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  • 【期刊】 桃蚜取食行为对大气CO_2浓度升高的响应

    刊名:应用昆虫学报 作者:彭新红 ; 刘志源 ; 郭慧娟 ; 蒋军喜 ; 孙玉诚 关键词:CO2浓度升高 ; 拟南芥 ; 桃蚜 ; 取食行为 ; 茉莉酸 ; 水杨酸 ; 乙烯 机构:江西农业大学农学院 ; 江西农业大学农学院 ; 中国科学院动物研究所农业虫害鼠害综合治理研究国家重点实验室 年份:2016
    摘要:【目的】近年来随着人类活动的增加,温室气体尤其是大气CO_2浓度升高造成的虫害爆发已成为国际上关注的焦点,因此,研究拟南芥Arabidopsis thaliana上桃蚜取食行为的变化对大气CO_2浓度升高的响应意义重大。【方法】本研究以拟南芥和绿色桃蚜Myzus persicae为研究对象,利用野生型拟南芥Col-0,茉莉酸途径信号传导缺失突变体(jar1)、水杨酸途径信号传导缺失突变体(npr1)、乙烯途径信号传导缺失突变体(ein2-5)为材料,以大气CO_2浓度升高为影响因子,利用刺吸式电位仪(EPG)记录了桃蚜在不同处理的拟南芥上的取食波形。【结果】研究结果发现:CO_2浓度升高缩短了Col-0和jar1植株上蚜虫首次刺探时间和首次到达韧皮部的时间,却延长了npr1和ein2-5上蚜虫首次到达韧皮部的时间,降低了jar1植株上蚜虫总的刺探时间且增加了其总的取食韧皮部时间,但没有改变其它基因型植株上蚜虫总的刺探和取食时间;同时增加了野生型植株上蚜虫的刺探频率,却没有影响其它基因型植株上的刺探频率。【结论】CO_2浓度升高降低了野生型植株和jar1植株抗性,有利于蚜虫到达韧皮部;却增加了npr1和ein2-5上的植物抗性,从而不利于蚜虫到达韧皮部。
  • 【期刊】 不同种类浮游植物对CO_2浓度升高的响应

    刊名:渔业科学进展 作者:马莎 ; 张继红 ; 刘毅 ; 吴文广 ; 孙科 ; 王巍 ; 隋娟娟 ; 赵云霞 ; 杨艳云 关键词:海水酸化 ; 浮游植物 ; 生长速率 ; 叶绿素荧光参数 机构:上海海洋大学水产与生命学院 ; 上海海洋大学水产与生命学院 ; 中国水产科学研究院黄海水产研究所 ; 青岛海洋科学与技术试点国家试验室海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室 年份:2019
    摘要:本研究采用实验生态学的方法,以金藻、硅藻、绿藻3个门中的4种常见饵料藻叉鞭金藻(Dicrateriasp.)、三角褐指藻(Phaeodactylumtricornutum)、小球藻(Chlorellavulgaris)和亚心形扁藻(Platymonas subcordiformis)为研究对象,分析比较不同浮游植物的细胞数量和质量对CO_2浓度升高引起的海水酸化的响应情况。结果显示,与对照组相比,(1)CO_2浓度升高显著提高了这4种藻的生长速率(P<0.05);其中,亚心形扁藻平均比生长速率最高,比对照组高出13.5%;小球藻次之,为5.9%;叉鞭金藻和三角褐指藻均为2.2%。(2) CO_2浓度升高使浮游植物细胞内的碳(C)含量增加、氮(N)含量降低,C/N提高;种间差异较大,其中,亚心形扁藻的C/N、C/P值、小球藻的C/P值和三角褐指藻的C/N值显著提高,叉鞭金藻不显著。(3)CO_2浓度升高使小球藻单位细胞叶绿素a含量显著提高,小球藻通过提高光合作用能力促进生长,而另外3种藻叶绿素a含量与对照组无显著差异;三角褐指藻最大光化学量子产量(Fv/Fm)在实验初期显著升高;叉鞭金藻非光化学淬灭(NPQ)显著降低,快速光曲线初始斜率(α)显著增加;三角褐指藻和亚心形扁藻潜在的最大光合作用能力(rETR_(max))显著升高(P<0.05),但CO_2浓度升高对4种藻的光化学淬灭(qP)均没有显著影响(P>0.05)。可见,亚心形扁藻、小球藻和三角褐指藻在高CO_2浓度下虽然生长速率加快,但营养质量降低。不同种类的浮游植物对CO_2浓度升高的响应不同,这种差异可能会使未来海洋浮游植物群落结构发生变化;浮游植物C/N、C/P值的改变可能通过食物链对次级生产者,诸如浮游动物、滤食性贝类等产生影响。
  • 【期刊】 大气CO2浓度升高对大豆光合生理的影响

    刊名:山西农业科学 作者:张仟雨 ; 宗毓铮 ; 董琦 ; 胡晓雪 ; 郝兴宇 关键词:CO2浓度升高 大豆 光合作用 叶绿素荧光参数 机构:山西农业大学农学院 ; 山西农业大学农学院 年份:2016
    摘要:绿色植物进行光合作用离不开CO2,其浓度的高低对植物的生长发育会产生一定的影响。大豆是我国及世界主要的粮食作物之一,开展大气CO2浓度升高对大豆影响的研究,将为CO2浓度升高条件下,大豆生产如何响应高浓度CO2提供理论依据。利用开顶式气室(OTC)进行了CO2浓度升高对大豆主要发育期叶片光合及叶绿素荧光影响的研究。结果表明,大气CO2浓度升高使大豆净光合速率增加,气孔导度和蒸腾速率均下降,水分利用效率增加。大气CO2浓度升高对大豆的叶绿素荧光参数的影响因生育期不同而有所差异,开花期,大豆叶片光系统Ⅱ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、光系统Ⅱ实际光化学量子产量(ФDPSⅡ)、非光化学淬灭系数(NPQ)和光化学淬灭系统(qP)均无显著变化;在鼓粒期,大豆叶片光系统Ⅱ最大光化学量子产量(Fv/Fm)和非光化学淬灭系数(NPQ)均比对照明显降低,光系统Ⅱ实际光化学量子产量(ⅡDPSⅡ)和光化学淬灭系数(qP)均比对照显著增加。
  • 【期刊】 不同CO2浓度升高水平对粳稻灌浆速率的影响

    刊名:农业现代化研究 作者:孙文娟[1] ; 张晨希[1,2] ; 刘晓萌[1,2] ; 刘超[3] ; 陈健[3] ; 胡正华[3] 关键词:水稻 ; 开顶式气室 ; CO2浓度升高 ; 灌浆速率 ; 叶绿素含量 机构:[1]中国科学院植物研究所 ; [1]中国科学院植物研究所 ; 植被与环境变化国家重点实验室 ; [2]中国科学院大学 ; [3]南京信息工程大学应用气象学院 年份:2018
    摘要:为研究不同CO2浓度升高水平下水稻灌浆速率的变化,以常规粳稻“南粳9108”为试验材料,利用开顶式气室(OTC),设置对照(CK,背景大气),CK+40μmol/mol(CK40)和Clm00gmolfmol(CK200)两个CO2浓度升高水平,各设4个OTC作为重复。于水稻开花后第10d开始测定稻穗重,同时观测同穗植株剑叶叶绿素含量(SPAD值),并用Logistic方程拟合逐日穗重,计算灌浆速率。结果表明:Logistic方程能较好的拟合灌浆期穗重的变化。在CK200处理下,水稻灌浆前期(开花后2周左右)穗重高于CK40处理和CK,但其后至成熟期,CO2浓度升高对穗重无显著影响;CK200处理的最大灌浆速率出现在抽穗后12~14d,比CK和CK40处理提前了2~3d;各处理活跃灌浆期的平均灌浆速率无显著差异;不同处理的灌浆速率与剑叶SPAD值均呈现极显著线性正相关关系(P〈0.001),CO2浓度升高下单位叶绿素含量对灌浆速率的促进作用高于对照。
  • 【论文】 大气CO_2浓度升高对玉米抗虫物质的影响

    作者:刘凯强 关键词:大气CO_2 ; OTC ; 玉米 ; 抗虫物质 ; 转基因 机构:中国农业科学院 ; 中国农业科学院 年份:2016
    摘要:作为主要温室气体的大气CO_2浓度升高对植物-植食性昆虫的影响受到越来越多的关注。大气CO_2浓度升高不仅会影响植物营养化学成分的变化,还会引起植物次生抗虫物质表达的改变,从而影响作物-害虫的相互作用。玉米是重要的粮食和饲料及工业原料,亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)是周期性大暴发、严重危害玉米的重要害虫。玉米抗虫性利用具有经济、易操作,不污染环境等优点,被认为是亚洲玉米螟综合治理的最基本的防治措施。研究大气CO_2浓度升高对玉米抗虫物质的影响,对于明确未来全球气候变化情景下玉米营养和次生代谢生化物质的变化规律具有重要的意义,实践上对于明确寄主抗虫性的变化趋势与利用具有重要的指导意义。本实验利用田间直播、开顶式气室(OTC)和室内动态气室模拟当前和未来大气CO_2浓度(~390μL/L,550μL/L,750μL/L)环境,测定了不同大气CO_2浓度环境下普通玉米郑58和转cry1Ac-m基因玉米的营养物质成分、内源次生抗虫物质丁布和外源抗虫基因表达物质Cry1Ac杀虫蛋白的含量变化,以及这种变化对玉米螟的生长发育及适合度的影响。取得以下主要结果:玉米在OTC中种植45 d后,采集叶片测定其非结构性碳(淀粉、可溶性糖,TNC)及N含量。结果表明高大气CO_2浓度(750μL/L)环境下,玉米叶片的淀粉、可溶性糖、TNC含量及TNC:N都明显增加,而叶片的N含量差异不显著。对照玉米叶片的N含量显著的高于转基因玉米,其他营养成分没有显著变化。采集在OTC种植45 d后的玉米叶片,用超高效液相色谱仪测定叶片中丁布的含量,用Bt-Cry1Ab/Ac酶联免疫试剂盒测定转基因玉米叶片中Bt蛋白的含量。不同大气CO_2浓度和品种对玉米叶片丁布的含量没有显著影响。随着CO_2浓度升高,转基因玉米的Cry1Ac蛋白表达量有下降的趋势,但各处理间没有显著差异。用生长在不同大气CO_2浓度环境下的郑58或转cry1Ac-m基因玉米植株的叶片,分别在相应大气CO_2浓度环境下和/或当前大气CO_2浓度环境下饲喂亚洲玉米螟初孵幼虫。结果表明,大气CO_2浓度对亚洲玉米螟48 h的死亡率没有显著影响;转cry1Ac-m基因玉米具有显著的杀虫效果;大气CO_2浓度和品种间交互作用不显著。田间OTC种植的玉米植株在心叶期和抽丝期人工接虫鉴定结果表明,不同大气CO_2浓度对玉米心叶期和穗期抗螟性没有显著影响。转cry1Ac-m基因玉米具有显著的抗虫性。转cry1Ac-m基因玉米植株上的单株存活虫数和隧道数以及隧道长度在750μL/L大气CO_2浓度处理都有明显的增加。这与Cry1Ac蛋白表达量随大气CO_2浓度升高而下降的趋势一致。另一方面,郑58玉米上的单株存活虫数和隧道数以及隧道长度在550μL/L大气CO_2浓度处理明显增加,在750μL/L大气CO_2浓度处理则明显下降。说明当大气CO_2浓度达到750μL/L,由于玉米C/N增加,营养质量下降,使其作为亚洲玉米螟幼虫的食物适合度下降,幼虫存活率降低,危害下降。以上结果说明,大气CO_2浓度升高使玉米C/N增加,营养质量下降,但玉米内源次生抗虫物质丁布含量没有变化,作为玉米螟寄主的适合度下降,玉米螟的存活率下降,但玉米螟为满足营养和能量需求,取食量增加,对玉米的危害可能加重。虽然大气CO_2浓度对转基因玉米外源杀虫蛋白表达没有显著影响,但由于C/N比升高,其抗虫性有下降的趋势。
  • 【期刊】 CO2浓度升高对转Bt水稻生理指标的影响

    刊名:《生态学杂志》 作者:彭博 ; 王文晶 ; 周可新 ; 陈法军 关键词:CO2浓度升高 ; 转Bt水稻 ; 生理变化 ; 氮素代谢 机构:南京农业大学植物保护学院昆虫系 ; 南京农业大学植物保护学院昆虫系 ; 环保部南京环境科学研究所 年份:2014
    摘要:通过OTC试验研究了生长60和120 d的转Bt水稻克螟稻及其对照亲本秀水11在2种CO2浓度(375、750μL·L-1)处理下的生理变化。结果表明:叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b、可溶性蛋白含量以及谷氨酰胺合成酶活力等均随水稻生长而显著提高,游离氨基酸含量随水稻生长而显著下降,叶绿素a/b值在高CO2浓度下显著增加;CO2浓度升高会引起水稻组织含水量、叶绿素a和c含量显著降低,叶绿素b含量呈先增加后降低的趋势;同时,可溶性蛋白含量显著下降,游离氨基酸含量显著增加,谷氨酰胺合成酶活性初期变化不显著、后期显著降低;转Bt水稻及其对照亲本之间可溶性蛋白含量和谷氨酰胺合成酶活力差异显著,但叶绿素和游离氨基酸含量差异不显著;与亲本相比,不同CO2浓度处理下克螟稻的谷氨酰胺合成酶活力显著降低。
  • 【期刊】 CO_2浓度升高对湿地生态系统凋落物分解的影响

    刊名:国土与自然资源研究 作者:张荣涛 ; 隋心 ; 付晓宇 ; 刘赢男 关键词:湿地生态系统 ; CO2浓度升高 ; 凋落物分解 机构:黑龙江省科学院自然与生态研究所湿地与生态保育国家地方联合工程实验室 ; 黑龙江省科学院自然与生态研究所湿地与生态保育国家地方联合工程实验室 ; 黑龙江大学生命科学学院 年份:2019
    摘要:凋落物分解是生态系统的重要过程之一。主要由生物因子(土壤微生物、土壤动物)与非生物因子(环境因子、凋落物质量)综合控制。CO_2浓度升高一方面会改变生态系统凋落物的种类组成、凋落物产量、凋落物质量从而来影响凋落物分解过程,另一方面通过影响土壤动物和土壤微生物的群落结构以及活性来调节凋落物分解。近年来,以全球变暖和CO_2浓度升高为主的全球变化对凋落物分解的影响受到广大学者的关注,但其研究结果具有很多不确定性,并且主要集中在森林和草原生态系统。湿地面积虽然仅占地球陆地面积的4%-6%,却储存着全球20%-30%的碳。因此,未来的研究重点应该集中在CO_2升高背景下研究湿地生态系统凋落物分解的内在机制,从而为未来全球变化大环境下湿地生态系统管理做出理论参考。
  • 【期刊】 红砂对CO2浓度升高及降水变化的生理生长响应

    刊名:西北植物学报 作者:姬江莉 ; 种培芳 ; 李毅 ; 单立山 ; 刘晟彤 ; 曾继娟 关键词:红砂 ; 降雨量 ; 抗氧化酶 ; 渗透调节 ; 生物量 机构:甘肃农业大学 ; 甘肃农业大学 ; 林学院 ; 宁夏林业研究院股份有限公司 年份:2017
    摘要:该研究以2年生红砂为试验材料,利用开顶式CO2控制气候室,研究了不同降水条件(+30%、+15%、0、-15%、-30%)和CO2浓度(350 μmol·mol-1、550 μmol·mol-1、700 μmol·mol-1)协同作用下,红砂的抗氧化酶活性、渗透调节物质及生物量的变化规律.结果表明:(1) CO2浓度升高及降水变化在6月和8月对红砂抗氧化酶活性,可溶性糖(SS)和脯氨酸(Pro)及生物量均有显著影响,但在8月份并不影响可溶性蛋白(SP).(2)随着CO2浓度升高,红砂体内抗氧化酶活性,渗透调节物质、根生物量和地上生物量呈增加趋势,且随着时间延长(8月份)对气候变化逐渐适应,丙二醛(MDA)和根冠比则呈下降趋势.(3)随着降水减少,红砂的抗氧化酶活性和丙二醛呈增加的趋势,地上生物量呈下降趋势,而渗透调节物质、根生物量和根冠比无论降水增加或减少都会增加.(4)高浓度CO2和降水减少时,红砂通过调整自身生长和生物量分配,加大根冠比,提高吸水和保水能力;且有利于红砂渗透调节物质的积累,而且能促进其抗氧化酶活性的表达,使膜脂过氧化程度降低,丙二醛含量减少,对植物的氧化损伤有一定的保护作用.研究认为, CO2浓度升高在一定程度上可以提高干旱半干旱地区红砂的抗旱能力,增强红砂对未来气候变化的适应.
  • 【期刊】 红砂对大气CO_2浓度升高及降水变化的生长响应

    刊名:草地学报 作者:种培芳 ; 刘晟彤 ; 李毅 ; 苏世平 ; 单立山 关键词:CO2浓度升高 ; 降水 ; 生物量分配 ; 生长策略 ; 红砂 机构:甘肃农业大学林学院 ; 甘肃农业大学林学院 年份:2017
    摘要:以荒漠植物红砂(Reamuria soongorica)为试材,采用开顶式CO_2控制气室模拟CO_2浓度变化(350,550和700μmol·mol–1),研究了降水变化(-30%,-15%,0,+15%,+30%)及其与CO_2的协同作用对红砂生长特性的影响。结果表明:在6、7、8月份,CO_2浓度增加对5种降水下红砂的株高、地上生物量、根生物量和总生物量均有增肥效应,且降水增加时的增肥效应大于降水减少时的。6、7月份,红砂的根质量分数和根冠比在5种降水下均随CO_2浓度升高而降低;而在8月份仅降水为-15%时,CO_2浓度增加可促进红砂的根质量分数和根冠比。综上所述,未来降水增多时,CO_2浓度升高可促进红砂地上生物量积累来获取更多资源;降水减少,CO_2浓度增加可促进地下生物量的分配来适应干旱环境,但这种调节作用与降水的多少及处理时间长短有关。
  • 【期刊】 温度和CO_2浓度升高对水稻幼苗的综合影响

    刊名:中国农业气象 作者:刘硕 ; 王松鹤 ; 游松财 ; 李玉娥 ; 万运帆 ; 秦晓波 关键词:CO2浓度 ; 温度 ; 水稻幼苗 ; 生理 ; 互作效应 机构:中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 ; 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 ; 长江大学农学院 年份:2015
    摘要:通过人工气候箱模拟中国南方稻区湖北荆州地区大气CO2浓度和温度同时升高的3种气候情景,即在背景温度为24~29℃的人工气候箱中设置以CO2浓度为400μmol?mol-1、升温0℃为对照(CK),以550μmol?mol-1、升温2℃为中强度处理(M),以700μmol?mol-1、升温4℃为高强度处理(H),将催芽后的稻种于各气候箱中处理10d,观测水稻种子萌发和幼苗生理特性的变化。结果表明,(1)水稻幼苗苗高、根长、根数(根长大于1cm)、根苗干重及活力指数均随着CO2浓度和温度的同时升高而上升,其中H处理下幼苗苗高比CK长5.78cm,根长比CK高12.91%,根苗干重为CK的2.6倍,活力指数为CK的3.1倍,种子发芽率、发芽势和发芽指数表现为M处理最高;(2)随着CO2浓度和温度同时升高,稻苗丙二醛(MDA)含量和可溶性糖(SS)逐渐降低,脯氨酸(Pro)含量先增加后减小,可溶性蛋白(SP)含量和过氧化氢酶(CAT)逐渐升高。说明在目前温度和CO2浓度条件下未来升温2~4℃同时CO2浓度增至550μmol?mol-1和700μmol?mol-1对湖北荆州稻区水稻种子萌发和幼苗生长不会产生明显不利影响,但此生长期稻苗营养元素累积受到制约。
  • 【期刊】 不同CO2浓度升高水平对水稻光合特性的影响

    刊名:生态环境学报 作者:刘超 ; 胡正华 ; 陈健 ; 刘晓萌 ; 于凌飞 ; 孙文娟 ; 陈书涛 关键词:水稻 ; CO2浓度 ; 光合参数 ; 叶片氮含量 ; 水分利用效率 机构:[2]中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室 ; [2]中国科学院植物研究所植被与环境变化国家重点实验室 ; [3]中国科学院大学 年份:2018
    摘要:CO2浓度升高是全球气候变化的主要原因之一,同时CO2是植物光合作用的原料,对植物的生长发育具有重要影响。研究水稻对不同CO2浓度升高水平的响应,对于指导农业生产以及确保粮食安全具有重要意义。通过田间开顶箱试验,运用CO2浓度自动调控系统研究不同CO2浓度升高对水稻光合特性的影响。CO2浓度设置3个水平:以背景大气CO2浓度为对照(CK),在CK基础上分别增加40μmol·mol-1(T1)和200μmol·mol-1(T2)CO2。利用Li-6400便携式光合作用测量系统,在关键生育时期测定净光合速率(Pn)、胞间CO2浓度(Ci)、气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)等光合参数,并根据指数方程模型拟合最大净光合速率(Pnsat)、羧化效率(CE)、呼吸速率(Rp)和CO2饱和点(CCP);使用元素分析仪测定叶片全氮含量。结果表明:在较低水平的CO2浓度水平下,CK、T1和T2处理的Pn呈近似直线上升,随着CO2浓度的升高Pn缓慢升高,当达到CO2饱和点后趋于稳定。光合仪设定CO2浓度为600μmol·mol-1时,T2在3个生育时期(拔节期、抽穗期和乳熟期)的Pn均较CK显著降低,降幅分别为44.0%(P<0.01)、43.4%(P<0.01)和49.1%(P<0.01);设定CO2浓度为800μmol·mol-1时,T2在3个生育时期的Pn较CK分别降低了4.9%(P=0.506)、12.7%(P=0.167)和16.6%(P=0.220);设定CO2浓度为1000μmol·mol-1时,乳熟期T2处理的Pn较T1显著降低,降幅为21.5%(P<0.05),表明水稻经过长时间的高CO2浓度处理产生了光合下调。乳熟期T2的Pnsat和CE较T1显著降低,降幅分别为21.3%(P<0.05)和29.1%(P<0.05)。此外,总光合速率和叶片氮含量存在极显著正比例函数关系(P<0.01),总光合速率随叶片氮含量的升高而升高。对照、T1和T2处理的WUE均随着光合仪设定CO2浓度梯度的升高而增大;在同一设定CO2浓度水平下,3种�
  • 【期刊】 CO2浓度升高对落叶松叶片抗氧化系统的影响

    刊名:防护林科技 作者:王骞春 关键词:落叶松 ; 抗氧化系统 机构:辽宁省林业科学研究院 ; 辽宁省林业科学研究院 年份:2017
    摘要:在CO2浓度升高和对照处理的两个开顶式气室(OTC-Ⅰ型)内,研究分析了高浓度CO2对落叶松针叶抗氧化系统酶活力的影响.结果表明:短期内(2个月左右)CO2浓度升高条件下,超氧化物歧化酶(SOD)、抗坏血酸(ASA)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)含量上升,且SOD与
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