全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 31 卷 第 9 期摇 摇 2011 年 5 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
EAM会议专刊述评———气候变化下旱区农业生态系统的可持续性
李凤民, Kadambot H. M Siddique, Neil C Turner,等 ( 玉 )
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第二届生态系统评估与管理(EAM)国际会议综述 李朴芳,赵旭喆,程正国, 等 (2349)………………………
应对全球气候变化的干旱农业生态系统研究———第二届 EAM国际会议青年学者论坛综述
赵旭喆,李朴芳,Kadambot H. M Siddique,等 (2356)
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微集雨模式与降雨变律对燕麦大田水生态过程的影响 强生才,张恒嘉,莫摇 非,等 (2365)……………………
黑河中游春小麦需水量空间分布 王摇 瑶,赵传燕,田风霞,等 (2374)……………………………………………
祁连山区青海云杉林蒸腾耗水估算 田风霞,赵传燕,冯兆东 (2383)……………………………………………
甘肃小陇山不同针叶林凋落物量、养分储量及持水特性 常雅军,陈摇 琦,曹摇 靖,等 (2392)…………………
灌水频率对河西走廊绿洲菊芋生活史对策及产量形成的影响 张恒嘉,黄高宝,杨摇 斌 (2401)………………
玛纳斯河流域水资源可持续利用评价方法 杨摇 广,何新林,李俊峰,等 (2407)…………………………………
西北旱寒区地理、地形因素与降雨量及平均温度的相关性———以甘肃省为例
杨摇 森,孙国钧,何文莹,等 (2414)
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黑河河岸植被与环境因子间的相互作用 许莎莎,孙国钧,刘慧明,等 (2421)……………………………………
干旱胁迫对高山柳和沙棘幼苗光合生理特征的影响 蔡海霞,吴福忠,杨万勤 (2430)…………………………
树锦鸡儿、柠条锦鸡儿、小叶锦鸡儿和鹰嘴豆干旱适应能力比较 方向文,李凤民,张海娜,等 (2437)…………
胡杨异形叶叶绿素荧光特性对高温的响应 王海珍,韩摇 路,徐雅丽,等 (2444)…………………………………
柠条平茬处理后不同组织游离氨基酸含量 张海娜,方向文,蒋志荣,等 (2454)…………………………………
玛河流域扇缘带盐穗木土壤速效养分的“肥岛冶特征 涂锦娜,熊友才,张摇 霞,等 (2461)……………………
摩西球囊霉对三叶鬼针草保护酶活性的影响 宋会兴,钟章成,杨万勤,等 (2471)………………………………
燕麦属不同倍性种质资源抗旱性状评价及筛选 彭远英,颜红海,郭来春,等 (2478)……………………………
光周期对燕麦生育时期和穗分化的影响 赵宝平,张摇 娜,任长忠,等 (2492)……………………………………
水肥条件对新老两个春小麦品种竞争能力和产量关系的影响 杜京旗,魏盼盼,袁自强,等 (2501)……………
猪场沼液对蔬菜病原菌的抑制作用 尚摇 斌,陈永杏,陶秀萍,等 (2509)…………………………………………
不同夏季填闲作物种植对设施菜地土壤无机氮残留和淋洗的影响 王芝义, 郭瑞英,李凤民 (2516)…………
不同群体结构夏玉米灌浆期光合特征和产量变化 卫摇 丽,熊友才,Baoluo Ma,等 (2524)……………………
脱硫废弃物对碱胁迫下油葵幼叶细胞钙分布及 Ca2+ 鄄ATPase活性的影响
毛桂莲,许摇 兴,郑国琦,等 (2532)
………………………………………
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过去 30a玛纳斯河流域生态安全格局与农业生产力演变 王月健, 徐海量, 王摇 成,等 (2539)………………
基于 RS和转移矩阵的泾河流域生态承载力时空动态评价 岳东霞,杜摇 军, 刘俊艳, 等 (2550)……………
毛乌素沙地农牧生态系统能值分析与耦合关系 胡兵辉, 廖允成 (2559)………………………………………
民勤绿洲农田生态系统服务价值变化及其影响因子的回归分析 岳东霞,杜摇 军,巩摇 杰,等 (2567)…………
青岛市城市绿地生态系统的环境净化服务价值 张绪良,徐宗军,张朝晖,等 (2576)…………………………
基于 3S技术的祖厉河流域农村人均纯收入空间相关性分析 许宝泉,施为群 (2585)…………………………
专论与综述
全球变化下植物物候研究的关键问题 莫摇 非,赵摇 鸿,王建永,等 (2593)………………………………………
区域气候变化统计降尺度研究进展 朱宏伟,杨摇 森,赵旭喆,等 (2602)…………………………………………
干旱胁迫下植物根源化学信号研究进展 李冀南,李朴芳,孔海燕,等 (2610)……………………………………
山黧豆毒素 ODAP的生物合成及与抗逆性关系研究进展 张大伟,邢更妹,熊友才,等 (2621)…………………
旱地小麦理想株型研究进展 李朴芳,程正国,赵摇 鸿,等 (2631)…………………………………………………
小麦干旱诱导蛋白及相关基因研究进展 张小丰,孔海燕,李朴芳,等 (2641)……………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*306*zh*P* ￥ 70郾 00*1510*35*
室室室室室室室室室室室室室室
2011鄄05
封面图说: 覆膜鄄垄作燕麦种植———反映了雨水高效利用和农田水生态过程的优化(详见强生才 P2365)。
彩图提供: 兰州大学干旱与草地生态教育部重点实验室莫非摇 E鄄mail:mofei371@ 163. com
生 态 学 报 2011,31(9):2532—2538
Acta Ecologica Sinica
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:国家科技支撑计划资助项目(2007BAC08B01,2011BAC07B03)
收稿日期:2010鄄11鄄15; 摇 摇 修订日期:2011鄄03鄄07
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: xuxingscience@ 126. com
脱硫废弃物对碱胁迫下油葵幼叶细胞钙分布
及 Ca2+ 鄄ATPase活性的影响
毛桂莲1,许摇 兴2,*,郑国琦1,肖国举3,岳自慧2,杨摇 涓1
(1.宁夏大学生命科学学院; 2. 宁夏大学农学院; 3. 宁夏大学新技术应用研究开发中心,银川摇 750021)
摘要:利用脱硫废弃物改良盐碱地对于确保国家粮食安全和生态安全,发展循环经济具有重要意义。 为了探索脱硫废弃物提高
植物抗盐碱机理,采用盆栽试验法, 研究了施入不同量脱硫废弃物和 CaSO4对碱胁迫下油葵叶片细胞钙分布、总钙含量以及质
膜和液泡膜 Ca2+ 鄄ATPase活性的影响。 结果表明:在碱胁迫下(CK),Ca2+与焦锑酸钾结合成黑色颗粒成团零星分布于叶绿体和
液泡中,叶绿体超微结构受到不同程度的破坏。 施入脱硫废弃物和 CaSO4,叶绿体结构完整,细胞间隙、细胞壁和液泡中的钙颗
粒逐渐增多,同时,质膜和液泡膜 Ca2+ 鄄ATPase活性随脱硫废弃物和纯品硫酸钙施量的增加而增加,其中液泡膜 Ca2+ 鄄ATPase活
性无论是对照(CK)还是处理的活性均高于质膜 Ca2+ 鄄ATPase活性。 叶片细胞内总钙含量也随脱硫废弃物和 CaSO4施用量的增
加呈升高趋势。 说明脱硫废弃物和 CaSO4通过增加 Ca2+ 鄄ATPase活性,有利于钙通过质膜和液泡膜进入细胞内,维持膜结构的
稳定性,缓解碱对油葵的胁迫。
关键词:脱硫废弃物; 钙分布; Ca2+ 鄄ATPase活性; 油葵
Effects of desulfurization waste treatment on calcium distribution and calcium
ATPase activity in oil鄄sunflower seedlings under alkaline stress
MAO Guilian1, XU Xing2,*, ZHENG Guoqi1, XIAO Guoju3,YUE Zihui2, YANG Juan1
1 Life Science of School in Ningxia University, Yinchuan 750021, China
2 Agriculture of School in Ningxia University
3 New Technology Application Research and Development Center of Ningxia University
Abstract: Soil salinity is one of the major limiting factors in agricultural productivity. Desulfurization waste could be
recycled to improve saline鄄alkaline soil, and this could provide stability in food production. In this study, desulfurization
waste was applied to oil鄄sunflower seedlings to improve their resistance to saline鄄alkaline conditions. The distribution of
calcium, total calcium content, and calcium ATPase ( Ca2+ 鄄ATPase ) activities in leaves cells were measured after
exogenous treatment with desulfurization waste or calcium sulfate (CaSO4). In control experiments under alkaline stress,
there were few calcium precipitates in the chloroplast and vacuole, and the chloroplast structure was deformed. Calcium
precipitates increased in the cell wall, intercellular space and vacuole, and the chloroplast structure remained intact after
applying desulfurization gypsum or CaSO4 to the sunflowers. The Ca
2+ 鄄ATPase activities in the plasma membrane and
tonoplast increased with the desulfurization waste or CaSO4 dose, and activity was higher in the tonoplast than in the plasma
membrane. The total calcium content also increased with the treatment dose. Both desulfurization waste and CaSO4
contributed to calcium influx into the cell through the plasma membrane and tonoplast, which maintained the stability and
integrity of the membrane and cell wall structure and reduced injury to the sunflower under alkaline stress.
Key Words: desulfurization waste; calcium distribution; calcium ATPase activity; oil鄄sunflower
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摇 摇 干旱区土壤盐渍化是困扰农业和林业生产的一大难题,也是减少农业和林业产量的主要非生物胁迫因素
之一。 随着人口的增加和耕地面积减少,我国粮食的有效供给和粮食安全性问题越来越引起人们的重视,土
壤盐害是影响作物产量潜力发挥的主要限制因素之一。 据统计[1鄄2],我国盐渍土面积约 3. 46伊107hm2,黄河河
套地区有灌溉农田 100 万 hm2,但 1 / 3 以上存在不同程度的土壤盐渍化问题。 土壤盐渍化已经严重影响和制
约该地区的生态环境和农业可持续发展。 因此科学改造和利用盐渍化土壤,直接关系到我国的农业发展、粮
食安全和环境保护。
脱硫废弃物是燃煤电厂排出的固体废弃物,其主要成分是 CaSO4·2H2O,其含量占 80%左右。 近几年
来,我国在黄河河套地区的内蒙古土默川平原、宁夏银北平罗县西大滩等地开展了利用脱硫石膏改良盐碱地
的田间试验研究,试验主要从土壤改良效果上进行了系统的研究,并取得了显著效果。 研究结果显示:脱硫废
弃物能中和土壤碱性,降低土壤 pH值和土壤碱化度。 降低土壤容重,改善土壤水分物理形状,增加土壤团粒
结构[3鄄6],但脱硫废弃物提高植物抗盐碱机理还不清楚。 为此,本文以宁夏银北平罗西大滩的碱化土壤为主,
从钙信使角度出发,研究外施脱硫废弃物和 CaSO4对碱胁迫下油葵钙分布、总钙含量及细胞膜 Ca2+ 鄄ATPase 活
性的影响,旨在揭示脱硫废弃物提高盐碱地油葵抗逆性机理,同时也为脱硫废弃物大面积改良盐碱地提供理
论基础。
1摇 材料和方法
1. 1摇 试验区概况
宁夏银北平罗县西大滩位于宁夏贺兰山东麓洪积扇边缘,属于黄河中上游灌溉地区,地势平缓低洼,境内
分布有典型代表性的碱化土壤(俗称白僵土) [7]。 一般地下水埋深 1. 5 m 左右,地下水主要含硫酸盐、氯化
物,并且普遍含有苏打。 土壤碱化度在 15%—60%之间,总碱度在 0. 20—0. 65 cmol / kg 之间,pH 值在 8郾 0—
10. 4 之间,全盐在 2. 5—6. 5 g / kg之间,土质黏重,透水性差。 盐分类型主要有 NaCl、Na2SO4和 Na2CO3。
1. 2摇 材料培养及处理
试验在宁夏大学温室进行,供试材料油葵。 土样来自宁夏银北平罗县西大滩的碱化土壤 (全盐为
0郾 28% ,pH 9. 8)。 土样装入花盆,每盆 4kg,同时施入脱硫废弃物和纯品 CaSO4。 施入量分别为:对照(CK)不
施脱硫废弃物;T1:施脱硫废弃物 0. 8t / 666. 7 m2;T2:施脱硫废弃物 1郾 6t / 666. 7m2;T3:脱硫废弃物 0. 8t /
666郾 7m2折合纯品硫酸钙(按脱硫废弃物含 80%硫酸钙折算);T4:硫废弃物 1. 6t / 666. 7m2折合纯品硫酸钙。
将种子撒播入盆中,不同处理各 10 盆。 定期浇水,在油葵苗期取叶片以待测定。
1. 3摇 测定项目
1. 3. 1摇 Ca2+的细胞化学定位
Ca定位参照王风茹[8]的方法。
1. 3. 2摇 质膜和液泡膜 Ca2+ 鄄ATPase活性的测定
(1)质膜和液泡膜微囊的制备
参考米海莉[9]和 Mandai[10]的方法并加以改进。 取油葵叶 30g 左右,加入研磨液(内含 EDTA 5 mmol / L,
DTT 5 mmol / L,Tris 80mmol / L,5% 甘油,PMSF 1mmol / L,10mmol / L 蔗糖,pH 7. 8),研磨液成匀浆后,研磨后
匀浆液经 10000g离心 15 min,再经 100000g 离心过滤,沉淀用少量悬浮液(内含 250 mmol / L蔗糖,Tris鄄MES 5
mmol / L,DTT 1 mmmol / L,PMSF 0. 5 mmol / L,pH7. 0)悬浮,用 22% 、36% 、45%的蔗糖代替 6%—12%的葡聚
糖,于 60000g进行不连续密度梯度超速离心。 2h 后取 22%—36%和 36%—45%界面区带,分别作为液泡膜
和质膜制剂。
(2) Ca2+ 鄄ATPase活性的测定
采用 Rasi鄄Caldognov的方法[11]。
1. 3. 3摇 总钙含量的测定
Ca2+含量用原子吸收分光光度计测定[12]。
3352摇 9 期 摇 摇 摇 毛桂莲摇 等:脱硫废弃物对碱胁迫下油葵幼叶细胞钙分布及 Ca2+ 鄄ATPase活性的影响 摇
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1. 4摇 统计分析
数据处理、作图及相关性分析采用 Excel和 DPS软件系统辅助完成。
2摇 结果与分析
2. 1摇 不同施量脱硫废弃物和 CaSO4对碱胁迫下油葵叶细胞钙分布的影响
经焦锑酸钾反应后,Ca2+形成焦锑酸钙沉淀,在透射电镜下呈电子不透明的黑色颗粒。 图 1 为外施脱硫
废弃物和 CaSO4对碱胁迫下油葵叶片钙分布的变化。 图 1(A和 B)为未施脱硫废弃物即碱胁迫下,叶绿体变
形、膨胀、呈圆形,叶绿体超微结构受到不同程度的破坏。 Ca2+与焦锑酸钾结合成黑色颗粒成团零星分布于叶
绿体和细胞质中。 施入脱硫废弃物,叶绿体结构完整,呈梭状。 同时发现随着施量的增加,0. 8t / 666. 7m2脱硫
废弃物,细胞壁沉积的黑色颗粒密度增加,同时细胞间隙中钙颗粒也增多。 液泡中也有钙的沉积(图 1C 和
D);施入 1. 6t / 666. 7m2的脱硫废弃物,细胞间隙、细胞壁和液泡中有大量分布(图 1E、F 和 G)。 加入 CaSO4
后,对叶肉细胞中钙的分布与脱硫废弃物一致,从图 1(H、I、J和 K)可以看出,钙颗粒在叶绿体、细胞壁和细胞
间隙有大量的分布。 说明钙有利于稳定膜结构的功能,同时钙离子的增加,有利于保持叶绿体结构的完整性。
2. 2摇 脱硫废弃物和 CaSO4对碱胁迫油葵叶片质膜 Ca2+ 鄄ATPase活性的影响
脱硫废弃物和 CaSO4对碱胁迫下油葵质膜 Ca2+ 鄄ATPase 活性变化(图 2)。 随着脱硫废弃物施量的增加,
质膜 Ca2+ 鄄ATPase活性呈升高趋势,T1处理酶活性与 CK 相比升高了 77. 9% ;T2处理(即 1. 6t / 666. 7m2的施
量)酶活性与 CK相比活性提高了 166. 7% ,方差分析显示:T1处理与 CK达显著水平(P﹤ 0. 05);在碱胁迫下
加入 CaSO4后,Ca2+ 鄄ATPase活性的变化趋势与加废弃物变化趋势一致,也呈升高趋势,T3和 T4与 CK相比其活
性分别升高了 104. 2%和 178. 9% 。 加入纯品 CaSO4与废弃物相比其质膜 Ca2+ 鄄ATPase活性相对较高,如 T4处
理 Ca2+ 鄄ATPase活性与 T2的相比,其活性升高了 4. 5% 。 纯品 CaSO4各处理与 CK差异不显著(P ﹤ 0. 05),T3
处理与 T1处理差异显著,说明脱硫废弃物中对碱胁迫起缓解作用的主要是硫酸钙。
2. 3摇 脱硫废弃物和 CaSO4对碱胁迫油葵叶片液泡膜 Ca2+ 鄄ATPase活性的影响
图 3 为脱硫废弃物和 CaSO4对碱胁迫下油葵液泡膜 Ca2+ 鄄ATPase 活性变化。 从图可以看出,无论是施入
脱硫废弃物还是 CaSO4液泡膜 Ca2+ 鄄ATPase 活性的变化与质膜的变化趋势基本一致,也呈增加趋势。 T1、T2、
T3和 T4处理其液泡膜 Ca2+ 鄄ATPase与 CK相比分别提高了 36. 1% 、59. 6% 、40. 8%和 62. 4% ,T1、T2、T3和 T4处
理与 CK相比差异达显著水平(P﹤ 0. 05)。 外施脱硫废弃物和 CaSO4对液泡膜酶活性提高的幅度低于质膜
的,但是液泡膜 Ca2+ 鄄ATPase的活性总体高于质膜的活性,说明液泡膜 Ca2+ 鄄ATPase 活性增加有促于调控细胞
液泡和细胞质 Ca2+的变化。
2. 4摇 脱硫废弃物和 CaSO4对碱胁迫油葵叶片总钙含量的影响
图 4 显示总钙含量的变化。 从图 4 可以看出外施脱硫废弃物后,土壤钙离子浓度增加影响胞质内钙离子
浓度的变化,致使油葵叶片钙离子含量升高,但升高的幅度不大,其中 T1和 T2与对照 CK 相比含量升高了
5郾 16%和 12. 9% ; T1和 T2与对照 CK之间差异显著,T1与 T2差异不显著(P ﹤ 0. 05)。 加入 CaSO4后,叶片总
钙含量有所增加,T3和 T4与对照 CK相比分别升高了 0. 64%和 24. 5% ,T4与 CK之间差异显著(P﹤ 0. 05)。
3摇 讨论
Ca2+作为植物生长发育的第二信使已得到广泛的认可[13鄄14]。 越来越多的研究表明[15鄄16], Ca2+参与了植
物对逆境胁迫的应答反应,盐胁迫、干早、低温和热激以及氧化胁迫均可引起细胞质内的 Ca2+浓度升高,即诱
发植物产生钙信号, 诱导不同基因表达,适应相应逆境。
利用脱硫废弃物改良碱化土壤的原理,就是利用脱硫废弃物中含有的 Ca2+对土壤胶体吸附的 Na+进行置
换,并通过淋洗将其排出土体,达到治碱改土的目的[17]。 土壤中吸附的钙对植物来讲,不仅是植物生长发育
所需的一种大量元素,对植物细胞的结构和生理功能具有重要作用。 能维持细胞壁、细胞膜及膜结合蛋白的
稳定性,同时 Ca2+对保持生物膜选择性具有重要作用,参与胞内稳态和生长发育的调节过程[14]。
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V
D
E F
V
C
IS
CW CW
G
Chl
CW
B A
CW
Chl
K
H
J
CW
CW
IS
Chl
I
CP
CW
图 1摇 脱硫废弃物和 CaSO4对碱胁迫油葵叶片钙离子分布的影响
Fig. 1摇 Effects of desulfurization waste and CaSO4 on calcium distribution of leavers cells of oil鄄sunflower under alkali stress
V: 液泡; CW: 细胞壁; Chl: 叶绿体; IS: 细胞间隙; CP: 细胞质
(A)未施脱硫废弃物, 碱胁迫对油葵叶片钙离子分布的影响, 伊3000; (B) 未施脱硫废弃物, 碱胁迫对油葵叶片叶绿体结构和细胞质钙离
子分布的影响, 伊3000; (C), (D) 施 0. 8t / 666. 7m2脱硫废弃物对碱胁迫油葵叶片细胞壁和液泡钙离子分布的影响, 伊2500; (E), (F),
(G) 施 1. 6t / 666. 7m2的脱硫废弃物对碱胁迫油葵叶片细胞间隙、细胞壁和液泡钙离子分布的影响,伊5000; (H), (I) 0. 8t / 666. 7m2脱硫废
弃物中折算纯品 CaSO4对碱胁迫油葵叶片细胞壁和细胞间隙钙离子分布的影响,伊5000; ( J), (K) 1. 6t / 666. 7m2脱硫废弃物中折算纯品
CaSO4对碱胁迫油葵叶片叶绿体、细胞壁和细胞间隙钙离子分布的影响, 伊3000
5352摇 9 期 摇 摇 摇 毛桂莲摇 等:脱硫废弃物对碱胁迫下油葵幼叶细胞钙分布及 Ca2+ 鄄ATPase活性的影响 摇
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a
a
ab
a
a
0
1
2
3
4
5
CK T1 T2 T3 T4
处理 Treatment/(t/666.7m2)
摇 图 2摇 脱硫废弃物和 CaSO4对碱胁迫油葵质膜 Ca2+ 鄄ATPase活性
的影响
Fig. 2 摇 Effects of desulfurization waste and CaSO4 on plasma
membrane Ca2+ 鄄ATPase activity of oil鄄sunflower under
alkali stress
摇 摇 在植物细胞内, 通常存在 3 种类型的 Ca2+库:紧密
结合型 Ca2+库、松散结合型 Ca2+库和细胞质自由态 Ca2+
库, 3 种 Ca2+库间处于动态平衡状态, 随着细胞生理生
化状态及环境刺激的变化,可以相互转化。 本试验研究
了碱胁迫下油葵叶片总钙含量和细胞中松散结合型钙
的分布。 结果发现:总钙含量无论是施脱硫废弃物还是
CaSO4都呈升高趋势(图 4),植物体内增加的钙可能是
自由态钙和松散结合型钙。 自由态 Ca2+的变化采用荧
光显微镜(CCD)做了检测,电镜观察到松散结合型钙
随着施脱硫废弃物和 CaSO4施量的增加,在细胞壁和液
泡大量沉积(图 1)。 由此推断油葵叶总钙含量的升高
一部分可能与细胞壁的果胶酸盐结合形成了果胶钙,维
持碱胁迫下细胞壁结构的稳定性和完整性[18]。
aa
b a
a
0
1
2
3
4
5
CK T1 T2 T3 T4
处理 Treatment/(t/666.7m2)
摇 图 3摇 脱硫废弃物和 CaSO4对碱胁迫油葵液泡膜 Ca2+ 鄄ATPase活
性影响
Fig. 3摇 Effects of desulfurization waste and CaSO4 on tonoplast
Ca2+ 鄄ATPase activity of oil鄄sunflower under alkali stress
a
bababb
0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
CK T1 T2 T3 T4
处理 Treatment/(t/666.7m2)
总钙
含量
Tota
l calc
ium c
onten
t/%
摇 图 4摇 脱硫废弃物和 CaSO4对碱胁迫油葵总钙含量影响
Fig. 4 摇 Effects of desulfurization waste and CaSO4 on total
calcium content of oil鄄sunflower under alkali stress
Ca2+信使系统在植物细胞中的重要作用已被确认[14,19]。 细胞中的 Ca2+平衡是由膜上的转运蛋白控制的,
Ca2+由钙库和细胞外进入胞质内是通过钙库膜和质膜上的 Ca2+通道,由胞质进入钙库或转运到细胞外,则是
通过膜上的 Ca2+ 鄄ATPase以及 H+ / Ca2+交换蛋白的主动运输。 Ca2+ 鄄ATPase(又称 Ca2+泵),主要位于质膜和液
泡膜上,是将细胞质中的 Ca2+主动运输到胞外或钙库中的转运蛋白,其活性直接影响到细胞中 Ca2+的分
布[20]。 本试验研究结果表明,施入脱硫废弃物,细胞中钙在液泡和细胞间隙有大量的钙分布,同时在质膜和
液泡膜上确实表现出很高的 Ca2+ 鄄ATPase(图 2—图 3),并且液泡膜 Ca2+ 鄄ATPase活性高于质膜活性,说明高的
质膜和液泡膜 Ca2+ 鄄ATPase,能将外界刺激引起的胞质高浓度 Ca2+转运到液泡内,维持细胞质 Ca2+浓度的稳
态[21]。 由于外界刺激引起细胞内这种 Ca2+浓度的升高多是瞬间的, 并且本实验只是浓度梯度试验,没有设
时间的变化,所以无法观察到细胞质 Ca2+浓度的升高,观察到的结果已经是细胞质钙离子回复到钙稳态的结
果,大量的钙离子分布与液泡和细胞间隙和细胞壁中。 为了验证脱硫废弃物提高植物抗逆性的物质是否是主
要成分 CaSO4,模拟脱硫废弃物占 80% CaSO4增设了纯品 CaSO4对油葵的对比试验。 试验结果显示:总钙含
量、细胞中钙分布和质膜和液泡膜 Ca2+ 鄄ATPase活性呈现的趋势与脱硫废弃物的趋势一致(图 1H、I、J、K和图
2—图 4),且各项指标均高于脱硫废弃物的,充分说明脱硫废弃物中起缓解碱胁迫的主要物质是 CaSO4。 Ca2+
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浓度的增加有利于维持膜结构和细胞壁结构的稳定性和完整性,从而缓解碱胁迫造成的伤害。
致谢:感谢中国农业大学陈其军老师和电子显微镜室的刘海虹老师和贾君镇老师在切片和电镜观察中提供的
帮助。
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7352摇 9 期 摇 摇 摇 毛桂莲摇 等:脱硫废弃物对碱胁迫下油葵幼叶细胞钙分布及 Ca2+ 鄄ATPase活性的影响 摇
http: / / www. ecologica. cn
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8352 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 31,No. 9 May,2011(Semimonthly)
CONTENTS
Guest Editorial from EAM Workshop———Sustainability of agricultural ecosystems in arid regions in response to climate change
LI Fengmin, Kadambot H. M Siddique, Neil C Turner, et al ( 玉 )
……
………………………………………………………………
Overview on the 2nd international workshop on ecosystem assessment and management (EAM)
LI Pufang, ZHAO Xuzhe,CHENG Zhengguo, et al (2349)
…………………………………………
…………………………………………………………………………
Arid agricultural ecology in response to global change: Overview on Young Scholar Forum of the 2nd International Workshop on
EAM ZHAO Xuzhe, LI Pufang, Kadambot H. M Siddique, et al (2356)…………………………………………………………
The effects of micro鄄rainwater harvesting pattern and rainfall variability onwater ecological stoichiometry in oat (Avena sativa L. )
field QIANG Shengcai, ZHANG Hengjia, MO Fei, et al (2365)…………………………………………………………………
Spatial variation of water requirement for spring wheat in the middle reaches of Heihe River basin
WANG Yao, ZHAO Chuanyan, TIAN Fengxia, et al (2374)
……………………………………
………………………………………………………………………
Model鄄based estimation of the canopy transpiration of Qinghai spruce (Picea crassifolia) forest in the Qilian Mountains
TIAN Fengxia, ZHAO Chuanyan, FENG Zhaodong (2383)
……………
…………………………………………………………………………
Litter amount and its nutrient storage and water holding characteristics under different coniferous forest types in Xiaolong Mountain,
Gansu Province CHANG Yajun,CHEN Qi,CAO Jing,et al (2392)………………………………………………………………
Effect of irrigationfrequency on life history strategy and yield formation in Jerusalem artichoke(Helianthus tuberosus. L) in oasis
of Hexi Corridor ZHANG Hengjia, HUANG Gaobao, YANG Bin (2401)…………………………………………………………
The evaluation method of water resources sustainable utilization in Manas River Basin
YANG Guang, HE Xinlin, LI Junfeng, et al (2407)
…………………………………………………
………………………………………………………………………………
Correlation of topographic factors with precipitation and surface temperature in arid and cold region of Northwest China: a case
study in Gansu Province YANG Sen, SUN Guojun, HE Wenying, et al (2414)…………………………………………………
The relationship between riparian vegetation and environmental factors in Heihe River Basin
XU Shasha, SUN Guojun, LIU Huiming, et al (2421)
…………………………………………
……………………………………………………………………………
Effects of drought stress on the photosynthesis of Salix paraqplesia and Hippophae rhamnoides seedlings
CAI Haixia, WU Fuzhong, YANG Wanqin (2430)
………………………………
…………………………………………………………………………………
The comparation of drought resistance between Caragana species (Caragana arborescens, C. korshinskii, C. microphylla) and two
chickpea (Cicer arietinum L. ) cultivars FANG Xiangwen,LI Fengmin, ZHANG Haina, et al (2437)……………………………
Response of chlorophyll fluorescence characteristics of Populus euphratica heteromorphic Leaves to high temperature
WANG Haizhen, HAN Lu, XU Yali,et al (2444)
…………………
…………………………………………………………………………………
Free amino acid content in different tissues of Caragana korshinskii following all shoot removal
ZHANG Haina, FANG Xiangwen, JIANG Zhirong, et al (2454)
………………………………………
…………………………………………………………………
“Fertile Island冶 features of soil available nutrients around Halostachys caspica shrub in the alluvial fan area of Manas River watershed
TU Jinna, XIONG Youcai, ZHANG Xia, et al (2461)
……
……………………………………………………………………………
Analysis of the activities of protective enzymes in Bidens pilosa L. inoculated with Glomus mosseae under drought stress
SONG Huixing, ZHONG Zhangcheng, YANG Wanqin,et al (2471)
……………
………………………………………………………………
Evaluation and selectionon drought鄄resistance of germplasm resources of Avena species with different types of ploidy
PENG Yuanying, YAN Honghai,GUO Laichun, et al (2478)
…………………
………………………………………………………………………
Ecophysiological mechanism of photoperiod affecting phenological period and spike differentiation in oat (Avena nuda L. )
ZHAO Baoping, ZHANG Na, REN Changzhong, et al (2492)
…………
……………………………………………………………………
Effects of water and fertilization on relationship between competitive ability and seed yield of modern and old spring wheat varieties
DU Jingqi, WEI Panpan, YUAN Ziqiang, et al (2501)
………
……………………………………………………………………………
Inhibitory effect of biogas slurry from swine farm on some vegetable pathogen
SHANG Bin, CHEN Yongxing,TAO Xiuping, et al (2509)
…………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Effects of different summer catch crops planting on soil inorganic N residue and leaching in greenhouse vegetable cropping system
WANG Zhiyi, GUO Ruiying, LI Fengmin (2516)
……
…………………………………………………………………………………
Photosyntheticcharacterization and yield of summer corn (Zea mays L. ) during grain filling stage under different planting pattern
and population densities WEI Li, XIONG Youcai, Baoluo Ma, et al (2524)……………………………………………………
Effects of desulfurization waste treatment on calcium distribution and calcium ATPase activity in oil鄄sunflower seedlings under
alkaline stress MAO Guilian, XU Xing, ZHENG Guoqi, et al (2532)……………………………………………………………
The evolution between ecological security pattern and agricultural productive force in Manas River Basin for the past 30 years
WANG Yuejian, XU Hailiang, WANG Cheng, et al (2539)
………
………………………………………………………………………
Spatio鄄temporal analysis of ecological carrying capacity in Jinghe Watershed based on Remote Sensing and Transfer Matrix
YUE Dongxia, DU Jun, LIU Junyan, et al (2550)
…………
…………………………………………………………………………………
The coupling relationship and emergy analysis of farming and grazing ecosystems in Mu Us sandland
HU Binghui, LIAO Yuncheng (2559)
…………………………………
………………………………………………………………………………………………
Dynamic analysis of farmland ecosystem service value and multiple regression analysis of the influence factors in Minqin Oasis
YUE Dongxia,DU Jun,GONG Jie,et al (2567)
………
……………………………………………………………………………………
Environment purification service value of urban green space ecosystem in Qingdao City
ZHANG Xuliang, XU Zongjun, ZHANG Zhaohui, et al (2576)
………………………………………………
……………………………………………………………………
The spatial relationship analysis of rural per capital revenue based on GIS in Zulihe River basin, Gansu Province
XU Baoquan,SHI Weiqun (2585)
……………………
……………………………………………………………………………………………………
Review and Monograph
The key issues on plant phenology under global change MO Fei, ZHAO Hong, WANG Jianyong, et al (2593)………………………
Recent advances on regional climate change by statistical downscaling methods
ZHU Hongwei, YANG Sen, ZHAO Xuzhe, et al (2602)
…………………………………………………………
……………………………………………………………………………
Current progress in eco鄄physiology of root鄄sourced chemical signal in plant under drought stress
LI Jinan, LI Pufang, KONG Haiyan, et al (2610)
………………………………………
…………………………………………………………………………………
ODAP biosynthesis: recent developments and its response to plant stress in grass pea (Lathyrus sativus L. )
ZHANG Dawei, XING Gengmei, XIONG Youcai, et al (2621)
…………………………
……………………………………………………………………
Currentprogress in plant ideotype research of dryland wheat (Triticum aestivum L. )
LI Pufang, CHENG Zhengguo, ZHAO Hong, et al (2631)
……………………………………………………
…………………………………………………………………………
Recent advances in research on drought鄄induced proteins and the related genes in wheat (Triticum aestivu L. )
ZHANG Xiaofeng, KONG Haiyan, LI Pufang, et al (2641)
………………………
………………………………………………………………………
2654 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 31 卷摇
2009 年度生物学科总被引频次和影响因子前 10 名期刊绎
(源于 2010 年版 CSTPCD数据库)
排序
Order
期刊
Journal
总被引频次
Total citation
排序
Order
期刊
Journal
影响因子
Impact factor
1 生态学报 11764
2 应用生态学报 9430
3 植物生态学报 4384
4 西北植物学报 4177
5 生态学杂志 4048
6 植物生理学通讯 3362
7
JOURNAL OF INTEGRATIVE
PLANT BIOLOGY
3327
8 MOLECULAR PLANT 1788
9 水生生物学报 1773
10 遗传学报 1667
1 生态学报 1. 812
2 植物生态学报 1. 771
3 应用生态学报 1. 733
4 生物多样性 1. 553
5 生态学杂志 1. 396
6 西北植物学报 0. 986
7 兽类学报 0. 894
8 CELL RESEARCH 0. 873
9 植物学报 0. 841
10 植物研究 0. 809
摇 绎《生态学报》 2009 年在核心版的 1964 种科技期刊排序中总被引频次 11764 次,全国排名第 1; 影响因
子 1郾 812,全国排名第 14;第 1—9 届连续 9 年入围中国百种杰出学术期刊; 中国精品科技期刊
摇 摇 编辑部主任摇 孔红梅摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 执行编辑摇 刘天星摇 段摇 靖
摇 摇 客座编辑 Guest Editors摇 LI Fengmin摇 XIONG Youcai摇 Neil Turner摇 Kadambot Siddique
生摇 态摇 学摇 报
(SHENGTAI摇 XUEBAO)
(半月刊摇 1981 年 3 月创刊)
第 31 卷摇 第 9 期摇 (2011 年 5 月)
ACTA ECOLOGICA SINICA
摇
(Semimonthly,Started in 1981)
摇
Vol郾 31摇 No郾 9摇 2011
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