桂西北岩溶地区植物丙二醛和脯氨酸含量比较
桂西北岩溶地区11种桑科植物生理生化特性比较
北岩溶地 区常见 桑科植物 的叶 片, 测定其 叶绿素 、 可溶性 总糖 、 脯氨酸含 量等 1 3个生理 生化指标 , 用数 理统计 并 方法对有关数据进行 处理 分析 。结果表 明: 不同桑科植物 的生理 生化特性有 明显 差异 , 桑科植 物对岩溶环境具有 复杂的适应机制和 不同的生存策略 , 对岩溶环境具有 良好 的适应性 。适合石 山植被恢 复的优 良树种 为构树 、 大叶 榕、 小叶榕、 柘树和薜 荔等 ; 适合作 为野 果资源开发 的树种为黄毛榕和青果榕 ; 适合作 为经济作物进行规 模化经 营
山地 农 业 生物 学报
3 ( )3 3~30,0 0 5 :8 9 2 1 1
J u n l o Mo n an Agiutr a d B oo y o r a f u ti rc l e n ilg u
桂 西北 岩 溶地 区 1 1种 桑 科 植 物 生理 生化 特 性 比较 水
k rtae s e v so s e is i h a y Mo a e ewee c le td fo Kas r a fn rh s a g i a s r a ,l a e f1 p ce n t efml rc a r olce rm rtae so ot we tGu n x 1 t n e t ae te p y ilgc la d bo h mia h rce itc n t u r n r o i v si t h h soo ia n ic e c c aa trsisi hec re twok.A oa f1 aa ees g l ttlo 3 p rm tr , i cu i h o tn so ho o h l,s lb e s g ra d p oi e eewee d tr n d.T e ut h we h t n l dngt e c ne t fc lrp yl ou l u a n r l r r eemi e n hers l s o d t a s t e ewe e mak d dfee c s i h soo ia n ic e c lc aa trsis a n h i ee ts e is h r r r e i rn e n p y ilg c la d bo h mi a h r ceitc mo g t e df rn p ce . f f
桂西北岩溶地区桑科榕属植物果实多糖含量比较
桂西北岩溶地区桑科榕属植物果实多糖含量比较刘旭辉;陆李露;林盛华;李秋明【期刊名称】《河池学院学报》【年(卷),期】2013(033)005【摘要】为了开发利用桂西北岩溶地区丰富的桑科榕属植物资源,采用超声波辅助法提取,苯酚一硫酸法测定桑科榕属植物果实多糖的含量,通过单因素试验和正交试验优化多糖提取的最佳工艺条件,并对其进行验证.结果表明:黄毛榕果实多糖提取的最佳工艺条件是:料液比1:40,提取时间60 min,提取温度80℃,超声波功率160W.此条件下黄毛榕未成熟果实多糖的提取率为1.61%.按黄毛榕多糖提取的最佳工艺条件提取并测定的14种桑科榕属植物果实多糖含量为0.39%~3.63%,其中舶梨榕果实多糖含量最高,斜叶榕果实多糖含量最低,不同成熟度的榕属植物果实,其多糖含量略有差异,不同的桑科榕属植物果实,其多糖含量有较明显的差异.【总页数】7页(P7-13)【作者】刘旭辉;陆李露;林盛华;李秋明【作者单位】河池学院化学与生物工程学院,广西宜州546300;河池学院化学与生物工程学院,广西宜州546300;河池学院化学与生物工程学院,广西宜州546300;河池学院化学与生物工程学院,广西宜州546300【正文语种】中文【中图分类】R284.2;TS210.1【相关文献】1.桂西北岩溶地区植物丙二醛和脯氨酸含量比较 [J], 覃勇荣;农艳春;黄江滨;潘振兴2.桑科榕属植物特征及在园林绿化中的应用 [J], 贾献宏;冯杨菲;陈慧霞3.桂西北岩溶地区11种桑科植物生理生化特性比较 [J], 覃勇荣;潘振兴;黄江滨;农艳春;梁文忠;刘旭辉4.生命力顽强的桑科榕属常绿藤本植物——河南野生观赏植物(一) [J], 高龙霄5.含油子仁及果实:杂项子仁及果实;工业用或药用植物;稻草、秸秆及饲料:欧洲共同体:G/TBT/N/EEC/80——委员会决议草案,规定某些不符合理事会指令2002/57/EC要求的桑科属植物大麻种子的临时性买卖 [J],因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
植物体内游离脯氨酸含量的测定
实验20 植物体内游离脯氨酸含量的测定一、原理当植物缺水时体内的脯氨酸含量增加。
植株体内脯氨酸含量在—定程度上反映了植株体内的水分情况,因而可以作为植物缺水情况的参考性生理指标。
用人造沸石在 pH 1~7 范围内振荡溶液,可除去干扰的氨基酸或使不与茚三酮反应(如甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、丙氨酸、缬氨酸、胱氨酸、苯丙氨酸、精氨酸等),脯氨酸与茚三酮试剂呈显色反应,其含量与颜色深浅成正相关,可用分光光度计测定。
此法有专一性。
二、实验材料、试剂与仪器设备(一)实验材料植物叶片。
(二)试剂• 80% 乙醇。
•人造沸石。
•活性炭。
4 .茚三酮试剂:将 2.50 g 茚三酮于 60 mL 冰醋酸和 40 mL 6 mol/L 磷酸中,加热( 70 ℃)溶解。
试剂至少在 24 小时内稳定。
5 .脯氨酸标准液:准确称取 25 mg 脯氨酸溶于少量 80 % 乙醇中,再用蒸馏水定容至 250 mL ,其浓度为 100 μg/mL 。
再取此液 10 mL ,用蒸馏水稀释至 100 mL ,即成 10 μg/mL 的脯氨酸标准液。
(三)仪器设备分光光度计,水浴锅,移液管,容量瓶,冰醋酸,仪器药品,离心机,烧杯,研钵,试管,恒温水浴三、实验步骤1 .绘制标准曲线吸取脯氨酸标准母液 0 、 0.2 、 0.4 、 0.8 、 1.2 、 1.6 、 2.0 mL 分别放入 7 支具塞刻度试管,分别加入蒸馏水至 2.0 mL, 其脯氨酸含量分别为 0 、 2.0 、4.0 、 8.0 、 12.0 、 16.0 、 20.0 μg 。
分别吸取上述标准溶液 2 mL ,加冰醋酸 2 mL, 茚三酮试剂 2 mL 加入试管中,混匀后加玻璃球塞,在沸水浴中加热 15 min 。
用分光光度计于波长 515 nm 下进行比色测定,以零浓度为空白对照。
将测定结果以脯氨酸浓度为横坐标,以吸光度为纵坐标作标准曲线。
2. 植株样品液的提取选取植株功能叶片 2 g ,用 3 mL 80 % 乙醇研磨(放少许石英砂)成浆状。
植物组织中丙二醛含量的测定
植物组织中丙二醛含量的测定一、植物组织中丙二醛的作用植物体内的丙二醛是一种重要的生物活性物质,它在植物的生长发育、抗氧化防御和环境胁迫响应等方面发挥着重要作用。
丙二醛作为一种氧化应激指示物质,可以反映植物的生理状态和适应能力,因此对于植物丙二醛含量的测定具有重要的科学意义和应用价值。
二、丙二醛的产生和调控机制在植物体内,丙二醛的产生主要来源于脂质过氧化和其他生物氧化反应。
脂质过氧化是植物体受到逆境胁迫时的常见代谢途径,同时也是氧化应激过程中产生丙二醛的重要来源。
植物体内还存在一系列丙二醛代谢酶和抗氧化酶系统,可以对丙二醛进行调控和代谢,从而保持细胞内丙二醛的稳态平衡。
三、丙二醛含量的测定方法1. 色谱法:通过高效液相色谱或气相色谱技术,可以对植物样品中的丙二醛进行快速、灵敏的检测。
2. 光谱法:利用紫外-可见光谱或荧光光谱技术,可以对植物组织中丙二醛的含量进行准确测定。
3. 生化方法:通过酶联免疫吸附试验(ELISA)或其他生化分析技术,可以对植物组织中丙二醛含量进行定量检测。
四、丙二醛含量的生理意义和应用前景植物组织中丙二醛含量的测定不仅可以反映植物体内氧化应激水平和抗氧化能力,还可以为植物生理生态研究、环境胁迫评估、新品种选育等提供重要参考。
未来,随着测定技术的不断发展和完善,植物丙二醛含量的研究将更加深入,为植物生长发育机制和环境适应策略的探索提供更多有益信息。
五、个人观点和总结在植物生理研究中,丙二醛作为一种重要的氧化应激指示物质,其含量测定对于了解植物的生长发育过程和抗逆性能具有重要意义。
丙二醛的测定方法和应用前景也在不断拓展和完善,为植物科学研究和农业生产提供了更多可能。
我对于植物组织中丙二醛含量的研究充满信心,相信未来一定会有更多的突破和发展。
丙二醛是一种重要的有机化合物,它在植物组织中的含量对于植物生长发育、逆境环境的胁迫反应和抗氧化防御起着重要的作用。
丙二醛的产生主要与氧化应激过程有关,这是一种对植物组织造成伤害的生理过程,由此可见丙二醛在植物生理中的重要性。
桂西北岩溶地区桑科榕属植物果实多糖含量比较
( 河池学 院 化 学与生物工程学院 。 广西 宜州 5 4 6 3 0 0 )
[ 摘
要] 为 了开发利用桂西北岩溶地 区丰 富的桑科榕属植 物资 源, 采 用超 声波辅助 法提 取 , 苯 酚一硫 酸 法
测定桑科 榕属植物果 实多糖的含量 , 通过单 因素试验和正 交试验优化 多糖提 取的最佳工艺条件 , 并对其进行 验证。 结果表 明: 黄毛榕果 实多糖提取 的最佳 工艺条件 是 : 料液 比 1 : 4 0, 提取 时间6 0 mi n , 提取 温度 8 0℃ , 超 声波功率 1 6 0 w。此条件 下黄毛榕未成熟果 实多糖 的提取 率为 1 . 6 1 % 。按黄毛榕 多糖提取 的最佳工艺条件提取并 测定的 1 4种 桑科 榕属植物果 实多糖含量 为 0 . 3 9 % ~3 . 6 3 %, 其 中舶 梨榕 果实 多糖含量最高 , 斜 叶榕 果实多糖含 量最低 , 不 同成 熟度的榕属植物果 实, 其 多糖含量略有差异 , 不 同的桑科榕属植物果 实, 其 多糖含量有较明显的差异。
南、 福建等地 。榕树是热带、 亚热带森林生态 系统的重要成员 , 许多种类具有较 高的经济利用价值" J 。榕 树资源丰富 , 挂果期长, 果实数量多 。林淑玲等对榕树 的分布 、 花序特点 、 开花物候及协同进化问题进行了较
深入 的研 究 u ; 黄 锁义 等对 大 叶榕气 生根 ( 榕 树须 ) 总 黄酮 进 行提 取 、 鉴 别及 对 羟 自由基 清 除作 用 进行 了研
实多糖含量进行研究 , 采用超声波辅助法提取榕树果实多糖 , 通过正交试验优化多糖提取的工艺条件 , 并对
1 4种不 同 的桑 科榕 属植 物果实 多糖 含量进 行 比较 , 以便为合 理开 发桑科 榕属 植物 资源 提供理论 依据 。
盐胁迫下不同耐盐性葡萄砧木丙二醛和脯氨酸含量的变化
收稿日期:2005-11-28基金项目:国家“十五”科技攻关项目(2001BA511B09-08)作者简介:张亚冰(1975-),女,河南镇平人,讲师,硕士,主要从事植物学教学与研究。
通讯作者:刘崇怀(1965-),男,陕西西安人,研究员,硕士,主要从事葡萄资源研究。
盐胁迫下不同耐盐性葡萄砧木丙二醛和脯氨酸含量的变化张亚冰1,刘崇怀2*,潘 兴2,郭景南2,马锋旺3(1.河南科技大学农学院,河南洛阳471003;2.中国农业科学院郑州果树研究所,河南郑州450009;3.西北农林科技大学园艺学院,陕西杨凌712100)摘要:采用水培法,对5种不同耐盐性葡萄砧木品种的一年生苗进行不同浓度的氯化钠胁迫处理,测定叶片中MDA 和Pro 含量的变化。
结果表明,在NaCl 胁迫下,不同耐盐性葡萄砧木品种的M DA 和Pro 含量变化不同。
NaCl 胁迫对高抗品种ZM01-1的M DA 含量影响较小,MDA 含量处于一个比较稳定的水平,而其他品种的MDA 变化幅度大。
因此,可以把MDA 含量的相对稳定作为葡萄耐盐性鉴定的辅助指标。
NaCl 胁迫下Pro 含量呈波动式变化,在0.1%NaCl 条件下,高抗品种ZM01-1的Pro 积累少,在0.3%NaCl 条件下ZM01-1的Pro 积累多,所以Pro 不宜作为葡萄耐盐性鉴定指标。
关键词:盐胁迫;耐盐性;葡萄砧木;丙二醛;脯氨酸中图分类号:S663.1 文献标识码:A 文章编号:1004-3268(2006)04-0084-03Changes of MDA and Proline Contents in G rape Rootstocks underNaCl StressZHANG Ya -bing 1,LI U Chong -huai 2,PAN Xing 2,GUO Jing -nan 2,MA Feng -wang 3(1.Co llege of A griculture ,Henan University of Science and Technology ,Luoyang 471003,China ;2.Z heng zhou F ruit Research I nstitute ,CA AS ,Zhengzhou 450009,China ;3.College o f Horticulture ,No rthw est Science &Technology University of Agriculture Fo restry ,Yangling 712100,China )A bstract :Five kinds of grape rootstocks with different salt tolerance w ere treated w ith different NaClcontents under solution culture in order to investigate the changes of MDA and proline (Pro )co ntents in the leafs .The results show ed as follow s :there were differences in the changes of MDA and Pro a -mong the tested varieties ,MDA content maintained a relatively stable level in the high salt -tolerant ZM 01-1but changed sig nificantly in the other stocks under different salt contents ,so the stability of M DA content under NaCl stress could be considered as an indicato r for salt tolerance of g rapevine ;the Pro content w aved obviously among the tested materials under different salt contents and w as no t suit -able to be an index of salt tolerance .Key words :NaCl stress ;Salt tolerance ;Grape rootstocks ;M DA ;Proline 我国约有0.27亿hm 2盐碱土,主要分布于我国北方地区。
桂西北不同寄主桑寄生科植物总黄酮含量的季节差异
群众的喜爱 。广西植物资源丰富 , 是国内最早开发利用桑寄生科药用植物资源及其保健 品的省 区之一。除
广寄 生 外 , 民 间常 用 的桑 寄 生科 药 用 植 物 还 有 离 瓣 桑 寄 生 ( H e l i x a n t h e r a p a r a s i t i c a ) 和鞘花 ( Ma c r o s o l e n c o _ c h i n c h i n e n s  ̄ ) 等 。临床 医学 证 明 , 桑 寄生科 植 物 的药用 成 分 对 多种 疾 病 具 有 良好 的 疗 效 , 已被 开 发成 降压 、
区 生 物 资 源调 查 、 石 漠 化 生态 恢 复 。
[ 基金项 目】 桂 西北地方 资源保 护与利用工 程 中心 资助项 目( 桂教科研 [ 2 0 1 2 ] 9号 ) ; 桂 西北特色 资源研 究 与开发 实验 室资助 项 目( 桂教科研 [ 2 O 1 O ] 6号) ; 广西高校特色 专业及 课程一体 化建设 资助项 目( 桂教 高教[ 2 0 1 1 ]
节桑寄生总黄酮含量的差异 , 以及不同提取方法对桑寄生总黄酮提取率的影响进行了研究 。笔者对桂西
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河池 学 院学报
投稿 邮箱 : h c x y x b @1 6 3 . C O B
北岩 溶地 区桑 寄生 植物 的危 害 、 桑 寄 生植 物 叶片 维 生素 C含 量 、 鞘 花 寄 生不 同器 官 总黄 酮 含 量 的差 异 进 行
1 0 2号 ) 。
桑 寄生 是 我 国的传 统 中药材 , 国家 药典 收 载 的药 材 原 植 物 为钝 果 寄 生属 的桑 寄 生 ( T a x i l l u s c h i n e n s  ̄ ) , 俗 称寄 生茶 或广 寄生 , 是 一种 比较 常见 的桑 寄生 科植 物 ¨I 2 ] , 因其来 源广泛 , 成 本低廉 , 具 有 多种 功效 而受 到
干旱胁迫对番茄扦插苗叶片丙二醛、脯氨酸含量及保护酶活性的影响
干旱胁迫对番茄扦插苗叶片丙二醛、脯氨酸含量及保护酶活性的影响罗爱华;李文甲【摘要】[目的]研究番茄扦插苗的抗旱性.[方法]以番茄扦插苗和自根苗为材料,进行干旱胁迫处理,统计番茄幼苗的干旱等级和恢复能力,并对丙二醛、脯氨酸含量、保护酶活性等抗旱性指标进行测定和分析.[结果]扦插苗极度干旱后恢复为0级的比例高于自根苗.在干旱胁迫条件下自根苗的丙二醛含量和增幅高于扦插苗;两者的脯氨酸含量均呈增长趋势,扦插苗叶片中的脯氨酸积累量高于自根苗.两者的保护酶SOD、CAT和POD活性均呈先上升后下降的趋势,但扦插苗的保护酶活性高于自根苗.[结论]在苗期扦插苗的抗旱性优于自根苗.%[Objective]The drought resistance of tomato cutting seedling was studied. [Method]The cutting seedlings and the seed seedlings were studied as materials under the drought stress treatments in this experiment, drought resistance indexes, such as MDA, proline content, protective enzyme activity were tested and analyzed through the statistics of tomato seedling drought grade and recovery ability. [Result] After extreme drought, amount of the recovery level getting level 0 in cutting seedling was more that in seed seedlings. The growth rate and MDA of the seed seedling under drought stress condition was higher than cutting seedlings. Proline content were on the rise, and which in the cutting seedlings' blade was also higher than in the seed seedlings' blade. SOD, CAT and POD activity of protective enzyme were downward trend after rising first, and the cutting seedling protective enzymes were higher than the seed seedlings. [Conclusion]In seedlingstage, drought resistance of cutting seedling was better than the seed seedlings.【期刊名称】《园艺与种苗》【年(卷),期】2018(038)002【总页数】5页(P17-20,49)【关键词】番茄;扦插苗;自根苗;抗旱性【作者】罗爱华;李文甲【作者单位】宁夏职业技术学院, 宁夏银川 750021;宁夏农业学校,宁夏银川750021【正文语种】中文【中图分类】S641.2番茄起源于热带、亚热带地区,茄科番茄属1年生或多年生草本植物,是一种重要的大宗蔬菜。
广西岩溶区某地下河系统多种介质中多环芳烃的分布特征
( P A H s ) 的浓度 、组成和分布特征进行对 比分析。结果 表 明,空气 和地下 河水 以 2—3环 P A Hs 为主 ,其 中空气 的 2~3
环P A H s比例为 7 1 . 6 6 % ,地下河水的 2~ 3环 P A H s比例为 5 4 . 8 4 % ;沉积物和土壤 以 4—6环 P A H s为主 ,其 中沉 积物 的 4— 6环 P A H s比例为 5 4 . 2 6 % ,土壤的 4— 6环 P A Hs 比例为 6 5 . 0 6 % ;环境介质 中 P A Hs 的浓度变化 为 :上游 <中游
L U L i ,W ANG Z h e 一,P EI J i a n . g u o
( 1 . I n s t i t u t e o fK a r s t G e o l o g y ,C h i n e s e A c a d e m y fG o e o l o g i c a l S c i e n c e s / K a r s t D y n a mi c s L a b o r a t o r y , Mi n i s t r y fL o an d a n d R e s o u r c e s , G u i l i n
k a r s t u n d e r g r o u n d i r v e r , t h e a u t h o r s c h o o s e t h e u n d e r g r o u n d r i v e r o f G u a n g x i a s a s t u d y o b j e c t .B a s e d o n t h e
桂西北石漠化地区几种植物光合潜力影响因素分析
2 0 1 3年 l O月
河池 学 院学报
J OUR NAL O F HEC HI UNI VER S I T Y
V 0 1 . 3 3 N 0 . 5 Oc t . 2 01 3
桂 西 北 石 漠 化 地 区 几 种 植 物 光 合 潜 力 影 响 因 素 分 析
植 物 中的 各种 生化 物质都 直 接或 间接 的参 与生 物地 球 化学 循 环 , 在 生态 系统 的物 质 和 能量 循 环 中发 挥
重要 作 用 一 ] 。光合 作 用是 生态 系统 的 主要生 化过 程 之一 , 植物 光合 生理 对某 一环 境 的适应 性 , 很 大 程度 上
反映了植物在该地区的生存能力和竞争能力 ] 。叶绿素是植物 的光合色素 , 其含量的高低直接影响植物光 合作用能力 的强弱 ; 因为叶片是植物光合作用 的主要器官, 所 以叶面积 的大小就决定了植物光合面积的大
小, 通常是叶面积越大 , 叶面积指数越高 , 植物的光能利用效率越高 , 光合作用潜力越大 。光合潜力和光合作
效果 。水 分是 植 物生 长 的必备 条件 , 也 是植 物光 合作 用 的原 料 ; 土 壤有 机 质 为植 物 生 长 提供 必需 的养 分 , 维 持植 物 的正 常生 长 。植 物 与环 境具 有复 杂 的相互 作用 , 彼 此相 互影 响 , 植 物代 谢产 物及 其凋 落 物分解 所构成 的物 质循 环 和能 量流 动 , 能改 变植 物根 际土 壤 的理化 特 性 , 不 同 的植 物作 用 效果 不 同 ; 而植 物 根 际 土壤1 . 1 研 究区域 自然地 理概 况
本研 究 的区域 主要选 择在 广西 宜州市 。宜 州地 处桂 西 北 , 地理 坐 标 为东 经 1 0 8 。 4 1 1 ” ~1 0 9 。 2 4 4 ” , 北 纬 2 4 。 0 l O ” ~ 2 4 。 5 2 ~ 5, 东 西宽 1 0 1 . 5 k m, 南 北长 9 5 . 6 4 k m, 总 面积 3 8 6 9 k m , 属 于亚热 带季 风气 候 区 , 境 内主 要 为喀斯 特地形 地貌 , 属半山、 半丘 陵地 区 , 最 高峰古 伦 山海 拔 8 7 3 m, 年均 日照 时数 为 1 6 9 6 . 9 h , 总 积温 为 7 3 6 1 . 8℃ , >1 0℃ 的有 效积 温为 6 5 7 9 . 8℃ , 年 均降雨 量 为 1 3 0 0~1 3 3 0 m m, 年 均气温 为 1 9 . 6~ 2 0 . 2℃ ,
不同植物在同一逆境下丙二醛含量变化不同
不同植物在同一逆境下丙二醛含量变化不同
不同植物器官衰老或在逆境下遭受伤害,往往发生膜脂过氧化作用,丙二醛是膜脂过氧化的最终产物,其含量可以反映植物遭受逆境伤害的程度。
丙二醛从膜上产生的位置释放出来后,可以与蛋白质、核酸反应,从而丧失功能,还可使纤维素分子间的桥键松弛,或抑制蛋白质的合成。
不同植物体内,各个反应进行的程度不同,因而最终的丙二醛含量会有所不同;这与植物的耐受程度也是有关系的。
丙二醛,是一种有机化合物,分子式为C3H4O2。
丙二醛(MDA)是常用的膜脂过氧化指标,在酸性和高温度条件下,可以与硫代巴比妥酸(TBA)反应生成红棕色的三甲川,其最大吸收波长在532nm。
但是测定植物组织中MDA时受多种物质的干扰,其中最主要的是可溶性糖,糖与TBA显色反应产物的最大吸收波长在450nm,但532nm 处也有吸收。
植物遭受干旱、高温、低温等逆境胁迫时可溶性糖增加,因此测定植物组织中MDA—TBA反应物质含量时一定要排除可溶性糖的干扰。
低浓度的铁离子能够显著增加TBA与蔗糖或MDA显色反应物在532、450nm处的消光度值,所以在蔗糖、MDA与TBA显色反应中需一定量的铁离子,通常植物组织中铁离子的含量为每克千重100—300ug/g,根据植物样品量和提取液的体积,加入Fe3+的终浓度为0.5umol/L。
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桂北典型岩溶区植物alpha_和beta_多样性特征及影响因素
第44卷第7期2024年4月生态学报ACTAECOLOGICASINICAVol.44,No.7Apr.,2024基金项目:中国地质调查项目 南方石漠化重点区综合地质调查与评价 (DD20190502);广西科技计划项目(桂科AB21220026)收稿日期:2023⁃02⁃05;㊀㊀网络出版日期:2024⁃01⁃12∗通讯作者Correspondingauthor.E⁃mail:liushaohua@mail.cgs.gov.cnDOI:10.20103/j.stxb.202302050185钟萍,王光军,刘绍华,徐永福,罗为群.桂北典型岩溶区植物alpha和beta多样性特征及影响因素.生态学报,2024,44(7):3016⁃3026.ZhongP,WangGJ,LiuSH,XuYF,LuoWQ.CharacteristicsandeffectsofplantalphaandbetadiversityintypicalkarstareaofnorthernGuangxi.ActaEcologicaSinica,2024,44(7):3016⁃3026.桂北典型岩溶区植物alpha和beta多样性特征及影响因素钟㊀萍1,2,3,4,王光军3,4,刘绍华1,2,∗,徐永福5,罗为群1,21中国地质科学院岩溶地质研究所,自然资源部/广西岩溶动力学重点实验室,联合国教科文组织国际岩溶研究中心,桂林㊀5410042广西平果喀斯特生态系统国家野外科学观测研究站/百色平果喀斯特生态系统广西野外科学观测研究站,平果㊀5314063中南林业科技大学生命科学与技术学院,长沙㊀4100044南方林业生态应用技术国家工程实验室,长沙㊀4100045中南林业科技大学林学院,长沙㊀410004摘要:母岩对景观演化和生物定植起着决定性作用,但母岩对区植物多样性是否产生影响是地学㊁植物学和生态学共同关注的热点㊂以桂北冠岩㊁恭城两个典型岩溶区3种母岩(灰岩㊁碎屑岩㊁灰岩夹白云岩)天然次生林为研究对象,基于野外调查数据,分析了岩溶区植物alpha和beta多样性特征及影响因素㊂结果显示:(1)研究区内物种相对丰富,共记录乔木86种㊁灌木93种㊁草本56种,灰岩植物alpha多样性最高,碎屑岩次之,灰岩夹白云岩最低;(2)不同母岩和同一母岩区的植物群落相异性均较高,物种周转组分对beta多样性贡献(82.86% 84.49%)显著高于物种丰富度组分(15.51% 17.14%);(3)Pearson和Mantel分析表明,母岩㊁基岩裸露率和土壤厚度与桂北岩溶区植物alpha和beta多样性显著相关(P<0.05)㊂综上所述,桂北岩溶森林林分异质性较高,碳酸岩混合沉积区植物多样性显著低于纯灰岩和碎屑岩㊂植物组成差异主要取决于物种周转过程,母岩㊁基岩裸露和土壤厚度是主要影响因素㊂本研究从母岩的角度评估了岩溶森林的植物多样性特征及主要影响因素,为桂北乃至中国西南岩溶地区植被保护和重建提供科学依据和理论支持㊂关键词:岩溶区;母岩;基岩裸露率;土壤厚度;植物多样性CharacteristicsandeffectsofplantalphaandbetadiversityintypicalkarstareaofnorthernGuangxiZHONGPing1,2,3,4,WANGGuanngjun3,4,LIUShaohua1,2,∗,XUYongfu5,LUOWeiqun1,21InternationalResearchCentreonKarstundertheAuspicesofUNESCO,KeyLaboratoryofKarstDynamics,MNR/GZAR,InstituteofKarstGeology,CAGS,Guilin541004,China2PingguoGuangxi,KarstEcosystem,NationalObservationandResearchStation/PingguoBaise,KarstEcosystem,GuangxiObservationandResearchStation,Pingguo531406,China3CollegeofLifeScienceandTechnology,CentralSouthUniversityofForestry&Technology,Changsha410004,China4NationalEngineeringLaboratoryforAppliedTechnologyofForestry&EcologyinSouthChina,Changsha410004,China5CollegeofForestry,CentralSouthUniversityofForestry&Technology,Changsha410004,ChinaAbstract:Bedrockplaysacrucialroleinregulatingtheprocessoflandscapeevolutionandbiologicalcolonization.Expertsingeosciences,botany,andecologyhavebeeninterestedinunderstandinghowbedrockinfluencesregionalplantdiversitylevels.ThisresearchaimedtostudythenaturalsecondaryforestsintwotypicalkarstareasofGuanyanandGongchenglocatedinnorthernGuangxi.Thestudyfocusedontheforeststhatgrewonthreebedrocksnamelylimestone,clasticrock,andlimestonesandwichedwithdolomite.Byanalyzingthefield-measureddataofthesampleplot,thestudyaimedtoidentifytheplantdiversitycharacteristics,bothalphaandbeta,andtheenvironmentalfactorsthatinfluencetheminthekarstarea.Theresearchresultsshowedthat:(1)Thestudyarearecorded86trees,93shrubs,and56herbs,revealingarelativelyaffluentspeciescount.Theplantalphadiversitywasobservedtohaveanoticeablevariationacrossdifferenttypesofbedrock.Theresearchfindingsindicatethatthehighestplantdiversitywasfoundonlimestonebedrock,hostingarichanddiverserangeofplantspecies,whileclasticrockalsodisplayedasignificantlevelofplantdiversity.However,thelowestplantdiversitywasrecordedonlimestonebedrockssandwichedwithdolomite.(2)Theplantcommunitiesindifferentandsamebedrockareasshowedaconsiderabledifferenceintheircomposition.Thevariationinthebetadiversitywassignificantlyinfluencedbythespeciesturnovercomponent,whichaccountedfor82.86%to84.49%ofthebetadiversity,ratherthanthespeciesrichnesscomponent,whichaccountedforonly15.51%to17.14%.(3)ThestatisticalanalysisconductedusingthePearsoncorrelationandManteltestmethodsindicatedthatbedrock,bedrockexposurerate,andsoilthicknesssignificantlycorrelatedwithplantcompositionanddiversityinthestudyarea(P<0.05).Tosummarize,thekarstforestslocatedinNorthernGuangxiexhibitahighdegreeofheterogeneity.Ithasbeenobservedthatplantrichnessincarbonate-mixedsedimentsissignificantlylowerthanonpurelimestoneandclasticrock.Bedrock,bedrockexposure,andsoilthicknessarethemainfactorsinfluencingplantcompositionaldiversity,whichdependsmainlyonspeciesturnoverprocesses.Thisstudyevaluatestheplantdiversitycharacteristicsandidentifiesthemaininfluencingfactorsofkarstforestsfromtheperspectiveofbedrock.Ithighlightstheimportanceofthesefactorsinshapingthelocalplantcommunityandemphasizestheneedforfutureresearchtoinvestigatethemechanismsbehindtheirimpactfurther.ThisinformationcouldbevaluableforinformingconservationeffortsandforestmanagementpracticesinthekarstregionofnorthernGuangxiandevensouthwestChina.KeyWords:karstarea;bedrock;bedrockexposurerate;soilthickness;plantdiversity了解植物多样性特征及维持机制有助于森林资源的可持续开发利用和有效保护㊂alpha多样性和beta多样性描述局域物种多样性的两个层次,alpha多样性多用于评估群落内的物种丰富度和多样性;beta多样性则度量环境梯度下群落间物种组成差异[1]㊂根据POD法[2]可将beta多样性分解为物种周转组分和丰富度差异组分,物种周转组分表示由于环境过滤㊁历史事件等造成不同地点间物种替代,导致群落间物种丰富度产生差异;丰富度差异组分表示由于干扰或物种稀疏等生态过程造成群落间物种丰富度不同[3 4]㊂通常认为,在制定生物多样性保护战略时,当物种周转组分贡献高,策略应保护多个地点,而当丰富度差异组分占比较高时则优先保护物种多样性较高的地点[5]㊂大量研究表明,植物群落多样性受到古环境㊁现代环境(气候㊁地形㊁土壤等)㊁区域生物多样性和群落生物量等生物因子和非生物因子的影响[6 8]㊂母岩是土壤形成的基础物质,是景观演化和生物定植的关键影响因素[9],通过影响生境适宜性形成不同的植被生长势[10]㊂Ott[9]研究证实全球尺度上硅质碎屑岩㊁深成岩和变质岩比碳酸盐岩具有更高的归一化植被指数㊂Hu等[11]在青藏高原开展的研究证实母岩和风化等地质效应直接影响生物多样性,并通过与生物多样性和当代环境的相互作用间接影响生态系统功能㊂母岩对区植物多样性是否产生显著影响?已成为地学㊁植物学和生态学共同关注热点㊂岩溶区是物种形成的主要场所和重要的生物多样性方舟[12]㊂我国岩溶总面积占国土面积1/3[13],其中西南岩溶地区面积超过50万km2,是世界上最大的连续喀斯特片区,是长江和珠江流域上游的重要生态屏障[14],具有岩性背景复杂㊁母岩类型多样㊁生物类群丰富㊁生态系统脆弱等典型特征[15]㊂由于地质背景和过度人为干扰,岩溶区植被严重存在退化的现象㊂区域内残存原生林极少,常见小片孤立天然次生林㊁人工乔木林和灌木林覆盖,多以稀疏灌丛㊁灌草覆盖㊂岩溶植被对维持生态系统结构和功能稳定极其重要[16],近年我国先后启动了石漠化综合治理㊁天然林保护等重大工程,岩溶生境现存次生林是石漠化植被恢复重建的重要7103㊀7期㊀㊀㊀钟萍㊀等:桂北典型岩溶区植物alpha和beta多样性特征及影响因素㊀参考范本[16],植物群落组成与物种多样性机制已成为岩溶森林生态系统研究热点之一[17]㊂以往研究多集中关注岩溶植物群落结构[16]㊁植物适应策略[18]㊁植被恢复对土壤质量的影响[19]等,而对岩溶区植物多样性特征及其影响因素的研究较少㊂依据钙㊁镁含量差异,岩溶碳酸岩主要有灰岩和白云岩两种典型母岩㊂根据1:20万数字地质图[20],桂北母岩以碎屑岩㊁灰岩㊁碳酸岩混合沉积(如灰岩夹白云岩㊁白云岩与灰岩互层等)为主(约占77%),其它母岩约占23%㊂桂林有 岩溶的首都 之称,其冠岩和恭城岩溶地貌发育最为典型㊂因此,本文以桂林冠岩㊁恭城典型母岩的天然次生林为研究对象,运用样方调查法,分析碎屑岩㊁纯碳酸岩㊁碳酸岩混合沉积等不同母岩植物alpha和beta多样性特征,探讨岩溶区植物多样性对母岩等环境因子的响应,以期为桂北乃至中国西南岩溶区植被恢复和保护修复提供理论支撑㊂1㊀材料与方法图1㊀研究区及样地分布概况Fig.1㊀Locationofplotsandstudyarea1.1㊀研究区概况研究区位于广西壮族自治区桂林的两个典型岩溶区(图1):冠岩岩溶区(110ʎ21ᶄ 111ʎ36ᶄE,25ʎ0ᶄ 25ʎ15ᶄN)和恭城岩溶区(110ʎ45ᶄ 111ʎ0ᶄE,24ʎ45ᶄ 25ʎ4ᶄN),地貌为典型的岩溶地貌,地形以山地丘陵为主㊂气候均属亚热带季风气候,四季分明,雨热同期,年平均气温19.4ħ,年平均降雨量为1804.4mm㊂根据中国地质科学院岩溶地质研究所提供的1:5万区域地质图,研究区内以灰岩为主㊁灰岩夹白云岩和碎屑岩占比次之㊁其它碳酸岩混合沉积(如白云岩与灰岩互层)㊁碳酸岩夹碎屑岩㊁第四系等母岩零星分布,出露地层主要属泥盆系和石炭系地层㊂植被主要为亚热带常绿㊁落叶阔叶混交林,乔木层优势种为香樟(Cinnamomumcamphora)㊁枫香树(Liquidambarformosana)㊁青冈(Cyclobalanopsisglauca)等㊂灌木层优势种主要有龙须藤(Bauhiniachampionii)㊁红背山麻杆(Alchorneatrewioides)以及藤本植物菝葜(Smilaxchina)等㊂草本层优势种8103㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀44卷㊀主要有求米草(Oplismenusundulatifolius)㊁野雉尾金粉蕨(Onychiumjaponicum)㊁芒(Miscanthussinensis)㊁波缘冷水花(Pileacavaleriei)㊁刺头复叶耳蕨(Arachniodesaristata)等㊂1.2㊀样地设置与群落调查2018年8月与2019年8月,根据中国地质科学院岩溶地质研究所提供的1ʒ5万区域地质图结合实地林分勘查,研究区内设置了天然次生乔木样地24个(图1),其中8个灰岩样地,6个碎屑岩样地,4个灰岩夹白云岩样地,2个第四系样地,2个碳酸岩夹碎屑岩样地,1个白云岩与灰岩互层样地,1个碳酸岩与碎屑岩互层样地㊂剔除未达统计学重复的母岩样地,共18个样地3种母岩纳入统计分析㊂每个样地设置乔木样方1个(20mˑ30m),对样方内乔木每木检尺(DBHȡ3cm),记录种名㊁树高㊁胸径㊁冠幅等㊂沿乔木样方对角线设置灌木样方3个(5mˑ5m),沿对角线及中心设置草本样方5个(1mˑ1m),分别进行灌草调查,记录灌木种名㊁基径㊁高度等,记录草本种名㊁数量㊁盖度㊁平均高度等㊂调查时,记录每个样地的经纬度㊁坡度㊁坡向㊁坡位㊁海拔㊁林下基岩裸露率㊁土层厚度等基本信息㊂其中,林下基岩裸露率为样地内无植被覆盖的裸露基岩所占比例[21 22]㊂土壤厚度根据土壤剖面确定[23],每个样地随机挖取3个剖面,剖面深度以挖至基岩为准,据3个剖面的深度判断样地的土层厚度㊂按土层深度0 10cm㊁0 20cm㊁0 40cm㊁0 100cm㊁>100cm将其划分为极薄㊁较薄㊁薄㊁中厚㊁深厚㊂利用环刀法测得土壤含水率㊂样地基本信息见表1㊂表1㊀样地基本信息表Table1㊀Basicinformationtableofsampleland样地号Plotnumber母岩Bedrock坡度Slope坡向Aspect坡位Slopeposition海拔/mAltitude基岩裸露率/%Bedrockexposurerate土壤厚度Soilthickness1灰岩㊀㊀㊀㊀17ʎ0ʎ鞍部193.090中厚2灰岩㊀㊀㊀㊀15ʎ90ʎ鞍部235.080薄㊀3灰岩㊀㊀㊀㊀25ʎ120ʎ下坡320.075薄㊀4灰岩㊀㊀㊀㊀10ʎ92ʎ中坡284.598极薄5灰岩㊀㊀㊀㊀32ʎ5ʎ山脊480.090中厚6灰岩㊀㊀㊀㊀13ʎ27ʎ中坡277.085薄㊀7灰岩㊀㊀㊀㊀20ʎ44ʎ中坡396.090极薄8灰岩㊀㊀㊀㊀21ʎ273ʎ下坡299.796薄㊀9碎屑岩㊀㊀㊀25ʎ290ʎ中坡230.04中厚10碎屑岩㊀㊀㊀12ʎ135ʎ下坡182.00中厚11碎屑岩㊀㊀㊀12ʎ105ʎ下坡319.00中厚12碎屑岩㊀㊀㊀20ʎ108ʎ下坡206.770中厚13碎屑岩㊀㊀㊀12ʎ99ʎ下坡366.05深厚14碎屑岩㊀㊀㊀33ʎ210ʎ中坡309.090较薄15灰岩夹白云岩25ʎ76ʎ下坡163.06中厚16灰岩夹白云岩20ʎ315ʎ下坡164.03中厚17灰岩夹白云岩20ʎ270ʎ中坡167.035中厚18灰岩夹白云岩25ʎ350ʎ下坡209.020深厚1.3㊀多样性测度将每个样地植物的原始丰度数据转为 样方-物种 矩阵后计算植物alpha和beta多样性㊂本文选用物种丰富度(S)㊁Simpson多样性指数(D)㊁Shannon多样性指数(Hᶄ)和Pielou均匀度指数(E)4个常用指数测度群落的alpha多样性[24],通过R软件vegan程序包[25]中diversity函数计算各林层多样性指数㊂根据乔木层㊁灌木层和草本层对群落结构与功能的贡献,分别赋予0.5㊁0.3㊁0.2的权重,计算各样地整体的多样性[26],采用算数平均值和标准误表示三种母岩的植物alpha多样性㊂beta多样性通过adespatial程序包[27]中的beta.div.comp函数计算并分解,获取不同母岩的总体beta多样性㊁物种周转组分和丰富度差异组分占比及配对样方间的Bray⁃Cruits相异度距离矩阵[4]㊂9103㊀7期㊀㊀㊀钟萍㊀等:桂北典型岩溶区植物alpha和beta多样性特征及影响因素㊀0203㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀44卷㊀1.4㊀数据分析㊁处理首先运用单因素方差分析和Tukey-HSD检验,分析植物alpha多样性特征㊂基于配对样方间的Bray⁃Cruits距离矩阵运用非度量多维度排序(NMDS)和Anosim分析分析植物beta多样性特征㊂采用Pearson相关性分析植物alpha多样性与母岩㊁土壤㊁地形等环境因子的相关性,由于4个alpha多样性指数趋势一致,故仅选取Shannon指数绘制相关性热图㊂运用Mantel检验分析母岩㊁土壤㊁地形等环境因子对植物beta多样性的影响㊂分析时,坡度㊁坡向经过正弦转换为线性变量;坡位用赋值法,按平地㊁山脊㊁鞍部㊁上坡㊁中坡㊁下坡㊁全坡的顺序转换为数值变量,用1 7表示;土层厚度按极薄㊁较薄㊁薄㊁中厚㊁深厚的顺序赋值,用1 5表示;母岩按灰岩㊁碎屑岩㊁灰岩夹白云岩顺序分别用1 3表示㊂为消除量纲的影响,对数据进行标准化处理㊂数据整理在Excel2010中完成,分析与绘图在R4.1.3[28]中完成㊂2㊀结果与分析2.1㊀物种组成特征调查样方内共记录乔木86种,隶属于35科62属,壳斗科(10种)㊁樟科(8种)㊁大麻科㊁豆科㊁桑科(6种)为优势科;记录灌木93种,隶属于35科63属,其中豆科记录数量最多(10种),大戟科次之(7种);记录草本56种,隶属于31科47属,禾本科(6种)为优势科,并蕨类植物17种㊂不同母岩样地物种组成存在明显差异,如青冈(Quercusglauca)㊁木樨(Osmanthusfragrans)㊁翅荚香槐(Cladrastisplatycarpa)㊁花梨木(Anibarosaeodora)仅记录在碎屑岩㊁灰岩样地中,山牡荆(Vitexquinata)㊁桂林槭(Acerkweilinense)㊁花榈木(Ormosiahenryi)㊁阔叶十大功劳(Mahoniabealei)等仅在灰岩样地中有记录,半蒴苣苔(Hemiboeasubcapitata)㊁牛耳朵(Primulinaeburnea)㊁波缘冷水花等仅出现在林下基岩裸露率更高的灰岩样地中㊂图2㊀不同母岩植物alpha多样性指数箱线图Fig.2㊀Boxplotsofalphadiversityindicesofplantsfromdifferentbedrocks箱体上中下线分别为75㊁50和25分位数,虚线为平均数;不同字母表示组间存在显示差异(P<0.05,ANOVA,Tukey⁃HSDtest)2.2㊀植物多样性特征alpha多样性指数的单因素方差分析结果显示(图2),不同岩性间丰富度指数㊁Simpson指数㊁Shannon指数及均匀度指数特征一致,均为灰岩最高(S=43.50ʃ1.25,D=0.85ʃ0.01,Hᶄ=2.30ʃ0.04,E=0.85ʃ0.01),碎屑岩次之(S=35.00ʃ2.73,D=0.81ʃ0.02,Hᶄ=2.04ʃ0.09,E=0.82ʃ0.02),两者之间丰富度指数差异性显著(P<0.05),Simpson指数㊁Shannon⁃Weiner指数及均匀度指数差异不显著㊂岩溶区灰岩夹白云岩多样性最低(S=27.25ʃ2.16,D=0.66ʃ0.05,Hᶄ=1.56ʃ0.13,E=0.70ʃ0.03)且与灰岩㊁碎屑岩均存在显著性差异(P<0.05)㊂NMDS分析显示(图3),不同母岩植物群落物种组成存在极显著差异㊂Bray⁃Cruits相异度距离矩阵(表2)显示,同一母岩样地的植物组成也存在较大相异性㊂不同岩性beta多样性组分分解特征一致(表3),均为物种周转组分占比(82.86% 84.49%)高于物种丰富度组分占比(15.51% 17.14%)㊂研究区整体beta多样性为0.44,其中物种周转组分贡献85.08%,物种丰富度组分贡献14.92%(表2)㊂可见,研究区内林分异质性较高,植物群落相似性较低,周转组分对该区域物种组成差异的贡献占主导地位㊂图3㊀配对样地间植物Bray⁃cruits距离的NMDS排序图Fig.3㊀NMDSrankingplotofBray⁃cruitsdistanceforplantsinpairedplots图中的1 18代表不同的样地;stress值为0.109<0.2,排序结果合理;显著性检验基于Anoism分析2.3㊀植物多样性与环境因子的相关性分析Pearson相关性分析表明(图4),Shannon多样性指数与母岩㊁土壤厚度显著负相关(P<0.05),与基岩裸露率显著正相关(P<0.05),且与母岩相关性最强(r=0.81),与海拔等地形因子无显著相关性㊂母岩㊁基岩裸露率㊁土壤厚度是影响研究区植物alpha多样性的重要因素㊂MantelTests分析表明(图5),岩溶区植物beta多样性与基岩裸露率呈极显著正相关(P<0.01),与母岩㊁土壤厚度显著正相关(P<0.05),与其它环境因子无显著相关关系㊂即岩溶区样地间植物组成差异随基岩裸露率㊁母岩㊁土壤厚度的差异增大而增大,其中基岩裸露率与beta多样性相关性最强(r=0.52),是影响研究区植物群落beta多样性的主要因素㊂1203㊀7期㊀㊀㊀钟萍㊀等:桂北典型岩溶区植物alpha和beta多样性特征及影响因素㊀表2㊀配对样地的Bray⁃Cruits相异度距离矩阵Table2㊀Bray⁃Cruitsdissimilaritydistancematrixforpairedplots样地号Plotnumber123456789101112131415161720.8530.760.7640.900.920.9350.920.700.840.8860.930.900.860.890.8170.940.890.820.910.640.6680.880.860.890.810.810.820.8090.960.990.970.980.910.920.900.93100.990.990.980.980.940.890.950.950.81110.920.910.880.980.920.940.950.960.730.84120.970.870.900.880.830.760.890.830.950.760.94130.990.990.970.970.980.830.940.910.960.960.940.72140.840.820.770.900.770.760.600.710.910.940.870.900.92150.890.940.910.910.950.930.920.910.870.760.790.880.930.88160.940.980.980.960.900.900.900.930.770.800.780.920.930.890.60170.760.880.640.930.840.880.870.900.830.900.730.930.930.770.850.74180.930.850.810.930.860.840.830.830.840.910.860.690.750.830.760.820.80表3㊀植物beta多样性及组分特征表Table3㊀Characterizationofplantbeta⁃diversityandcomponents母岩Bedrock总体beta多样性Totalbetadiversity物种周转组分Speciesturnovercomponents物种丰富度组分Richnessdifferencecomponents物种周转组分占比/%Proportionofspeciesturnovercomponents物种丰富度组分占比/%Proportionofrichnessdifferencecomponents整体Overall0.440.370.0685.0814.92灰岩Limestone0.420.350.0783.0616.94碎屑岩Clasticrock0.440.360.0782.8617.14灰岩夹白云岩Limestonesandwichedwithdolomite0.380.320.0684.4915.513㊀讨论调查共记录乔灌草235种,其中壳斗科㊁樟科㊁大麻科㊁豆科㊁桑科㊁大戟科为优势科㊂由于特殊地质化学背景,岩溶区基岩裸露率高,土壤深浅不均且偏碱性,喜钙㊁耐旱耐碱㊁且有发达根系的植物才能在该生境中生长[29]㊂如壳斗科青冈,深根性直根系,耐旱耐瘠薄,生长中速,适应性及天然更新能力强,因此在岩溶区广泛分布㊂不同母岩植物多样性和群落组成存在显著差异,母岩㊁基岩裸露率㊁土壤厚度是影响桂北岩溶区植物alpha和beta多样性的重要因素㊂相关性分析表明母岩对基岩裸露率和土壤厚度有显著影响,母岩不仅对植物多样性产生直接影响,可能还通过影响基岩裸露程度㊁土壤厚度和含水对植物多样性产生间接影响㊂这与其它区域相关研究基本一致[30 32]㊂在青藏高原东南部对比不同岩层生物群落的研究表明,土壤母岩对生物多样性产生直接影响[11]㊂Jiang[33]㊁Liu等[34]相关研究证实不同母岩的矿物组成和风化速率不同,控制所发育土壤的厚度㊁缝隙结构和持水能力,因而决定木本和草本植物的覆盖与生长㊂碎屑岩发育土壤土层深厚㊁养分含量更高[35],适宜植物生长,组成和多样性往往较为丰富㊂与碎屑岩相比,灰岩㊁灰岩夹白云岩等碳酸岩具有较强的可溶蚀性,其形成的生境基岩裸露率更高,岩石缝隙结构有利于根系较深的树种生长[34],所发育土2203㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀44卷㊀图4㊀植物alpha多样性与环境因子相关性热图Fig.4㊀HeatmapofthecorrelationbetweenplantalphadiversityandenvironmentalfactorsShannon:Shannon多样性指数;Bedrock:母岩;Bedrockexposurerate:基岩裸露率;Soilthickness:土壤厚度;Watercontent:土壤含水率;Altitude:海拔;Slope:坡度;Aspect:坡向;Slopeposition:坡位㊂颜色梯度及图中数字表示Pearson相关系数r,∗为显著性标记,∗P<0.05;∗∗P<0.01;∗∗∗P<0.001壤土层浅薄且钙含量较高,导致石生性㊁喜钙性的岩溶区特有种㊁适宜种(如大叶土蜜树Brideliaretusa㊁桂林槭㊁波缘冷水花㊁牛耳朵等)和适生能力强的随遇种(如青冈㊁木樨㊁香樟等)着生[36]㊂因而,植物多样性更为丰富,且植物组成与碎屑岩相异性明显㊂此外,母岩通过影响养分迁移和土壤养分含量对植物分布和组成产生间接影响可能是潜在影响机制㊂植物生长需要的磷㊁铁等营养元素来源于母岩,且养分有效性可能受到土壤⁃母岩界面的化学和物理过程的控制[37 38],董茜等[31]㊁Wang等[39]研究发现灰岩㊁灰岩夹白云岩㊁碎屑岩的土壤养分存在显著性差异,进而影响植物多样性㊂作为研究区内碳酸岩混合沉积的典型类型,灰岩夹白云岩的基岩裸露率较低㊁土层中厚,生境异质性显著低于灰岩;所发育土壤元素背景值受多个岩性端元的影响[40],养分含量往往低于灰岩㊁碎屑岩发育土壤[31,35,41],故植物丰富度和多样性显著低于灰岩与碎屑岩㊂岩溶区林分异质性较高,植物群落相似性较低㊂不仅不同母岩的植物组成存在显著性差异,同一母岩样地的植物组成也存在较大相异性㊂这可能与基岩裸露率对植物组成差异影响最大有关㊂因为基岩裸露形成石面㊁石缝㊁石沟等特殊小地貌,土层深浅不一且土被不连续,丰富了小尺度上的生境异质性[42 43],极大地影响植物的空间分布和多样性㊂分解beta多样性发现,物种周转组分对该区域物种组成差异的贡献占主导地位㊂理论认为,环境过滤㊁竞争㊁地理隔离等是导致物种替换的潜在机制[44 45]㊂基岩裸露㊁母岩和土壤厚度共同促进小生境高度异质性可能是影响桂北岩溶区植物种生态位竞争和物种周转的原因㊂因此,建议开展岩溶3203㊀7期㊀㊀㊀钟萍㊀等:桂北典型岩溶区植物alpha和beta多样性特征及影响因素㊀4203㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀44卷㊀图5㊀植物beta多样性与环境因子相关性Fig.5㊀Correlationbetweenplantbetadiversityandenvironmentalfactors基于Bray⁃Curtis距离通过Mantel检验得出的植物群落组成与环境因子之间的关系;线宽代表部分Mantel的r统计量,线条颜色代表统计显著性,颜色梯度表示Pearson相关系数区森林生态系统保护工程时应对岩溶区和碎屑岩区森林多处加以保护㊂此外,本文分析显示海拔等地形因子与植物多样性无显著相关性,可能是由于调查样地的山体陡峭矮小,海拔㊁坡向等地形因子对光热资源分配的影响较小,而对植物组成和多样性无显著影响㊂4㊀结论桂北岩溶区林分异质性较高,群落组成差异主要由周转过程主导,母岩㊁基岩裸露率㊁土壤厚度是岩溶区植物组成和多样性的重要影响因素㊂因此,基于母岩多位点保护,兼顾基岩裸露和土壤厚度等小生境差异而 适地适树 对岩溶区植被恢复与重建有重要意义㊂致谢:感谢中国地质科学院岩溶地质研究所对地层母岩区分提供的有关帮助,感谢中南林业科技大学李志强老师㊁罗丽莹㊁段慧霞㊁王熊维㊁张国灿同学参与群落调查㊂参考文献(References):[1]㊀WhittakerRH.Evolutionandmeasurementofspeciesdiversity.TAXON,1972,21(2/3):213⁃251.[2]㊀PodaniJ,SchmeraD.Anewconceptualandmethodologicalframeworkforexploringandexplainingpatterninpresence⁃absencedata.Oikos,2011,120(11):1625⁃1638.[3]㊀SocolarJB,GilroyJJ,KuninWE,EdwardsDP.Howshouldbeta⁃diversityinformbiodiversityconservation?TrendsinEcology&Evolution,2016,31(1):67⁃80.[4]㊀斯幸峰,赵郁豪,陈传武,任鹏,曾頔,吴玲兵,丁平.Beta多样性分解:方法㊁应用与展望.生物多样性,2017,25(5):464⁃480.[5]㊀Gutiérrez⁃CánovasC,MillánA,VelascoJ,VaughanIP,OrmerodSJ.Contrastingeffectsofnaturalandanthropogenicstressorsonbetadiversityinriverorganisms.GlobalEcologyandBiogeography,2013,22(7):796⁃805.[6]㊀唐志尧,王志恒,方精云.生物多样性分布格局的地史成因假说.生物多样性,2009,17(6):635⁃643.[7]㊀袁铁象,张合平,欧芷阳,谭一波.地形对桂西南喀斯特山地森林地表植物多样性及分布格局的影响.应用生态学报,2014,25(10):2803⁃2810.[8]㊀FraserL,PitherJ,JentschA,SternbergM,ZobelM,AskarizadehD,BarthaS,BeierkuhnleinC,BennettJA,BittelA,BoldgivB,BoldriniI,BorkE,BrownL,CabidoM,CahillJ,CarlyleC,CampetellaG,ChelliS,CohenO,CsergöA,DíazS,EnricoL,EnsingDJ,FidelisA,FridleyJ,FosterB,GarrisHW,GoheenJ,HenryH,HohnM,JouriMH,KlironomosJ,KooremK,Lawrence⁃LodgeR,LongR,ManningP,MitchellR,MooraM,MüllerS,NabingerC,NaseriK,OverbeckG,PalmerT,ParsonsS,PesekMF,PillarV,PringleR,RoccaforteK,SchmidtA,ShangZ,StahlmannR,StotzGC,SugiyamaS,SzentesS,ThompsonD,TungalagR,UndrakhboldS,VanRooyenMV,WellsteinC,WilsonJ,ZupoT.Worldwideevidenceofaunimodalrelationshipbetweenproductivityandplantspeciesrichness.Science,2015,349:302⁃305.[9]㊀OttRF.Howlithologyimpactsglobaltopography,vegetation,andanimalbiodiversity:aglobal⁃scaleanalysisofmountainousregions.GeophysicalResearchLetters,2020,47(20):e2020GL088649.[10]㊀HahmWJ,RempeDM,DralleDN,DawsonTE,LovillSM,BrykAB,BishDL,SchieberJ,DietrichWE.Lithologicallycontrolledsubsurfacecriticalzonethicknessandwaterstoragecapacitydetermineregionalplantcommunitycomposition.WaterResourcesResearch,2019,55(4):3028⁃3055.[11]㊀HuA,WangJJ,SunH,NiuB,SiGC,WangJ,YehCF,ZhuXX,LuXC,ZhouJZ,YangYP,RenML,HuYL,DongHL,ZhangGX.Mountainbiodiversityandecosystemfunctions:interplaybetweengeologyandcontemporaryenvironments.TheISMEJournal,2020,14(4):931⁃944.[12]㊀ClementsR,SodhiNS,SchilthuizenM,NgPKL.LimestonekarstsofsoutheastAsia:imperiledarksofbiodiversity.BioScience,2006,56(9):733⁃742.[13]㊀曹建华,蒋忠诚,袁道先,夏日元,章程.岩溶动力系统与全球变化研究进展.中国地质,2017,44(5):874⁃900.[14]㊀白晓永,冉晨,陈敬安,罗光杰,陈飞,肖碧琴,龙明康,李姿霖,张小芸,沈晓倩,杨姝,林心海,李朝君,张思蕊,熊练,王世杰.中国喀斯特生态系统健康诊断的方法㊁进展与展望.科学通报,2023,68(19):2550⁃2568.[15]㊀郭柯,刘长成,董鸣.我国西南喀斯特植物生态适应性与石漠化治理.植物生态学报,2011,35(10):991⁃999.[16]㊀张忠华,胡刚,刘立斌,程安云,胡聪,吴洋洋,倪健.黔中北亚热带喀斯特次生林动态监测样地:物种组成与群落结构.生态学报,2022,42(2):742⁃754.[17]㊀安明态.喀斯特森林土壤水分和养分格局及其植物物种多样性维持机制研究[D].贵阳:贵州大学,2019.[18]㊀钟巧连,刘立斌,许鑫,杨勇,郭银明,许海洋,蔡先立,倪健.黔中喀斯特木本植物功能性状变异及其适应策略.植物生态学报,2018,42(5):562⁃572.[19]㊀马心雨,田雪,过怡婷,林勇明.基于Meta分析的中国西南地区植被恢复对土壤化学计量特征的影响.应用与环境生物学报:1⁃14[2023⁃09⁃14]㊀.https://doi.org/10.19675/j.cnki.1006⁃687x.2022.07029.[20]㊀李晨阳,王新春,何春珍,吴轩,孔昭煜,李晓蕾.全国1ʒ200000数字地质图(公开版)空间数据库.中国地质,2019,46(S1):1⁃10.[21]㊀NeeS.Theneutraltheoryofbiodiversity:dothenumbersaddup?FunctionalEcology,2005,19(1):173⁃176.[22]㊀盘远方,梁志慧,李嘉宝,梁士楚,姜勇,吴华萍,王菁菁,傅瑞静,周健梅.桂林岩溶石山常绿落叶阔叶混交林群落结构与物种多样性.生态学报,2021,41(6):2451⁃2459.[23]㊀易晨,李德成,张甘霖,赵玉国,杨金玲,刘峰,宋效东.土壤厚度的划分标准与案例研究.土壤学报,2015,52(1):220⁃227.[24]㊀马克平,黄建辉,于顺利,陈灵芝.北京东灵山地区植物群落多样性的研究Ⅱ丰富度㊁均匀度和物种多样性指数.生态学报,1995,15(3):268⁃277.[25]㊀OksanenJ,SimpsonGL,BlanchetFG,KindtR,LegendreP,MinchinPR,OᶄHaraRB,SolymosP,StevensMHH,SzoecsE,WagnerH,BarbourM,BedwardM,BolkerB,BorcardD,CarvalhoG,ChiricoM,CaceresMD,DurandS,EvangelistaHBA,FitzJohnR,FriendlyM,FurneauxB,HanniganG,HillMO,LahtiL,McGlinnD,OuelletteMH,CunhaER,SmithT,StierA,BraakCJFT,WeedonJ.vegan:CommunityEcologyPackage.Rpackageversion2.6⁃2.2022.https://CRAN.R⁃project.org/package=vegan[26]㊀高润梅,石晓东,樊兰英,孙悦燕,郭孝红.山西省南方红豆杉自然分布与群落生态学特征.应用生态学报,2016,27(6):1820⁃1828.[27]㊀DrayS,BaumanD,BlanchetG,BorcardD,ClappeS,GuenardG,JombartT,LarocqueG,LegendreP,MadiN,WagnerHH.adespatial:MultivariateMultiscaleSpatialAnalysis.Rpackageversion0.3⁃16.2022.https://CRAN.R⁃project.org/package=adespatial[28]㊀RCoreTeam.R:Alanguageandenvironmentforstatisticalcomputing.RFoundationforStatisticalComputing,Vienna,Austria.2022.URL5203㊀7期㊀㊀㊀钟萍㊀等:桂北典型岩溶区植物alpha和beta多样性特征及影响因素㊀6203㊀生㊀态㊀学㊀报㊀㊀㊀44卷㊀https://www.R⁃project.org/.[29]㊀宋同清,彭晚霞,曾馥平,王克林,曹洪麟,李先琨,覃文更,谭卫宁,刘璐.喀斯特峰丛洼地不同类型森林群落的组成与生物多样性特征.生物多样性,2010,18(4):355⁃364.[30]㊀TangJW,LüXT,YinJX,QiJF.Diversity,compositionandphysicalstructureoftropicalforestoverlimestoneinXishuangbanna,south⁃westChinaJournaloftropicalforestscience,2011,23(4):425⁃433.[31]㊀董茜,尤勇刚,罗为群,刘绍华,王根柱,刘玉国,周金星.岩溶区不同母岩植物群落物种组成及优势种群生态位差异.中国岩溶,2021,40(5):849⁃859.[32]㊀王磊,崔明,刘玉国,周梦玲,武建宏,周桃龙.岩溶区林分生长与影响因子的关系.浙江农林大学学报,2020,37(6):1036⁃1044.[33]㊀JiangZH,LiuHY,WangHY,PengJ,MeersmansJ,GreenSM,QuineTA,WuXC,SongZL.Bedrockgeochemistryinfluencesvegetationgrowthbyregulatingtheregolithwaterholdingcapacity.NatureCommunications,2020,11(1):1⁃9.[34]㊀LiuHY,JiangZH,DaiJX,WuXC,PengJ,WangHY,MeersmansJ,GreenSM,QuineTA.RockcrevicesdeterminewoodyandherbaceousplantcoverintheKarstcriticalzone.ScienceChinaEarthSciences,2019,62(11):1756⁃1763.[35]㊀付瑞桐,李德军,胡培雷,段鹏鹏,张玉玲.岩性对森林土壤有机碳矿化的影响.生态学杂志:1⁃11[2023⁃09⁃14]㊀.http://kns.cnki.net/kcms/detail/21.1148.Q.20230331.0904.008.html.[36]㊀曹建华,袁道先,杨慧,黄芬,朱同彬,梁建宏,周孟霞,罗劬侃,吴夏.岩溶生态系统中的植物.中国岩溶,2022,41(3):365⁃377.[37]㊀DaiQH,PengXD,WangPJ,LiCL,ShaoHB.SurfaceerosionandundergroundleakageofyellowsoilonslopesinKarstregionsofsouthwestChina.LandDegradation&Development,2018,29(8):2438⁃2448.[38]㊀HollowayJM,DahlgrenRA,HansenB,CaseyWH.Contributionofbedrocknitrogentohighnitrateconcentrationsinstreamwater.Nature,1998,395(6704):785⁃788.[39]㊀WangMM,ChenHS,ZhangW,WangKL.SoilnutrientsandstoichiometricratiosasaffectedbylanduseandlithologyatCountyscaleinaKarstarea,southwestChina.ScienceoftheTotalEnvironment,2018,619/620:1299⁃1307.[40]㊀夏学齐,季峻峰,杨忠芳,卢新哲,黄春雷,魏迎春,徐常艳,梁卓颖.母岩类型对土壤和沉积物镉背景的控制:以贵州为例.地学前缘,2022,29(4):438⁃447.[41]㊀梁月明,苏以荣,何寻阳,陈香碧.岩性对喀斯特灌丛土壤固氮菌与丛枝菌根真菌群落结构及丰度的影响.环境科学,2017,38(3):1253⁃1261.[42]㊀刘方,王世杰,罗海波,刘元生,刘鸿雁.喀斯特森林生态系统的小生境及其土壤异质性.土壤学报,2008,45(6):1055⁃1062.[43]㊀张忠华,胡刚,倪健.茂兰喀斯特森林群落的种间分离特征.生态学报,2010,30(9):2235⁃2245.[44]㊀AngelerDG.Revealingaconservationchallengethroughpartitionedlong⁃termbetadiversity:increasingturnoveranddecreasingnestednessofboreallakemetacommunities.DiversityandDistributions,2013,19(7):772⁃781.[45]㊀LegendreP.Interpretingthereplacementandrichnessdifferencecomponentsofbetadiversity.GlobalEcologyandBiogeography,2014,23(11):1324⁃1334.http://www.ecologica.cn。
盐碱胁迫下烟草出芽率和脯氨酸·丙二醛活性变化
盐碱胁迫下烟草出芽率和脯氨酸丙二醛活性变化岳惠玲【摘要】[目的]探讨不同品种烟草抗盐碱胁迫能力.[方法]检测不同浓度的盐碱混合溶液(6.25~500mmol/L)胁迫下5种常见烟草品种(白肋烟TN90、烤烟NC89、晒6烟延晒5号、香料烟河南香料,黄花烟)种子出芽率和幼苗叶片丙二醛和脯氨酸含量的变化.[结果]黄花烟抗盐碱胁迫能力最强,河南香料、延晒5号、NC89次之,TN90最弱.[结论]为因地制宜选择适合本地裁培的烟草品种提作参考.%[Objective] The study aimed to discuss the salinity-alkalinity stress resistance capacity of different varieties of tobacco.[Methods] Sprouting rate of tobacco, proline and MDA activity of 5 tobacco varieties(Burley TN90, tobacco NC89, V Yanshai sun-cured tobacco, Oriental tobacco Hena spices, Yellow tobacco) in different concentrations of salt and alkali mixture (6.25-500mmol/L).[Results] The salinity capacity is Yellow tobacco>tobacco NC89, V Yanshai sun-cured tobacco, Oriental tobacco henna spices> TN90.[Conclusion] Those provide references for tobacco varieties selection for local cultivation.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2011(039)018【总页数】3页(P10804-10806)【关键词】烟草;出芽率;丙二醛;脯氨酸【作者】岳惠玲【作者单位】吉林省磐石市烟筒山农业技术推广站,吉林,磐石,132302【正文语种】中文【中图分类】S572土壤盐渍化对农业的威胁是一个全球性问题,是影响植物生产的主要因素之一。
植物体内丙二醛(MDA)含量对干旱的响应
植物体内丙二醛(MDA)含量对干旱的响应张清航;张永涛【摘要】通过采用硫代巴比妥酸法测定5个不同土壤水分梯度下植物体内的丙二醛含量,发现白蜡、麻栎、皂荚3个树种的丙二醛含量随着干旱的加剧而逐渐累积,白蜡的丙二醛含量要高于麻栎和皂荚,皂荚的丙二醛增长率最高,白蜡次之,麻栎的丙二醛增长率最低也最为稳定.从丙二醛含量来看,麻栎的抗旱性要优于另外两个树种.【期刊名称】《林业勘查设计》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】3页(P110-112)【关键词】硫代巴比妥酸法;丙二醛;抗旱性【作者】张清航;张永涛【作者单位】山东省泰安第一中学,山东泰安271018;山东农业大学林学院,山东泰安271018【正文语种】中文1 前言干旱问题是植物面临的最严重的问题之一,它很大程度上限制了植物的充分生长[1]。
在生物课堂之外,老师组织学生们做了探究性实验:如何衡量植物的抗旱能力?是否能有某个指标能反映不同植物的抗旱能力?查阅文献后知道,植物体内丙二醛(C3H4O2)的含量是反映植物抗旱性能的指标之一[2-5]。
课题小组选择了通过人工控水模拟干旱的实验方法[3,4],以白蜡(Fraxinus chinensis),麻栎(Quercus acutissima Carruth),皂荚(Gleditsia sinensis)3个树种为实验对象,探求它们在干旱条件下丙二醛含量的变化,比较它们的抗旱性能,为耐旱树种选择提供技术支撑。
2 实验材料与方法2.1 实验地概况实验地位于山东农业大学校内实验基地(36°06′N,116°08′E),地形平坦,海拔150 m。
极端最低气温-22℃,最高气温40℃,无霜期186.6d;降雨集中在7~9月,多年平均降水量741.8mm。
≥10℃年积温2350~4777℃,年均气温12.9℃,年均日照时数2583 h,土壤类型以褐土、棕壤为主。
2.2 实验材料实验材料为白蜡、麻栎、皂荚1年生幼苗,2017年4月进行盆栽,每个树种栽植10株。
晾晒对拉萨河谷5种乡土树种叶片脯氨酸和丙二醛含量的影响
晾晒对拉萨河谷5种乡土树种叶片脯氨酸和丙二醛含量的影响李永霞;陈向珍;杨小林【摘要】为提高造林成活率,促进苗木生长,以拉萨河谷地区5种主要乡土造林树种(藏川杨、银白杨、细叶红柳、左旋柳和江孜沙棘)为研究对象,选取2-3年生的苗木进行晾根处理(晾晒时间为0 h、2 h、4 h、6 h及8 h),晾晒后移栽,测定分析移栽成活苗木叶片脯氨酸(Pro)和丙二醛(MDA)含量的变化.结果表明:5个树种苗木叶片的脯氨酸和丙二醛含量均随晾晒时间的延长而增加,但变化幅度和进程不同.其中,藏川杨晾晒4 h的增幅达最大,脯氨酸和丙二醛含量分别增加85.18%和43.10%;银白杨、细叶红柳和左旋柳晾晒6 h后增幅均达最大,分别增加53.74%和67.57%,68.5%和297.04%,205.18%和43.62%;江孜沙棘晾晒8 h后增幅达最大,分别增加70.93%和39.38%.5种树种裸根晾晒的极限时间分别为藏川杨4 h,银白杨、细叶红柳和左旋柳6 h,江孜沙棘8 h,一定程度上反映出各树种的抗旱性.%To enhance the planting survival rate and promote seedling growth, taking five kinds of native tree species(Populus szechuanica var.tibetica, Populus alba var.alba, Salix microsiachya, Salix paraplesia var.subintegra and Hippophae gyantsensis) as the object, the effects of air-drying on contents of Proline and MDA in leaves were investigated by using bare root air-drying method, with the air-drying time of 0 h, 2 h, 4 h, 6 h and 8 h.Results: Contents of Pro and MDA increased with air-drying time, but the change range and process were different.P.szechuanica var.tibetica drying 4 h was of the highest improvement, the contents of Proline and MDA increased by 85.18% and 43.10% respectively.P.alba var.alba, S.microsiachya andS.paraplesia var.subintegra drying 6 h reached the maximum growth of 53.74% and 67.57%, 68.5% and 297.04%, 205.18% and 43.62% respectively;H.gyantsensis drying 8 h reached the maximum growth of 70.93% and 39.38%.The limit air-drying time of P.szechuanica var.tibetica was 4 h, P.alba var.alba, S.microsiachya, S.paraplesia var.subintegra was 6 h, H.gyantsensis was 8 h, reflecting the drought resistance of each tree species to some extent.【期刊名称】《贵州农业科学》【年(卷),期】2017(045)009【总页数】4页(P17-20)【关键词】乡土树种;晾晒;脯氨酸;丙二醛;拉萨河谷;西藏【作者】李永霞;陈向珍;杨小林【作者单位】西藏农牧学院,西藏林芝 860000;西藏农牧学院,西藏林芝 860000;西藏农牧学院,西藏林芝 860000【正文语种】中文【中图分类】S718.43水分胁迫是植物整个生命过程中重要的非生物胁迫之一。
脯氨酸和丙二醛的测定
植物体内丙二醛含量的测定一、原理丙二醛(MDA)是由于植物器官衰老或在逆境条件下受伤害,其组织或器官膜脂质发生过氧化反应而产生的。
它的含疑与植物衰老及逆境伤害有密切关系。
测定植物体内丙二醛含量,通常利用硫代巴比妥酸(TBA)在酸性条件下加热与组织中的丙二醛产生显色反应,生成红棕色的三甲川<3, 5, 5-三甲基恶哇-2, 4-二酮),三甲川最大的吸收波长在532nmo但是测左植物组织中MDA时受多种物质的干扰,其中最主要的是可溶性糖,糖与硫代巴比妥酸显色反应产物的最大吸收波长在450nm处,在532nm处也有吸收。
植物遭受干旱、髙温、低温等逆境胁迫时可溶性糖增加,因此测定植物组织中丙二醛与硫代巴比妥酸反应产物含量时一左要排除可溶性糖的干扰。
此外在532nm波长处尚有非特异的背景吸收的影响也要加以排除,532nm非特异性吸光值可以600nm波长处的吸光值代表。
低浓度的铁离子能显著增加硫代巴比妥酸与蔗糖或丙二醛显色反应物在532、450nm处的吸光度值,所以在蔗糖、丙二醛与硫代巴比妥酸显色反应中需要有一立的铁离子,通常植物组织中铁离子的含量为100 — 300 ng・g 根据植物样品量和提取液的体积,加入Fe‘‘的终浓度为0. 5nmo 1・L 在532nm、600nm和450nm波长处测從吸光度值,即可计算出丙二醛含量。
二、材料、仪器设备及试剂1.材料;植物叶片。
2.仪器设备:离心机,分光光度计:电子分析天平;恒温水浴;研钵;小烧杯(〉2), 容量瓶(100ml〉2);试管(>4):移液管(2ml>3、5ml>l)、试管架;移液管架;洗耳球:剪刀。
3.试剂及其配制:10%三氯乙酸:称取10g三氯乙酸加蒸锚水溶解后泄容至100ml;0. 6%硫代巴比妥酸(TBA)溶液:称取0. 6g硫代巴比妥酸加蒸憎水溶解后定容至100ml:石英砂。
实验步L丙二醛的提取称取不同处理的植物叶片(尽量剪碎)0・2g,加入少咼石英砂和10%三氮乙酸2ml, 研磨至匀浆,再加3mll0%三氯乙酸进一步研磨,匀浆再经5ml三氯乙酸移入10ml离心管,以4000r/min离心lOmin, K上淸液为丙二醛提取液(10ml)。
植物体内氧自由基含量,过氧化氢,丙二醛,脯氨酸的测定
植物体内氧自由基含量的测定一、目的生物体内的一部分氧分子,在参与酶促或非酶促反应时,若只接受一个电子,会转变为超氧阴离子自由基(O2-)。
O2-既能与体内的蛋白质和核酸等活性物质直接作用,又能衍生为H2O2羟自由基(·OH)、单线态氧(1O2)等。
·OH可以引发不饱和脂肪酸脂质(RH)过氧化反应,产生一系列自由基,如:脂质自由基(·R)、脂氧自由基(RO·)、脂过氧自由基(ROO·)和脂过氧化物(ROOH),自由基积累过多时会对细胞膜及许多生物大分子产生破坏作用。
本实验主要掌握植物体内氧自由基的测定原理及方法。
二、原理在生物体中,氧作为电子传递的受体,得到单电子时,生成超氧阴离子自由基(O2-)。
利用羟胺氧化的方法可以测定生物系统中O2-含量。
O2-与羟胺反应生成NO2-,NO2-在对氨基苯磺酸和α-萘胺的作用下,生成粉红色的偶氮染料(对-苯磺酸-偶氮-α-萘胺)。
取生成物在530nm波长处测定吸光度(A)值,根据A530值可以算出样品中O2-含量。
反应式如下:NH2OH + 2O2-+ H+→ NO2-+ H2O2 + H2O三、材料、仪器设备及试剂1. 材料:花生、绿豆、大豆黄化幼苗的下胚轴及其他植物叶片。
2. 仪器设备:高速冷冻离心机;分光光度计;恒温水浴锅;研钵;试管;移液管;试管架;移液管架;洗耳球等。
3. 试剂配制:50 mmol·L-1磷酸缓冲液(pH7.8)1 mmol·L-1盐酸羟胺17 mmol·L-1对氨基苯磺酸(以冰醋酸:水 = 3 :1配制)7 mmol·L-1α-萘胺(以冰醋酸:水 = 3 :1配制)50nmol·ml-1NaNO2母液四、实验步骤1. 提取液制备称取1g植物叶片放入冰浴的研钵中,加入50mmol·L-1磷酸缓冲液(pH7.8)5ml, 研磨成匀浆,在1000r/min,4℃下离心10min,取上清液再以15000r/min,4℃下离心20min,第二次上清液即为样品提取液。
植物体内游离脯氨酸含量的测定
植物体内游离脯氨酸含量的测定(共3页)-本页仅作为预览文档封面,使用时请删除本页-目的意义植物在正常条件下游离脯氨酸(proline,Pro)含量很低,但在干旱、高温、低温、盐碱、水涝等逆境条件下便会大量积累,并且积累指数与植物的抗逆性呈正相关关系。
因此,脯氨酸可作为植物抗逆性的一项生化指标,测定其含量也成为抗性生理研究的重要内容之一。
本实验的目的是掌握游离脯氨酸含量的测定方法、原理及操作技术。
一、酸性茚三酮法(一)原理植物体内的氨基酸只有脯氨酸能与酸性茚三酮发生反应,生成稳定的红色产物。
该产物在515nm有一最大吸收高峰,其吸收值与脯氨酸的含量呈直线关系。
因此,样品中的脯氨酸含量可用酸性茚三酮法测定。
除脯氨酸外,酸性和中性氨基酸不能与酸性茚三酮形成红色产物,碱性氨基酸对这一反应只有轻度干扰,在同类样品的测定中可忽略不计,在不同样品的测定中可加入人造沸石排除这种干扰。
(二)实验材料、仪器与试剂1. 实验材料:正常生长与经逆境处理的植物茎、叶、穗等器官或组织。
2. 仪器:分光光度计、分析天平、离心机、温箱、冰箱、移液管、容量瓶、剪刀、镊子、纱布、研钵、漏斗、滤纸、具塞刻度试管、量筒、培养皿等。
3. 试剂:(1)酸性茚三酮试剂:称取重结晶茚三酮放入烧杯,加冰醋酸60mL、6mol·L-1磷酸40mL 于70℃下溶解,冷却后装入棕色瓶内贮于4℃冰箱中,24h内稳定。
现用现配。
(2)100μg·mL-1脯氨酸母液:精确称取脯氨酸溶于少量80%乙醇中,用蒸馏水定容至100mL。
(3)其他试剂:人造沸石、活性炭粉、冰醋酸、80%乙醇。
(三)操作步骤1. 标准曲线制作:(1)取7个50mL容量瓶,分别放入脯氨酸母液、、、、、、,用蒸馏水定容至刻度,摇匀,各瓶的脯氨酸浓度分别为、、、、、、μg·mL-1。
(2)另取具塞刻度试管8只(0~7号),0号加入2mL蒸馏水,1~7号分别加入不同浓度的标准系列各2mL,再分别加入冰醋酸2mL和茚三酮试剂2mL,充分摇匀,加盖,沸水浴10~15min。
实验:植物体内游离脯氨酸含量的测定
实验:植物体内游离脯氨酸含量的测定植物在正常条件下,游离脯氨酸含量很低,但遇到干旱、低温、盐碱等逆境时,游离脯氨酸便会大量积累,并且积累指数与植物的抗逆性有关。
因此,脯氨酸可作为植物抗逆性的一项生化指标。
【原理】采用磺基水杨酸提取植物体内的游离脯氨酸,不仅大大减少了其他氨基酸的干扰,快速简便,而且不受样品状态(干或鲜样)限制。
在酸性条件下,脯氨酸与茚三酮反应生成稳定的红色缩合物,用甲苯萃取后,此缩合物在波长520nM处有一最大吸收峰。
脯氨酸浓度的高低在一定范围内与其消光度成正比。
【仪器与用具】分光光度计;水浴锅;漏斗;20ml大试管;20ml具塞刻度试管9支;5~10ml滴管。
【试剂】1、3%磺基水杨酸水溶液:3g磺基水杨酸溶于100mL蒸馏水中2、甲苯3、2.5%酸性茚三酮显色液:将2.50 g 茚三酮于60 mL 冰醋酸和40 mL 6 mol/L 磷酸中,加热(70 ℃)溶解。
(冰乙酸和6mol/L磷酸以3:2混合,作为溶剂配制,此液在4℃下2-3天有效)4、脯氨酸标准液:准确称取25mg脯氨酸,蒸馏水溶解后定容到250ml,其浓度为100μg/mL。
再取此液10ml,用蒸馏水稀释至100ml,即成10μg/mL的脯氨酸标准液。
【方法】1、标准曲线制作1)取7支具塞刻度试管按下表加入各试剂。
混匀后在沸水中加热40min。
2)取出冷却后向各管加入5ml甲苯充分振荡,以萃取红色物质。
静置待分层后吸取甲苯层以0号管为对照在波长520nm下比色。
3)以消光值为纵坐标,脯氨酸含量为横坐标,绘制标准曲线,求线性回归方程。
2、样品测定1)脯氨酸提取取不同处理的剪碎混匀小麦叶片0.2~0.5g(干样根据水分含量酌减),分别置于大试管中,加入5ml 3%硝基水杨酸溶液,于沸水浴中浸提10min(提取过程中要经常摇动)。
2)萃取取出试管冷却后,吸取上清液2ml于干净试管,加2ml冰乙酸和3ml显色液,于沸水浴中加热40min。
丙二醛含量测定
丙二醛含量测定实验六、植物组织丙二醛含量测定植物叶片在衰老过程中发生一系列生理生化变化,如核酸和蛋白质含量下降、叶绿素降解、光合作用降低及内源激素平衡失调等。
这些指标在一定程度上反映衰老过程的变化。
近来大量研究表明,植物在逆境胁迫或衰老过程中,细胞内活性氧代谢的平衡被破坏而有利于活性氧的积累。
活性氧积累的危害之一是引发或加剧膜脂过氧化作用,造成细胞膜系统的损伤,严重时会导致植物细胞死亡。
活性氧包括含氧自由基。
自由基是具有未配对价电子的原子或原子团。
生物体内产生的活性氧主要有超氧自由基(O-2)、羟自由基(OH?)、过氧自由基(ROO?)、烷氧自由基(RO?)、过氧化氢(H2O2)、单线态氧(O21)等。
植物对活性氧产生有酶促和非酶促两类防御系统,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶POD和抗坏血酸过氧化物酶(ASA—POD)等是酶促防御系统的重要保护酶,抗坏血酸(ASA)和还原型谷胱甘肽(GSH)等是非酶促防御系统中的重要抗氧化剂。
丙二醛(MDA)是细胞膜脂过氧化作用的产物之一,它的产生还能加剧膜的损伤。
因此,丙二醛产生数量的多少能够代表膜脂过氧化的程度,也可间接反映植物组织的抗氧化能力的强弱。
所以在植物衰老生理和抗性生理研究中,丙二醛含量是一个常用指标。
[原理]植物组织中的丙二醛(MDA) 在酸性条件下加热可与硫代巴比妥酸(TBA) 产生显色反应,反应产物为粉红色的3,5,5一三甲基恶唑2,4一二酮(Trimet—nine)。
该物质在539nm波长下有吸收峰。
由于硫代巴比妥酸也可与其它物质反应,并在该波长处有吸收,为消除硫代巴比妥酸与其它物质反应的影响,在丙二醛含量测定时,同时测定600nm下的吸光度,利用539nm与600nm下的吸光度的差值计算丙二醛的含量。
[材料、仪器、药品]1(材料:植物抗逆性鉴定实验中的四种菠菜样品,即绿色和黄色叶片的高温处理和室温对照。
2(仪器:(1) 分光光度计;(2) 离心机;(3)水浴锅:(4) 天平;(5) 研钵;(6) 剪刀;(7) 5ml刻度离心管;(9) 刻度试管(10ml);(10) 镊子;(11) 移液管(5ml、2ml、1ml);(12)冰箱。