西南亚高山森林是典型的季节性冻土区,为深入研究气候变暖背景下冻融循环变化对森林土壤环境的影响,该研究以西南亚高山森林乔木层与灌木层优势种云杉(Picea asperata)和华西箭竹(Fargesia nitida)根区土壤为研究对象,利用红外辐射加热器模拟气候变暖,研究增温对非生长季土壤冻融循环、土壤理化性质和酶活性的影响.在此基础上,开展室内培养实验,进一步验证冻融循环变化对土壤性质的影响.结果表明:(1)与对照小区比较,增温小区5 cm和15 cm土层温度分别升高2.85和2.13 ℃,冻结天数分别减少了60和32天,冻融循环次数分别由3次和1次降为0次.(2)增温增加了两物种根区土壤总氮(TN)、可溶性有机氮(DON)和微生物生物量氮(MBN)含量,但降低了土壤铵态氮(NH4+-N)含量.土壤冻结天数、冻融循环次数与TN、DON含量显著负相关,与NH4+-N含量显著正相关.(3)增温显著促进了两树种根区土壤N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶(NAG)活性,但显著抑制了脲酶(Ure)活性.土壤冻结天数、冻融次数与NAG和Ure活性显著相关.(4)与野外研究相似,室内冻融循环处理可显著增加云杉根区土壤NH4+-N含量与β-葡萄糖苷酶(BG)活性,降低了NAG活性;增加了华西箭竹根区NH4+-N含量,降低了BG与NAG酶活性;但冻融循环对土壤硝态氮(NO3-N)、DON含量、Ure及蛋白酶(Pro)活性的影响与野外研究结果不同.冗余分析表明,华西箭竹根区土壤酶活性主要受土壤DON含量的影响,而云杉根区土壤酶活性与pH、NH4+-N含量、DON含量显著相关.以上结果说明,气候变暖背景下季节性冻土冻融循环消失,会显著影响西南亚高山森林非生长季土壤理化性质(尤其是土壤氮库组分)和酶活性,但其影响机制需要进一步研究.

目的 研究宽叶打碗花Calystegia sepium中的化学成分.方法 利用硅胶柱色谱、凝胶柱色谱、反相柱色谱和制备液相色谱等方法 进行分离纯化,通过理化性质、波谱数据并结合文献报道数据鉴定化合物结构.结果 从宽叶打碗花中分离得到20个化合物,分别鉴定为酪醇(1)、槲皮素-3-O-β-D-吡喃葡糖苷(2)、野黄芩素-7-O-β-吡喃葡萄糖苷(3)、紫云英苷(4)、山柰酚-3-O-半乳糖苷(5)、山柰酚-3-O-β-刺槐双糖苷(6)、烟花苷(7)、芦丁(8)、尿苷(9)、它乔糖苷(10)、2-甲氧基-4-(2’-羟乙基)-苯基-1-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(11)、4-羟基苯乙醇-4-O-β-D-吡喃葡萄糖苷(12)、polybotrin (13)、吡啶-3,5-二甲酰胺(14)、茵芋苷(15)、苯甲醇-β-D-葡萄糖苷(16)、5-羟基-2-羟甲基吡啶(17)、云杉苷(18)、5-羟甲基糠醛(19)、sessiline (20).结论 所有化合物均为首次从该植物中分离得到.

开展川西亚高山建群种云杉(Picea asperata)外生菌根及外延菌丝土壤碳(C)和氮(N)过程对增温响应的研究,对于未来气候变化背景下区分及估算菌根与外延菌丝对亚高山针叶林生态系统C、N循环过程的影响具有重要意义.采用红外辐射加热器模拟气候变暖,同时采用不同孔径生长管区分根系(菌根)(R管)、外延菌丝(H管)和无根无菌丝土壤(C管),研究3种土壤理化性质、土壤有机碳(SOC)、微生物量及土壤C、N转化过程关键土壤酶活性对增温的响应.结果表明,增温显著降低了3种生长管土壤含水量、硝态氮(NO3-N)与铵态氮(NH4+-N)的含量(P＜0.05),显著提高了β-D-葡萄糖苷酶(BG)(C管除外)及N-乙酰葡萄糖苷酶(NAG)的活性(P＜0.05),而对土壤pH、土壤有机碳、微生物量碳(MBC)、外生菌根真菌(ECMf)生物量均无显著影响(P＞0.05).无论增温与否,SOC含量与BG、NAG酶活性在R管与H管中均无显著差异,但R管与H管中土壤NO3--N、NH4+-N、SOC含量,ECMf生物量及BG、NAG酶活性均显著高于C管.此外,增温后H管土壤NO3--N、NH4+-N含量及ECMf生物量,分别由R管的66％、82.1％及74.1％,上升为95.4％、98.2％以及94.2％,二者之间的差异明显缩小.结果说明外生菌根作为川西亚高山针叶林主要建群种云杉根系的重要组成部分,其外延菌丝对土壤C、N过程,尤其是土壤C库及关键酶活性,具有几乎与根同等重要影响,而未来气候变暖背景下外延菌丝的作用将更为明显.

目的 对马鞭草科牡荆属植物单叶蔓荆果实的化学成分进行系统研究.方法 采用Silica gel,Sephadex LH-20,ODS,MCI等色谱方法及制备型高效液相色谱(PHPLC)等技术对蔓荆果实的化学成分进行分离纯化,通过理化性质、磁共振波谱、质谱等技术方法进行化合物结构鉴定.结果 从蔓荆子乙醇提取物中分离得到15个化合物,分别鉴定为:agestricin D(1)、5,3'-二羟基-6,7,4'-三甲氧基二氢黄酮(2)、猫眼草酚D(3)、紫花牡荆素(4)、vitetrifolin F(5)、4β,10α-香木兰烷二醇(6)、(E)-3,3'-二甲氧基-4,4'-二羟基二苯乙烯(7)、(8R)-evofolin B(8)、ω-hydroxypropioguaiacone (9)、覆盆子酮(10)、对羟基苯乙酮(11)、α-羟基香荚兰乙酮(12)、苄基-β-D-葡糖苷(13)、云杉苷(14)和4-(4'-羟基苯基)-2-丁酮-4'-O-β-D-吡喃葡糖苷(15).结论 化合物7、8、10、13、14、15为首次从牡荆属植物中分离得到.

粗枝云杉(Picea asperata)是西南亚高山针叶林的主要建群种,而华西箭竹(Fargesia nitida)既是大熊猫的主食植物也是针叶林下优势物种,在该区域华西箭竹与粗枝云杉往往共存于天然林,而人工云杉林及次生箭竹林下两物种均单独存在.摸清二者单独及共存下根区土壤酶活性对气候变暖的响应,能为未来气候变化下该区域森林管理及熊猫生境恢复提供科技支撑.以箭竹和云杉为对象,采用红外加热器模拟增温,通过二者单种和混种,研究增温和植物互作对根区土壤胞外酶活性(EEA)的影响.结果显示:(1)增温显著增加了单种箭竹根区N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶(NAG)和β-1,4-葡萄糖苷酶(BG),以及单种云杉根区NAG、BG、蔗糖酶(Suc)、酸性磷酸酶(AP)和混种根区蛋白酶(Pro)活性,显著降低了混种根区NAG和AP活性.(2)对照时箭竹根区NAG,云杉根区NAG和脲酶(Ure)及混种根区BG和Suc活性显著高于各自非根区,但箭竹根区AP和Pro活性较非根区显著减小;增温时与非根区相比,箭竹根区BG,云杉根区NAG、Pro、BG、Suc和AP及混种根区Ure和Suc活性均显著增大,而箭竹根区Suc、云杉根区Ure及混种根区BG和AP活性显著减小.(3)冗余分析表明EEA在对照时主要受土壤pH和含水量的影响,而增温时与pH、含水量、总氮和无机氮有显著的相关性.多元回归分析显示pH和总氮分别是两种情形下酶活性变异的最佳预测因子.以上结果说明,增温对单种根区土壤酶活性有促进作用,但此作用在混种时可能被掩盖或减弱;EEA受多种因素共同调控,对EEA起主导作用的土壤理化因子在增温背景下发生改变.

凋落物分解释放的化学成分会对植物生长产生促进或抑制作用.以往研究主要关注同一植物群落中的凋落物对幼苗更新的影响,不同演替阶段(草地、灌丛、针阔混交林、针叶林)植物物种能与先锋树种短期共存,为了解其产生的凋落物对先锋树种生长的影响研究,选择川西亚高山森林各演替阶段4种代表性植物凋落物进行凋落物添加盆栽模拟实验,研究凋落物分解对土壤理化性质、土壤酶活性和白桦幼苗生长的影响.结果显示:(1)相对于未添加凋落物对照处理,尼泊尔酸模(Rumex nepalensis)和云杉(Picea asperata)凋落物显著促进白桦幼苗生长,沙棘(Hippophae rhamnoides)和白桦(Betula platyphylla)凋落物显著抑制白桦生长.(2)云杉凋落物分解后,土壤NH4+-N、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶(NAG)和β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)活性显著增加;沙棘凋落物分解后,土壤NH4+-N、MBN、NAG和BG显著降低;尼泊尔酸模和白桦凋落物对土壤NH4+-N、MBC、MBN和BG无显著影响,但显著降低NAG活性.(3)土壤中的NH4+-N、MBN、BG和NAG与白桦生物量呈极显著正相关(P＜0.01),而NO3--N与白桦生物量呈极显著负相关(P＜0.01).因此,添加凋落物会影响土壤酶(如BG和NAG)活性,改变NH4+-N和NO3--N含量,进而影响白桦生长.本研究有助于进一步认识森林恢复演替过程中白桦幼苗生长的调控因子.在亚高山森林恢复中后期阶段,应考虑同时配置粗枝云杉或尼泊尔酸模等物种,产生凋落物正反馈作用,以促进先锋树种白桦定居成功.

林分结构随林龄增加发生变化,致使土壤微环境变化,进而对土壤微生物生物量和酶活性产生直接或间接影响.以川西亚高山米亚罗林区25、40、50、60年生粗枝云杉(Picea asperata)人工林表层(0-20 cm)土壤为研究对象,分析不同林龄表层土壤微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)和酶活性的变化以及驱动土壤酶活性变化的主要环境因子,为人工林生态系统恢复效果评价及经营管理提供科学依据.结果表明:随着林龄的增加,MBC和MBN先上升后下降,在40年生达到最大;β-葡萄糖苷酶(βG)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)和多酚氧化酶(PHO)活性与微生物生物量碳氮变化趋势相似,其中[3G、NAG活性在50年生人工林达到最大,PHO活性于40年生人工林达到最大;50年生人工林过氧化物酶(PEO)活性显著低于其他林龄人工林;纤维素水解酶(CBH)活性随林龄增加而显著增加.冗余分析显示,碱解氮(AN)、pH和可溶性有机碳(DOC)是影响土壤酶活性变化的主导因子,分别解释了土壤酶活性变异的65.4％、9.7％和7.6％.综上可知,林龄对粗枝云杉人工林表层土壤微生物生物量和酶活性变化产生了显著影响,60年粗枝云杉林地力呈现衰退态势.为此,可对近60年的粗枝云杉人工林增加碳氮元素(尤其是氮素)的输入,以提升土壤质量和酶活性.

目的:建立HPLC一测多评法同时测定胡黄连提取物中的10个成分,验证该方法在胡黄连质量分析中应用的科学性及可行性.方法:采用Sepax HP-C18(250 mm×4.6 mm,5 μm),流动相为乙腈-0.5％乙酸水溶液,梯度洗脱,流速1.0 mL·min-1,检测波长294 nm,柱温30℃.以胡黄连苷Ⅱ为内参物,建立该成分与云杉苷、草夹竹桃苷、胡黄连苷Ⅰ、胡黄连苷Ⅲ、胡黄连苷Ⅳ、黄金树苷、米内苷、6-阿魏酸梓醇、藏黄连苷B的相对校正因子,采用相对校正因子计算各成分的质量分数,同时用外标法进行测定.比较2种测定结果,评价一测多评法在胡黄连中应用的准确性及科学性.结果:10个成分在测定范围内线性良好,平均回收率在98.0％～102.0％,相对校正因子耐用性良好;采用外标法和一测多评法测定3批胡黄连提取物中10个成分含量,2种测定方法结果无明显差别.结论:以胡黄连苷Ⅱ为内标同时测定其多种成分的一测多评法可用于定量分析.

目的 采用UPLC法对胡黄连药材、饮片、标准汤剂与配方颗粒的特征图谱和4个含量指标进行相关性研究,并考察化学成分的传递与差异.方法 以CORTECS UPLC T3(2.1 mm×100 mm,1.6μm)为色谱柱,以乙腈-0.1％磷酸为流动相进行梯度洗脱,检测波长为295 nm,流速为0.30 mL/min,进样体积为1μL,柱温为30℃.结果 以胡黄连苷Ⅰ、胡黄连苷Ⅱ为参照,建立了15批胡黄连药材、饮片、标准汤剂冻干粉与3批配方颗粒的多成分UPLC特征图谱,确定了18个共有特征峰,并指认了云杉苷、草夹竹桃苷、香草酸、香草乙酮、胡黄连苷Ⅳ、胡黄连苷Ⅲ、胡黄连苷Ⅱ、胡黄连苷Ⅰ、6-阿魏酰梓醇9个成分.胡黄连药材、饮片、标准汤剂冻干粉、配方颗粒UPLC对照指纹图谱之间相似度计算结果均大于0.99.饮片到标准汤剂冻干粉的质量分数转移率为40.5％～62.4％,均值50.8％,在均值的±30％范围,未出现离散,传递性较好.结论 胡黄连药材、饮片、标准汤剂与配方颗粒的主要化学成分基本相同;UPLC特征图谱相关性良好.所建立质量评价模式能够反映胡黄连4种形态多成分的整体面貌,为胡黄连配方颗粒质量控制提供了依据.

PR10是病程相关蛋白(PRs)家族的重要成员,能增强植物抵御外界胁迫侵扰的能力.为进一步研究PR10蛋白的生物学功能,在转录组测序的基础上,利用RT-PCR技术获得一个粗枝云杉(Picea asperata Mast.)基因PaPR10-1,利用生物信息学方法对其核苷酸和氨基酸序列进行结构和功能分析,进一步构建Pa-PR10-1融合蛋白原核表达系统,获得高纯度PaPR10-1融合蛋白,并采用底物法体外分析其核糖核酸酶活性.结果显示:PaPR10-1基因ORF长486 bp,编码161个氨基酸.PaPR10-1蛋白无跨膜结构和信号肽,为胞内蛋白,含有"P-Loop"和Bet_v1-like保守结构域.系统进化分析结果表明,PaPR10-1蛋白与海岸松(Pinus pinaster Aiton)PR10蛋白归为一个分支,亲缘关系较近.目的蛋白在 30℃下以 0.2 mmol/L的IPTG诱导 1 h表达量最佳,且具有核糖核酸酶活性.