植物中的褪黑激素:含量、检测方法与功能

近年来发现褪黑激素不仅存在于动物中,而且在植物尤其是药用植物和食用植物中也普遍存在.目前国外对植物中的褪黑激素研究比较关注,国内仅有个别报道.本文综述了截止目前国内外对植物中褪黑激素含量与功能的研究进展,同时也介绍了褪黑激索的测量方法等.检测褪黑激素的方法有HPLC(高效液相法),RIA(放射免疫测定),LC-MS(液相色谱-质谱),GC-MS(气相色谱-质谱)等方法.褪黑激素在植物中有许多重要功能,如抗自由基抗氧化,促进植物生长和影响短日照植物开花,促进果实成熟以及抑制细胞程序性死亡等.因此研究褪黑激素在植物中的含量和功能对人们的生产生活具有较大的实际意义.最后讨论了植物中褪黑激素研究及其在农业生产中应用的前景.表1参41     

NaCl胁迫下盐芥和拟南芥化合物含量与蛋白质结构变化比较——傅立叶红外光谱法

以盐生植物盐芥为材料,中生植物拟南芥为对照,研究了NaCl胁迫下盐芥和拟南芥叶片Na 含量、化合物含量和蛋白质结构变化的差异.应用傅立叶红外光谱(FTIR)的分析方法,揭示了拟南芥和盐芥叶片中酯类、蛋白质、碳水化合物含量、蛋白质二级结构在盐胁迫下的不同响应.结果表明,随着200 mmol/L NaCl胁迫0～48 h,盐芥叶片中蛋白质和酯类含量持续增加,碳水化合物含量逐渐降低,仍比拟南芥的含量高出30%;而拟南芥在50 mmol/L NaCl胁迫下的蛋白质、碳水化合物和酯类合成量逐渐降低.应用曲线拟合酰胺I区波峰,分析发现叶片中蛋白质二级结构有1 668 cm-1和1 638 cm-1两个组成部分.通过比较发现,盐芥与拟南芥叶片中酰胺I区1 668 cm-1波峰面积随时间延长而逐渐增加的变化趋势相似,而盐芥叶片中1 638 cm-1波峰面积比拟南芥的显著增加,因此使盐芥的1668/1638 cm-1比值逐渐降低,拟南芥1668/1638 cm-1比值逐渐升高.由此揭示,盐芥植株通过增强的蛋白质、酯类合成代谢调控能力抵御盐胁迫的损伤,而且盐芥叶片总蛋白质二级结构比拟南芥的更趋稳定,与叶片中Na 含量的变化趋势显著相关.因此盐芥为了适应高浓度盐胁迫,具有叶片蛋白质、酯类快速合成以及蛋白质构象更趋于稳定的积极响应.图6表1参29     

城市化影响下北京市外来入侵植物特征及其分布

通过文献资料分析和实地调查相结合的方法,对北京市外来入侵植物的种类、生活型、起源地、引入途径和分布等特征进行了分析,结果表明:该地区共有48种外来入侵植物,隶属39属19科,其中菊科、禾本科、苋科和大戟科植物为优势科,占到了所有入侵植物总数的60.4%.除火炬树外,其余47种植物均为草本植物,以起源于美洲的居多(70.8%),多为伴随种子苗木运输无意引进.入侵植物分布受城市化水平和人口密度影响显著,城市功能扩展区分布有最多的入侵植物,就入侵种分布密度而言,城市功能拓展区和城市核心区均明显高于近郊区和远郊区.目前北京入侵植物主要分布于农田、绿地、花圃等半人工生态系统,尚处于可控范围之内,但北京的自然地理条件及城市化进程使其仍存在较高的入侵风险,在将来的防治工作中应采取更加严格的检疫措施.     

新疆沙冬青和蒙古沙冬青叶片及其生境土壤中15种无机元素的含量比较

采用单道扫描等离子体发射光谱仪(ICP)和微波消解仪测定了新疆沙冬青和蒙古沙冬青两种珍稀植物的叶片及生境土壤环境中15种无机元素(Al、B、Ca、Cu、Fe、Mg、Mn、Na、Ba、La、Co、Ni、Pb、Rb和Ti)的含量,其中两种沙冬青叶片及生境土壤中含量最大的元素均为Ca,最小的均为Co.应用两个独立样本检验(Independent-samples T Test)中的曼-惠特尼U检验法(Mann-Whitney U)分析15种无机元素的差异性,结果显示,两种沙冬青的土壤环境相似;叶片的无机元素除了5种元素(B、Fe、Co、Ni和Ti)呈现显著性差异以外,其余元素含量差异不显著;通过比较叶片和土壤的元素含量发现,15种元素均呈现显著性差异;通过叶片内无机元素的浓度与生境土壤中该元素浓度的比值比较,发现Pb和Ti两种元素的叶片内浓度与生境土壤中浓度比值存在显著差异.图1表7参25     

镉胁迫对龙葵幼苗光合特性和营养元素吸收的影响

采用模拟镉污染土壤培养法研究了镉对龙葵(Solarium nigrum L)幼苗光合特性及营养元素吸收的影响.结果表明:镉处理显著降低龙葵幼苗叶片色素含量.T1-T4镉处理下,龙葵叶绿素a、叶绿素b和类胡萝卜素含量的降幅分别为4.53%～32.39%、5.12%～29.89%和4.54%～19.82%0随镉处理浓度的增加,龙葵幼苗叶片净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)均呈下降趋势,T1-T4镉处理下,分别较对照(CK)下降6.01%～61.71%、17.94%～55.32%和17.68%～68.10%,而胞间CO2浓度(Ci)则增加8.19%～30.04%.同时,可变荧光和最大荧光之比(Fv/Fm)显著降低.镉处理还导致龙葵植株营养元素吸收紊乱.镉促进龙葵叶片和根系K吸收,对Na吸收影响不显著.同时,镉促进根系Mg吸收,但抑制其向地上部转运.低浓度镉处理促进叶片Ca吸收.龙葵根、茎、叶Zn含量随镉处理浓度的提高均表现为低促高抑.根系Cu吸收随镉浓度提高而增加,叶片先增后降,各器官Fe含量随镉浓度提高逐渐降低,而根系Mn含量受镉抑制.     

西藏高寒草原生态系统表层土壤活性有机碳梯度分布及其与气候因子的关系

基于西藏高寒草原生态系统以水分为主要驱动力的东西样带和以温度为主要驱动力的南北样带内采集土样的实测数据,分析了表层(0～20 cm)土壤活性有机碳的分布特征及其与气候因子之间的关系.结果表明,在280°46'-31°40'N的南北样带内,表层土壤活性有机碳含量随着纬度的增加而增加,当纬度增加到一定程度后,则随着纬度的增加而减少,呈现出南北低、中间高的分布特征.在80°02'-91°50'E的东西样带内,表层土壤活性有机碳含量随着经度的增加而增加,当经度增加到一定程度后,则随着经度的增加而减少,呈现出东西低、中间高的分布特征.影响南北样带内表层土壤活性有机碳分布的关键气候因子是年均气温,而影响东西样带内表层土壤活性有机碳分布的关键气候因子则是年均降水量.     

土壤硒污染对土壤酶的生态毒理效应

通过室内培养和盆栽试验,研究了Se对黄棕壤过氧化氢酶、脱氢酶、脲酶、碱性磷酸酶、转化酶的生态毒理效应.结果表明,土壤Se对脱氢酶、碱性磷酸酶、转化酶有“抗性酶活性”现象.土壤Se对土壤过氧化氢酶和脲酶活性有抑制作用,脲酶受Se的抑制作用最强.土壤Se含量与脲酶抑制率之间具有显著相关性,脲酶抑制率可作为Se生态风险评价的一项生物指示物.     

利用DGGE-菌落原位杂交法分离土壤中精喹禾灵降解菌

从自然环境中分离到的可降解农药的土著微生物,因其对环境的友好性及原位修复的可行性,受到了高度关注.为从土壤中筛选精喹禾灵降解菌株,首先利用PCR-DGGE技术分析了除草剂精喹禾灵胁迫下土壤细菌群落结构及多样性的变化.结果表明,添加精喹禾灵后,土壤细菌群落结构发生了明显的改变.精喹禾灵使细菌多样性呈现出增加-减少-增加的变化趋势,其中第9 d变化最大,后期趋于稳定.根据DGGE图谱条带的测序结果推断,Pseudomonas、Massilia、Burkholderia等属中的细菌对精喹禾灵具有耐受性或降解潜力,这些微生物类群可作为减少农药残留的土著微生物资源进行分离筛选.根据条带的测序结果,合成了地高辛(Digoxigenin)标记的探针,并进行了菌落原位杂交,筛选到了3株具有降解潜力的菌株,其中L1可以利用精喹禾灵作为唯一碳源生长,经16S rRNA基因鉴定该菌株属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.).利用高效液相色谱法测定了菌株L1在无机盐培养基中降解精喹禾灵的效果.结果表明,培养7 d后,精喹禾灵的含量减少了近50%,且随着精喹禾灵含量的降低,L1菌体数量增加,证实了菌株L1具有降解精喹禾灵的能力.这一结果为今后研究菌株L1降解精喹禾灵的机制、功能基因等奠定了基础.     

小麦/玉米间作作物根系与根际微环境的交互作用

通过根箱模拟试验和水培试验,测定小麦/玉米间作条件下根系的分布与根际养分的含量,初步探讨了间作对作物根系分泌有机酸的影响。结果表明,间作显著提高了各层土壤中小麦根的重量,同时提高了小麦、玉米的根系数量和地上部生物量,使生长前期根系大小发生较大变化,而对根系活力影响较小。间作使玉米根际土速效N含量增加,速效P、K含量降低;使小麦根际土N含量降低,P、K含量提高。小麦与玉米间作以后,根系分泌有机酸的种类明显增加;而植株体内和根系中有机酸的种类和数量却有所降低。     

漓江流域红壤侵蚀区植被演替与复合农林试验

漓江季节性的干旱和洪涝并存成为地方政府、有关专家和旅游行业密切关注的环境问题,漓江流域的环境建设尤其是上游森林植被恢复,成为生态治理重点内容。漓江上游红壤区植被类型主要包括针叶林、阔叶林、竹林、灌丛和草丛,植被的水分特征差异较大,植被的生态调节、水源涵养功能各异。在漓江上游红壤区开展4种模式的植被恢复和复合农林试验示范,3年的试验表明,乡土常绿阔叶树适应性强、有效保持水土,果林经济效益显著、但生态功能较差,木本药材林具有较好的生态功能和潜在的经济效益。通过调查和试验示范,提出亚热带红壤退化山地农林经营的植物种类和复合模式,对漓江流域水资源调控和水土流失治理提出建议和对策。