Expression patterns of vascular-specific promoters RolC and Sh in transgenic potatoes and their use in engineering PLRV-resistant plants

The expression patterns of GUS fusion constructs driven by the Agrobacterium rhizogenes RolC and the maize Sh (Shrunken: sucrose synthase-1) promoters were examined in transgenic potatoes (cv. Atlantic). RolC drove high-level gene expression in phloem tissue, bundle sheath cells and vascular parenchyma, but not in xylem or non-vascular tissues. Sh expression was exclusively confined to phloem tissue. Potato leafroll luteovirus (PLRV) replicates only in phloem tissues, and we show that when RolC is used to drive expression of the PLRV coat protein gene, virus-resistant lines can be obtained. In contrast, no significant resistance was observed when the Sh promoter was used.

The dominant 55kDa allergen of the subtropical Bahia grass (Paspalum notatum) pollen is a group 13 pollen allergen, Pas n 13

Bahia grass, Paspalum notatum, is an important pollen allergen source with a long season of pollination and wide distribution in subtropical and temperate regions. We aimed to characterize the 55. kDa allergen of Bahia grass pollen (BaGP) and ascertain its clinical importance. BaGP extract was separated by 2D-PAGE and immunoblotted with serum IgE of a grass pollen-allergic patient. The amino-terminal protein sequence of the predominant allergen isoform at 55. kDa had similarity with the group 13 allergens of Timothy grass and maize pollen, Phl p 13 and Zea m 13. Four sequences obtained by rapid amplification of the allergen cDNA ends represented multiple isoforms of Pas n 13. The predicted full length cDNA for Pas n 13 encoded a 423 amino acid glycoprotein including a signal peptide of 28 residues and with a predicted pI of 7.0. Tandem mass spectrometry of tryptic peptides of 2D gel spots identified peptides specific to the deduced amino acid sequence for each of the four Pas n 13 cDNA, representing 47% of the predicted mature protein sequence of Pas n 13. There was 80.6% and 72.6% amino acid identity with Zea m 13 and Phl p 13, respectively. Reactivity with a Phl p 13-specific monoclonal antibody AF6 supported designation of this allergen as Pas n 13. The allergen was purified from BaGP extract by ammonium sulphate precipitation, hydrophobic interaction and size exclusion chromatography. Purified Pas n 13 reacted with serum IgE of 34 of 71 (48%) grass pollen-allergic patients and specifically inhibited IgE reactivity with the 55. kDa band of BaGP for two grass pollen-allergic donors. Four isoforms of Pas n 13 from pI 6.3-7.8 had IgE-reactivity with grass pollen allergic sera. The allergenic activity of purified Pas n 13 was demonstrated by activation of basophils from whole blood of three grass pollen-allergic donors tested but not control donors. Pas n 13 is thus a clinically relevant pollen allergen of the subtropical Bahia grass likely to be important in eliciting seasonal allergic rhinitis and asthma in grass pollen-allergic patients.

Molecular cloning, expression and immunological characterisation of Pas n 1, the major allergen of Bahia grass Paspalum notatum pollen

Bahia grass, Paspalum notatum, is a clinically important subtropical grass with a prolonged pollination season from spring to autumn. We aimed to clone and characterise the major Bahia grass pollen allergen, Pas n 1. Grass pollen-allergic patients presenting to a tertiary hospital allergy clinic were tested for IgE reactivity with Bahia grass pollen extract by skin prick testing, ImmunoCAP, ELISA and immunoblotting. Using primers deduced from the N-terminal peptide sequence of a group 1 allergen of Bahia grass pollen extract separated by two-dimensional gel electrophoresis, the complete Pas n 1 cDNA was obtained by rapid amplification of cDNA ends and cloned. Biological relevance of recombinant Pas n 1 expressed in Escherichia coli was assessed by serum IgE reactivity and basophil activation. Twenty-nine of 34 (85%) consecutive patients presenting with grass pollen allergy were skin prick test positive to Bahia grass pollen. The Pas n 1 cDNA has sequence homology with the β-expansin 1 glycoprotein family and is more closely related to the maize pollen group 1 allergen (85% identity) than to ryegrass Lol p 1 or Timothy grass Phl p 1 (64 and 66% identity, respectively). rPas n 1 reacted with serum IgE in 47 of 55 (85%) Bahia grass pollen-allergic patients, activated basophils and inhibited serum IgE reactivity with the 29 kDa band of Bahia grass pollen extract. In conclusion the cDNA for the major group 1 allergen of the subtropical Bahia grass pollen, Pas n 1, was identified and cloned. rPas n 1 is immunologically active and is a valuable reagent for diagnosis and specific immunotherapy of grass pollen allergy.

The nutritional management of acute diarrhea in young infants : effect of carbohydrate ingested

To compare the efficacy of a low-lactose hy-drolyzed milk formula, a lactose-free corn syrup-based milk formula, and a standard lactose-containing formula during refeeding after rehydration in infants with gastroenteritis, 135 patients older than 2 years were studied by randomized trial. Clearly demonstrated disadvantages in terms of early weight loss and longer duration of diarrhea were observed with the lactose-based formula compared with early weight gains on both the low-lactose formulae, and thus the lactose-containing formula was discontinued after 91 patients. The early weight loss with the lactose-containing formula was statistically significantly related to the degree of relative (rehydrated) underweight. The two low-lactose formulae were further compared in the remaining 44 patients. Early weight gain (48 h) was sig-nificantly greater with the lactose-hydrolyzed formula compared with the corn syrup-based formula, but no statistically significant differences were observed in duration of diarrhea, energy intake, treatment failures, or late weight gain. We conclude that the routine use of a low-lactose formula during refeeding after rehydration in infants with gastroenteritis may have some advantages in underweight infants and toddlers in whom it is important to prevent further weight loss. © 1994 Raven Press Ltd, New York.

Supermodels: sorghum and maize provide mutual insight into the genetics of flowering time

Nested association mapping (NAM) offers power to dissect complex, quantitative traits. This study made use of a recently developed sorghum backcross (BC)-NAM population to dissect the genetic architecture of flowering time in sorghum; to compare the QTL identified with other genomic regions identified in previous sorghum and maize flowering time studies and to highlight the implications of our findings for plant breeding. A subset of the sorghum BC-NAM population consisting of over 1,300 individuals from 24 families was evaluated for flowering time across multiple environments. Two QTL analysis methodologies were used to identify 40 QTLs with predominately small, additive effects on flowering time; 24 of these co-located with previously identified QTL for flowering time in sorghum and 16 were novel in sorghum. Significant synteny was also detected with the QTL for flowering time detected in a comparable NAM resource recently developed for maize (Zea mays) by Buckler et al. (Science 325:714-718, 2009). The use of the sorghum BC-NAM population allowed us to catalogue allelic variants at a maximal number of QTL and understand their contribution to the flowering time phenotype and distribution across diverse germplasm. The successful demonstration of the power of the sorghum BC-NAM population is exemplified not only by correspondence of QTL previously identified in sorghum, but also by correspondence of QTL in different taxa, specifically maize in this case. The unification across taxa of the candidate genes influencing complex traits, such as flowering time can further facilitate the detailed dissection of the genetic control and causal genes.

Increase in β-Ionone, a Carotenoid-Derived Volatile in Zeaxanthin-Biofortified Sweet Corn

Carotenoids are responsible for the yellow color of sweet corn (Zea mays var. saccharata), but are also potentially the source of flavor compounds from the cleavage of carotenoid molecules. The carotenoid-derived volatile, -ionone, was identified in both standard yellow sweet corn (Hybrix5) and a zeaxanthin-enhanced experimental variety (HZ) designed for sufferers of macular degeneration. As -ionone is highly perceivable at extremely low concentration by humans, it was important to confirm if alterations in carotenoid profile may also affect flavor volatiles. The concentration of -ionone was most strongly correlated (R2 > 0.94) with the -arm carotenoids, -carotene, -cryptoxanthin, and zeaxanthin, and to a lesser degree (R2 = 0.90) with the α-arm carotenoid, zeinoxanthin. No correlation existed with either lutein (R2 = 0.06) or antheraxanthin (R2 = 0.10). Delaying harvest of cobs resulted in a significant increase of both carotenoid and -ionone concentrations, producing a 6-fold increase of ?-ionone in HZ and a 2-fold increase in Hybrix5, reaching a maximum of 62g/kg FW and 24g/kg FW, respectively.

Zeaxanthin biofortification of sweet-corn and factors affecting zeaxanthin accumulation and colour change

Zeaxanthin, along with its isomer lutein, are the major carotenoids contributing to the characteristic colour of yellow sweet-corn. From a human health perspective, these two carotenoids are also specifically accumulated in the human macula, and are thought to protect the photoreceptor cells of the eye from blue light oxidative damage and to improve visual acuity. As humans cannot synthesise these compounds, they must be accumulated from dietary components containing zeaxanthin and lutein. In comparison to most dietary sources, yellow sweet-corn (Zea mays var. rugosa) is a particularly good source of zeaxanthin, although the concentration of zeaxanthin is still fairly low in comparison to what is considered a supplementary dose to improve macular pigment concentration (2 mg/person/day). In our present project, we have increased zeaxanthin concentration in sweet-corn kernels from 0.2 to 0.3 mg/100 g FW to greater than 2.0 mg/100 g FW at sweet-corn eating-stage, substantially reducing the amount of corn required to provide the same dosage of zeaxanthin. This was achieved by altering the carotenoid synthesis pathway to more than double total carotenoid synthesis and to redirect carotenoid synthesis towards the beta-arm of the pathway where zeaxanthin is synthesised. This resulted in a proportional increase of zeaxanthin from 22% to 70% of the total carotenoid present. As kernels increase in physiological maturity, carotenoid concentration also significantly increases, mainly due to increased synthesis but also due to a decline in moisture content of the kernels. When fully mature, dried kernels can reach zeaxanthin and carotene concentrations of 8.7 mg/100 g and 2.6 mg/100 g, respectively. Although kernels continue to increase in zeaxanthin when harvested past their normal harvest maturity stage, the texture of these 'over-mature' kernels is tough, making them less appealing for fresh consumption. Increase in zeaxanthin concentration and other orange carotenoids such as p-carotene also results in a decline in kernel hue angle of fresh sweet-corn from approximately 90 (yellow) to as low as 75 (orange-yellow). This enables high-zeaxanthin sweet-corn to be visually-distinguishable from standard yellow sweet-corn, which is predominantly pigmented by lutein.

Aspectos epidemiológicos de Metarhizium anisopliae (Metsch) Sorok en las poblaciones de Dalbulus maidis De Long y wellcott

El cultivo de maíz (Zea mays) es afectado por la enfermedad del achaparramiento del maíz. Esta enfermedad es causada por un complejo de patógenos transmitidos por el insecto vector Dalbulus maidis. Dalbulus maidis es controlado naturalmente por el hongo entomopatógeno Metarhizium anisopliae. Este hongo es afectado porcondiciones físicas tales como: humedad, temperatura, precipitación y viento. Para estudiar el de efecto estos factores se estableció un experimento en el Centro Nacional de Granos Básicos " Humberto Tapia Barquero” en la Región IIl Managua, Nicaragua. Sembrando quincenalmente cuatro variedades de maíz. Se determinó el número de Dalbulus maidis vivos y muertos por Metarhizium anisopliae. El objetivo de este estudio fue determinar los efectos de los factores físicos en conjunto con la población hospedera y el inóculo en el desarrollo de la epidemia del hongo. La temperatura, humedad y el viento no fueron factores relevantes dentro del estudio, por lo que no se incluyeron dentro del análisis. La variedad de maíz y la población hospedera no influyeron significativamente sobre el tamaño de la epizootia. Siendo la lluvia y el inoculo de la siembra anterior, los que influyeron significativamente en el tamaño de la epizootia. El microclima del cultivo es determinante en el desarrollo de la epizootia.

Estudio de los diferentes sistemas de producción de Río Blanco: Mulukukú y Bocana de Paiwas, Nicaragua

El presente trabajo es el producto de una investigación socio económico práctica y metodológica ejecutada en la micro región de Río Blanco y auspiciado por el proyecto PRODERBO cuyo objetivo es fomentar el desarrollo sustentable a partir de estudios previos investigativos que conducen a proponer ejes de desarrollo de intervención. Este estudio se realiza a través de la metodología investigativa de diagnostico bajo el enfoque de análisis de sistema que cubre los aspectos sociales, históricos, culturales, técnicos y económico de la micro región. El análisis se sitúa a varios niveles: nivel de parcela, nivel de sistemas de producción o unidades productivas y nivel de zona. Los pasos metodológicos del estudio comprenden la revisión de fuentes secundarias, el sondeo, la zonificación, historia agraria, pre tipología, diseño del instrumento para el levantamiento de información primaria, la muestra que se hizo a partir de criterio cualitativo y cuantitativo para determinar 32 estudios de finca equivalente al 1% de las familias beneficiadas por el programa PERODERBO distribuidos en toda la Micro Región. El procesamiento y análisis de la información recopilada se realizó sobre la base de indicadores económicos a partir margen bruto, relacionado con el Umbral de Reproducción Simple y Racionalidad económica con estrategias productivas reforzada por antecedentes históricos. La caracterización de los sistemas de producción descansan en general en la articulación de la zonificación y tipología de zona (tomando la homogeneidad de problemática como criterio) y la encuesta. En la micro región se logró caracterizar 3 subzonas; la primera subzona corresponde a Wanawás, Auló, la segunda subzona corresponde a Río Blanco, Bocana de Paiwas, Wasayamba, Ubú norte y sur, en tanto la tercera subzona corresponde a Mulukukú y San Pedro del Norte. Con respecto a la evolución histórica del sistema agrario se logró analizar la historia en tres grandes momentos de la historia reciente de (1920-1998), conocidos como: Inmigración de campesino por el latifundio cafetalero y ganadero (1920-1950}, Inmigración del campesino ganadero (1951-1979) y Pos revolución (1980-1989). En la determinación de la tipología de productores se logró identificar 4 tipos de productores representativos en la zona de estudio. El tipo 1 es el pequeño productor asentado, sin capacidad de reproducción con un nivel de capitalización bajo de SU $1 046.59 dólar, con un área promedio de 72.85 mz donde la actividad ganadera juega un rol muy importante además de las actividades productivas de granos básicos malz (Zea mays), frijol (Phaseolus vulgaris), pequeñas parcelas de cultivos de cacao(Theobroma cacao), café (Coffea arábica), raices y tubérculos, sistema que no es suficiente para cubrir elURS ya que apenas alcanza 68% lo que implica una remuneración baja de sus ingresos agropecuarios. El tipo lA pequeno productor empobrecido sin capacidad de reproducción caracterizado por el mozo colono que le aseguran la mano de obra de los productores tipo 11 y 111 por que dispone del capital más bajo de la tipología identificada con SU $357.57 dólar, con un área promedio 35 mz concentrándose únicamente en la producción de granos básicos maíz (Zea mays), frijol (Phaseolus vulgaris) y algunas especies menores gallina (Gallus gallus) y Cerdo (Sus domesticus) y escasas parcelas de raices y tubérculos como yuca (Manihot esculenta), quequisque (Xanthosomas sagitiffolium) y musaceas (Musa spp), para completar la dieta alimenticia y lograr apenas alcanza un 23% del URS. El tipo 11 productor en equilibrio con carácter intensivo y con capacidad de reproducción, a partir de un sistema de producción diversificado y un área que 88:76 mz promedio trabajadas con cultivos de granos básicos malz (Zea mays), frijol (Phaseolus vulgaris) y cultivos perennes da cacao (Theobroma cacao), café (Coffea arábico) y ganadería extensiva de doble propósito.

Evaluación del proceso de erosión hídrica en laderas bajo diferente sistema de cobertura vegetal en el municipio de Santa Lucia, Boaco, 2008

El proceso de erosión es uno de los procesos de degradación de suelos más importantes en muchos países. En Nicaragua ha sido estudiado sistemáticamente en los últimos años en la región central del país, departamento de Boaco, en el municipio de Santa Lucia mediante el uso de parcelas de erosión. Ubicadas en un rango de pendientes 17% a 39% en suelo de clasificación taxonómica: Typic Pellusterts para las parcelas localizadas en la comunidad de El Llanito; y Typic Entic Hapllustols para las parcelas ubicadas en la comunidad de El Riego para las cuales se establecieron 4 parcelas en cada una de las fincas con un manejo de rotación de cultivo única en las cubiertas vegetales; maíz (Zea Mays),fríjol (Phaseolus vulgaris) y dos parcelas testigos (Pasto nativo sin manejo agronómico).Dichos datos se evalúan mediante el análisis de los factores de la Ecuación Universal de Pérdida de Suelo Revisada (RUSLE) y ecuación de perdida de suelo (USLE). Los resultados obtenidos determinan que la cubierta de pasto nativo (sin mantenimiento agronómico) fue el que presento las mayores pérdidas de suelo de 8.257tn/ha y de escurrimiento superficial de 46.71 m3/ha y la máxima cobertura vegetal alcanzada de 22.9 % para este tratamiento

La Agricultura de las Antillas: Un aporte substancial al mundo

A partir del 12 de octubre de 1492, el mundo ya no fue el mismo. El almirante Cristóbal Colón tocada tierras de un nuevo continente, al que llamaría América. Cuando descubrió Las Antillas, encontró que estas islas estaban habitadas por diversas tribus donde la agricultura era el epicentro de sus vidas, de sus usos y costumbres. De ella se han heredado muchas y se encuentran vigentes de uso cotidiano. El presente trabajo hace descripción de algunas de estas vigencias y se citan ejemplos de su variada influencia como los nombres de: maní (Arachis hypogea L.), maíz (lea mays L.) guanábana (Annona muricata L.), pitahaya (Hyfocereus undatus B & G) y tabaco (Nicotiana tabacum L.), en usos particulares en el caso del mamey (Mammea americana L.), icaco (Chysobafanus icaco L.) y yuca (Manihot esculenta C.), con propósito alimenticio el quequisque (Xanthosoma sagittifolium Shott), batata (lpomoea batatas L.) y topee tambo (Caffathea affonia) y de origen autóctono como la piña (Ananas comosus L.), nancite (Byrsonima crassifolia H.B.K.), guayaba (Psidium guajava L.), coco (Cocos nucifera L.), caímito (Chysophylum caimito L.), guayacán (Guayacum sanctum L.) y la caoba ( Swietenia microphyfa L.).

Caracterización de 16 genotipos de leguminosas herbáceas asociado con maíz en Niquinohomo y Managua

Este ensayo experimental documenta el comportamiento agronómico general de leguminosas herbáceas asociadas con maíz, bajo manejo en dos ambientes ecológicos diferentes de Nicaragua: Finca Santa Rosa, Sabana Grande, Managua y el Rancho Agropecológico en Especies Menores Ebenezer, RAEME, Niquinohomo, Masaya, para tal fin se emplearon como tratamientos 7 especies y 16 variedades de leguminosas herbáceas asociadas con maíz ( Zea mays) , variedad NB6, más maíz establecido en monocultivo, a los cuales se les analizó mediante las variables germinación, altura de la planta, diámetro del tallo, cobertura, presencia de daño foliar por insectos, presencia de malezas, porcentaje de materia seca, kg de materia seca por hectárea, número de nódulos, peso de raíz y porcentaje de Nitrógeno en biomasa de las leguminosas. El diseño del ensayo experimental constó de tres bloques al azar, dispuestos en forma perpendicular entre sí, cada bloque fue dividido en 17 parcelas. Al analizar los resultados se encontró que en la Finca Santa Rosa Vigna unguiculata verde brasil (vun1) y en RAEME, Vigna unguiculata 284/2 (Vun3) fueron la s leguminosas que presentaron mejor comportamiento, en relación al maíz, en la Finca Santa Rosa presentó mejor comportamiento al estar asociado con Vigna unguiculata 131-2 (Vun5), en RAEME, fue el maíz asociado con Centrosema plumieri (Cp). Así mismo los resultados indican que al asociar el maíz con leguminosas se obtienen mejores resultados que estando solo. Para ambos sitios se determinó que el mejor asocio fue maíz - Vigna unguiculata verde brasil (vun1), ya que proporciona para ambas especies calificaciones similares, demostrando un equilibrio entre los dos cultivos

Efecto de densidad de siembra y malezas sobre el nivel poblacional de Dalbulus maidis (Del y W) en dos variedades de maíz en Nicaragua

El maíz (zea mays) en Nicaragua representa una de los alimentos de mayor consumo popular, siendo actualmente cultivado en las diferentes regiones agrícolas del país. En Nicaragua han sido reportadas como los mayores problemas en la producción de maíz la enfermedad del achaparramiento y el gusano cogollero, Spodoptera frugiperda. Patógenos del tipo espiro plasma y mico plasma se conoces como causantes de la enfermedad del achaparramiento del maíz y ambos puedes se r transmitidos por el insecto vector conocido como la chicharrita del maíz, Dalbulus maidis (Del & W). Con el objetivo de estudios el efecto de la densidad de las plantas y la presencia y ausencia de malezas sobre el nivel poblacional de D. maidis en una variedad tolerante y una susceptible a la enfermedad del achaparramiento, se realizó un experimento durante el periodo comprendido entre los meses de noviembre 1987 y marzo 1988. Los resultados indicaron que los factores en el estudio no mostraron efecto estadísticamente significativos sobre el nivel poblacional de D. maidis, cuando estos fueron considerados por separados no obstantes, en el tratamiento número siete La intención de lata densidad de plantas, variedad tolerante y presencia de malezas hasta los 28 DDS obtuvo el promedio más bajo de D. maidis por planta, el mayor rendimiento de grano por área y el mayor rendimiento de grano por área y el mayor porcentaje de plantas sanas, aun cuando esta diferencia no resulto estadísticamente significativa entre los tratamientos sotos estudiados, se observó el efecto positivo de la presencia de malezas hasta los 28 DDs en la instalación.

CO2倍增对禾本科植物幼苗形态结构的影响

本论文为国家自然科学基金重大项目“中国陆地生态系统对全球变化的反应模式研究”的部分研究内容。 本文对C02正常浓度(350ppm)和C02倍增(700ppm)条件下，小麦（Triticum, aestivum）、半野生小麦(Triticum aestivum spp．tibeticumShao)、大麦（Hordeum vulgare）、野大麦（Hordeum brevisubulalum）、水稻（Oryza sativa,）、野生稻（Or7za sativa ssp．）、谷子（Setaria italica）、狗尾草（Setaria viridis）、高粱（Sorghum vulgare）、玉米（Zea mays）、旱雀麦（Bromus tectorum）、旱麦草（Eremopyrum triticeum）等12种禾本科植物幼苗的叶片厚度、叶肉细胞密度、维管束鞘细胞中的叶绿体数、叶肉细胞中的叶绿体数、表皮细胞密度、气孔密度、气孔指数、气孔长度、气孔阻抗及平均株高、鲜重、茎秆直径、根的直径、种子的萌发率及叶绿体超微结构等进行了比较研究。 结果表明，C02倍增使不同种类、不同测试项目反应不一。总体上看，CO2浓度倍增，使10种禾本科植物（野大麦、玉米外）的吐片厚度普遍增加。除个别种类外，C4种类的平均株高、鲜重、根直径倍增组比对照组减小;气孔平均密度增加，而C3种类则呈相反趋势o C4种类比C3种类的叶片气孔开度对C02倍增反应更为敏感。在高浓度C02条件下，C4种类的叶绿体超微结构变化较明显，淀粉粒显著增加。野生种类的表皮细胞密度，叶肉细胞密度，维管束鞘细胞中的叶绿体数及茎秆直径，C02倍增组比对照组减少，栽培种类则显著增加。气孔密度与气孔指数基本呈正相关;而气孔长度与气孔密度则大体上呈负相关。 文中对高浓度C02条件下，供试植物形态结构的变化和规律，及全球大气变化对未来农业可能产生的影响进行了讨论。

植物根系、根区微生物对大气CO2浓度倍增的反应及其生态学意

预测下世纪中叶，大气CO_2浓度将高到目前的两倍（即达到700μ1•1~(-1)）。CO_2倍增对植物地上部的影响已经有了较多的研究，胆是由于方法学上的困难，至今关于倍增CO_2对植物根及根区微生物的研究仍是非常匮乏。本文应用国际上最新的根研究方法，以根系为中心，研究开顶式CO_2C熏蒸培养室中，CO_2倍增条件下根系与地上部，根系与根区微生物[共生的泡囊－丛枝菌根（VAM）真菌，非共生的土壤微生物]的关系。 1. CO_2倍增对根系的影响目前CO_2倍增对根系影响的研究多集中在根生物量的测定，或根／冠比值的测定，而善于其它参数如根长度则很少涉及，而根表面的反应目前还未见文献报道。本实验以幼苗期小麦“青323”（Triticum aestivum）、水稻“中作 29”(Oryza sativa)、大豆“科农4号”（Glycine max）、玉米“农大3138”（Zea mays）、甜高粱“M－81E”（Sorghum saccharatum）为材料，研究CO_2倍增对植物生物量的影响，发现CO_2倍增使C_3植物水稻、大豆的地上部、根系干重均显著增加，使小麦的根系干重显著增加，地上部无显著差异;C_4植物玉米和甜高粱的地上部和根系均没有显著反应。植物干重反应资料表明在光合产物的分配方面，C_3和C_4植物之间存在巨大的差异。 为了解根系获取土壤资源的能力的变化，我们对根系总长度和总表面积进行了分析。用样格交叉法研究根系长度的变化，结果显示，幼苗期的小麦、大豆的根系长度均被显著促进，尤其值得注意的是，尽管玉米根系干重没有显著改变，但是根长度已发生显著变化。同时应用研究根系表面积的最新方法－Na NO_2吸附法，研究发现幼苗期小麦、水稻和大豆的根系表面积在CO_2倍增条件下均显著增加，C_4植物玉米的根表面积亦有显著增加，但甜高粱的根表面积却没有显著反应，这说明即使在C_4植物类型中，根系表面积的反应在不同物种间仍存在很大差异。由于根长度和根表面积增幅大于根干重的增幅，所以推断在CO_2倍增条件下，植物根系细根比例增加，这有利于植物获取更多的养分。由于不同植物之间根系的反应不同，这将改变群落中原有的根系竞争关系，从而影响群落中物种的组成。 2. CO_2倍增对VAM真菌侵染强度和活力的影响本文应用NBT染色法，并结合浸染强度等级和活力等级标准，首次对CO_2倍增条件下，植物VAM真菌的侵染强度和活力的变化进行了检测。对比常规的酸性品红乳酸甘油法和NBT法，发现两者在显示侵染强度时元显著差异，但后者能同时用于侵染活力等级的研究。对幼苗期大豆以及不同生长期的小麦和玉米根系VAM真菌的侵染强度和活力进行观测，结果显示，倍增CO_2对大豆的侵染强度和活力均没有显著效应;使幼苗期玉米的侵染强度显著增加，但侵染活力无显著差异，但随生长期的推移，侵染强度所受的CO_2倍增效应逐渐减小，与14天苗龄（DAP）和35DAP相比，侵染活力在22DAP时所受效应最大;使10DAP小麦的VAM侵染强度和活力均显著增加，而且这种效应在30DAP小麦中的表现与10DAP小麦的相同。说明C_3、C_4植物中，菌根真菌对CO_2倍增反应不同，这也许是C_3、C_4植物对CO_2倍增反应不同的原因之一。倍增CO_2改善了VAM真菌的发育，所以较之于非菌根侵染植物，菌根侵染植物将因为CO_2倍增而获益更多，另一方面不同种植物中，VAM真菌的发育反应不同，这将使植物群落中，根系获取无机营养的竞争能力发生变化，最终影响植物群落的物种丰度和生物多样性以及群落的演替。 3. CO_2倍增对非共生土壤微生物的影响CO_2倍增使生长70天的小麦、垂柳（Salix babylonica）、藜(Chenopodium album)、繁穗苋（Amaranthus cruentus）品种“红苋K112”的地上部和根系的生物量增加。以这些植物所在土壤为材料，用氯仿熏蒸直接提取法研究土壤微生物生物量C（C_(mic)）和生物量N（N_(mic)）的变化，发现CO_2倍增尽管使各类型植物的C_4植物）土壤中C_(mic)的变化趋势不完全相同（小麦和藜所在土壤的C_(mic)下降，垂柳中C_(mic)升高，而在繁穗苋中无显著差异），但N_(mic)在各物种所在土壤中均有不同程度的上升，在繁穗苋中增幅最大。C_(mic):N_(mic)比值在4个物种所在土壤中均明显下降，这意味着CO_2倍增后在植物生长后期，土壤微生物活性提高，分解植物凋落物和土壤中其它有机质的能力加强，从而改善贫瘠土壤中有机质质量。 4.CO_2倍增对植物呼吸和光合作用及C素积累的影响 1）CO_2倍增对植物暗呼吸的影响：以杜仲（Eucommia ulmoides）、紫花苜蓿(Medicago sativa)和玉米等10种植物的离体成熟叶片或整株为材料，研究不同测定温度（15～35 ℃）下，CO_2倍增对植物暗呼吸的影响。结果表明：在较低温度（15 ℃、20 ℃）下，CO_2倍增对植物暗呼吸没有显著效应;在较高温度（30 ℃、35 ℃）时，多数被测植物的暗呼吸显著增强。由于植物在不同温度时它们的暗咱吸受CO_2倍增的促进幅度不同，这将导致不同地区（环境温度不同）的植物暗呼吸反应有差异，而且由于不同物种的暗呼吸增幅不同，综合光合效应，它们的生物量的反应也会不同。 2）CO_2倍增对整株植物的CO_2气体交换及植物C素积累的影响：利用自行设计的一套CO_2气体测定装置，首次尝试同步测定CO_2倍增条件下幼苗期小麦地下部和地上部的气体交换在昼夜24小时内的变化及C素的积累。发现CO_2倍增不仅使小麦地上部C素的积累增加，也使地下部释放的C素增加，但整株植物的C素收入仍高于对照两倍多，这从植物与环境的CO_2气体交换角度为CO_2倍增促进植物生物量的增加提供了依据。并首次提出：植物的整体性及植物所在的环境条件（主要是温度和光照强度）决定着植物暗呼吸对CO_2倍增的响应方式：被抑制或无效应。