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盐胁迫下荇菜的耐受性和光合特性实验研究

湿地科学 2022年第4期20卷 565-572页

作者：杜凤凤刘晓静陈少周李乃伟姚东瑞江苏省水生植物资源与水环境修复工程研究中心江苏省中国科学院植物研究所江苏南京210014 江苏省植物资源与利用重点实验室江苏省中国科学院植物研究所江苏南京210014

以多年生浮水植物荇菜(Nymphoides peltata)为实验植物,人工配制氯化钠浓度为0.00 mol/L、0.05 mol/L、0.10 mol/L、0.15 mol/L和0.20 mol/L的水,用于沉水栽培荇菜幼苗;在实验期间,测定荇菜植株的根茎形态特征参数、叶片的光合气体交换... 详细信息

以多年生浮水植物荇菜(Nymphoides peltata)为实验植物,人工配制氯化钠浓度为0.00 mol/L、0.05 mol/L、0.10 mol/L、0.15 mol/L和0.20 mol/L的水,用于沉水栽培荇菜幼苗;在实验期间,测定荇菜植株的根茎形态特征参数、叶片的光合气体交换参数和叶绿素荧光参数,分析盐胁迫下荇菜植株的耐受性和光合特性。研究结果表明,在实验的第16天,在氯化钠浓度为0.15 mol/L的水体中的荇菜植株还在生长,但是其地上部损伤较大,地下部长势略差,地下茎仍然可以克隆扩展,因此,荇菜植株对盐胁迫具有一定的耐受性;在氯化钠浓度为0.20 mol/L的水体中的荇菜植株地上部基本死亡,地下根系也受到严重损伤;实验的第1天至第7天,当水体中的氯化钠浓度大于0.10 mol/L时,荇菜叶片的光合作用就会被显著抑制,随着水体中氯化钠浓度的增大,荇菜叶片的胞间CO浓度总体上在增大,荇菜叶片的蒸腾速率和气孔导度无明显变化;实验的第3天至第7天,不同盐度水体中的荇菜叶片的光系统Ⅱ实际光化学量子产量和光合电子传递速率都小于淡水水体中的荇菜叶片,而且随着水体中氯化钠浓度的增大,荇菜叶片的光系统Ⅱ实际光化学量子产量和光合电子传递速率都在不断减小。荇菜具有一定的耐盐性,盐胁迫主要通过影响荇菜叶片光系统Ⅱ的光合活性、光合电子传递速率和CO同化能力,进而影响荇菜的光合作用和生物量积累。

关键词：荇菜盐胁迫克隆叶片光合特性

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6种水生植物去除污水中总磷的实验研究

湿地科学 2023年第3期21卷 430-438页

作者：崔建伟李金凤崔键常雅军刘晓静王巍姚东瑞江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园) 江苏省植物资源研究与利用重点实验室江苏省水生植物资源与水环境修复工程研究中心江苏南京210014

选择能高效去除水体中污染物的水生植物种植在人工湿地中,能提高人工湿地的去污性能。2020年6月1日至7月6日,在南京中山植物园阳光房(顶部为透光板,四周通风)内,用花盆或圆桶培养中华萍蓬草(Nuphar sinensis)、再力花(Thalia dealbata)... 详细信息

选择能高效去除水体中污染物的水生植物种植在人工湿地中,能提高人工湿地的去污性能。2020年6月1日至7月6日,在南京中山植物园阳光房(顶部为透光板,四周通风)内,用花盆或圆桶培养中华萍蓬草(Nuphar sinensis)、再力花(Thalia dealbata)、水葱(Schoenoplectus tabernaemontani)、菹草(Potamogeton crispus)、苦草(Vallisneria natans)和穗花狐尾藻(Myriophyllum spicatum),开展利用6种植物去除初始总磷浓度分别为3.0 mg/L、3.5 mg/L、4.0 mg/L、4.5 mg/L和5.5 mg/L的配制含磷污水中总磷的实验研究;测定了再力花和苦草的鲜质量、株高、茎粗、叶长、叶宽和根长;采用单因素方差分析方法,分析实验数据的差异;采用相关分析方法,确定影响再力花和苦草总磷去除率的主要因素。研究结果表明,6种水生植物对配制的含磷污水中总磷的去除效果都较好,其总磷去除率为85.2%~100.0%,再力花和苦草对含磷污水中总磷的去除效果相对更好;与实验开始时的鲜质量相比,利用含磷污水培养的再力花的鲜质量增大,而苦草的鲜质量减小;含磷污水的溶解氧含量、pH、氧化还原电位是影响再力花总磷去除率的主要因素,含磷污水的电导率、盐度、pH、氧化还原电位是影响苦草总磷去除率的主要因素。

关键词：水生植物磷去除率环境因素

无土栽培水芹不同器官的氨基酸特征及其资源化利用潜力分析

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中国蔬菜 2022年第7期 34-44页

作者：刘吉祥杜凤凤孙林鹤王巍赵慧君姚东瑞常雅军江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园) 江苏省水生植物资源与水环境修复工程研究中心江苏南京210014

以水芹品种金陵1号为试材,采用富营养水栽培方式,利用柱前衍生高效液相色谱法(HPLC-MS/MS)测定水芹不同器官的氨基酸组分及含量,并评价其营养价值与风味特征。结果表明:在水芹中检出22种水解氨基酸、23种游离氨基酸,其中包含8种必需氨... 详细信息

以水芹品种金陵1号为试材,采用富营养水栽培方式,利用柱前衍生高效液相色谱法(HPLC-MS/MS)测定水芹不同器官的氨基酸组分及含量,并评价其营养价值与风味特征。结果表明:在水芹中检出22种水解氨基酸、23种游离氨基酸,其中包含8种必需氨基酸、9种药用氨基酸;总水解氨基酸在不同器官中的含量由高到低依次为:叶(19.29 mg·g^(-1))>根(5.79 mg·g^(-1))>茎(4.06 mg·g^(-1)),总游离氨基酸含量为:茎(1.99 mg·g^(-1))>根(1.48 mg·g^(-1))>叶(0.85 mg·g^(-1));根、茎、叶中药用氨基酸含量与总氨基酸含量的比值(M/T)分别高达65.18%、72.75%、61.86%。营养评价显示,水芹各器官必需氨基酸的比值系数分(SRCAA)由高到低依次为:叶(62.94)>根(59.78)>茎(56.59)。风味评价显示,鲜味氨基酸为水芹主要呈味氨基酸,鲜、甜味氨基酸含量与苦味氨基酸含量在茎中的比值高达4.30,远高于根和叶;叶中天冬氨酸和谷氨酸的味觉阈值比(RCT)分别为2.23290和4.35606,使得叶片主要呈鲜味。综上所述,水芹所含氨基酸种类丰富,叶中总水解氨基酸含量最高、营养价值最高,茎和叶风味口感较好,根、茎、叶中均含有丰富的药用氨基酸,在功能性药物和保健品开发方面潜力巨大。

关键词：水芹无土栽培氨基酸药用氨基酸营养评价风味评价

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功能水生植物资源挖掘利用的实践与思考

功能水生植物资源挖掘利用的实践与思考

炭化液对NaCl胁迫下高丹草种子萌发和幼苗生长的影响

首届植物科学前沿学术大会

作者：姚东瑞刘晓静常雅军崔键孙林鹤李金凤杜凤凤李蓓江苏省中国科学院植物研究所江苏省水生植物资源与水环境修复工程中心

我国是世界上水生植物种类资源较为丰富的国家之一。水生植物在景观美化、生态环境净化与修复、乡村产业振兴等方面,发挥重要的作用与功能。报告从我国水生植物资源的现状、功能挖掘及开发利用等方面,开展:1)以荷花和睡莲为主的具有观... 详细信息

我国是世界上水生植物种类资源较为丰富的国家之一。水生植物在景观美化、生态环境净化与修复、乡村产业振兴等方面,发挥重要的作用与功能。报告从我国水生植物资源的现状、功能挖掘及开发利用等方面,开展:1)以荷花和睡莲为主的具有观赏功能水生植物的搜集、栽培、育种及关键功能基因挖掘与相关分子机制解析;2)以四季水芹和杉叶藻为主的具有净化和食/饲用功能水生植物的搜集、抗逆降污能力与机制解析及辅助设施研发;3)以莲、浒苔、水芹等水生植物残体,进行炭化和蚯蚓转化等高附加值资源化关键技术研发;4)针对湿地公园、养殖废水、人工湿地、河湖湿地、滨海湿地等场景,通过不同功能水生植物的优化配置与标准化和生境营建等关键技术创新集成与实践应用,形成了"莲新品种选育和产业化关键技术创新与应用"、"荷花种植资源收集评价创新及产业化关键技术推广应用"、"观赏荷花品种创新、高效栽培及利用技术集成与推广"、"海涂资源高效利用及其湿地化保护技术体系创建与应用"和"池塘养殖水多级生物净化和循环利用技术创新与推广"等标志性成果。最后,对双碳背景下功能水生植物资源挖掘与开发,提出新的见解与展望,希望推动水生植物与生态农业的前沿交叉技术的创新与进步,进而助力"碳达峰、碳中和"、"乡村振兴"和"美丽中国"愿景目标的如期实现。

关键词：功能水生植物,挖掘利用,新品种成套技术,实践思考

来源： cnki会议评论

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植物资源与环境学报 2024年第3期33卷 80-88,96页

作者：梁玉李金凤崔键李文平常雅军汪帆刘晓静姚东瑞江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)江苏省植物资源研究与利用重点实验室江苏省水生植物资源与水环境修复工程研究中心江苏南京210014 江苏沿海生态科技发展有限公司江苏南京211800

为探讨炭化液对NaCl胁迫下高丹草(Sorghum bicolor×sudanense)种子萌发和幼苗生长的影响,利用工程水生植物金鱼藻(Ceratophyllum demersum Linn.)和苦草〔Vallisneria natans(Lour.)Hara〕制备炭化液,研究了NaCl胁迫下2种炭化液及其稀释比例对高丹草种子萌发及幼苗生长和生理指标的影响。结果显示:在0~16 g·L^(-1)NaCl范围内,高丹草种子的发芽率、发芽势和发芽指数随着NaCl质量浓度的提高呈下降趋势,在16 g·L^(-1)NaCl条件下发芽率仅5.6%;种子萌发阶段的耐盐适应质量浓度、耐盐半致死质量浓度和耐盐极限质量浓度分别为4.00、8.03和15.06 g·L^(-1)。在4 g·L^(-1)NaCl条件下,添加金鱼藻炭化液和苦草炭化液(稀释比例1∶15)对高丹草种子发芽势、发芽率和发芽指数的影响不显著,但总体上显著(P所述,较高质量浓度NaCl胁迫下,添加金鱼藻炭化液显著促进了高丹草的种子萌发,有效减少了高丹草幼苗受到的氧化损伤,进而缓解了NaCl对高丹草种子萌发和幼苗生长的胁迫作用。

关键词：高丹草炭化液 NaCl胁迫种子萌发幼苗生长

浮床水芹不同生长阶段水体活性物质代谢组学分析

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环境科学研究 2021年第8期34卷 1860-1875页

作者：孙林鹤常雅军韩士群崔键刘晓静姚东瑞江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园) 江苏南京210014 江苏省水生植物资源与水环境修复工程研究中心江苏南京210014 江苏省农业科学院农业资源与环境研究所江苏南京210014

为解析浮床水芹在不同生长阶段种植水中活性代谢物特征与差异,揭示水芹化感作用与环境微生物互作机制,对水芹种植水中代谢物进行定性定量研究十分必要.该研究利用非靶向代谢组学技术,采用LC-ESI-MS分析方法对水芹繁殖期、幼苗期、成熟期... 详细信息

为解析浮床水芹在不同生长阶段种植水中活性代谢物特征与差异,揭示水芹化感作用与环境微生物互作机制,对水芹种植水中代谢物进行定性定量研究十分必要.该研究利用非靶向代谢组学技术,采用LC-ESI-MS分析方法对水芹繁殖期、幼苗期、成熟期3阶段种植水中代谢物进行检测,结合多元统计和单变量统计方法筛选出主要代谢物和显著差异代谢物,并对环境修复相关代谢物进行了相关性分析.结果表明:①在不同生长阶段水芹种植水中共检测到306种代谢物,13种代谢物在各时期种植水中的相对含量均超过1%,其中包括甜菜碱、硬脂酸和芥酸酰胺等参与植物抗冻、化感作用和反硝化细菌富集过程的重要代谢物.②共112种代谢物在不同时期种植水中存在显著差异,化感作用代谢物硬脂酸和植物-根际微生物互作代谢物D-(-)-奎宁酸在各时期间均为显著差异代谢物.③相关性分析发现,硬脂酸、壬二酸、肉豆蔻酸、儿茶酚、3,5-二羟基苯甲酸、阿魏酸、水杨酸、咖啡酸和苯甲酸9种化感物质含量之间具有高度相关性(r>0.6,P研究显示,水芹种植水中存在至少23种环境修复相关代谢物,其中9种化感物质可能存在协同作用,幼苗期水芹更适于水芹提取物抑藻剂开发.

关键词：水芹代谢组学根际效应环境修复根际微生物化感作用

不同营养条件对凤眼蓝生长及根际微生物群落的影响

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植物资源与环境学报 2024年第1期33卷 14-25页

作者：刘芳宇孙林鹤常雅军刘吉祥刘晓静徐迎春姚东瑞南京农业大学园艺学院江苏南京210095 江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)江苏省水生植物资源与水环境修复工程研究中心江苏南京210014 江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)江苏省植物资源研究与利用重点实验室江苏南京210014

以全营养处理为对照,设计缺氮和缺磷2种缺素处理,分析不同营养条件下凤眼蓝〔Eichhornia crassipes(Mart.)Solms〕形态、光合作用、抗氧化系统、氮含量、磷含量及根际微生物群落的变化。结果显示:总体上看,缺氮和缺磷处理可显著抑制凤... 详细信息

以全营养处理为对照,设计缺氮和缺磷2种缺素处理,分析不同营养条件下凤眼蓝〔Eichhornia crassipes(Mart.)Solms〕形态、光合作用、抗氧化系统、氮含量、磷含量及根际微生物群落的变化。结果显示:总体上看,缺氮和缺磷处理可显著抑制凤眼蓝鲜质量、叶数、叶宽、分株数和匍匐茎总长,减弱叶发育,增强根发育,且缺磷处理对植株生长和繁殖的抑制作用更明显;缺氮和缺磷处理可显著抑制凤眼蓝叶片的净光合速率和气孔导度,缺氮处理可显著降低叶片叶绿素相对含量,缺氮处理对凤眼蓝叶片光合作用的抑制效果强于缺磷处理。缺磷处理使凤眼蓝叶片中过氧化氢酶、过氧化物酶和超氧化物歧化酶活性以及丙二醛含量明显上升,而缺氮处理对叶片和根中上述3种酶活性和丙二醛含量总体无明显影响。缺氮和缺磷处理使凤眼蓝叶片中氮、磷含量降低,且氮、磷元素优先分配向根部,缺磷处理引起的磷含量的降幅明显高于缺氮处理引起的氮含量的降幅。缺氮和缺磷处理使凤眼蓝根际微生物群落组成多样性降低,其中氮代谢相关(硝酸盐还原、固氮、氮呼吸和硝酸盐呼吸)微生物的相对丰度显著降低,且在氮元素充足时,缺乏磷元素会降低凤眼蓝根际氮代谢相关微生物的富集。综合研究结果显示:缺氮和缺磷处理均能通过抑制光合作用、限制氮代谢相关微生物富集等方式抑制凤眼蓝生长和繁殖,且缺磷处理对凤眼蓝产生的非生物胁迫更强、对凤眼蓝生长的抑制作用更显著。通过控制凤眼蓝对磷元素的吸收防控凤眼蓝爆发具有较大的应用潜力。

关键词：凤眼蓝营养元素根际微生物生物多样性生物安全

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水生植物全基因组测序及其应用研究进展

分子植物育种 2024年第7期22卷 2194-2204页

作者：孙林鹤常雅军杜凤凤李金凤刘吉祥姚东瑞江苏省中科院植物研究所(南京中山植物园) 江苏省水生植物资源与水环境修复工程研究中心南京210014 江苏省中科院植物研究所(南京中山植物园) 江苏省植物资源与利用重点实验室南京210014

水生植物基因组学研究对认识水生植物特性,明确水生植物功能,指导水生植物育种中发挥重要作用;而全基因组测序技术是推动水生植物基因组学研究的主要驱动力。全基因组序列是水生植物系统发育分析的重要单元,能够为水生植物QTL定位工作... 详细信息

水生植物基因组学研究对认识水生植物特性,明确水生植物功能,指导水生植物育种中发挥重要作用;而全基因组测序技术是推动水生植物基因组学研究的主要驱动力。全基因组序列是水生植物系统发育分析的重要单元,能够为水生植物QTL定位工作提供分子标记和图谱信息,降低水生植物全基因组重测序和功能基因组研究的难度。本研究就水生植物全基因组测序及其应用进行了归纳和总结,并对其存在的问题和进一步研究进行了分析与展望。目前已有9种水生植物完成全基因组序列测序,其中莲与紫萍基因组序列经过多次更新具有较高质量,而莲基因组序列应用最为广泛。为加快水生植物基因组学发展,推动水生植物基因组学与其他学科交叉融合,需增加生产实践中广泛应用水生植物物种的测序力度并建立完善的水生植物数据库。

关键词：水生植物基因组学全基因组测序系统发育分析 QTL

LC-SIM-Orbitraq测定无土栽培水芹不同器官中有机酸含量

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中国瓜菜 2023年第9期36卷 80-86页

作者：刘杰刘吉祥常雅军陈婷刘晓静孙林鹤姚东瑞南京万德斯环保科技股份有限公司南京211122 江苏省中国科学院植物研究所(南京中山植物园)·江苏省水生植物资源与水环境修复工程研究中心南京210014

以水面无土栽培水芹品种金陵1号为材料,通过液相色谱串联电喷雾质谱法(LC-SIM-Orbitraq)测定不同器官中的有机酸种类和含量。经过色谱条件的优化,25种有机酸得到较好的分离,在1×10^(-3)~10μg·mL^(-1)的质量浓度范围内线性关系良好,... 详细信息

以水面无土栽培水芹品种金陵1号为材料,通过液相色谱串联电喷雾质谱法(LC-SIM-Orbitraq)测定不同器官中的有机酸种类和含量。经过色谱条件的优化,25种有机酸得到较好的分离,在1×10^(-3)~10μg·mL^(-1)的质量浓度范围内线性关系良好,相关系数在0.9910~0.9999之间;在0.5、5、20μg·mL^(-1)的添加质量浓度下,加标回收率在50.39%~125.32%之间;样品稳定性较好,日内稳定性在0.28%~3.99%之间,日间稳定性在0.41%~6.63%之间。结果表明,金陵1号水芹不同器官中有机酸以草酸、苹果酸、琥珀酸、柠檬酸、奎尼酸和莽草酸为主,其中,根中草酸含量(w)最高,达(32094.08±1600.77)μg·g^(-1),这可能是水芹环境适应性强的主要原因之一;而茎、叶中苹果酸、琥珀酸和柠檬酸含量较高,说明茎、叶口感风味更佳;此外,奎尼酸和莽草酸在茎、叶中含量相对较高,可将水芹用于奎尼酸和莽草酸的提取或功能保健食品的开发,具有较大的资源化利用潜力。

关键词：水芹无土栽培液相色谱串联电喷雾质谱法(LC-SIM-Orbitraq) 有机酸含量