全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 33 卷 第 13 期摇 摇 2013 年 7 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
强度干扰后退化森林生态系统中保留木的生态效应研究综述 缪摇 宁,刘世荣,史作民,等 (3889)……………
AM真菌对重金属污染土壤生物修复的应用与机理 罗巧玉,王晓娟,林双双,等 (3898)………………………
个体与基础生态
东灵山不同林型五角枫叶性状异速生长关系随发育阶段的变化 姚摇 婧,李摇 颖,魏丽萍,等 (3907)…………
不同温度下 CO2 浓度增高对坛紫菜生长和叶绿素荧光特性的影响 刘摇 露,丁柳丽,陈伟洲,等 (3916)……
基于 LULUCF温室气体清单编制的浙江省杉木林生物量换算因子 朱汤军,沈楚楚,季碧勇,等 (3925)………
土壤逐渐干旱对菖蒲生长及光合荧光特性的影响 王文林,万寅婧,刘摇 波,等 (3933)…………………………
一株柠条内生解磷菌的分离鉴定及实时荧光定量 PCR检测 张丽珍,冯利利,蒙秋霞,等 (3941)……………
一个年龄序列巨桉人工林植物和土壤生物多样性 张丹桔,张摇 健,杨万勤,等 (3947)…………………………
不同饵料和饥饿对魁蚶幼虫生长和存活的影响 王庆志,张摇 明,付成东,等 (3963)……………………………
禽畜养殖粪便中多重抗生素抗性细菌研究 祁诗月,任四伟,李雪玲,等 (3970)…………………………………
链状亚历山大藻赤潮衰亡的生理调控 马金华,孟摇 希,张摇 淑,等 (3978)………………………………………
基于环境流体动力学模型的浅水草藻型湖泊水质数值模拟 李摇 兴,史洪森,张树礼,等 (3987)………………
种群、群落和生态系统
干旱半干旱地区围栏封育对甘草群落特征及其分布格局的影响 李学斌,陈摇 林,李国旗,等 (3995)…………
宁夏六盘山三种针叶林初级净生产力年际变化及其气象因子响应 王云霓,熊摇 伟,王彦辉,等 (4002)………
半干旱黄土区成熟柠条林地土壤水分利用及平衡特征 莫保儒,蔡国军,杨摇 磊,等 (4011)……………………
模拟酸沉降对鼎湖山季风常绿阔叶林地表径流水化学特征的影响 丘清燕,陈小梅,梁国华,等 (4021)………
基于改进 PSO的洞庭湖水源涵养林空间优化模型 李建军,张会儒,刘摇 帅,等 (4031)………………………
外来植物火炬树水浸液对土壤微生态系统的化感作用 侯玉平,柳摇 林,王摇 信,等 (4041)…………………
崇明东滩抛荒鱼塘的自然演替过程对水鸟群落的影响 杨晓婷,牛俊英,罗祖奎,等 (4050)……………………
三峡水库蓄水初期鱼体汞含量及其水生食物链累积特征 余摇 杨,王雨春,周怀东,等 (4059)…………………
元江鲤种群遗传多样性 岳兴建,邹远超,王永明,等 (4068)………………………………………………………
景观、区域和全球生态
中国西北干旱区气温时空变化特征 黄摇 蕊,徐利岗,刘俊民 (4078)……………………………………………
集水区尺度下东北东部森林土壤呼吸的模拟 郭丽娟,国庆喜 (4090)……………………………………………
增氮对青藏高原东缘高寒草甸土壤甲烷吸收的早期影响 张裴雷,方华军,程淑兰,等 (4101)…………………
基于生态系统服务的广西水生态足迹分析 张摇 义, 张合平 (4111)……………………………………………
深圳市景观生态安全格局源地综合识别 吴健生,张理卿,彭摇 建,等 (4125)……………………………………
庐山风景区碳源、碳汇的测度及均衡 周年兴,黄震方,梁艳艳 (4134)……………………………………………
气候变化对内蒙古中部草原优势牧草生长季的影响 李夏子,韩国栋,郭春燕 (4146)…………………………
民勤荒漠区典型草本植物马蔺的物候特征及其对气候变化的响应 韩福贵,徐先英,王理德,等 (4156)………
血水草生物量及碳贮量分布格局 田大伦,闫文德,梁小翠,等 (4165)……………………………………………
5 种温带森林生态系统细根的时间动态及其影响因子 李向飞,王传宽,全先奎 (4172)………………………
资源与产业生态
干旱胁迫下 AM真菌对矿区土壤改良与玉米生长的影响 李少朋,毕银丽,陈昢圳,等 (4181)…………………
城乡与社会生态
上海环城林带保健功能评价及其机制 张凯旋,张建华 (4189)……………………………………………………
研究简报
北京山区侧柏林林内降雨的时滞效应 史摇 宇,余新晓,张佳音 (4199)…………………………………………
采伐剩余物管理措施对二代杉木人工林土壤全碳、全氮含量的长期效应
胡振宏,何宗明,范少辉,等 (4205)
………………………………………
……………………………………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*326*zh*P* ￥ 90郾 00*1510*35*
室室室室室室室室室室室室室室
2013鄄07
封面图说: 岳阳附近的水源涵养林及水系鸟瞰———水源涵养林对于调节径流,减缓水、旱灾害,合理开发利用水资源具有重要
的生态意义。 洞庭湖为我国第二大淡水湖,南纳湘、资、沅、澧四水,北由岳阳城陵矶注入长江,是长江上最重要的水
量调节湖泊。 因此,湖周的水源涵养林建设对于恢复洞庭湖调节长江中游地区洪水的功能,加强湖区生物多样性的
保护是最为重要的举措之一。 对现有防护林采取人为干扰的调控措施,改善林分空间结构,将有利于促进森林生态
系统的正向演替,为最大程度恢复洞庭湖水源林生态功能和健康经营提供重要支撑。
彩图及图说提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 33 卷第 13 期
2013 年 7 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 33,No. 13
Jul. ,2013
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:山东省自然科学基金重点项目(ZR2011DZ002); 高校博士点基金(20100132110007)
收稿日期:2013鄄01鄄17; 摇 摇 修订日期:2013鄄04鄄18
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: suizhengh@ ouc. edu. cn
DOI: 10. 5846 / stxb201301170112
马金华,孟希,张淑,隋正红,王津果,周伟,常连鹏.链状亚历山大藻赤潮衰亡的生理调控.生态学报,2013,33(13):3978鄄3986.
Ma J H, Meng X, Zhang S, Sui Z H, Wang J G, Zhou W, Chang L P. Physiological regulation related to the decline of Alexandrium catenella. Acta
Ecologica Sinica,2013,33(13):3978鄄3986.
链状亚历山大藻赤潮衰亡的生理调控
马金华1,孟摇 希2,张摇 淑1,隋正红1,*,王津果1,周摇 伟1,常连鹏1
(1. 中国海洋大学海洋生物遗传学与育种教育部重点实验室,青岛摇 266003; 2. 南京农业大学园艺学院,南京摇 210095)
摘要:研究了链状亚历山大藻在对数生长期、衰亡期、高氮、低氮条件下,藻细胞中可溶性蛋白含量、超氧化物歧化酶(SOD)活
性、丙二醛(MDA)、过氧化氢(H2O2)和还原型谷胱甘肽(GSH)含量、光合速率和呼吸速率、DNA 降解、端粒酶活性的变化。 结
果表明:在衰亡期、高氮、低氮条件下链状亚历山大藻细胞中可溶性蛋白、GSH含量、光合速率和呼吸速率下降;SOD活性(低氮
条件除外)、H2O2、MDA 含量上升;端粒酶活性和 DNA Ladder 随着藻细胞生长而变化,并在衰亡时期,出现了明显的 DNA
Ladder。 研究结果显示链状亚历山大藻衰亡过程的反应表现为:蛋白质合成受阻或降解,产生大量氧化中间产物(MDA,H2O2
等),抗氧化系统被激活,GSH等非酶抗氧化物质被大量消耗,SOD 等酶抗氧化物被激活;另外表现为光合速率和呼吸速率下
降;同时活性氧自由基(Reactive Oxygen Species, ROS)的积累诱发了细胞凋亡,核酸内切酶被激活,选择性降解染色质 DNA。
推测低氮、高氮条件均可以加快藻细胞的衰亡的生理过程,链状亚历山大藻的赤潮衰亡是一种有序的死亡过程。
关键词:链状亚历山大藻;衰亡;生理调控
Physiological regulation related to the decline of Alexandrium catenella
MA Jinhua1, MENG Xi2, ZHANG Shu1, SUI Zhenghong1,*, WANG Jinguo1, ZHOU Wei1, CHANG Lianpeng1
1 Key Laboratory of Marine Genetics and Breeding Ministry of Education, Ocean University of China, Qingdao 266003, China
2 College of Horticulture, Nanjing Agricultural University, Nanjing 210095, China
Abstract: Over the last several decades, harmful algal blooms (HABs) have emerged as a global environmental problem
because of their more frequent occurrence and because of the threat they pose to the health of humans and other organisms.
Great efforts have been made to elucidate the ecological and biological features of red tide events, using approaches ranging
from molecular and cell biology to large鄄scale field surveys, numerical modeling, and remote sensing from space. However,
studies on the molecular mechanisms of red tides, including those involved in their decline phase, are still limited.
Researchers believe that the decline phase of red tides represents a process of programmed cell death (PCD). PCD, which
is controlled by multiple factors, is an active, gene鄄regulated process that has evolved in most organisms. Alexandrium
catenella is an important causative dinoflagellate associated with HABs and paralytic shellfish poisoning. In this study, we
determined physiological and biochemical indices of A. catanella including soluble protein content, superoxide dismutase
(SOD) activity, malondialdehyde (MDA) content, reduced glutathione ( GSH) content, hydrogen peroxide ( H2O2 )
content, photosynthetic rate, respiratory rate, DNA laddering, and telomerase activity. These biochemical analyses were
conducted using cells of A. catenella collected after different periods of growth and under different growth conditions (i. e. ,
with different concentrations of nitrogen in the medium). There were differences in several parameters between the decline
phase and the logarithmic phase. There was an increase in peroxidation in A. catenella during the decline phase and under
low鄄 and high鄄nitrogen conditions. This was characterized by increased SOD activity ( except under low鄄nitrogen growth
http: / / www. ecologica. cn
conditions), MDA content, and H2O2 content, and decreases in soluble protein content, GSH content, photosynthetic rate,
and respiratory rate. The results suggested that excessive reactive oxygen was the main reason for the decline of A.
catenella. Based on these experimental results, we hypothesized that the physiological process during the decline phase of
A. catenella was as follows: First, metabolism slowed, resulting in a decrease in intracellular protein levels. Secondly,
cells produced large amounts of peroxide, which activated the cellular antioxidant system. SOD was activated in response to
the massive accumulation of ROS, and other non鄄enzymatic antioxidants such as GSH were consumed. In spite of these
changes, the oxidation and antioxidant system remained unbalanced, resulting in excess accumulation of H2O2 and other
ROS. Ultimately, those ROS led to serious membrane lipid peroxidation and the release of MDA. The decrease in SOD
activity under low鄄nitrogen conditions may have been due to a lack of nitrogen, which is necessary for protein synthesis.
Finally, excessive accumulation of ROS induced apoptosis, and the endonuclease was activated to selectively degrade
chromosomes, resulting in DNA laddering. The photosynthetic rate decreased as a result of decreases in chlorophyll content
and RUBP carboxylase activity. The respiration rate decreased as a result of the decreased volume of mitochondria and
smaller area of their internal cristae. Telomerase activity also changed during the cell growth and decline periods. Low鄄
nitrogen and high鄄nitrogen conditions accelerated the physiological process of cell aging. These results are consistent with
the hypothesis that the decline of A. catenella is a controlled process of cell death. Our findings reveal some of the
physiological changes that occur during the decline phase of A. catenella. These data will help us to understand the decline
mechanisms of red tide algae, and provide a foundation for studying the molecular mechanisms of red tide dynamics. Such
information will be useful for developing methods to monitor and control red tides.
Key Words: Alexandrium catenella; decline; physiological regulation
链状亚历山大藻(Alexandrium catenella)是一种可产生麻痹性贝毒(Paralytic Shellfish Poisoning, PSP)的
赤潮微藻,是我国东南沿海主要的有毒赤潮藻之一[1]。 PSP 的毒性很强,是全球神经麻痹性毒素发生的主要
原因之一[2],对人体产生巨大的危害[3]。
赤潮发生消亡时,赤潮生物大量死亡,在细菌分解作用下,可造成环境严重缺氧引起鱼贝类窒息,或因代
谢物质对海洋生态系统造成毒害作用,同时赤潮的消亡与爆发一样呈现出突然性和一致性的群体的生长改
变,故赤潮消亡是赤潮研究中的热点问题。 关于赤潮消亡的机理,有很多研究者认为这是一种细胞程序性死
亡(PCD)的过程[4鄄7]。 本实验在实验室条件下研究了链状亚历山大藻在不同氮浓度生长条件及不同生长时
期的生理生化指标的变化,从而推测赤潮衰亡的过程是否符合这种推断。 已有报道揭示活性氧自由基
(Reactive Oxygen Species, ROS)是 PCD的关键因子[8鄄10]。
对链状亚历山大藻赤潮爆发与消亡的研究多集中于海洋学、生态学等方面[11],对于赤潮衰亡生理变化方
面还未见报道。 本文主要对链状亚历山大藻对数生长期、衰亡期、高氮、低氮条件下的藻细胞分别测定一系列
生理、生化指标,揭示链状亚历山大藻在衰亡阶段发生的生理反应,为阐明赤潮衰亡机理奠定基础。
1摇 材料和方法
1. 1摇 材料
链状亚历山大藻,来源于中国海洋大学藻种室。
1. 2摇 培养条件和材料处理
将活化的链状亚历山大藻(A. catenella)在正常 f / 2 培养基中培养至对数期,以初始浓度为 3000 个 / mL的
藻细胞量分别接种于低氮(氮浓度为 0. 0882 mmol / L)培养基、正常 f / 2 培养基(氮浓度为 0. 882 mmol / L)和高
氮(氮浓度为 2. 646 mmol / L)培养基[12]中,于温度为(20依1)益、光暗周期为 12h 颐12h、光照度为 30—35 滋mol
m-2s-1 的培养室中进行培养,隔天取藻计数,并绘制生长曲线图,在培养第 10 天(对数期)取 3 种生长条件中
的藻细胞约 1伊106 个,并在第 20 天(对数期)及第 40 天(衰亡期)分两次取正常 f / 2 培养基中的藻细胞约 1伊
9793摇 13 期 摇 摇 摇 马金华摇 等:链状亚历山大藻赤潮衰亡的生理调控 摇
http: / / www. ecologica. cn
106 个,进行各生理生化指标的测定。
先将藻体在正常 f / 2 培养基中进行活化,至对数期后再以 3000 个 / mL 的量接种到新的 f / 2 培养基中,于
温度为(20依1)益,光暗周期为 12h 颐12h,光照度为 30—35滋mol m-2s-1 的培养室中进行培养。 隔天取藻计数,
每隔 5d取样约 5伊106—1伊107 个藻细胞,液氮保存,进行 DNA降解实验和端粒酶活性的测定。
1. 3摇 生理生化指标测定
藻细胞生长至对数期以及衰亡期以及低氮、高氮条件化培养 10d后取样约 1伊106 个藻细胞,4000r / min离
心 5 min,取沉淀的藻泥进行生理生化指标的测定。 每个指标的测定均设定 3 个平行样。
可溶性蛋白含量的测定按照 Bradford方法进行,以牛血清蛋白做标准曲线,计算蛋白质含量[13]。 超氧化
物歧化酶(SOD)活力的测定采用氮蓝四唑(NBT)光化学反应法[14]。 丙二醛(MDA)含量测定参考张志良的
方法[15]。 还原型谷胱甘肽(GSH)含量测定参考张宗申等的方法[16]。 过氧化氢(H2O2)含量测定参考 Pick 和
Keisari的方法[17] 测定。 光合速率和呼吸速率采用氧电极的方法测定;端粒酶活性用 TRAPEZE 誖 XL
Telomerase Detection Kit 测定,吟FL / 吟R 的大小与端粒酶的活性大小呈正比;DNA 降解用 Apoptotic DNA
Ladder Kit 测定。
2摇 结果与分析
2. 1摇 可溶性蛋白含量的变化
图 1 为对数期(20d)和衰亡期(40d)以及不同氮浓度条件培养(10d)可溶性蛋白含量的变化。 藻细胞内
可溶性蛋白的含量在衰亡期、高氮及低氮生长条件显著下降(P<0. 01),由此表明在衰亡期和高氮、低氮培养
条件下的细胞生长受到限制,代谢能力下降,蛋白质合成减少或受阻,或部分代谢酶含量下降或降解。
2. 2摇 超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化
图 2 为对数期(20d)和衰亡期(40d)以及不同氮浓度条件培养(10d) SOD 活性的变化。 通过统计学分
析,SOD活性在衰亡期、低氮、高氮条件与对数期(20d、10d)差异非常显著(P<0. 01)。 在衰亡期、高氮条件中
藻细胞 SOD活性上升,可能是由于衰亡和高氮等不利条件刺激了藻体产生过量的 ROS,激活 SOD,活性明显
上升,清除体内过量的 ROS,以减轻藻体所受到的伤害。 而低氮条件中 SOD 活性降低,有可能是由于氮元素
不足,阻碍了蛋白质的合成。
摇 图 1摇 对数期(20d)和衰亡期(40d)以及不同氮浓度条件培养
(10d)可溶性蛋白含量的变化
Fig. 1摇 Change of soluble protein content in A. catenella during
logarithmic(20d), decline (40d) phase and cultured at different
nitrogen lever (10d)
摇 图 2摇 对数期(20d)和衰亡期(40d)以及不同氮浓度条件培养
(10d) SOD活性的变化
Fig. 2摇 Change of SOD activity in A. catenella during
logarithmic(20d), decline (40d) phase and cultured at different
nitrogen lever (10d)
2. 3摇 丙二醛(MDA)含量的变化
图 3 为对数期(20d)和衰亡期(40d)以及不同氮浓度条件培养(10d) MDA 含量的变化。 衰亡期、低氮、
高氮条件培养的藻细胞中 MDA的含量明显升高(P<0. 01),说明了在生长的衰亡期、低氮、高氮条件中藻细胞
膜脂过氧化程度加剧,造成 MDA大量积累。
2. 4摇 还原型谷胱甘肽(GSH)含量的变化
图 4 为对数期(20d)和衰亡期(40d)以及不同氮浓度条件培养(10d) GSH含量的变化。 在衰亡期、低氮、
高氮条件培养的藻细胞内 GSH含量明显降低(P<0. 01),由此推测藻细胞内产生了过多的 ROS,激活了藻细
0893 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
http: / / www. ecologica. cn
胞的抗氧化系统,GSH作为非酶抗氧化物质用于清除藻细胞内的过量的 ROS。
摇 图 3摇 对数期(20d)和衰亡期(40d)以及不同氮浓度条件培养
(10d) MDA含量的变化
Fig. 3摇 Change of MDA content in A. catenella during
logarithmic(20d), decline (40d) phase and cultured at different
nitrogen lever (10d)
摇 图 4摇 对数期(20d)和衰亡期(40d)以及不同氮浓度条件培养
(10d) GSH含量的变化
Fig. 4摇 Change of GSH content in A. catenella during
logarithmic(20d), decline (40d) phase and cultured at different
nitrogen lever (10d)
2. 5摇 过氧化氢(H2O2)含量的变化
图 5 为对数期(20d)和衰亡期(40d)以及不同氮浓度条件培养(10d) H2O2 含量的变化。 在衰亡期、低
氮、高氮条件培养的藻细胞内 H2O2 含量明显上升(P<0. 01),表明了衰亡期、高氮、低氮等不适生长条件刺激
了藻体产生过量的 O2-,致使 H2O2 的积累。
2. 6摇 光合特性
2. 6. 1摇 光合速率
图 6 为对数期(20d)和衰亡期(40d)以及不同氮浓度条件培养(10d)光合速率的变化。 衰亡期、高氮、低
氮条件藻细胞的光合速率明显下降(P<0. 01),表明与衰亡期及高氮、低氮条件下藻细胞中叶绿体内 RUBP 羧
化酶活性下降,光合电子传递和光合磷酸化受到阻碍[18]有关。
摇 图 5摇 对数期(20d)和衰亡期(40d)以及不同氮浓度条件培养
(10d) H2O2 含量的变化
Fig. 5摇 Change of H2O2 content in A. catenella during
logarithmic(20d), decline (40d) phase and cultured at different
nitrogen lever (10d)
摇 图 6摇 对数期(20d)和衰亡期(40d)以及不同氮浓度条件培养
(10d)光合速率的变化
Fig. 6摇 Change of photosynthetic rate in A. catenella during
logarithmic(20d), decline (40d) phase and cultured at different
nitrogen lever (10d)
2. 6. 2摇 呼吸速率
图 7 为对数期(20d)和衰亡期(40d)以及不同氮浓度条件培养(10d)呼吸速率的变化。 衰亡时期、高氮、
低氮条件藻细胞的呼吸速率下降(P<0. 01),推测可能是由线粒体体积变小,褶皱膨胀,数目减少[19]造成的。
2. 7摇 DNA降解
图 8 为每隔 5d藻细胞的 DNA Ladder的变化。 DNA从第 25 天出现 DNA 降解的现象,到 40、45 天时 DNA
降解现象明显,出现了多条 DNA Ladder。 出现 DNA Ladder 是植物细胞凋亡的标志性特征[20],说明藻细胞衰
老也是经过 PCD这个过程。
2. 8摇 端粒酶活性变化
图 9 为每隔 5d藻细胞的端粒酶活性的变化。 通过统计学分析,5、10、15d 端粒酶活性差异显著(P<
0郾 05),酶活性上升;15、20d差异极显著(P<0. 01),酶活性下降;20、25d差异显著(P<0. 05),酶活性上升;25、
1893摇 13 期 摇 摇 摇 马金华摇 等:链状亚历山大藻赤潮衰亡的生理调控 摇
http: / / www. ecologica. cn
摇 图 7摇 对数期(20d)和衰亡期(40d)以及不同氮浓度条件培养
(10d)呼吸速率的变化
Fig. 7摇 Change of respiratory rate in A. catenella during
logarithmic(20d), decline (40d) phase and cultured at different
nitrogen lever (10d)
30d差异显著(P<0. 05),酶活性下降;30、35、40d 差异
不显著(P>0. 05);40、45d 差异显著(P<0. 05),酶活性
下降。 端粒酶活性在 5 至 15d 成上升趋势,15d 至 30d
呈上下波动现象,30 至 40d 酶活性相差不大,直到 45d
酶活性降低(图 9)。 No heated 是检测样品;Heated 是
阴性对照样品,即将端粒酶 85益高温灭活 10min,端粒
酶活性很低;两者比较测定端粒酶活性,从而验证实验
的可靠性和准确性(图 9)。
3摇 讨论
图 8摇 每隔 5d藻细胞的 DNA Ladder的变化
Fig. 8摇 Changes of DNA Ladder in A. catenella every 5 days
摇 泳道 1 为 姿 / HindIII DNA Marker,泳道 1—9为分别从 5、10、15、20、
25、30、35、40、45d亚历山大藻细胞中提取的 DNA,泳道 10 为阳性
对照,泳道 11 为 DL 2000 DNA Marker
周名江等[11]根据现场和实验室的研究结果,提出
了甲藻赤潮生消过程的一个初步假设,认为赤潮衰亡是
随着营养盐的大量消耗、光照和水温的过强过高,以及
可能的高摄食压力而出现的藻细胞密度不断降低的过
程。 但由于实验室条件有限,无法完全模拟赤潮爆发与
衰亡,故采用批次培养的方法,隔天计数,绘制生长曲
线,直至藻细胞密度出现持续下降时,即认为到达衰亡
阶段。 由于在赤潮衰亡阶段,随着营养盐的大量消耗,
氮元素浓度下降,故本实验设计低氮条件。 海水富营养
化是赤潮发生的物质基础和首要条件[21]。 Lomas
等[22],Glibert等[23]的研究表明当环境中氮营养物质浓
度较高,特别是铵盐和尿素等还原态氮营养物质浓度较
高时,容易爆发甲藻赤潮,所以本实验设计了高氮条件
模拟赤潮爆发的环境条件,以与衰亡条件下的生理过程
进行比较。
植物衰老是由基因控制的且受内外因素影响的导
致植物自然死亡的一系列衰退过程[24]。 衰老期间会出
现与正常生长阶段不同的生理生化变化,首先是蛋白质
的降解,吴光南等[25]指出蛋白质降解是叶片衰老的基
图 9摇 每隔 5d藻细胞的端粒酶活性的变化
Fig. 9摇 Changes of telomeraser in A. catenella every 5 days
本特征。 王月福等[26]研究了小麦旗叶衰老中蛋白质含
量的变化,发现小麦旗叶衰老过程中,可溶性蛋白含量
下降。 陈贵等[27]指出,在植物衰老进程中,蛋白质逐渐
降解成氨基酸。 田丹等[28]研究了镉胁迫对湛江等鞭金
藻和普通小球藻的生长和抗氧化系统的影响,结果表
明,高浓度的镉抑制两种藻的生长,可溶性蛋白含量降
低。 在本实验中在衰亡期及高氮低氮条件下的藻细胞
中蛋白质含量均下降,与他们的实验结果一致。 说明赤
潮发生消亡时,蛋白质合成受阻或降解。
其次是活性氧自由基(ROS)的变化。 20 世纪 60 年代末,MeCord等[29]提出生物自由基伤害学说,该学说
认为衰老过程即活性氧代谢失调累积的过程。 其中超氧化物歧化酶(SOD)是需氧生物细胞中普遍存在的一
种含金属的酶,对机体的氧化与抗氧化平衡起着至关重要的作用,它可以清除 ROS,保护细胞免受伤害,被称
为细胞的保护酶[30]。 由于 SOD对细胞起到有效的保护作用,其活性的高低可视为植物体自身清除有害物质
2893 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
http: / / www. ecologica. cn
能力的强弱,标志着细胞衰老程度[31]。 俞泓伶等[32]认为 UV鄄B 辐射刺激了杜氏盐藻、小角毛藻的抗氧化系
统,SOD等抗氧化酶类的活性会明显上升,以清除产生的过量 ROS,减轻藻体所受到的伤害。 毛树春等[33]研
究发现随生长进程,中棉所 29 和中棉所 34 两个品种的 SOD 酶活性均表现升高趋势,且两品种表现一致,和
丙二醛( MDA )含量变化趋势相同。 MDA作为脂质过氧化作用的产物,其含量的多少可以代表膜损伤程度
的大小[34]。 MDA能与蛋白质结合引起蛋白质分子间交联,伴随着膜脂过氧化的其它作用,生物膜中结构蛋
白与酶聚合和交联,使它们结构功能中的催化功能发生变化,从而使整个细胞的功能和结构受到伤害,最终导
致衰老[35]。 华春等[36]在对杂交水稻及其三系叶片自然衰老的研究中表明,水稻叶片衰老过程中 MDA 含量
增加。 孙颖颖等[37]推测对羟基苯甲酸能够影响 5 种微藻的某些生理生化过程,包括形成氧化胁迫,加速藻细
胞体内活性氧的积累,导致藻细胞发生过氧化反应,使得 MDA 含量上升。 还原型谷胱甘肽(GSH)具有保护
生物膜、抗衰老、解毒、抗癌等的作用。 谷胱甘肽不仅是细胞内主要的还原型物质,还是多种酶反应的辅基,对
于生物体内蛋白质的—SH有保护作用,因而能够保护细胞免受氧化及有毒物质的损伤。 Dertinger 等[38]的研
究表明, 烟草叶片的水溶性抗氧化剂如抗坏血酸盐、谷胱甘肽的浓度随植株年龄不断降低。 彭金良等[39]研
究了 a鄄萘酚对小球藻谷胱甘肽及其还原酶的影响,结果显示 GSH含量降低,说明藻细胞在 a鄄萘酚胁迫下膜脂
过氧化加剧, GSH在清除活性氧消除过氧化方面起了重要作用。 H2O2 是光合电子传递链的天然产物,是对
植物具有毒害作用的一种 ROS。 Brennan认为,H2O2 可能是启动衰老机制的一个重要因子。 沈文飚等[40]在
研究小麦旗叶自然衰老过程的清除活性氧能力的变化时也发现,旗叶在自然衰老过程中,H2O2 迅速累积的时
间与衰老的起始时间基本一致。 蔡恒江等[41]对 UV鄄B辐射对亚历山大藻生长及其生理生化特征的影响的研
究中指出 UV鄄B辐射后,H2O2 含量升高表明藻体细胞内的毒害作用也在加剧。 在本实验中在衰亡期、高氮和
低氮条件的藻细胞内 SOD的活性(低氮条件除外)、MDA 含量以及 H2O2 的含量有明显的上升,而 GSH 含量
下降,与之前的报道一致。 说明链状亚历山大藻赤潮衰亡的生理性反应过程表现为:赤潮发生消亡时,藻细胞
生长受到抑制,蛋白质降解,代谢产生大量氧化中间产物,细胞的抗氧化系统被激活,GSH等非酶抗氧化物质
被大量消耗,SOD等酶抗氧化物被激活,活性上升,以应对大量积累的 ROS有害物质。 但是,细胞内氧化与抗
氧化作用仍然发生失衡,H2O2 等 ROS积累,导致膜脂过氧化程度严重,MDA积累释放,对膜和细胞造成伤害。
而低氮条件 SOD活性下降,可能是由于低氮条件下,氮元素不足,蛋白质合成受阻所导致的。
再次是光合作用和呼吸作用的变化。 Martin 等[42]的研究表明,叶绿素含量和衰老之间存在明显的负相
关。 植物衰老的早期,叶绿体变小,基粒的数量减少,叶绿素含量下降,核酮糖鄄1,5鄄二磷酸 ( RUBP)羧化酶的
活性下降,电子传递、光合磷酸化受阻,因此,随着衰老的加剧及叶绿体的结构开始解体,光合速率迅速下降。
Ghosh等[43]研究甘蓝型油菜的子叶衰老,发现伴随着叶绿素的降解, 叶绿体的超微结构发生了变化, 光合系
统域的活性也有较大的下降。 植物器官衰老时,由于线粒体体积变小,内膜折皱,数目减少,使呼吸速率下降,
但下降速度比光合作用慢。 李子杰等[44]研究得出 LaCl3降低了轮藻叶绿素 b 比例,不利于捕光复合物及叶绿
体基粒的形成, 从而引起光合效率的下降。 本实验测得的光合速率与呼吸速率均在衰老及高氮低氮条件下
降低,与之前的研究一致。 说明链状亚历山大藻赤潮衰亡的生理性反应过程表现为:赤潮发生消亡时,叶绿素
含量下降,RUBP 羧化酶的活性下降,电子传递、光合磷酸化受阻,光合速率下降;同时线粒体作为呼吸作用的
主要场所,体积变小,内膜折皱,导致呼吸速率下降。
核酸的急剧降解也是植物衰老期间的特征之一,衰老时细胞核及核内物质如 DNA、RNA、组蛋白及非组
蛋白等会产生较大的变化, 染色质凝缩和核 DNA 的损伤也是植物衰老的基本特征之一。 出现 DNA Ladder
是植物细胞凋亡的标志性特征[20]。 Smieonova等[45]研究了 Ornithogal umvirens和烟草的叶片衰老, 发现 DNA
损伤先于染色质凝缩, 指出草本植物的叶片衰老同样也是经过细胞程序性死亡(PCD)这个过程。 Vardi
等[4-5]认为在赤潮生物 Peridinium gatunense 的消亡过程是由于 CO2 限制引起的氧压力所启动的类似程序性
死亡的过程,并在细胞中检测到了活性氧物质,他们还证明正在衰老的细胞会分泌一种胞外硫醇蛋白,这种蛋
白会促使未衰老的细胞对氧压力敏感。 Dunn等[6]认为在高温胁迫的 Aiptasia sp中存在细胞坏死和 PCD两种
3893摇 13 期 摇 摇 摇 马金华摇 等:链状亚历山大藻赤潮衰亡的生理调控 摇
http: / / www. ecologica. cn
死亡过程。 本实验中随着藻细胞的生长,逐渐出现了 DNA Ladder 现象,因此推测链状亚历山大藻的衰老过程
也经历了 PCD的过程。
端粒是一种存在于真核细胞染色体的末端,由 DNA鄄蛋白质复合物组成的特殊结构,端粒缩短到无法维持
染色体结构的完整性是复制衰老的一个典型生物特征[46]。 端粒的维持由端粒酶所催化,端粒酶是一种能延
长端粒末端的核酸蛋白酶。 端粒酶(Telomerase)能够向端粒末端添加(TTAGGG)n 序列,使端粒的长度在单
细胞个体和多细胞生物生殖细胞中维持动态平衡[47鄄48]。 本实验中得到的端粒酶活性检测数据证实了在单细
胞有机体中,如酵母,端粒酶的表达是持续性的[49]的说法以及端粒酶是影响细胞衰老的重要因素。
江天久等[50]发现当培养液氮浓度度超过 1. 765mM对塔玛亚历山大藻的生长会产生抑制作用。 Hodgkiss
等[51]研究香港海域赤潮种,指出 Alexandrium catenella 生长的最佳氮磷比是 15—30 颐1。 本实验设计了设计高
氮条件(氮浓度为 2. 646 mmol / L,N / P 比为 45 颐1)模拟赤潮爆发的环境条件,以与衰亡条件下的生理过程进
行比较,但得出的结果显示,高氮与低氮和衰亡期藻细胞结果一致,说明高氮条件不利于 A. catenella 的生长,
并刺激了藻细胞产生胁迫反应。
综上所述,可以推断产生过量的活性氧自由基是导致链状亚历山大藻衰亡的主要原因,低氮、高氮条件均
可以加快藻细胞的衰老的生理过程,赤潮衰亡是一种有序的死亡过程,符合之前很多研究者关于赤潮消亡是
一种细胞程序性死亡(PCD)的过程的推测。
References:
[ 1 ]摇 Chen Y, Yan T, Zhou M J. The effects of Prorocentrum donghaiense and Alexandrium catenella on the material transfer in a simulated marine food
chain. Acta Ecologica Sinica, 2007,27(10):3964鄄3972.
[ 2 ] 摇 Hallegraeff G M. A review of harmful algal blooms and their apparent global increase. Phycologia, 1993, 32(2): 79鄄99.
[ 3 ] 摇 Garc侏a C, del Carmen Bravo M, Lagos M, Lagos N. Paralytic shellfish poisoning: post鄄mortem analysis of tissue and body fluid samples from
human victims in the Patagonia fjords. Toxicon, 2004, 43(2): 149鄄158.
[ 4 ] 摇 Vardi A, Berman-Frank I, Rozenberg T, Hadas O, Kaplan A, Levine A. Programmed cell death of the dinoflagellate Peridinium gatunense is
mediated by CO2 limitation and oxidative stress. Current Biology, 1999, 9(18): 1061鄄1064.
[ 5 ] 摇 Vardi A, Eisenstadt D, Murik O, Berman-Frank I, Zohary T, Levine A, Kaplan A. Synchronization of cell death in a dinoflagellate population is
mediated by an excreted thiol protease. Environmental Microbiology, 2007, 9(2): 360鄄369.
[ 6 ] 摇 Dunn S R, Bythell J C, Le Tissier M D A, Burnett W J, Thomason J C. Programmed cell death and cell necrosis activity during hyperthermic
stress鄄induced bleaching of the symbiotic sea anemone Aiptasia sp. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 2002, 272(1): 29鄄53.
[ 7 ] 摇 Zhang X F, Yang G, Liu Y, Yu W, Pan K, Li R X, Zhu M. Induction of programmed cell death in aging Prorocentrum Donghaiense cells as was
evidenced preliminarily by the identification of associated transcripts. Acta Biologica Hungarica, 2006, 57(4): 473鄄483.
[ 8 ] 摇 Amirsadeghi S, Robson C A, McDonald A E, Vanlerberghe G C. Changes in plant mitochondrial electron transport alter cellular levels of reactive
oxygen species and susceptibility to cell death signaling molecules. Plant and Cell Physiology, 2006, 47(11): 1509鄄1519.
[ 9 ] 摇 Gechev T S, van Breusegem F, Stone J M, Denev I, Laloi C. Christophe Laloi. Reactive oxygen species as signals that modulate plant stress
responses and programmed cell death. BioEssays, 2006, 28(11): 1091鄄1101.
[10] 摇 Lin J, Wang Y, Wang G. Salt stress鄄induced programmed cell death in tobacco protoplasts is mediated by reactive oxygen species and mitochondrial
permeability transition pore status. Journal of Plant Physiology, 2006, 163(7): 731鄄739.
[11] 摇 Zhou M J, Zhu M Y. Progress of the Project “Ecology and Oceanography of Harmful Algal Blooms in China冶 . Advances in Earth Science, 2006,
21(7):673鄄679.
[12] 摇 Shi J Y, Hu H H, Ma R Y, Cong W, Cai Z L. Nitrogen and phosphorus absorption and growth characteristics of Alexandrium tamarense. Chinese
Journal of Applied Ecology, 2003,14(7):1143鄄1146.
[13] 摇 Bradford M M. A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein鄄dye binding.
Analytical Biochemistry, 1976, 72(1 / 2): 248鄄254.
[14] 摇 Beauchamp C, Fridovich I. Superoxide dismutase: improved assays and an assay applicable to acrylamide gels. Analytical Biochemistry, 1971, 44
(1): 276鄄287.
[15] 摇 Zhang Z L. Experimental Guide for Plant Phytophysiology. Beijing: China Higher Education Press, 1990:59鄄62.
[16] 摇 Zhang Z S, Li R Q, Wang J B. Effects of Oxalate Treatment on the Membrane Permeability and Calcium Distribution in Pepper Leaves Under Heat
4893 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
http: / / www. ecologica. cn
Stress. Plant Physiology Journal, 2001,27(2):109鄄113,T001.
[17] 摇 Pick E, Keisari Y. A simple colorimetric method for the measurement of hydrogen peroxide produced by cells in culture. Journal of Immunological
Methods, 1980, 38(1 / 2): 161鄄170.
[18] 摇 Han B W. Plant growth and differentiation. Beijing: China Agriculture Press, 2003.
[19] 摇 Chen R. Mechanism of Plant senescence Discussion. Journal of Green Science and Technology, 2012,(5):6鄄9.
[20] 摇 Ryerson D E, Heath M C. Cleavage of nuclear DNA into oligonucleosomal fragments during cell death induced by fungal infection or by abiotic
treatments. The Plant Cell, 1996, 8(3): 393鄄402.
[21] 摇 Hu G C. Reason and harm of occurrence of red tide in China. China Fisheries,2006,(2):73鄄74, 80鄄80.
[22] 摇 Lomas M W, Glibert P M, Clougherty D A, Huber D R, Jones J, Alexander J, Haramoto E. Elevated organic nutrient ratios associated with brown
tide algal blooms of Aureococcus anophagefferens (Pelagophyceae) . Journal of Plankton Research, 2001, 23(12): 1339鄄1344.
[23] 摇 Glibert P M, Magnien R, Lomas M W, Alexander J, Tan C L, Haramoto E, Trice M, Kana T M. Harmful algal blooms in the Chesapeake and
Coastal Bays of Maryland, USA: Comparison of 1997, 1998, and 1999 events. Estuaries, 2001, 24(6): 875鄄883.
[24] 摇 Nood佴n L D, Guiam佴t J J, John I. Senescence mechanisms. Physiologia Plantarum, 1997, 101(4): 746鄄753.
[25] 摇 Wu G N, Liu B R, Zhang J Y. Proteases in rice leaves鄄sme chemical and physical properties and activities in relation to senescence. Jiangsu
Journal of Agricultural Sciences,1985,1(1):1 鄄10.
[26] 摇 Wang Y F, Yu Z W, Li S X, Yu S L. Effect of nitrogen nutrition on protein and nucleic acid metabolism during senescence of flag leaf. Plant
Nutrition and Fertilizer Science, 2003,9(2):178鄄183.
[27] 摇 Chen G, Hu W Y, Xie F D, Zhang L J. Solvent for Extracting Malondialdehyde in Plant as an Index of Senescence. Plant Physiology
Communications, 1991, 27 (1):44鄄46.
[28] 摇 Tian D, Zhao W, Wang Y, Xiang B. Effects of Cd stress on growth and antioxidative system in two marine microalgae. Journal of Dalian Fisheries
University,2010,25(5):417鄄421.
[29] 摇 McCord J M, Fridovich I. Superoxide dismutase: An enzymic function for erythrocuprein ( hemocuprein) . The Journal of Biological Chemistry,
1969, 244(22): 6049鄄6055.
[30] 摇 Liu P, Li M J. Experiment technology of plant physiology. Beijing Science and Technology Press, 2007,147鄄147.
[31] 摇 Wei D Z, Ning S J. Changes of hormones concentration and senescence of the wheat. Guihaia, 2002,22(4):382鄄384,374鄄374.
[32] 摇 Yu H L, Chen B B, Xie Z H. Effects of UV鄄B Radiation on Growth, Physiological and Biochemical Characteristics of Two Species of Marine
Microalga. Journal of Ningbo University(Natural Science & Engineering Edition), 2011,24(3):15鄄19.
[33] 摇 Mao S C, Han Y C, Song M Z, Zhang C J, Fan Z Y. Study on Cultural Techniques and Physiological Characteristics of Transgenic Bt Hybrid
Cotton CCRI29. Cotton Science, 2001,13(2):82鄄86.
[34] 摇 Wang Y M, Meng Y L, Ishikawa H, Hibino T, Tanaka Y, Nii N, Takabe T. Photosynthetic adaptation to salt stress in three鄄color leaves of a C4
plant Amaranthus tricolor. Plant and Cell Physiology, 1999, 40(7): 668鄄674.
[35] 摇 Wang X J, Xu G Q, Yang Z J. Advances of Research on Rice Leaf Senescence Physiology. Chinese Agricultural Science Bulletin, 2005,21(3):
187鄄190,210鄄210.
[36] 摇 Hua C, Wang R L. Changes of SOD and CAT activities and MDA content during senescence of hybrid rice and three lines leaves. Acta Botanica
BorealiOccidentalia Sinica,2003,23(3):406鄄409.
[37] 摇 Sun Y Y, Yan B L, Zhang J, Wang C H. Growth Inhibition of P鄄hydroxybenzoic acid on Five Species of Water Bloom Microalgae. The conference
proceeding of 2010 cademic annual meeting of Chinese Society for Environmental Sciences ( Volume III ) . Beijing: Chinese Society for
Environmental Sciences, 2010:2428鄄2434.
[38] 摇 Dertinger U, Schaz U, Schulze E D. Age鄄dependence of the antioxidative system in tobacco with enhanced glutathione reductase activity or
senescence鄄induced production of cytokinins. Physiologia Plantarum, 2003, 119(1): 19鄄29.
[39] 摇 Peng J L, Yan G A, Sheng G X, Deng X J. Effects of a naphthol on the glutathione and its reductase in Chlorella. China Environmental
Science, 2001,21(2):140鄄143.
[40] 摇 Shen W B, Ye M B, Xu L L, Zhang R X. Changes of ability of scavenging active oxygen during natural senescence of wheat flag leaves. Acta
Botanica Sinica,1997,39 (7):634鄄640.
[41] 摇 Cai H J, Tang X X, Zhang Y H, Xie Z H, Wang R J. Effects of UV鄄B radiation on the growth,physiological and biochemical characteristics of
Alexandrium tamarense. Marine Environmental Science,2007,26(2):130鄄133.
[42] 摇 Martin C, Thimann K V. The role of protein synthesis in the senescence of leaves. Plant Physiology, 1972, 49(1): 64鄄71.
[43] 摇 Ghosh S, Mahoney S R, Penterman J N, Peirson D, Dumbroff E B. Ultrastructural and biochemical changes in chloroplasts during Brassica napus
senescence. Plant Physiology and Biochemistry, 2001, 39(9): 777鄄784.
5893摇 13 期 摇 摇 摇 马金华摇 等:链状亚历山大藻赤潮衰亡的生理调控 摇
http: / / www. ecologica. cn
[44]摇 Li Z J, Jiang W J, Yu M, Zhou Y L, Zhao Y L, Chai Z F, Zhang Z Y. Effects of LaCl3 on Photosynthetic Pigment Contents and Antioxidative
Enzyme Activities in Chara. Journal of the Chinese Society of Rare Earths,2006,24(Supplement):192鄄195.
[45] 摇 Simeonova E, Sikora A, Charzy俳skaand M, Mostowska A. Aspects of programmed cell death during leaf senescence of mono鄄 and dicotyledonous
plants. Protoplasma, 2000, 214(1 / 2): 93鄄101.
[46] 摇 Karlseder J, Smogorzewska A, de Lange T. Senescence induced by altered telomere state, not telomere loss. Science, 2002, 295 (5564):
2446鄄2449.
[47] 摇 Scheel C, Poremba C. Telomere lengthening in telomerase鄄negative cells: the ends are coming together. Virchows Archiv, 2002, 440 (6):
573鄄582.
[48] 摇 Gilson E, G佴li V. How telomeres are replicated. Nature Reviews Molecular Cell Biology, 2007, 8(10): 825鄄838.
[49] 摇 Verdun R E, Karlseder J. Replication and protection of telomeres. Nature, 2007, 447(7147): 924鄄931.
[50] 摇 Jiang T J, Xu Y X. Study on growth of Alexandrium tamarense balech. Acta Hydrobiologica Sinica,2006,30(4):472鄄476.
[51] 摇 Hodgkiss I J, Ho K C. Are changes in N: P ratios in coastal waters the key to increased red tide blooms? Hydrobiologia, 1997, 352(1 / 3):
141鄄147.
参考文献:
[ 1 ]摇 陈洋, 颜天, 周名江. 东海原甲藻 (Prorocentrumdonghaiense) 和链状亚历山大藻(Alexandrium catenella) 对模拟食物链物质传递的影响.
生态学报, 2007, 27(10): 3964鄄3972.
[11] 摇 周名江, 朱明远. “我国近海有害赤潮发生的生态学、海洋学机制及预测防治冶研究进展. 地球科学进展, 2006, 21(7): 673鄄679.
[12] 摇 石岩峻, 胡晗华, 马润宇, 丛威, 蔡昭铃. 塔玛亚历山大藻对氮和磷的吸收及其生长特性. 应用生态学报, 2003, 14(7): 1143鄄1146.
[15] 摇 张志良. 植物生理学实验指导. 北京: 高等教育出版社, 1990: 59鄄62.
[16] 摇 张宗申, 利容千, 王建波. 草酸处理对热胁迫下辣椒叶片膜透性和钙分布的影响. 植物生理学报, 2001, 27(2): 109鄄113.
[18] 摇 韩碧文. 植物生长与分化. 北京: 中国农业大学出版社, 2003.
[19] 摇 陈睿. 植物衰老机理研究进展探讨. 绿色科技, 2012, (5): 6鄄9.
[21] 摇 胡国成. 我国沿海赤潮发生的原因及其危害. 中国水产, 2006, (2): 73鄄74, 80鄄80.
[25] 摇 吴光南, 刘宝仁, 张金渝. 水稻叶片蛋白水解酶的某些理化特性及其与衰老的关系. 江苏农业学报, 1985, l(1): 1鄄10.
[26] 摇 王月福,于振文,李尚霞,余松烈. 氮素营养水平对小麦旗叶衰老过程中蛋白质和核酸代谢的影响. 植物营养与肥料学报, 2003, 9(2):
178鄄183.
[27] 摇 陈贵, 胡文玉, 谢甫绨, 张立军. 提取植物体内 MDA的溶剂及 MDA作为衰老指标的探讨. 植物生理学通讯, 1991, 27(1): 44鄄46.
[28] 摇 田丹, 赵文, 王媛, 向蓓. 镉胁迫对两种海洋微藻生长和抗氧化系统的影响. 大连水产学院学报, 2010, 25(5): 417鄄421.
[30] 摇 刘萍, 李明军. 植物生理学实验技术. 北京: 科学出版社, 2007: 147鄄147.
[31] 摇 魏道智, 宁书菊. 叶部激素变化与小麦的整体衰老. 广西植物, 2002, 22(4): 382鄄384, 374鄄374.
[32] 摇 俞泓伶, 陈彬彬, 谢志浩. UV鄄B辐射对 2 种海洋微藻生长和生理生化特征的影响. 宁波大学学报: 理工版, 2011, 24(3): 15鄄19.
[33] 摇 毛树春, 韩迎春, 宋美珍, 张朝军, 范正义. 中棉所 29 栽培技术及其生理特性研究. 棉花学报, 2001, 13(2): 82鄄86.
[35] 摇 王旭军, 徐国庆, 杨知建. 水稻叶片衰老生理的研究进展. 中国农学通报, 2005, 21(3): 187鄄190, 210鄄210.
[36] 摇 华春, 王仁雷. 杂交稻及其三系叶片衰老过程中 SOD、CAT活性和 MDA含量的变化. 西北植物学报, 2003, 23(3): 406鄄409.
[37] 摇 孙颖颖, 阎斌伦, 张静, 王长海. 对羟基苯甲酸对五种水华微藻生长的抑制作用 / / 2010 中国环境科学学会学术年会论文集 (第三卷) .
北京: 中国环境科学学会, 2010: 2428鄄2434.
[39] 摇 彭金良, 严国安, 沈国兴, 邓晓军. a鄄萘酚对小球藻谷胱甘肽及其还原酶的影响. 中国环境科学, 2001, 21(2): 140鄄143.
[40] 摇 沈文飚, 叶茂炳, 徐朗莱, 张荣铣. 小麦旗叶自然衰老过程中清除活性氧能力的变化. 植物学报, 1997, 39(7): 634鄄640.
[41] 摇 蔡恒江, 唐学玺, 张宇红, 谢志浩, 王仁君. UV鄄 B 辐射对亚历山大藻生长及其生理生化特征的影响. 海洋环境科学, 2007, 26(2):
130鄄133.
[44] 摇 李子杰, 姜文君,于明,周云龙,赵宇亮,柴之芳, 张智勇. LaCl3对轮藻光合色素含量及抗氧化酶活性的影响. 中国稀土学报, 2006, 24
(增刊): 192鄄195.
[50] 摇 江天久, 徐轶肖. 塔玛亚历山大藻的生长研究. 水生生物学报, 2006, 30(4): 472鄄476.
6893 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 33,No. 13 Jul. ,2013(Semimonthly)
CONTENTS
Frontiers and Comprehensive Review
A review of ecological effects of remnant trees in degraded forest ecosystems after severe disturbances
MIAO Ning,LIU Shirong, SHI Zuomin,et al (3889)
………………………………
………………………………………………………………………………
Mechanism and application of bioremediation to heavy metal polluted soil using arbuscular mycorrhizal fungi
LUO Qiaoyu, WANG Xiaojuan, LIN Shuangshuang, et al (3898)
…………………………
…………………………………………………………………
Autecology & Fundamentals
Changes of allometric relationships among leaf traits in different ontogenetic stages of Acer mono from different types of
forests in Donglingshan of Beijing YAO Jing, LI Ying,WEI Liping,et al (3907)…………………………………………………
The combined effects of increasing CO2 concentrations and different temperatures on the growth and chlorophyll fluorescence in
Porphyra haitanensis (Bangiales, Rhodophyta) LIU Lu, DING Liuli, CHEN Weizhou, et al (3916)……………………………
Research on biomass expansion factor of chinese fir forest in Zhejiang Province based on LULUCF greenhouse gas Inventory
ZHU Tangjun,SHEN Chuchu,JI Biyong,et al (3925)
………
………………………………………………………………………………
Influence of soil gradual drought stress on Acorus calamus growth and photosynthetic fluorescence characteristics
WANG Wenlin, WAN Yinjing, LIU Bo, et al (3933)
……………………
………………………………………………………………………………
Isolation,identification,real鄄time PCR investigation of an endophytic phosphate鄄solubilizing bacteria from Caragana korshinskii
Kom. roots ZHANG Lizhen, FENG Lili,MENG Qiuxia,et al (3941)……………………………………………………………
Plant忆s and soil organism忆s diversity across a range of Eucalyptus grandis plantation ages
ZHANG Danju, ZHANG Jian, YANG Wanqin, et al (3947)
……………………………………………
………………………………………………………………………
Effects of diet and starvation on growth and survival of Scapharca broughtonii larvae
WANG Qingzhi, ZHANG Ming, FU Chengdong, et al (3963)
…………………………………………………
……………………………………………………………………
Multidrug鄄resistant bacteria in livestock feces QI Shiyue, REN Siwei, LI Xueling, et al (3970)………………………………………
Physiological regulation related to the decline of Alexandrium catenella MA Jinhua, MENG Xi, ZHANG Shu, et al (3978)…………
Numerical simulation of water quality based on environmental fluid dynamics code for grass鄄algae lake in Inner Mongolia
LI Xing, SHI Hongsen,ZHANG Shuli,et al (3987)
……………
…………………………………………………………………………………
Population, Community and Ecosystem
Influence of enclosure on Glyeyrrhiza uralensis community and distribution pattern in arid and semi鄄arid areas
LI Xuebin, CHEN Lin, LI Guoqi, et al (3995)
………………………
……………………………………………………………………………………
The interannual variation of net primary productivity of three coniferous forests in Liupan Mountains of Ningxia and its responses
to climatic factors WANG Yunni, XIONG Wei, WANG Yanhui, et al (4002)……………………………………………………
Soil water use and balance characteristics in mature forest land profile of Caragana korshinskii in Semiarid Loess Area
MO Baoru, CAI Guojun, YANG Lei,LU Juan,et al (4011)
………………
………………………………………………………………………
Effect of simulated acid deposition on chemistry of surface runoff in monsoon evergreen broad鄄leaved forest in Dinghushan
QIU Qingyan, CHEN Xiaomei,LIANG Guohua,et al (4021)
…………
………………………………………………………………………
A space optimization model of water resource conservation forest in Dongting Lake based on improved PSO
LI Jianjun, ZHANG Huiru, LIU Shuai, et al (4031)
…………………………
………………………………………………………………………………
Allelopathic effects of aqueous extract of exotic plant Rhus typhina L. on soil micro鄄ecosystem
HOU Yuping, LIU Lin, WANG Xin, et al (4041)
………………………………………
…………………………………………………………………………………
The impact of natural succession process on waterbird community in a abandoned fishpond at Chongming Dongtan, China
YANG Xiaoting, NIU Junying, LUO Zukui, et al (4050)
…………
…………………………………………………………………………
Mercury contents in fish and its biomagnification in the food web in Three Gorges Reservoir after 175m impoundment
YU Yang, WANG Yuchun, ZHOU Huaidong, et al (4059)
………………
………………………………………………………………………
Microsatellite analysis on genetic diversity of common carp,Cyprinus carpio,populations in Yuan River
YUE Xingjian, ZOU Yuanchao, WANG Yongming, et al (4068)
………………………………
…………………………………………………………………
Landscape, Regional and Global Ecology
Research on spatio鄄temporal change of temperature in the Northwest Arid Area HUANG Rui,XU Ligang,LIU Junmin (4078)………
Simulation of soil respiration in forests at the catchment scale in the eastern part of northeast China
GUO Lijuan, GUO Qingxi (4090)
…………………………………
……………………………………………………………………………………………………
The early effects of nitrogen addition on CH4 uptake in an alpine meadow soil on the Eastern Qinghai鄄Tibetan Plateau
ZHANG Peilei, FANG Huajun, CHENG Shulan, et al (4101)
………………
……………………………………………………………………
Analysis of water ecological footprint in guangxi based on ecosystem services ZHANG Yi, ZHANG Heping (4111)…………………
The integrated recognition of the source area of the urban ecological security pattern in Shenzhen
WU Jiansheng,ZHANG Liqing,PENG Jianet al (4125)
……………………………………
……………………………………………………………………………
Carbon sources and storage sinks in scenic tourist areas: a Mount Lushan case study
ZHOU Nianxing, HUANG Zhenfang, LIANG Yanyan (4134)
…………………………………………………
………………………………………………………………………
Impacts of climate change on dominant pasture growing season in Central Inner Mongolia
LI Xiazi,HAN Guodong,GUO Chunyan (4146)
……………………………………………
……………………………………………………………………………………
Phenological Characteristics of Typical Herbaceous Plants(Lris lacteal) and Its Response to Climate Change in Minqin Desert
HAN Fugui,XU Xianying,WANG Lide,et al (4156)
………
………………………………………………………………………………
Biomass and distribution pattern of carbon storage in Eomecon chionantha Hance
TIAN Dalun,YAN Wende,LIANG Xiaocui, et al (4165)
………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Temporal dynamics and influencing factors of fine roots in five Chinese temperate forest ecosystems
LI Xiangfei, WANG Chuankuan, QUAN Xiankui (4172)
…………………………………
…………………………………………………………………………
Resource and Industrial Ecology
Effects of AMF on soil improvement and maize growth in mining area under drought stress
LI Shaopeng, BI Yinli, CHEN Peizhen, et al (4181)
……………………………………………
………………………………………………………………………………
Urban, Rural and Social Ecology
Health function evaluation and exploring its mechanisms in the Shanghai Green Belt, China
ZHANG Kaixuan, ZHANG Jianhua (4189)
…………………………………………
…………………………………………………………………………………………
Research Notes
Time lag effects of rainfall inside a Platycladus Orientalis plantation forest in the Beijing Mountain Area, China
SHI Yu,YU Xinxiao,ZHANG Jiayin (4199)
……………………
…………………………………………………………………………………………
Long鄄term effects of harvest residue management on soil total carbon and nitrogen concentrations of a replanted Chinese fir
plantation HU Zhenhong, HE Zongming, FAN Shaohui, et al (4205)……………………………………………………………
4124 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
《生态学报》2013 年征订启事
《生态学报》是由中国科学技术协会主管,中国生态学学会、中国科学院生态环境研究中心主办的生态学
高级专业学术期刊,创刊于 1981 年,报道生态学领域前沿理论和原始创新性研究成果。 坚持“百花齐放,百家
争鸣冶的方针,依靠和团结广大生态学科研工作者,探索生态学奥秘,为生态学基础理论研究搭建交流平台,
促进生态学研究深入发展,为我国培养和造就生态学科研人才和知识创新服务、为国民经济建设和发展服务。
《生态学报》主要报道生态学及各分支学科的重要基础理论和应用研究的原始创新性科研成果。 特别欢
迎能反映现代生态学发展方向的优秀综述性文章;研究简报;生态学新理论、新方法、新技术介绍;新书评价和
学术、科研动态及开放实验室介绍等。
《生态学报》为半月刊,大 16 开本,300 页,国内定价 90 元 /册,全年定价 2160 元。
国内邮发代号:82鄄7,国外邮发代号:M670
标准刊号:ISSN 1000鄄0933摇 摇 CN 11鄄2031 / Q
全国各地邮局均可订阅,也可直接与编辑部联系购买。 欢迎广大科技工作者、科研单位、高等院校、图书
馆等订阅。
通讯地址: 100085 北京海淀区双清路 18 号摇 电摇 摇 话: (010)62941099; 62843362
E鄄mail: shengtaixuebao@ rcees. ac. cn摇 网摇 摇 址: www. ecologica. cn
本期责任副主编摇 彭少麟摇 摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 33 卷摇 第 13 期摇 (2013 年 7 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 33摇 No郾 13 (July, 2013)
编摇 摇 辑摇 《生态学报》编辑部
地址:北京海淀区双清路 18 号
邮政编码:100085
电话:(010)62941099
www. ecologica. cn
shengtaixuebao@ rcees. ac. cn
主摇 摇 编摇 王如松
主摇 摇 管摇 中国科学技术协会
主摇 摇 办摇 中国生态学学会
中国科学院生态环境研究中心
地址:北京海淀区双清路 18 号
邮政编码:100085
出摇 摇 版摇
摇 摇 摇 摇 摇 地址:北京东黄城根北街 16 号
邮政编码:100717
印摇 摇 刷摇 北京北林印刷厂
发 行摇
地址:东黄城根北街 16 号
邮政编码:100717
电话:(010)64034563
E鄄mail:journal@ cspg. net
订摇 摇 购摇 全国各地邮局
国外发行摇 中国国际图书贸易总公司
地址:北京 399 信箱
邮政编码:100044
广告经营
许 可 证摇 京海工商广字第 8013 号
Edited by摇 Editorial board of
ACTA ECOLOGICA SINICA
Add:18,Shuangqing Street,Haidian,Beijing 100085,China
Tel:(010)62941099
www. ecologica. cn
shengtaixuebao@ rcees. ac. cn
Editor鄄in鄄chief摇 WANG Rusong
Supervised by摇 China Association for Science and Technology
Sponsored by摇 Ecological Society of China
Research Center for Eco鄄environmental Sciences, CAS
Add:18,Shuangqing Street,Haidian,Beijing 100085,China
Published by摇 Science Press
Add:16 Donghuangchenggen North Street,
Beijing摇 100717,China
Printed by摇 Beijing Bei Lin Printing House,
Beijing 100083,China
Distributed by摇 Science Press
Add:16 Donghuangchenggen North
Street,Beijing 100717,China
Tel:(010)64034563
E鄄mail:journal@ cspg. net
Domestic 摇 摇 All Local Post Offices in China
Foreign 摇 摇 China International Book Trading
Corporation
Add:P. O. Box 399 Beijing 100044,China
摇 ISSN 1000鄄0933
CN 11鄄2031 / Q
国内外公开发行 国内邮发代号 82鄄7 国外发行代号 M670 定价 90郾 00 元摇