叶片表皮肥大,叶肉全部栅栏化,主脉突出,维管束发达,具有典型的旱生结构;(2)叶片厚度、上表皮细胞厚度与辐射存在显著相关性,上、下表皮细胞厚度与纬度、年均降雨量、生长季降雨量、蒸汽压、土壤全氮存在显著相关性,上栅栏组织厚度与年均降雨量、生长季降雨量存在显著相关性;(3)RDA分析表明:影响蒙古沙冬青叶片解剖特征变化的生态因子大小排序为气候因子土壤因子空间因子。研究结果能为蒙古沙冬青植物资源的保护及合理利用提供理论依据。     

转野生荠菜凝集素基因棉花对赤子爱胜蚓的影响

在实验室条件下分别给赤子爱胜蚓(Eisenia foetida)饲喂在自然状况下可能接受的棉叶最高添加量和2倍最高添加量的转野生荠菜凝集素(WSA)基因棉花(Gossypium hirsutum)叶片,并以其亲本棉花叶片为对照,以牛粪为阴性对照,以农药为阳性对照,研究种植转WSA基因棉花对赤子爱胜蚓死亡率、生长及繁殖的影响。结果表明,在49 d的试验周期内,与取食亲本棉花叶片的赤子爱胜蚓相比,取食转WSA基因棉花叶片的赤子爱胜蚓的死亡率,体质量,GST、SOD、纤维素酶活性以及蚓茧数和小蚯蚓数均无显著差异,未发现转WSA基因棉花对赤子爱胜蚓有不利影响。     

惠州绿化乔木叶片及其叶面降尘对大气SO2污染的生物监测

采用常规采样及碱片挂片法同步监测广东省惠州市大气SO2体积分数,用ICP-AES测定了惠州市不同功能区的2种主要绿化树种大叶榕(Ficus virens Ait var.sublanceolata(Miq.) Corner)、紫荆(Bauhinia blakeana)叶片及其叶面降尘的硫质量分数。结果表明,不同功能区植物叶片和降尘的硫质量分数差异显著,其综合污染指数(PI)以商业交通区、工业区、居住区、清洁区的趋势递减。叶片中硫的质量分数随春、夏、秋季而增长,季节差异显著。植物叶片、降尘中硫质量分数随交通流量的减少而降低。叶片和叶面降尘中硫的质量分数与大气硫酸盐化速率三者显著相关,大叶榕和紫荆与降尘协同生物监测大气SO2的二元数学模型的相关系数分别为R=0.995和R=0.990,明显优于植物与硫酸盐化速率监测SO2的常规一元数学模型。表明大叶榕、紫荆叶片及其叶面降尘均可作为城市区域大气SO2污染的有效指示剂,叶片的长期效益和季节效益显著,降尘则短期效益显著;两者协同监测,可靠性和灵敏度更高,应用前景广阔,可为地方和区域环境监测和评价提供参考。     

不同水分条件下三裂叶豚草叶解剖结构的生态适应性

三裂叶豚草（Ambrosia trifida）是世界公害杂草,于20世纪30年代传人我国后,对我国人民的生产生活和生态系统造成了严重危害。本研究以我国北方地区主要分布的入侵植物三裂叶豚草为对象,采用盆栽实验的方法及石蜡切片技术,在Zeiss Image．A,光学显微镜下研究不同土壤水分条件下三裂叶豚草叶片解剖结构的变化。结果表明：三裂叶豚草在90％土壤相对含水量处理下叶片厚度、上下表皮厚度均增加,是细胞储水量增加,细胞体积增大的结果;在50％、30％土壤相对含水量处理下三裂叶豚草叶片变薄、栅海比值增大,是典型的节约型干旱适应,同时叶肉栅栏细胞层数增加、栅栏细胞密度增大,表现出强壮型干旱适应特征;干旱胁迫程度越大,三裂叶豚草叶显微结构变化越大。不同水分条件下三裂叶豚草解剖特征总体可塑性值为0．39,具较高可塑性,其中叶片厚度、上表皮厚度、下表皮厚度、栅栏组织与海绵组织的厚度比（P／S）、栅栏细胞密度等指标较栅栏组织厚度、海绵组织厚度具有更大可塑性,表明这些因素对三裂叶豚草成功入侵有较大作用。     

Larrea tridentata叶片解剖结构与保水特性的研究

为了解L.tridentata叶片在解剖学方面适应干旱的特征以及叶片的保水特性,采用石蜡切片法观察L.tridentata叶片的解剖结构,同时测定叶片保水曲线。结果显示：L.tridentata叶片厚233.6μm,表皮细胞大,具有较厚的表皮细胞外壁与角质层,上表皮外壁与角质层总厚度为23.7μm;栅栏组织发达,在叶片中占55%,细胞细长,排列紧密。从叶片保水曲线上看,L.tridentata叶片从失水到基本恒重的时间为120 h左右,显示其叶片抗脱水能力强。     

上海市宝山区大气降尘污染时空变化特征

为了探讨上海市宝山区大气尘降污染的时空变化特征,对上海市宝山区冬、春、秋季3个时段的大气降尘采样和分析,利用单因子指数法和空气污染指数法对宝山区降尘污染进行评价.结果表明,宝山区降尘通量为3.4-52.5 g·m~(-2)·month~(-1),各个季节的降尘总量上,春季高于冬季,秋季最低;从区域受污染范围大小看,春季>冬季>秋季,其中春季48.7%的区域受到污染;冬季最高降尘污染等级是三个季节中最高的,达到重污染水平;工业区的降尘通量和降尘污染等级都显著高于其他功能区,是宝山最主要的降尘污染源.     

亚热带东部壳斗科6种常绿植物叶的生态解剖

选取亚热带东部替代分布明显的壳斗科6种常绿树种（青冈，小叶青冈，细叶青冈，苦槠，甜槠和石乐）的11个种群叶片进行生态解剖，并用SPSS，DCA和TWINSPAN比较分析，结果表明：（1）尽管6种11个种群叶的结构仍属中生叶型，但有着不同程度的趋旱适应；（2）叶的解剖性状在属间，种间和种群间均存在着不同程度的差异，这是它们适应各自生境的结果，青冈和石栎的种内差异较大，反映出它们对环境变化有较强响应能力；（3）叶片的不同解剖性状在属，种类和种群间的变化并不同步，其中叶片和栅栏组织厚度等性状差异突出，反映它们更易受环境的饰变，是生态适应性状，而海,上角质膜，特别是下表皮厚度等性状差异较小，显示出这些性状的稳定性，可以认为是系统演化性状；（4）苦槠，青冈具有较厚的叶片，栅栏组织，角质膜和发达输导和机械组织，苦槠还具有复表皮，表现出对旱化生境的适应；甜槠尽管具有复表皮和较厚的叶片，但这是海绵组织增厚的结果，是对中生生境的适应；小叶青冈和细叶青冈具有较垢叶片和栅栏组织，角质膜厚度居中等特点，可能是对中山凉湿生境的。图版1图2表2参24     

逆境下植物叶性状变化的研究进展

介绍了逆境下植物叶性状变化的研究进展。在逆境下,植物的叶片形态、解剖构造和内含物质等方面产生变化或特化,以保证植物正常的生命活动。解剖构造与树木的抗旱性关系密切,渗透调节是一个重要的抗旱性和抗盐性机制。植物为了减少虫害的发生,采用防卫和逃避相结合的策略保护自己。叶片中午受到强光胁迫时存在明显的＂避光运动＂,栅栏组织的叶绿体通过不同的运动排列方式来调整对光辐射的吸收,减少光胁迫。植物在阴蔽的环境中,通过大的叶面积等方式保证在弱光条件下充分利用光能。在干旱和盐胁迫下,叶片变小或消失,叶片表皮角质化,在叶片或细胞外形成一些机械组织,叶肉质化,白天叶片气孔关闭等方式增加耐盐性。多年生落叶树木和不落叶的植物通过不同的方式增加抗寒力。基因对叶性状的影响尚有争议。叶性状的差异可能是对不同环境的反映,或者是它们的年龄和基因引起的。最后,对叶性状的研究前景作了展望。     

Leaf structural diversity is related to hydraulic capacity in tropical rain forest trees

The hydraulic resistance of the leaf (R1) is a major bottleneck in the whole plant water transport pathway and may thus be linked with the enormous variation in leaf structure and function among tropical rain forest trees. A previous study found that R1 varied by an order of magnitude across 10 tree species of Panamanian tropical lowland rain forest. Here, correlations were tested between R1 and 24 traits relating to leaf venation and mesophyll structure, and to gross leaf form. Across species, R1 was related to both venation architecture and mesophyll structure. R1 was positively related to the theoretical axial resistivity of the midrib, determined from xylem conduit numbers and dimensions, and R1 was negatively related to venation density in nine of 10 species. R1 was also negatively related to both palisade mesophyll thickness and to the ratio of palisade to spongy mesophyll. By contrast, numerous leaf traits were independent of R1, including area, shape, thickness, and density, demonstrating that leaves can be diverse in gross structure without intrinsic trade-offs in hydraulic capacity. Variation in both R1-linked and R1-independent traits related strongly to regeneration irradiance, indicating the potential importance of both types of traits in establishment ecology.     

虱螨脲在棉花和土壤中的残留动态

在长沙和郑州2地进行田间试验,采用液相色谱技术研究虱螨脲在棉籽、棉叶及土壤中的残留动态.结果表明:虱螨脲在棉叶、棉籽和土壤中的添加回收率分别为86.0%～94.7%、88.5%～92.1%和83.9%～97.7%;最低检出浓度分别为0.025、0.025和0.006 mg·kg-1.虱螨脲在棉叶和土壤中的半衰期分别是3.06～3.45和2.51～2.88 d.在推荐使用剂量和高剂量条件下,收获的棉籽中虱螨脲最终残留量均未检出,拟推荐我国棉籽中虱螨脲的MRL(最高残留限量)值为0.05 mg·kg-1.     

镉胁迫下磁场对绿豆幼苗根茎叶显微结构的影响

以绿豆(Vigna radiata)为实验材料,比较研究了不同剂量磁场处理绿豆种子对种子电导率、幼苗生长和叶绿素含量的影响以及镉胁迫绿豆幼苗根、茎、叶显微结构的影响.结果表明:1)与对照相比,400mT、600mT、800mT、1000mT磁场均显著提高了种子电导率,且随着磁场强度的增加电导率显著增大;2)400mT、600mT、800mT磁场均能显著提高绿豆幼苗叶片叶绿素含量和幼苗发育,比较而言600mT效果最好,1000mT处理则显著降低了叶片叶绿素含量,抑制了幼苗发育;3)与对照组相比,5μmol·L-1镉胁迫绿豆幼苗栅栏组织和海面组织细胞排列紧密,厚度变薄,而种子经过600mT磁场预处理后再进行镉胁迫,厚度接近对照组.对于茎和根而言,镉胁迫抑制了形成层细胞分裂,维管束体积缩小,而种子经过600mT磁场预处理后再进行镉胁迫,其维管束体积增大接近对照组.表明,600mT磁场预处理种子可改善镉胁迫对幼苗的伤害.     

Modeling cotton (Gossypium spp.) leaves and canopy using computer aided geometric design (CAGD)

The research presented here develops a geometrically accurate model of cotton crop canopies that can be used to explore changes in canopy microenvironment and physiological function with leaf structure. We develop an accurate representation of the leaves, including changes in three-dimensional folding and orientation with age and cultivar. Photogrammetrical analysis of leaf surfaces is used to generate measured points at known positions. Interpolation of points located on the surface of the cotton leaves is then performed with a tensor product interpolants model that generates a generic leaf shape. Dynamic changes in leaf shape and canopy position over the growing season are based on measurements of cotton canopies in the field, and are used to modulate the generic leaf shape. The simulated leaves populate a canopy element based on statistical distributions from measured crop canopies. The simulation is found to give a good representation of cotton canopy leaves, adequately capturing the three-dimensional structure of the leaves and changes in leaf shape and size over the growing season. The simulated canopy accurately estimates leaf area index, except for the earliest measurement period prior to canopy closure. The application of the CAGD algorithm for representing cotton leaf and canopy geometry, and the technique for changing the leaves’ spatial position, size and shape through time of four representative cotton canopies is found to be a useful tool for developing a realistic crop canopy. We use leaf area index (LAI) as a measure of the accuracy of model-predicted LAI values in comparison to LAI in crop canopies in situ, obtaining r² values ranging from 0.82 to 0.92. The level of detail captured in the model could contribute greatly to future studies of physiological function and biophysical dynamics within a crop canopy.