江西三清山东亚-北美间断分布属植物缺萼枫香群落研究

通过对三清山缺萼枫香林群落的野外调查和分析,其结果表明,(1)该群落乔木分层明显,其中第1层高达20～25m,最高可达35m。年龄结构显示,主要优势种缺萼枫香处于衰退状态。(2)群落生活型以高位芽植物占绝对优势(75.38%),地上芽植物较多(21.54%),反映出该群落具有山顶群落特征。(3)重要值计算表明,各优势种的重要值比例为缺萼枫香(52.08%)、细叶青冈(34.14%)、猴头杜鹃(31.01%)、多脉青冈(24.95%)和红花油茶(20.63%),其相应的科所占比例为壳斗科(21.9%)、金缕梅科(17.36%)、山茶科(14.86%)及杜鹃花科(12.96%),在科属地理分布区类型上群落具有从热带向温带过渡的特征,热带性科占57.84%,温带性科占42.16%。(4)多样性指数以及频度分析表明,以Shannon-Wiener公式计算,其多样性指数为4.46,介于广东鼎湖山常绿阔叶林与江西中亚热带常绿阔叶林之间;频度值分析为A>B>CE,与Raunkiaer频度定律有一定差异。整体分析表明缺萼枫香群落是中亚热带地区典型的山地常绿落叶阔叶林群落。     

Zn2+和Cd2+对萼花臂尾轮虫种群增长的单一和联合毒性效应

为探究Zn2+和Cd2+对轮虫种群增长的单一和联合毒性效应,在不同温度(15、20和25 ℃)和斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)不同密度(0.5×106、1.0×106和2.0×106 mL-1)下,以萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)为受试生物,采用3 d种群累积培养方法,研究了不同 Zn2+污染处理组〔ρ(Zn2+)分别为0.315、0.630和1.260 mg/L〕、Cd2+污染处理组〔ρ(Cd2+)分别为0.073、0.145和0.289 mg/L〕、Zn2+-Cd2+复合污染处理组〔ρ(Zn2+)、ρ(Cd2+)分别为0.315、0.073 mg/L,0.630、0.145 mg/L和1.260、0.289 mg/L〕 对轮虫种群增长率和混交雌体百分率的影响. 结果表明:当藻密度为0.5×106和2.0×106 mL-1时,与对照组相比,随着温度上升,对轮虫种群增长率产生抑制作用的处理组数明显增加,高温(25 ℃)下,所有处理组均显著降低轮虫种群增长率. 15和20 ℃下,与较低、中等藻密度(0.5×106、1.0×106 mL-1)相比,较高藻密度(2.0×106 mL-1)下轮虫种群受到毒性影响的处理组数明显减少;25 ℃下,各处理组轮虫种群增长率均随藻密度的升高而增加. 在温度为15和20 ℃、藻密度为0.5×106 mL-1条件下,Zn2+-Cd2+复合污染处理〔当ρ(Zn2+)、ρ(Cd2+)分别为1.260、0.289 mg/L时〕的轮虫种群增长率明显低于ρ(Zn2+)为1.260 mg/L和ρ(Cd2+)为0.289 mg/L时的轮虫种群增长率;温度为25 ℃、藻密度为2.0×106 mL-1条件下,Zn2+-Cd2+复合污染处理〔当ρ(Zn2+)、ρ(Cd2+)分别为0.630、0.145 mg/L时〕的轮虫种群增长率明显低于ρ(Zn2+)为0.630 mg/L和ρ(Cd2+)为0.145 mg/L时的轮虫种群增长率. 研究显示,温度、藻密度和重金属质量浓度之间的交互作用对轮虫种群增长率的影响大于其对混交雌体百分率的影响,随着温度的升高和藻密度的降低,Zn2+、Cd2+对轮虫的单一和联合毒性效应增加.      

植物细胞吸收镉的机理及镉对植物气孔发育的影响

镉(Cd)是对动植物有严重危害的一种重金属,但关于它如何进入细胞以及它对植物发育影响的研究很少。通过观察Cd暴露下的3种植物——凤仙花、牵牛花、紫茉莉的生长状况,用台盼蓝染根细胞核和通过叶表皮造模技术观察气孔变化,初步研究了Cd进入细胞的可能途径,提出了Cd进入植物体内的细胞模型,并观察了Cd对气孔发育的影响。结果表明:Cd环境暴露下,用台盼蓝染色凤仙花的根可使其根毛细胞核染色,而对照不被染色。根据三种植物在Cd暴露条件下的生长状况和植株死亡时的表现,提出了Cd进入细胞的模型:Cd首先与细胞膜上的蛋白质结合,使细胞膜上形成可以允许Cd~(2+)或其他离子进出细胞的孔,Cd通过扩散进入细胞;与膜蛋白结合的Cd为可逆结合,依据Cd浓度形成平衡。Cd影响气孔的开闭和发育。当Cd浓度变化时,气孔闭合率也发生变化。在叶子的发育中,如果有Cd的存在,气孔的发育偏离原有的进程,牵牛花叶子的副卫细胞消失,同时气孔数量减少。对Cd敏感的凤仙花的气孔密度严重减少,紫茉莉和牵牛花气孔则少量减少。同时叶表皮细胞壁的弯曲形状也发生较大变化,表皮细胞也明显变小。     

Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Cr~(6+)和Mn~(2+)对萼花臂尾轮虫联合急性毒性研究

为探究重金属复合污染对轮虫的毒性影响,以萼花臂尾轮虫为受试动物,选择Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Cr6+和Mn~(2+)等5种重金属,采用水生毒理联合效应相加指数法开展了其24 h联合急性毒性作用的评价研究。结果显示,Cu~(2+)、Zn~(2+)、Cd~(2+)、Cr6+和Mn~(2+)等5种重金属对萼花臂尾轮虫24 h半数致死浓度分别为:0.00616 mg·L~(-1),12.62 mg·L-1,2.89 mg·L-1,17.29 mg·L-1和67.32 mg·L-1。联合急性毒性实验结果显示,等毒性配比的Cu~(2+)-Cr6+(0.00385-10.806 mg·L-1)和等浓度配比的Cu~(2+)-Zn~(2+)(0.0199-0.0199 mg·L-1)、Cu~(2+)-Cd~(2+)(0.0181-0.0181 mg·L-1)、Cu~(2+)-Cr6+(0.0118-0.0118 mg·L~(-1))、Zn~(2+)-Cd~(2+)(3.475-3.475 mg·L-1)二元联合测试液的作用结果显示为拮抗效应,其余二元联合测试液的作用结果则均显示是协同效应。等毒性配比的Cu~(2+)-Cr~(6+)-Mn~(2+)(0.00210-5.902-22.981 mg·L-1)和等浓度配比的Cu~(2+)-Cd~(2+)-Mn~(2+)(0.00727-0.00727-0.00727 mg·L-1)三元联合测试液的作用结果显示为拮抗效应,其余三元联合测试液的作用结果则均显示是协同效应。等浓度配比的Cu~(2+)-Zn~(2+)-Cd~(2+)-Cr6+(0.00907-0.00907-0.00907-0.00907 mg·L-1)、Cu~(2+)-Zn~(2+)-Cd~(2+)-Mn~(2+)(0.00898-0.00898-0.00898-0.00898 mg·L~(-1))、Cu~(2+)-Zn~(2+)-Cr6+-Mn~(2+)(0.00819-0.00819-0.00819-0.00819 mg·L~(-1))四元联合测试液的作用结果显示为拮抗效应,其余四元联合测试液的作用结果的则均显示是协同效应。Cu~(2+)-Zn~(2+)-Cd~(2+)-Cr~(6+)-Mn~(2+)等毒性(0.00074-1.520-0.348-2.082-8.107 mg·L~(-1))和等浓度(0.00582-0.00582-0.00582-0.00582-0.00582 mg·L-1)配比的五元联合测试液作用结果均显示是协同效应。     

抗生素利福平对萼花臂尾轮虫生命表参数的影响

以萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)为受试动物,研究了在不同斜生栅藻(Scenedesmus obliquus)密度(1.0×10⁶,2.0×10⁶,4.0×10⁶个/mL)下,不同浓度(2.0,4.0,6.0,8.0,10.0μg/mL)的利福平溶液对萼花臂尾轮虫实验种群增长参数的影响.结果表明,与空白对照组及助溶剂对照组相比,1.0×10⁶个/mL藻密度下,各浓度的利福平显著提高了轮虫的后代混交率;2.0×10⁶个/mL藻密度下,2.0,4.0,10.0μg/mL的利福平显著提高了轮虫的內禀增长率,各浓度的利福平均提高了轮虫的后代混交率;4.0×10⁶个/mL藻密度下,各浓度的利福平均显著提高了轮虫的內禀增长率和后代混交率.藻密度为1.0×10⁶个/mL时,利福平浓度与轮虫的生命期望、世代时间、平均寿命和后代混交率间具有显著的剂量-效应关系;藻密度为2.0×10⁶个/mL时,利福平浓度与轮虫的后代混交率间具有显著的剂量-效应关系;藻密度为4.0×10⁶个/mL时,利福平浓度与轮虫的世代时间、净生殖率、內禀增长率和后代混交率间有显著的剂量-效应关系.     

萼花臂尾轮虫毒性试验的方法学研究

为尝试以群体取代个体作为轮虫室内毒性试验目标物的可行性,本项研究以萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)作为实验生物开展相关实验,建立生命表并确定接种密度对于种群生长率的影响,并且用3种农药(毒死蜱、丁草胺、三唑酮)开展了轮虫毒性试验。生命表实验结果表明,轮虫的平均寿命和世代周期分别为(78.76±33.08)h和(51.56±20.55)h。接种密度实验结果表明,随着接种密度的提高,轮虫种群增长率呈下降趋势。基于接种密度实验的结果,毒性试验以35个·(100 m L)-1作为受试种群的起始密度,试验周期定为144 h。毒性试验结果显示,毒死蜱对轮虫的96 h-EC50和120 h-EC50分别为0.6066 mg·L-1和0.7323mg·L-1;丁草胺对轮虫的96 h-EC50和120 h-EC50分别为1.851 mg·L-1和3.058 mg·L-1;三唑酮对轮虫的96 h-EC50和120 h-EC50分别为12.84 mg·L-1和11.63 mg·L-1。本项研究的结果肯定了以群体取代个体作为轮虫室内毒性试验目标物的可行性。     

香樟凋落叶在土壤中分解初期对凤仙花生长和生理特性的影响

采用盆栽实验,通过向土壤(每盆8 kg)中添加0 g/盆(CK)、20 g/盆(T1)、40 g/盆(T2)和80 g/盆(T3)香樟(Cinnamomum camphora)凋落叶,探讨其在土壤中分解初期对凤仙花(Impatiens balsamina)生长和生理特性的影响,为乔木园林植物香樟与林下草本观赏植物的合理搭配以及凋落叶的处理提供参考.为分析施入的凋落叶是否会明显改变土壤物理性状进而影响受体植物生长,干扰化感效应的表现,同时进行了平行空白试验,即将香樟凋落叶蒸煮2 d后风干(尽可能地降低其中次生代谢物质的含量),同样设置3个处理(Z1 20 g/盆,Z2 40 g/盆和Z3 80 g/盆).分别在凤仙花播种后第20、60、100和120天测定其植株的生长指标,在第60天测定光合生理指标,并取样测定抗性生理指标.结果表明:(1)香樟凋落叶在土壤中分解的初期,显著抑制了凤仙花的地径和高生长(P<0.05);随着凋落叶添加量的增加,抑制效应增强,且显著抑制了凤仙花叶片的叶绿素含量和气体交换过程,其中叶绿素含量、净光合速率(Pn)、气孔限制值(Ls)在60 d随凋落叶量的增加而显著减小(P<0.05);随着凋落叶量增加,凤仙花叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性显著降低(P<0.05);各处理丙二醛(MDA)含量均显著大于CK,表明其受到了一定程度的膜质氧化损伤;各凋落叶处理的脯氨酸(Pro)、可溶性糖(SS)含量均显著低于CK(P<0.05),可溶性蛋白(SP)含量随凋落叶量增加呈上升趋势.(2)在平行空白试验中,经蒸煮后凋落叶处理的凤仙花在形态和抗性生理上均表现为无显著差异(P>0.05),表明在一定的凋落叶添加量范围内,土壤的物理性质的变化不明显,没有显著影响凤仙花的生长,其受到抑制的主要原因是凋落叶分解释放的次生代谢物质在土壤和受体植物中发生化学作用的结果;(3)香樟凋落叶处理对凤仙花的化感综合抑制效应随施用剂量的增大而增强,T1、T2和T3处理的化感综合效应值(CE)分别为0.169、0.354和0.497.综上说明,在香樟凋落叶自然分解初期,其释放的化感物质影响了树下凤仙花的抗性生理活动,对环境适应能力降低,致使凤仙花光合能力下降,生长受到抑制,最终导致凤仙花观赏质量降低.     

关于在朝阳铲除刺萼龙葵的建议

总结了刺萼龙葵的生物学特性，结合当地调查，初步摸清了刺萼龙葵在朝阳市发生的总体情况，并根据当地实际情况提出防控建议和防治措施。     

植被恢复对刺萼龙葵根际土壤细菌群落结构与功能的影响

入侵植物可以改变入侵地土壤微生物群落,从而有助于其入侵,在前期研究中发现,植被恢复措施可有效控制刺萼龙葵（Solanum rostratum）的入侵,但植被恢复前后刺萼龙葵根际土壤细菌群落结构与功能尚未清楚.选取了前期研究中的2个植被组合：沙打旺（Astragalus adsurgens）+披碱草（Elymus dahuricus）+无芒雀麦（Bromus inermis）（T1）;沙打旺+苇状羊茅（Festuca arundinacea）+冰草（Agropyron cristatum）+羊草（Leymus chinensis）（T2）,并选取刺萼龙葵（SR）及本地植被（NR）作为对照,采用16S rDNA MiSeq高通量测序技术研究刺萼龙葵入侵及植被恢复后刺萼龙葵根际细菌群落组成,同时采用PICRUSt功能预测分析其功能.结果表明,刺萼龙葵入侵（SR）后Simpson指数和Chao1指数均高于本地植被（NP）,但未达到显著水平,而植被恢复（T1和T2）后,Shannon指数和Chao1指数显著降低（P<0.05）.刺萼龙葵（SR）显著降低了变形菌门（Proteobacteria）中的微枝形杆菌属（Microvirga）、斯科曼氏菌属（Skermanella）、鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）及酸杆菌门（Acidobacteria）的Bryobacter属相对丰度（P<0.05）,而植被恢复后,这些菌属丰度也随之上升.RDA分析结果显示,土壤有机质、总氮、总磷、总钾和速效钾是影响细菌群落组成的重要因素.PICRUSt功能预测分析表明,刺萼龙葵入侵显著提高了氨基酸合成（biosynthesis of amino acids）、嘌呤代谢（purine metabolism）、嘧啶代谢（pyrimidine metabolism）、核糖体（ribosome）和氨酰-tRNA合成（aminoacyl-tRNA biosynthesis）等方面的功能,而植被恢复以后其相对丰度显著降低.本文探讨了刺萼龙葵入侵及植被恢复后根际细菌群落和功能,为刺萼龙葵的入侵机制及生态恢复提供理论依据.     

微囊藻毒素和温度对萼花臂尾轮虫热激蛋白Hsp70水平的影响

微囊藻毒素(MCs)是由有毒蓝藻(尤其是铜绿微囊藻)产生的一类藻毒素,可对水生生物和人类健康造成严重危害,然而目前有关浮游动物对MC-LR胁迫的应激响应研究较为少见.因此,本文探究了微囊藻毒素MC-LR和温度对采自青海西宁的萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)热激蛋白Hsp70水平的影响.结果表明,温度、MC-LR及其交互作用对萼花臂尾轮虫Hsp70含量具有显著影响.在各温度条件下,MC-LR均诱导了轮虫Hsp70水平的上调;虽然Hsp70的表达水平在低剂量MC-LR处理下上调不显著,但在高剂量MC-LR(6 mg·L-1)处理下上调却极为显著;另外,以24℃处理为对照组,在20和28℃温度胁迫下各MC-LR处理组轮虫的Hsp70含量均显著增加,但16℃实验组与24℃对照组间未见显著差异,这可能与诱导轮虫Hsp70表达的环境温度阈值或机体对低温环境的长期适应性进化和调节机制有关.