胡杨、灰叶胡杨开花生物学特性研究

从居群水平研究了胡杨、灰叶胡杨不同居群的开花物候特征.结果表明:胡杨、灰叶胡杨各居群均表现为雄株开花物候早于雌株,一般可授期开始较散粉期晚1～4 d,结束较散粉期晚2～5 d,并且居群散粉期和可授期的重叠期较长.在同一居群内,胡杨、灰叶胡杨同性单株间开花期的不一致性较高.两个种相比较,胡杨居群的开花进程比灰叶胡杨居群早2～5 d,并且从每日开花株数累积分布来看,胡杨散粉期、可授期为双峰型,灰叶胡杨为单峰型.     

胡杨、灰叶胡杨花空间分布及数量特征研究

研究了不同居群的胡杨、灰叶胡杨花空间分布及其数量特征.结果表明,无论是胡杨还是灰叶胡杨,其雄树的树高、最低花位、集花区下限、集花区上限、最高花位皆低于雌树,并且雌株与雄株的花序分布范围亦有着较大的重叠区域.在树体上,雄花序主要分布在树冠的中部,上部次之,下部最少;雌花序主要分布在树冠的上部,中部次之,下部最少.胡杨的单株花序量、花朵花药数、花药花粉量和花序花粉量均小于灰叶胡杨,而花序花朵数胡杨雄树的小于灰叶胡杨,雌树的大于灰叶胡杨.统计分析表明,不同居群胡杨的单株花序量、花序花朵数与花药花粉量是相对稳定的,而灰叶胡杨仅雄树的单株花序量是稳定的.     

胡杨、灰叶胡杨种子营养化学成分的研究

对不同居群的胡杨、灰叶胡杨种子营养化学成分进行分析,结果表明,胡杨种子中可溶性糖、粗蛋白质、脂肪、淀粉的含量分别为9～12g·kg-1、38～44g·kg-1、21～62g·kg-1、1.9～2.3g·kg-1;灰叶胡杨种子中可溶性糖、粗蛋白质、脂肪、淀粉的含量分别为9～10g·kg-1、38～48g·kg-1、14～41g·kg-1、2.3～2.5g·kg-1.胡杨、灰叶胡杨不同居群种子中大量元素含量均以N最高,分别为6.0～6.9g·kg-1、6.3～7.6g·kg-1;微量元素含量排序一致,依次为Fe>Zn>Cu>Mn>Pb>Ni>Cd.统计分析表明,不同居群种子中可溶性糖、粗蛋白、粗脂肪、N、P、K、Ca、Mg的含量均呈现极显著差异;而淀粉与微量元素含量除一些差异不显著外,其余均达显著或极显著水平.     

胡杨、灰叶胡杨生物生态学特性调查

对胡杨、灰叶胡杨6个不同居群的分布、生境概况、生物学、生态学特性进行了调查,研究结果表明生境条件不同,居群的开花物候期、生长发育状况、花果产量、种子繁殖和营养繁殖以及群落的结构、繁茂程度等有所不同。地下水位在3～7m的居群,生长发育不良,种子繁殖和营养繁殖率很低,群落年龄结构老化,居群呈衰退趋势,影响因素是地下水位、土壤水分和土壤盐分的变化;地下水位在1．5～2．5m的居群,生长正常,花果产量高。胡杨、灰叶胡杨在所处各群落中均为建群种,群落垂直结构一般分为3层,群落水平结构的不郁闭性和林窗现象普遍。     

胡杨、灰叶胡杨光合及叶绿素荧光特性的比较研究

比较研究了两年生胡杨和灰叶胡杨叶片的光合及叶绿素荧光特性.结果表明:胡杨和灰叶胡杨均表现出净光合速率(Pn)日变化呈单峰曲线,只是在12:00时胡杨的Pn略微降低;气孔导度日变化均呈单峰型曲线;胞间CO2浓度日变化呈近“V”字型曲线.相同的试验条件下,胡杨的净光合速率、气孔导度高于灰叶胡杨,净光合速率与气孔导度峰值出现在上午10:00时;胡杨胞间CO2浓度低于灰叶胡杨,胞间CO2浓度最低值均出现在中午14:00时.经充分暗适应后的叶片叶绿素荧光参数初始荧光、PSⅡ原初光能转换效率和PSⅡ潜在活性均为胡杨显著大于灰叶胡杨.以太阳光为光化学光,测定的叶绿素荧光参数日变化显示,胡杨PSⅡ实际的光化学反应量子效率、非循环电子传递速率、光化学猝灭系数均大于灰叶胡杨,而非光化学猝灭系数却较灰叶胡杨小.胡杨与灰叶胡杨在光合与叶绿素荧光特性上的差异,是胡杨更能适应干旱荒漠区高光、高温与低相对空气湿度环境,从而表现出高净光合速率的部分生理学原因之一.     

中国新疆灰叶胡杨群体遗传多样性的SSR分析

以中国新疆灰叶胡杨( Populus pruinosa)的9个天然居群的135个样品为材料,利用12对荧光SSR引物对其遗传多样性和遗传结构进行研究.结果表明:12对引物共检测到136个位点,平均每个引物11个条带,居群的平均多态位点比率平均为0.972、Shannon 指数(Ⅰ)平均为1.185、Nei指数(h)平均为0.541、观察杂合度Ho为0.321、期望杂合度He为0.560,表明灰叶胡杨的遗传多样性水平较丰富.9个灰叶胡杨天然居群中泽普居群的遗传多样性最为丰富,阿拉尔14团遗传多样性最为贫乏.AMOVA分子差异分析显示:12％的遗传变异存在居群间,88％的遗传变异则存在居群内,基因分化系数Gst为17.10％,证明灰叶胡杨居群的遗传分化程度较低.根据遗传分化系数,测得居群间的基因流(Nm)为2.424.9个居群的平均遗传距离为0.244,14T居群和MGT居群遗传距离最近,遗传一致度最大.利用UPGMA法对9个居群进行聚类分析,灰叶胡杨9个自然居群分为4大类:48团(48T)、14团(14T)、麦盖提县(MGT)、墨玉县(MY)、沙雅县(SY)聚为一大类,阿瓦提县(AWT)和阿拉尔和田河古道(ALE)居群聚为一大类,最后泽普县(ZP)、巴楚县的夏马勒林场(XML)各自单独为一类.经Mantel检验,9个灰叶胡杨居群的遗传距离和地理距离相关性不显著.总之,泽普居群遗传多样性最丰富,因此在指定原位种质保护计划时应优先考虑泽普居群.     

胡杨、灰叶胡杨P-V曲线水分参数的初步研究

运用P-V技术初步研究了人工林胡杨、灰叶胡杨两个树种的水分参数差异,探讨了树种的抗旱性。结果表明灰叶胡杨的主要水分参数(ψ100、ψ0、ROWC、AWC、RWD、ε）明显低于胡杨,渗透调节能力和束缚水含量高于胡杨,表现对干旱环境具有较强的耐旱能力。综合评判表明灰叶胡杨对干旱的适应性较强。     

塔里木荒漠优势树种气体交换特性与环境因子的关系研究

在自然条件下对塔里木荒漠区优势树种--胡杨、灰叶胡杨的气体交换特性及其与环境因子的关系进行研究.结果表明:(1)在6～9月生长季,胡杨和灰叶胡杨的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr,除8月)日进程均为单峰曲线,胞间CO2浓度(GI)呈"V"字型曲线,Pn的峰值出现在12:00,Tr峰值明显滞后于Pn.生长季内胡杨各月份的Pn、水分利用率(WUE)、光能利用率(LUE)均高于灰叶胡杨,而Tr低于灰叶胡杨,气孔导度(Gs)相近.(2)气体交换与环境因子的统计分析表明,光量子通量密度(PPFD)是决定胡杨和灰叶胡杨Pn和Tr的主要环境因子,其次为气温(Tair).(3)灰叶胡杨对PPFD、Tair,、空气相对湿度(RH)的敏感性强于胡杨,通过高蒸腾耗水、低WUE来减轻高温干旱的伤害;胡杨通过主动调节Gs来控制蒸腾失水、提高光合效率,以较高的WUE和LUE适应日益干旱的荒漠环境,表现出较强的生态适应性.     

塔里木河中游胡杨与灰叶胡杨气体交换特性对比研究

在自然条件下利用Li-6400光合作用系统对塔里木河中游地区的天然胡杨、灰叶胡杨净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)、蒸腾速率(Tr)和水分利用效率(WUE)等生理指标进行测定分析,探讨它们对外界干旱环境适应的生理特性,为进一步研究胡杨、灰叶胡杨的光合水分生理特性,以及保护恢复塔里木河流域的天然胡杨林提供依据。结果表明:(1)在整个光合日变化进程中,胡杨的日平均Pn、Gs、Tr以及WUE均高于灰叶胡杨。(2)胡杨和灰叶胡杨的净光合速率日变化均呈"双峰"曲线并存在光合"休眠"现象。(3)胡杨、灰叶胡杨在正午时分出现的Pn下降主要是受到气孔限制的影响既气孔限制值增大、胞间CO2浓度减小;傍晚时分出现的光合速率下降主要是因受到外界光照强度减弱,既受非气孔限制影响较大。(4)决定胡杨和灰叶胡杨Pn日变化的环境因子作用大小均为:光量子通量密度(PPFD)>气孔导度(Gs)>空气相对湿度(RH)>气温(Tair);决定胡杨与灰叶胡杨Tr日变化的环境因子作用大小顺序分别为:气温(Tair)>光量子通量密度(PPFD)>气孔导度(Gs)>空气相对湿度(RH)和光量子通量密度(PPFD)>气温(Tair)>气孔导度(Gs)>空气相对湿度(RH)。研究认为,胡杨与灰叶胡杨为适应干旱半干旱区的环境,在长期适应过程中形成了不同的生理生态对策,胡杨主要是通过调节Gs来有效控制蒸腾失水,提高WUE,进而适应干旱环境;灰叶胡杨主要是通过高蒸腾耗水,降低WUE来减少干旱环境对自身的伤害。     

胡杨、灰叶胡杨花粉成分及生活力的比较研究

比较研究了胡杨,灰叶胡杨花粉的化学成分及2种花粉在不同贮藏条件下的生活力变化。结果表明;在室温,4℃冰箱内保存,灰叶胡杨花粉生活力保持的时间均比胡杨花粉生活力保持的时间长,同一个种的花粉贮藏相同时间,在4℃冰箱内贮藏的生活力比室温下贮藏的生活力强,耐贮藏的灰叶胡杨花粉水分,淀粉含量较胡杨花粉高,蛋白质,还原糖,17种游离氨基酸含量较胡杨花粉含量低。     

Repeated unidirectional introgression towards Populus balsamifera in contact zones of exotic and native poplars

As the evolutionary significance of hybridization is largely dictated by its extent beyond the first generation, we broadly surveyed patterns of introgression across a sympatric zone of two native poplars ( Populus balsamifera , Populus deltoides ) in Quebec, Canada within which European exotic Populus nigra and its hybrids have been extensively planted since the 1800s. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) that appeared fixed within each species were characterized by DNA-sequencing pools of pure individuals. Thirty-five of these diagnostic SNPs were employed in a high-throughput assay that genotyped 635 trees of different age classes, sampled from 15 sites with various degrees of anthropogenic disturbance. The degree of admixture within sampled trees was then assessed through Bayesian clustering of genotypes. Hybrids were present in seven of the populations, with 2.4% of all sampled trees showing spontaneous admixture. Sites with hybrids were significantly more disturbed than pure stands, while hybrids comprised both immature juveniles and trees of reproductive age. All three possible F1s were detected. Advanced-generation hybrids were consistently biased towards P. balsamifera regardless of whether hybridization had occurred with P. deltoides or P. nigra. Gene exchange between P. deltoides and P. nigra was not detected beyond the F1 generation; however, detection of a trihybrid demonstrates that even this apparent reproductive isolation does not necessarily result in an evolutionary dead end. Collectively, results demonstrate the natural fertility of hybrid poplars and suggest that introduced genes could potentially affect the genetic integrity of native trees, similar to that arising from introgression between natives.     

非结构性碳水化合物与氮分配对美洲黑杨和青杨耐盐能力的影响

土壤盐渍化是阻碍林业发展的重要原因, 杨树(Populus spp.)是中国主要的人工林树种, 探究盐胁迫下植物的碳氮代谢特征与抗盐胁迫能力, 将有助于杨树人工林的可持续发展。该研究利用美洲黑杨(P. deltoides)和青杨(P. cathayana)两个物种, 采用去叶与不去叶处理, 在盐胁迫下研究两种杨树的抗逆性差异。研究发现, 盐胁迫下美洲黑杨的总生物量和光合能力均显著高于青杨。盐胁迫与去叶处理导致美洲黑杨叶绿素浓度和光系统II最大光量子效率显著高于青杨, 表明去叶对美洲黑杨影响较小, 但是加重了盐对青杨的毒害作用。美洲黑杨茎叶Na⁺浓度显著低于青杨, 表明美洲黑杨能够有效地限制Na⁺向地上部分运输。在盐胁迫条件下, 美洲黑杨茎和根比青杨能够维持更高浓度的淀粉、可溶性糖以及蔗糖, 前者较高的腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶活性促进了光合产物向淀粉转换, 保证植物有充足的非结构性碳水化合物来参与渗透调节和维持其他生命活动, 而去叶使得青杨非结构性碳水化合物严重不足, 受盐胁迫影响更严重。盐胁迫下, 青杨分布在脂溶性蛋白(膜系统相关蛋白质)的氮浓度显著下降, 而NH₄⁺、谷氨酸脱氢酶活性与脯氨酸浓度显著升高。研究结果证明, 非结构性碳水化合物的积累、转化和分配是植物抗逆性的重要特征。     

塔里木河上游胡杨与灰杨光合水分生理特性

在自然条件下对塔里木河上游优势树种-胡杨、灰杨的光合水分生理特性进行比较研究.结果表明,整个生长季胡杨、灰杨的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr,除8月份)日进程均为单峰曲线,水分利用效率(WUE)变化无明显规律性.胡杨与灰杨12:00后Pn的下降主要取决于非气孔因素限制.胡杨Pn、WUE高于灰杨,而Tr低于灰杨,表明胡杨属高光合、低蒸腾、高WUE型树种,灰杨属低光合、高蒸腾、低WUE型树种.胡杨、灰杨枝水势(Ψw)、清晨与正午水势日进程均呈"V"字型曲线,胡杨水势日变幅、正午水势月变幅均小于灰杨,但两树种水势间无显著差异.胡杨与灰杨具有较强的水分吸收和减少水分丧失的能力,但胡杨调节气孔导度(Gs)控制蒸腾失水的能力较强,对干旱环境表现出更强的生态适应性,从而导致两树种产生了种群地理分化.     

Alterations in carbohydrate levels in leaves of Populus due to ambient air pollution

Cuttings of Populus nigra L. cv. Loenen and Populus maximowiczii Henri × Populus nigra L. cv. Rochester were exposed for 6 weeks in open-top chambers to investigate effects of realistic mixtures of ozone, sulphur dioxide, and nitrogen oxides on carbohydrate levels. Whereas the total main nonstructural carbohydrates in the leaves were reduced, those in the roots were nearly not affected. The reduction in leaf carbohydrates was associated with a significant decrease in starch. In contrast, sucrose and especially glucose were increased, causing a shift in the starch to sucrose and the starch to glucose ratios. The effects were strongest in the older leaves of both cultivars, with cv. Loenen, especially, responding to ozonic mixtures. In the petioles, sucrose and glucose were unchanged or, in some cases, decreased. The alterations in carbohydrate levels were coupled to a reduction in both total fresh weight of leaves and total dry matter of roots, and were attributed to an air pollution-dependent demand for energy and carbon in leaves.