羊草基因型多样性能增强种群对干扰的响应

研究了不同基因型多样性(1、3、6三种基因型组合)羊草种群的地上生物量、地下生物量、分蘖数、根茎芽数和根冠比5个指标对干扰强度(用不同留茬高度来模拟)的响应。结果表明:(1)基因型多样性和干扰强度对地上生物量、地下生物量、分蘖数和根茎芽数均有显著影响(P0.05),但两者的交互作用不显著(P0.05)。其中,多基因型组合(3、6基因型组合)羊草种群中这4个响应变量的值均显著高于单基因型羊草种群(P0.05);而干扰强度的增加显著降低了这4个响应变量的值(P0.05)。对于根冠比这一响应变量来说,仅干扰强度对其产生了显著地影响(P0.05)。(2)29个基因型多样性效应值中,有25个值大于0,其中12个表现为显著的基因型多样性正效应。依Loreau和Hector的方法将多样性净效应分解后发现,互补效应和选择效应共同主导12个响应指标的基因型多样性效应,而互补效应独自主导3个、选择效应独自主导5个响应指标的基因多样性效应;但对基因型多样性正效应起主要贡献的是互补效应。所得结果表明,基因型多样性能提高羊草种群的表现,能增强羊草种群对干扰的响应,不同基因型间的互补作用对这种正效应起主要贡献,这将为该物种种质资源保护和合理利用提供理论指导。     

羊草种群年龄结构及无性繁殖对策的分析

天然割草场羊草 ( Aneurolepidium chinense( Trin.) Kitag.)种群的生殖枝中有 87%为冬性植株。羊草分蘖节最老为 4龄 ,其生活时间可达 5个年度。在分蘖节成株的年龄结构中 ,1、2龄株占绝对优势 ,其所占比重达 92 .5 %。 1龄株生产力最高 ,至 3龄株生活力已明显衰弱。割草场羊草种群为增长型与稳定型混合的年龄结构类型。综合分析了羊草以根茎顶端成株调节种群年龄结构的无性繁殖对策 ,以及羊草草地自然持续更新的生物生态学机制     

扎龙自然保护区不同生境条件下羊草种群构件的年龄结构

对黑龙江国家级自然保护区扎龙湿地不同生境条件下羊草种群构件的年龄结构进行了研究。结果表明,在7月末羊草种群的腊熟期,3种生境种群分蘖株均由3个龄级组成,林间风沙土生境为1 080株.m-2,沙土生境为1 290株.m-2,草甸土生境为1 011株.m-2,均以1龄和2龄级分蘖株占绝对优势,3龄级分蘖株所占比例甚小,呈增长型年龄结构。根茎均由4个龄级组成,以沙土生境最多,累积长度为8 000 cm.m-2,草甸土生境最少,为6 948 cm.m-2,均呈增长型年龄结构。各生境根茎物质的储量随着龄级的升高而降低。芽均由4个龄级组成,其数量以草甸土生境最大,为2 279个.m-2,沙土生境次之为2 113个.m-2,林间风沙土生境最少为1 410个.m-2,均呈增长型年龄结构。     

松嫩平原水淹恢复演替过程中羊草无性系种群构件的年龄结构

对松嫩平原羊草草甸水淹恢复演替过程中不同大小羊草无性系斑块的种群构件年龄结构进行了研究。结果表明 ,羊草种群分蘖株在斑块中心由 4个龄级组成 ;最外圈层由 3个龄级组成。根茎在斑块中心和中间圈层均由 2～ 4个龄级组成 ,最外层由1～ 2个龄级组成。潜在种群冬性苗和分蘖节芽总量各圈层均由 4个龄级组成。斑块中心的分蘖株种群为稳定型年龄结构 ,向外发展至增长型年龄结构。根茎长度和潜在种群在各圈层均呈增长型年龄结构。在水淹羊草草甸的恢复过程中 ,不同大小羊草无性系斑块均呈不断扩展的趋势。在生存空间充足时 ,羊草的分蘖节在一个生长季里可以繁殖多个世代。通过羊草根茎的年龄结构可预测演替的进程     

内蒙古典型草原建群种羊草基因型多样性抑制群落物种多样性的生态功能

植物群落的物种多样性以及群落建群种的基因型多样性对群落生态功能是否存在交互影响已成为群落生态学研究的热点内容。以内蒙古典型草原群落内常见物种为研究对象,研究了群落物种多样性与建群种羊草(Leymus chinensis)基因型多样性及其交互作用对群落生物量生态功能特性的影响。结果表明:(1)羊草基因型多样性、物种多样性及其交互作用对群落地上、地下和总生物量无显著影响(P0.05);(2)羊草基因型多样性、物种多样性及其交互作用对多样性效应(净多样性效应、互补效应和选择效应)有显著影响(P0.05)。羊草基因型多样性抑制多样性净效应的发挥,且主要抑制互补效应;而物种多样性则促进多样性净效应的发挥,主要表现为选择效应对地上生物量的正效应;(3)互补效应对群落生物量多样性净效应起主要贡献。实验所得结果不仅为探讨多样性效应在物种水平以及群落水平上对群落生物量的影响因素提供了重要启示,而且为内蒙古草原种质资源的保护及合理利用,乃至生态系统的恢复和重建提供理论指导。     

不同生态条件下羊草无性系种群分蘖植株年龄结构的比较研究

在４次取样的平均年龄谱中,１龄级分蘖植株的数量比重是割草样本－休闲样本－放牧样地,２,３,４龄级分蘖植株为放牧样本－休闲样本－割草样地,放牧干扰可以促进各龄分节的再生存活。但是对根茎形成分蘖植株却起到了一定的削弱作用。割草干扰可以促进翌年根茎形成分蘖植株,从而使各龄级分蘖节的再生存活量减少。     

臭鼠的种群年龄结构研究

１９８６年１月至１９９３年１２月,作者在浙江萧山围垦农区采用体重法将臭　种群分为５个年龄组。雄体：Ⅰ．幼年组（体重≤３０８）、Ⅱ．亚成年组（体重＞３０９,≤４０ｇ）、Ⅲ．成年１组（体重＞４０ｇ,≤５２ｇ）、Ⅳ．成年ＩＩ组（体重＞５２８,≤６４８）、Ⅴ．老年组（体重＞６４ｇ）;雌体：幼年组（体重≤２４ｇ）,Ⅱ．亚成年组（体重＞２４ｇ;≤３６ｇ）．Ⅲ．成年Ⅰ组（体重＞３６９,≤４６ｇ）,Ⅳ．成年Ⅱ组（体重＞４６８,≤５４ｇ）,Ⅴ．老年组（体重＞５４ｇ）。各年龄组的繁殖特性存在差异。种群以成年Ⅰ组为主,但其种群的年龄结构存在有性别差异,雄性种群以成年Ⅰ组、成年Ⅱ组和老年组为主,雌性种群以亚成年组和成年Ⅰ组为主。种群的年龄结构存在季节性变化。在室内,雄性在春季和冬季以成年Ⅱ组为主,夏季和秋季以老年组为主;在室外春季、秋季和冬季均以成年Ⅰ组为主,夏季则以成年Ⅱ组为主。室内雌性在各季节均以成年Ⅰ组为主,而在室外春季和冬季以亚成年组为主,夏季和秋季以成年Ⅰ组为主。其种群年龄结构存在有年变化。     

达乌尔黄鼠种群年龄结构的研究

1987—1989年,作者捕获达乌尔黄鼠2487只,用晶体干重法,将其中的1885只划分为5个年龄组,分析不同年龄阶段臼齿的生长、更换、磨损特点以及体重、体长、胴体重及头骨生长的年龄变化。结果表明随着年龄增长,臼齿磨损明显,而体重、体长等5项指标趋于恒定。达乌尔黄鼠种群年龄结构的季节变化非常显著,不同地区间亦有差别,但年间变动较小,种群增长比较稳定。     

羊草种群克隆多样性的初步研究

 采用水平淀粉凝胶电泳技术检测了松嫩草原上两种叶色类型(灰绿型和黄绿型)羊草(Leymus chinensis)种群的克隆多样性。羊草种群中克隆多样性较高,Simpson指数平均为0.983,97.7% 的基因型为局部分布;在克隆特性上,灰绿型和黄绿型羊草也明显不同,黄绿型种群的克隆多样性低于灰绿型。由基株数据计算的种群遗传多样性与由分株计算的结果一致,进一步确认了黄绿型和灰绿型羊草间存在着明显的遗传分化。种群中不时有实生苗补充及环境异质性引起的分化选择作用可能是维持种群内基因型多样性的重要因素。     

羊草基因型数目与氮添加对土壤微生物群落的交互影响

物种多样性(或同一物种遗传多样性)减少和氮富集都是影响陆地生态系统进程的主要因素,它们之间的交互作用是否对土壤微生物群落产生显著影响已成为研究者关心的主要科学问题。研究羊草基因型数目(1、2、4三种基因型数目组合)和氮添加(无氮添加、低氮添加和高氮添加3种水平)对土壤微生物群落的总磷脂脂肪酸(PLFA,Phospholipid Fatty Acid)含量、细菌PLFA生物标记含量、真菌PLFA生物标记含量、真菌/细菌比、以及基于每个PLFA生物标记相对含量百分比所得微生物群落的Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数的影响。结果表明:氮添加对细菌PLFA生物标记含量,以及土壤微生物PLFA生物标记的Shannon-Wiener多样性指数和Simpson优势度指数具有显著影响(P0.05);基因型数目对所测变量无显著影响(P0.05),但基因型数目和氮添加的交互作用对细菌PLFA生物标记含量和真菌/细菌比具有显著影响(P0.05)。研究结果为全球变化背景下氮沉降及重要物种种群数量减少对土壤微生物群落的影响提供了科学数据,为合理解释群落动态变化提供了数据支持。     

广西猫儿山鹅掌楸天然种群动态研究

为进一步探讨鹅掌楸濒危的机制,对广西桂林猫儿山鹅掌楸天然种群进行了调查,以种群生命表及生存分析理论为基础,以林木径级结构代表龄级结构,编制鹅掌楸种群静态生命表,分析种群结构的动态变化特点.结果表明:鹅掌楸种群龄级结构为金字塔型,幼龄个体数量较多,中龄个体数居中,而老龄个体则相对数量较少,表现为增长型种群;在第Ⅳ龄级时该种群出现死亡高峰,其种群存活曲线属Deevey-Ⅱ型;猫儿山鹅掌楸天然种群具有前期种群数量快速减少,中后期稳定,末期衰退的特点.该研究结果对鹅掌楸天然种群的保护提供参考依据.     

Genetic transformation of Leymus chinensis with the PAT gene through microprojectile bombardment to improve resistance to the herbicide Basta

Chinese leymus [Leymus chinensis (Trin.) Tzvel.] is a perennial grass (tribe Gramineae) that is widely distributed throughout northern China and Mongolia where it is produced as a forage product. Severe production losses due to weed growth have serious economic consequences, and as non-selective herbicides not only kill the weeds but are also harmful to this forage grass, the introduction of a foreign gene for resistance to the herbicide Basta is necessary since this species lacks herbicide resistance. We have investigated the transformation of a gene for phosphinothricin acetyltransferase (PAT) through microprojectile bombardment in Chinese leymus. Calli from immature inflorescences cultured on N6 medium supplemented with 2.0 mg/l 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and 5.0 mg/l of glutamine were bombarded. The bombarded calli survived on selection medium with 1.0 mg/l of phosphinothricin (PPT). Twenty-three plantlets regenerated from resistant calli on differentiation medium supplemented with 1.0 mg/l 6-benzylaminopurine, 1.0 mg/l kinetin, and 1.0 mg/l PPT, and five of these regenerated plantlets survived on rooting medium with 1.0 mg/l of PPT. PCR and Southern blotting analyses indicated that the PAT gene had been integrated into the genomes of two Chinese leymus plantlets and that the gene was stably transferred to its clonal offsprings. There were no other phenotypic effects associated with transgene expression during vegetative growth except tolerance to the herbicide Basta.The Biotechnology of Pasture Plant Program is funded by the Key Project of the Chinese Academy of Sciences (KSCX1-08)     

不同群落中米氏冰草和羊草的年龄结构动态

米氏冰草和羊草都是根茎型禾草,是典型的无性系植物。采取单位面积挖掘取样法,对呼伦贝尔沙地植被次生演替过程中的米氏冰草和羊草种群分株年龄结构进行调查。结果表明,在单生和混合群落中,米氏冰草分株分别由3和4个年龄级组成,羊草均由2个年龄级组成;米氏冰草分株数量和生物量年龄结构变化基本一致,即随着生长年限的延长,呈减少低龄级和增加高龄级比例的趋势,使单生群落中始终为增长型,但接近于稳定型,混生群落中由增长型变为稳定型。羊草分株数量和生物量年龄结构在连续2a均为明显的增长型。羊草各龄级平均单株生产力均高于米氏冰草,平均是米氏冰草的5.2倍。米氏冰草和羊草种群分株年龄结构的变化,蕴含着米氏冰草种群的优势地位将被羊草种群取代的趋势。     

不同浓度Fe2+与Zn2+对羊草幼苗生长和生理特性的影响

以羊草幼苗为研究对象,通过调整全营养培养基(CK,0.05 mmol/L Fe²⁺、0.015 mmol/L Zn²⁺)中铁或者锌含量设置0、10倍、20倍Fe²⁺(Zn²⁺)浓度处理Fe₀(Zn₀)、Fe₁₀(Zn₁₀)、Fe₂₀(Zn₂₀),以及在高铁培养基中单独添加0.15 mmol/L Zn²⁺或同时添加10 mmol/L Ca²⁺、5 mmol/L Mg²⁺、20 mmol/L K⁺处理,测定培养6 d后幼苗生长指标和矿质元素含量、以及高铁(Fe₂₀)处理下幼苗根中抗氧化指标和相关基因表达量,探究不同浓度Fe²⁺、Zn²⁺对羊草幼苗生长、矿质元素吸收积累及抗氧化指标、基因表达的影响。结果表明：(1)缺锌(Zn₀)显著抑制羊草幼苗鲜重的增加和Zn元素的积累,但促进Fe、Mg元素的积累;高浓度锌(Zn₁₀、Zn₂₀)显著促进幼苗叶片生长和Zn元素的积累;缺铁(Fe₀)显著抑制幼苗的根长、鲜重和Fe元素的积累,促进Mg、Zn元素的积累;高浓度铁(Fe₁₀、Fe₂₀)显著抑制羊草幼苗根叶生长、根毛发育和Ca、Zn、Mg、K元素的积累。(2)增加Zn²⁺和Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺浓度无法恢复高铁胁迫对幼苗生长的抑制作用。(3)高浓度铁(Fe₂₀)处理羊草幼苗48 h后,根部过氧化物酶、超氧化物歧化酶、过氧化氢酶、抗坏血酸过氧化物酶、谷胱甘肽还原酶活性和丙二醛、抗坏血酸、还原型谷胱甘肽含量显著升高;烟酰胺合成酶基因、过氧化物酶基因表达量显著下调,植物类萌发素蛋白基因表达量显著上调。研究发现,羊草幼苗生长发育和矿质元素积累对环境中Zn²⁺浓度变化不敏感,却受到环境中高浓度Fe²⁺的显著抑制,并造成严重的氧化胁迫伤害,这种伤害无法在添加Zn²⁺或同时添加Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺的条件下恢复。     

羊草与大针茅根系构型对水分梯度响应的比较研究

羊草(Leymus chinensis)与大针茅(Stipa grandis)是内蒙古锡林郭勒典型草原的两大建群种,也是内蒙古草原的重要优良牧草。选取锡林郭勒草原以大针茅和羊草为优势种的围封草场为研究样地,通过原状土柱移栽,进行了两年的水分梯度控制实验(150、300、450、600 mm),分别模拟当地年降雨量由干旱年到是湿润年的变化情况,分析比较羊草种群和大针茅种群地上高度和根系构型对水分梯度的响应情况。结果表明:相比大针茅种群,羊草种群对水分梯度的响应更敏感,随着水分梯度的增加,羊草地上高度和根系直径显著增加,根系长度和根系深度显著减少;而大针茅的地上高度和根系特征各项指标均没有显出与水分梯度的相关性,显然大针茅比羊草更能适应干旱生境。在干旱条件(模拟年降雨量150 mm处理)下,大针茅种群地上高度达到峰值,生长状况良好;羊草种群则采用地上个体小型化,地下主根变细,分叉,向土壤深层扩展的生长策略。因此,在气候变化背景下,干旱化的气候将导致大针茅种群在群落中的优势地位逐渐增加,反之羊草种群则会随着气候湿润化而占据更大的优势。     

江西武夷山珍稀濒危植物南方铁杉种群动态与空间分布

明晰江西武夷山国家级自然保护区内180年生的珍稀濒危植物南方铁杉(Tsuga chinensis var.tchekiangensis)的种群特征,并提出针对性的保护策略,对南方铁杉种群的就地保护具有现实意义。通过分析保护区内6.4 hm~2动态监测固定样地的南方铁杉种群数据,编制了静态生命表,绘制了存活曲线、死亡率和消失率曲线、生存函数曲线,采用了时间序列模型对种群数量特征进行未来预测;同时,运用点格局分析Ripley′s K函数中的成对相关函数g(r)判断不同生长阶段的南方铁杉种群在不同尺度下的空间分布格局。结果表明：(1)南方铁杉种群的年龄结构呈“金字塔”型,属于衰退型种群;各龄级间的数量变化动态关系显示该种群在当前阶段呈增长型,但是种群的天然更新能力较差;(2)南方铁杉种群的存活曲线表现为Deevey-I型,种群个体在进入生理死亡阶段后产生一定的波动;(3)南方铁杉种群的生存率随龄级增加而逐渐下降,累积死亡率逐渐递增;死亡密度整体偏低,在第1—2龄级较高,总体波动幅度较小;危险率曲线总体呈现上升的趋势;(4)在经过不同龄级的时间后,南方铁杉幼龄树数量降低,中龄树和老龄树数量持平...     

群落演替对夏蜡梅种群分布和数量的影响

对夏蜡梅(Sinocalycanthus chinensis(Cheng et S.Y.Chang)Cheng et S.Y.Chang)所有分布地(浙江临安、天台和安徽绩溪)进行了详细调查,分析夏蜡梅种群面积、密度、结构和群落特征等,并与前人调查结果对比,阐明群落演替对夏蜡梅种群的影响。10余年来,由于国家相关政策的实施(退耕还林、天然林保护以及自然保护区的建立等)以及夏蜡梅分布地林地经营模式的改变,不同夏蜡梅群落呈现发展演替的不同状态,从而对夏蜡梅种群产生了显著影响。从群落类型来看,较为稳定的种群为大明山、西坑、白水坞、捣臼孔种群,种群结构为增长型或稳定型,群落处于乔木或顶级乔木阶段,原生植被保存较好,生境相对稳定,各物种在长期竞争中趋于稳定;直源种群为严重衰退的种群,群落经历了从灌丛阶段向灌乔阶段演化,原来同层次的常绿乔木逐渐形成密集的乔木层,郁闭度高,造成夏蜡梅生长不良甚至死亡,幼苗缺少或数量少,更新困难,此区域的夏蜡梅呈逐渐退化消亡趋势;而溪古坪、龙塘山种群所处群落正是属于这种群落演替的早期阶段,处于衰退过程中种群,不加人工干预也会逐渐退化;而双石边、经过坪等种群虽目前数量多,分布集中,更新良好,但变数最大,一旦人工干扰加剧或消除,则种群结构将快速发生变化,走向消亡的几率极大。该研究结果可为夏蜡梅保护提供科学依据。