珠三角地区近38年冬半年降水量变化特征及干旱成因分析

 根据1970-2008年珠江三角洲地区22个气象观测站逐月降水量资料,利用滑动平均、EOF分析和小波分析等方法分析该地区冬半年降水量的变化特征,并从大气环流场角度分析其干旱成因。结论显示：珠三角地区冬半年降水量变化分布具有很高的同步性以及明显的6～7年周期变化特征,并且在未来一段时间内冬半年降水量可能仍继续偏少;从大气环流场来看,极涡偏弱,欧洲槽偏强,巴尔喀什湖附近高压脊偏强,冷空气活跃,而中纬度西风带扰动不足,南支槽活动偏弱,冷暖空气对峙少,是造成珠三角地区冬半年干旱的主要原因。     

模拟干旱胁迫下弗吉尼亚栎苗木叶片相关生理参数的分析

以10%和20%聚乙二醇(PEG6000)模拟干旱胁迫处理弗吉尼亚栎2年生扦插苗木,研究不同程度干旱胁迫下弗吉尼亚栎叶片相对含水量、水势以及质膜透性、游离脯氨酸含量变化和叶绿素荧光特性。结果表明:在10%PEG胁迫下,弗吉尼亚栎叶片水势和相对电子传递速率(rETR)明显下降(p<0.05),游离脯氨酸含量、相对电导率、丙二醛含量和非光化学淬灭系数(NPQ)以及热耗散速率(Drate)明显增加(p<0.05),而光化学淬灭系数(qP)、光化学反应速率(Prate)以及光合功能相对限制值(LPFD)变化不大;在20%PEG胁迫下,qP和Prate明显下降,叶片水势的下降幅度和游离脯氨酸的增加幅度明显加大,丙二醛含量、相对电导率和NPQ以及Drate持续增加,但增加幅度与10%PEG处理下相比差异不明显(p>0.05);而叶片相对含水量和初始荧光(Fo)、最大荧光(Fm)、PSⅡ最大光能转化效率(Fv/Fm)、PSⅡ的潜在活性(Fv/Fo)和PSⅡ实际光能转化效率(ΦPSⅡ)在10%和20%PEG胁迫下变化均不大,与对照相比无明显差异(p>0.05),表明在PEG胁迫下弗吉尼亚栎叶片具有较好的保水能力,而且良好的热耗散机制使得叶片光合结构即使在较高浓度的PEG胁迫下仍能维持较好的活性,这可能是弗吉尼亚栎对干旱胁迫的一种适应性反应。     

液泡定位的β-葡萄糖苷酶增强拟南芥的耐旱性

植物激素脱落酸(abscisic acid, ABA)在植物生长发育及适应多种胁迫环境过程中发挥重要作用, 植物在应对这些不断变化的生理需求及环境条件时细胞内ABA 水平也发生相应的变化. 迄今为止, 人们还未完全了解植物体内ABA 水平的精细调控机制. 本文中, 我们的研究表明拟南芥中β-葡萄糖苷酶家族成员之一BGLU10 参与了植物的耐旱性反应. T-DNA 插入纯合突变体bglu10 表现出干旱敏感的表型, 包括快速的水分丧失, 叶片表面温度较野生型低,ABA 含量、β-葡萄糖苷酶活性及ABA 和干旱响应基因的表达量均低于野生型. 与bglu10 突变体相比, BGLU10 的超表达转基因植物比野生型耐旱性更强, 表现为较低的失水速率, 较野生型更高的ABA 含量、β-葡萄糖苷酶活性及ABA 和干旱响应基因的表达水平. 拟南芥叶肉细胞原生质体瞬时表达结果证明BGLU10 蛋白定位于液泡中. 另外, BGLU10 基因在植物多种组织中均有表达, 且受多种非生物胁迫诱导表达, 这些结果暗示了BGLU10 可能在多种胁迫条件下水解ABA-葡萄糖苷(ABA-GE)释放自由ABA, 参与植物对这些胁迫的应答反应.     

外源水杨酸浸种对干旱胁迫下国槐根系抗氧化酶系的影响

采用向1/2 Hoagland营养液中按一定比例添加聚乙二醇(PEG-6 000)模拟干旱胁迫的方式,研究了外源SA浸种对干旱胁迫下国槐根系抗氧化酶系的影响.其结果表明:①与对照组相比,干旱胁迫不同程度地降低了国槐根系的SOD、POD、CAT活性等,明显增加了根系MDA含量水平.②使用适当浓度的SA浸种可以提高SOD、POD及CAT活性,也可以显著降低根苗MDA含量水平,SA浸种有利于缓解干旱胁迫带来的不良影响.③低浓度的SA浸种处理能够提高国槐根系抗旱性,缓解干旱胁迫伤害,而高浓度处理则加剧了干旱胁迫的伤害.1 mmol/L浸种具有提高国槐根系抗旱性的最佳效果.     

条件植被温度指数干旱监测方法的研究与应用

综合应用归一化植被指数(NDVI)和土地表面温度(LST),提出了条件植被温度指数(VTCI)的概念,并将其用于干旱监测。VTCI的定义既考虑了区域内NDVI的变化,又强调了NDVI值相等时LST的变化,可解释为NDVI值相等时LST差异的比率。分别以陕西关中平原地区和美国大平原南部地区为研究区域,应用AVHRR和MODIS卫星遥感反演的NDVI和LST产品,以及累计降水量和降水偏差数据,证实了条件植被温度指数是一种近实时的干旱监测方法。     

用基因芯片技术分析干旱胁迫下生殖生长期大麦的基因表达

耐旱性是干旱地区稳定和增加大麦产量的一个关键因素。鉴定出与耐旱性相关的功能基因,一方面可了解大麦的耐旱机理,同时还可以促进利用生物技术来改良大麦的耐旱性。在研究中,2个在耐旱性上具有明显差异的大麦品种Tadmor(耐旱)和WI2291(干旱敏感)被选作材料,采用22000个ESTs(基因表达序列标签)的Affymetrix大麦基因芯片Barley1来分析生殖生长期干旱胁迫下2个大麦材料的差异表达基因。研究结果表明,干旱胁迫下2个大麦材料中有77个共调节基因,其中部分基因已被报道过可能与抗旱性相关。这些基因中已有功能注释的基因按其生物学功能被分为14组,猜测它们是干旱胁迫的响应基因,在抗旱性上可能不起重要作用,或者是必需的但单独不足以提高大麦的抗旱性。进一步比较2个材料差异表达的基因,发现二材料之间有372个受干旱调节基因的差异。这些基因中有功能注释基因的生物学功能中可分为15组,其中一些已被认为与抗旱性相关;而对那些未知功能的基因,推测可能亦在大麦的抗旱性上扮演一定的角色。研究所得结果可为阐述生殖生长期大麦的耐旱性机理提供新的认识。     

适于深圳城市河道护坡的草类植物筛选

通过构建模拟城市河道,测定7种供试植物的盖度、生物量、坡面适应性、根系特征、耐淹能力及抗冲刷能力等,对适于深圳城市河道护坡的草类植物进行了筛选.结果表明:在深圳的自然条件下,各供试植物在模拟河道堤坡上都能正常生长;播种或幼苗移栽4个月后,各物种间的盖度、生物量、根系特征、耐淹能力及抗冲刷能力差异显著;百喜草盖度可达70%以上,生物量(干重)可达8.33 kg/m2,其中根系生物量为2.09 kg/m2,而且直径不超过1mm的有效根多,明显高于其它供试植物;百喜草植株在部分淹水、全淹时半数死亡时间分别为45及15 d,耐淹能力强;百喜草砌块能抵御4.0m/s的流速冲刷.综合各项指标,百喜草是最适于深圳地区城市河道护坡的优良水保草种.     

脯氨酸对干旱胁迫下白榆扦插苗生长的影响

以我国北方地区广泛分布的树种白榆为实验材料,采用室内盆栽实验,以蒸馏水为对照,分析了25 mg/L脯氨酸处理后白榆扦插苗生物量及幼苗光合荧光等参数的影响.结果发现:干旱条件下脯氨酸处理可以促进白榆扦插苗的生长,并且这种促进效应与植物的光合作用没有明确关系.     

高盐石油废水中有机物的生物降解研究

为解决石油开发过程中所产生的高盐含油废水等问题,采用生物法降解高盐石油废水,其中,较高的盐度能够抑制异养细菌代谢功能同时大大降低其修复效率。从高盐度石油废水中筛选出6株优势和3株非优势的耐盐石油降解菌,这9株菌多为革兰氏阴性杆菌,均可在1%～5%高盐环境下正常生长,并将其应用于曝气生物滤池处理工艺,对高盐石油废水进行降解研究。水力停留时间为5 h,气水比为3∶1,化学需氧量(chemical oxygen demand, COD)的平均去除率可达50%,出水COD值维持在50 mg/L以下,符合城镇污水排放1级A标准。     

分形理论在吉林西部干旱指数预测中的应用

干旱指数反映了气候的干旱程度,干旱指数的年际变化能够体现一个地区气候的演变.吉林西部降水不足,蒸发量大,干旱程度逐渐加剧.应用分形理论,首先进行了吉林西部1951-2003年共53 a干旱指数的R/ S分析,计算出Hurst系数,结果表明吉林西部的干旱指数在时间序列上具有显著的自相似性.在此基础上,应用连续变维分形模型预测了2004-2023年的干旱指数,结果表明该区气候将继续向干旱的趋势发展.