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相似文献
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1.
生理整合是克隆植物实现资源共享, 增强对异质生境适应能力的重要手段。其中, 水分生理整合是克隆植物最为重要的生理整合, 解析竹子水分生理整合特征对于竹林水分科学管理具有重要意义。该研究以分株地下茎相连的美丽箬竹(Indocalamus decorus)盆栽苗为试验材料, 设置2个盆栽基质相对含水率(高水势(90% ± 5%)和低水势(30% ± 5%))和5个分株比例(1:3、1:2、1:1、2:1、3:1, 高水势分株与低水势分株数量比值, 地下茎相连的分株总数12株)处理。处理后15、30、45、60天分别取不同处理的克隆分株成熟叶测定抗氧化酶活性、相对电导率和丙二醛含量、可溶性蛋白质含量、光合色素含量, 分析基于分株比例的美丽箬竹水分生理整合方向、强度和效率的变化规律。结果表明: 在异质水分条件下, 美丽箬竹分株间存在着从高水势供体分株向低水势受体分株进行水分转移的生理整合作用, 并随着分株比例的增大, 整合强度增强, 受体分株获益提高, 供体分株耗损增大。随着处理时间的延长, 处理前期分株间水分生理整合强度增强, 处理后期整合强度减弱, 反映出供体分株与受体分株间耗-益在时间序列上是有变化的, 处理前期耗-益更为明显。研究表明克隆系统分株比例对竹子水分生理整合有重要影响, 分株间水分梯度差是水分传导的潜在驱动力, 决定水分生理整合方向、强度和效率的是分株间水分供需关系。  相似文献   

2.
生理整合是克隆植物实现资源共享,增强对异质生境适应能力的重要手段。其中,水分生理整合是克隆植物最为重要的生理整合,解析竹子水分生理整合特征对于竹林水分科学管理具有重要意义。该研究以分株地下茎相连的美丽箬竹(Indocalamus decorus)盆栽苗为试验材料,设置2个盆栽基质相对含水率(高水势(90%±5%)和低水势(30%±5%))和5个分株比例(1:3、1:2、1:1、2:1、3:1,高水势分株与低水势分株数量比值,地下茎相连的分株总数12株)处理。处理后15、30、45、60天分别取不同处理的克隆分株成熟叶测定抗氧化酶活性、相对电导率和丙二醛含量、可溶性蛋白质含量、光合色素含量,分析基于分株比例的美丽箬竹水分生理整合方向、强度和效率的变化规律。结果表明:在异质水分条件下,美丽箬竹分株间存在着从高水势供体分株向低水势受体分株进行水分转移的生理整合作用,并随着分株比例的增大,整合强度增强,受体分株获益提高,供体分株耗损增大。随着处理时间的延长,处理前期分株间水分生理整合强度增强,处理后期整合强度减弱,反映出供体分株与受体分株间耗-益在时间序列上是有变化的,处理前期耗-益更为明显。研究表明克隆系统分株比例对竹子水分生理整合有重要影响,分株间水分梯度差是水分传导的潜在驱动力,决定水分生理整合方向、强度和效率的是分株间水分供需关系。  相似文献   

3.
克隆水分整合是克隆植物有效利用异质性生境资源的重要对策,也是在恶劣生境下得以定植、存活的重要生存策略。本研究以塔里木河下游的胡杨(Populus euphratica Oliv.)为对象,结合野外调查、稳定同位素技术、生理生态监测实验,调查胡杨的克隆水分整合特征并分析其生态意义。结果显示,胡杨母株与其克隆幼株间存在显著水分生理整合,水分整合以顶向传输为主,水分整合过程与整合水量受到母株生理节律及母株到幼株间隔子长度的影响;克隆幼株因水分整合而能够获取与母株相似的深层土壤水分,比同一区域实生幼株拥有更好的水分获取能力,并使胡杨克隆幼株比实生幼株保持相对更高的水力导度、叶片水分含量及叶水势;在极端干旱生境下的这种水分获取及利用策略使胡杨克隆幼株比实生幼株具有更高的光化学效率与光合性能,有助于克隆幼株在不利生境下定植、存活并保持更高的生存优势。  相似文献   

4.
李倩  刘晓  张晓飞  张瑞昌  柴永福  岳明 《生态学报》2014,34(13):3568-3575
增强UV-B辐射会对植物生长和生理生化过程产生有害效应。克隆植物中,相连的克隆分株对经常共享资源和激素,然而鲜有关于异质性UV-B辐射下UV-B辐射方向对克隆整合的影响及克隆植物形态结构变化的报道。模拟同质(克隆分株片段均处于自然背景辐射)和异质(克隆分株一端处于自然背景辐射,另一端处于补加的UV-B辐射)UV-B辐射,以克隆植物白三叶为材料,进行连接和隔断处理,研究UV-B辐射方向对克隆整合强度变化、叶片形态结构特化及生理可塑性的影响。结果表明:异质性UV-B辐射下,15N同位素标记端保留的15N百分比高于同质UV-B辐射处理,转移到无标记相连端的15N含量则降低,紫外辐射处理和同位素标记是否处于同一分株端对结果无显著性影响,说明克隆植物白三叶生理整合存在但整合强度降低,辐射方向与克隆整合强度无关;隔断处理组气孔长度增加,栅栏组织增厚,但连接处理组却无此变化,表明生理整合在白三叶叶片形态结构特化中发挥作用。UV-B辐射下,最小荧光、电子传递速率及光化学淬灭系数降低但非光化学淬灭系数升高,而生理整合却使结果相反;叶绿素和紫外吸收物可在异质性UV-B辐射相连的两端运输分享。以上均表明异质UV-B辐射环境中,UV-B辐射胁迫端克隆分株通过生理整合从非胁迫端获益,并以此提高胁迫环境中克隆植物对资源的利用效率。  相似文献   

5.
钱永强  孙振元  韩蕾  巨关升 《生态学报》2010,30(15):3966-3973
异质环境下,克隆植物通过生理整合机制使资源在分株间实现共享,提高了其对异质性环境的适应能力,具有重要的生态进化意义,研究生理整合机制及其调控机理可为进一步发掘克隆植物应用潜力提供理论依据。以野牛草3个相连分株为材料,对其中一个分株用30%聚乙二醇6000(PEG-6000)模拟水分胁迫,通过Hoagland营养液培养试验,研究了异质水分环境下光合同化物在野牛草相连分株间的生理整合及分株叶片与根系内源激素ABA与IAA含量的变化规律。结果表明,14C-光合同化物在克隆片断内存在双向运输,但以向顶运输为主,异质水分环境下,受胁迫分株光合同化物的输出率明显降低,而与其相邻分株合成的光合同化物向受胁迫分株方向运输率明显增加;异质水分环境下,各分株ABA含量均明显增加,但以受胁迫的分株叶片及根系ABA的含量增加幅度最大,各分株IAA含量较对照均显著下降(P0.05),且以受胁迫分株IAA含量下降幅度最大;各分株叶片与根系ABA/IAA均显著提高(P0.05),相邻分株ABA/IAA增加幅度低于受胁迫分株。异质水分环境影响野牛草克隆分株间光合同化物的生理整合,且ABA与IAA在分株间光合同化物运输与分配过程中具有重要的调节作用。  相似文献   

6.
根茎克隆植物生态学研究进展   总被引:17,自引:8,他引:9  
汤俊兵  肖燕  安树青 《生态学报》2010,30(11):3028-3036
根茎在植物的无性繁殖、克隆分株间信息交流和物质交换、预测资源斑块的质量等方面具有重要意义,并且根茎克隆植物的研究涉及生物入侵、全球变化等诸多生态学前沿领域。作为一种重要的克隆植物类型,根茎克隆植物在资源异质性生境中表现出特有的适应方式,这种方式可以通过形态可塑性、觅食行为、生理整合以及适合度来具体表征。着眼于根茎克隆植物,总结和分析了国内外近年来的研究案例,并对形态可塑性起源与多样性的限制假说和适应假说、觅食行为中的强度觅食和广度觅食策略、克隆分株间间隔子保持和断裂的利益权衡等热点内容进行了讨论。最后联系生态学学科前沿,提出了本领域在未来需要重视的研究方向。  相似文献   

7.
《植物生态学报》2020,44(4):350
水分是生态系统的重要因子, 水同位素自然示踪和人工标记是研究生态系统水循环过程的重要方法, 利用水同位素所具有的示踪、整合和指示等功能特征, 通过测量和分析生态系统中不同组分所含水分的氢氧同位素比值的变化情况, 可实现生态系统蒸散发的拆分、植物水分来源判定和叶片水同位素富集机理研究, 是研究生态系统水循环过程机理和生态学效应不可或缺的技术手段。该文首先简要回顾了生态系统水同位素发展和应用的历史, 在此基础上阐述了水同位素技术和方法在生态学研究热点领域应用的基本原理, 概述了水同位素在植物水分来源判定、蒸散发拆分、露水来源拆分、降水的水汽来源拆分以及 17O-excess的研究进展, 并介绍了植物叶片水富集机理及基于稳定同位素的碳水耦合研究。最后, 指出了水同位素研究亟待解决的问题, 展望了水同位素应用的前沿方向, 旨在利用水同位素分析加深对生态系统的水分动态、植被格局和生理过程的理解。  相似文献   

8.
水分是生态系统的重要因子,水同位素自然示踪和人工标记是研究生态系统水循环过程的重要方法,利用水同位素所具有的示踪、整合和指示等功能特征,通过测量和分析生态系统中不同组分所含水分的氢氧同位素比值的变化情况,可实现生态系统蒸散发的拆分、植物水分来源判定和叶片水同位素富集机理研究,是研究生态系统水循环过程机理和生态学效应不可或缺的技术手段。该文首先简要回顾了生态系统水同位素发展和应用的历史,在此基础上阐述了水同位素技术和方法在生态学研究热点领域应用的基本原理,概述了水同位素在植物水分来源判定、蒸散发拆分、露水来源拆分、降水的水汽来源拆分以及~(17)O-excess的研究进展,并介绍了植物叶片水富集机理及基于稳定同位素的碳水耦合研究。最后,指出了水同位素研究亟待解决的问题,展望了水同位素应用的前沿方向,旨在利用水同位素分析加深对生态系统的水分动态、植被格局和生理过程的理解。  相似文献   

9.
我们前期研究发现异质性UV-B辐射下NO参与克隆植物紫外吸收物和抗氧化酶活力的整合过程。光合作用在植物生长过程中十分重要,但异质性UV-B辐射下NO在克隆植物光合特性中是否发挥作用仍不清楚。本研究模拟同质(克隆分株片段均处于自然背景辐射)和异质(克隆分株一端处于自然背景辐射,另一端处于补加的UV-B辐射)UV-B辐射,以克隆植物活血丹为材料,研究异质性UV-B辐射下,NO清除剂在克隆整合提高活血丹气体交换参数和叶绿素含量中的作用。结果表明:与处于同质UV-B辐射环境相比,异质UV-B辐射下连接处理中的活血丹UV-B辐射端气体交换参数和叶绿素含量显著增加,但NO清除剂改变了这一趋势,说明NO作为信号分子在克隆植物生理整合提高了活血丹光合生理特性中发挥重要作用,有助于全面认识UV-B辐射在克隆植物生长调控中的作用,为了解异质性UV-B环境下克隆植物生理整合的机理提供理论依据。  相似文献   

10.
生境异质性是自然生态系统的基本特征,植物生长的必需资源和环境胁迫因子均存在着复杂的时间和空间异质性。克隆植物是指在自然条件下具有克隆特性的植物,即可通过与母株相连的芽、根茎、分蘖或枝条等繁殖体产生无性繁殖的植物,这些繁殖体一旦定居便可成为潜在的独立个体。克隆植物具有独特的生境适应策略(如形态可塑性、克隆整合、克隆分工、觅食行为、风险分摊等),面对异质性的生境条件,它可以通过调整自身的生理和形态结构来适应异质生境。目前,对于克隆植物在异质生境适应行为的研究已有很多报道,然而系统性的归纳和总结尚有欠缺。综述了克隆植物在不同资源异质生境(光照、养分、水分)和不同胁迫生境(盐碱胁迫、风沙胁迫、重金属胁迫)下独特的适应对策。最后,针对克隆植物对异质生境的适应对策,进行了总结并对未来的重点研究方向提出建议:(1)时间异质性尺度上的考量;(2)异质性生境中生物因子的调控作用;(3)克隆植物入侵机制;(4)克隆植物在生态修复中的应用潜力。  相似文献   

11.
Resource sharing between ramets of clonal plants is a well-known phenomenon, which allows stoloniferous and rhizomatous species to internally translocate water, mineral nutrients and carbohydrates from sites of high supply to sites of high demand. The mechanisms and implications of resource integration in clonal plants have extensively been studied in the past. Vascular ramet connections are likely to provide an excellent means to share substances other than resources, such as systemic defence signals and pathogens. The aim of this paper is to propose the idea that physical ramet connections of clonal plants can be used (1) to transmit signals, which enable members of clonal plant networks to share information about their biotic and abiotic environments, and (2) to facilitate the internal distribution of systemic pathogens in clonal plant networks and populations. We will focus on possible mechanisms as well as on potential ecological and evolutionary implications of clonal integration beyond resource sharing. More specifically, we will explore the role of physiological integration in clonal plant networks for the systemic transmission of direct and indirect defence signals after localized herbivore attack. We propose that sharing defence induction signals among ramets may be the basis for an efficient early warning system, and it may allow for effective indirect defence signalling to herbivore enemies through a systemic release of volatiles from entire clonal fragments. In addition, we will examine the role of clonal integration for the internal spread of systemic pathogens and pathogen defence signals within clonal plants. Clonal plants may use developmental mechanisms such as increased flowering and clone fragmentation, but also specific biochemical defence strategies to fight pathogens. We propose that clonal plant networks can act as stores and vectors of diseases in plant populations and communities and that clonal life histories favour the evolution of pathogens with a low virulence.  相似文献   

12.
Clonal plants have been shown to successfully survive in stressful environments, including salinity stress, drought and depleted nutrients through clonal integration between original and subsequent ramets. However, relatively little is known about whether clonal integration can enhance the performance of clonal plants under alkalinity stress. We investigated the effect of clonal integration on the performance of a typical rhizomatous clonal plant, Leymus chinensis, using a factorial experimental design with four levels of alkalinity and two levels of rhizome connection treatments, connected (allowing integration) and severed (preventing integration). Clonal integration was estimated by comparing physiological and biomass features between the rhizome-connected and rhizome-severed treatments. We found that rhizome-connected treatment increased the biomass, height and leaf water potential of subsequent ramets at highly alkalinity treatments but did not affect them at low alkalinity treatments. However, rhizome-connected treatment decreased the root biomass of subsequent ramets and did not influence the photosynthetic rates of subsequent ramets. The biomass of original ramets was reduced by rhizome-connected treatment at the highest alkalinity level. These results suggest that clonal integration can increase the performance of clonal plants under alkalinity stress. Rhizome-connected plants showed dramatically increased survival of buds with negative effects on root weight, indicating that clonal integration influenced the resource allocation pattern of clonal plants. A cost-benefit analysis based on biomass measures showed that original and subsequent ramets significantly benefited from clonal integration in highly alkalinity stress, indicating that clonal integration is an important adaptive strategy by which clonal plants could survive in local alkalinity soil.  相似文献   

13.
克隆植物对种间竞争的适应策略   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
葛俊  邢福 《植物生态学报》2012,36(6):587-596
克隆植物种群因其寿命的持久性、空间上的可移动性和繁殖方式的多样化等特征与非克隆植物有很大区别, 在自然生态系统中占有重要地位, 甚至成为优势种或者建群种。该文通过归纳有关克隆植物的种间竞争适应策略研究案例, 阐述了克隆植物的竞争能力差异和影响竞争力的因素; 论述了克隆植物在构件形态、克隆构型、繁殖对策等方面对种间竞争的响应, 以及生理整合作用与种间竞争的关系; 分析了导致某些同类研究的结论不一致的原因, 认为实验对象差异、实验设计、生境条件与克隆植物形态及生理上的时空动态变化等都可能影响实验结果; 提出了全球变化背景下的克隆植物种间竞争及其分子生态学机制等可能是今后需要重点关注的问题。  相似文献   

14.
植物体内水分长距离运输的生理生态学机制   总被引:8,自引:0,他引:8       下载免费PDF全文
植物体内长距离水分运输是植物生理生态学研究中的一个重要问题,长期为植物生理学家和生理生态学家所关注。木质部探针技术的问世,掀起了近年来植物生理学界最为激烈的一场争论。提出了已经有100多年,风行40年的内聚力-张力(Cohesion-Tension, C-T)学说受到质疑。随后维护派和质疑派围绕木质部探针技术、压力室技术(C-T理论的主要支撑实验技术)的可靠性展开辩论。进一步从物理学原理和各种实验上就C-T理论的3个支柱(木质部导管或管胞中巨大的张力、沿树高的压力梯度、连续水柱)进行争论。这场争论似暂告一段落,C-T理论没有被推翻,但仍留有问题期待以后的研究。  相似文献   

15.
竹类植物对异质生境的适应——表型可塑性   总被引:1,自引:0,他引:1  
竹类植物是一类以木本为主的克隆植物,凭借表型可塑性的优势,对异质生境具有很强适应能力。然而,目前对竹类植物表型可塑性的实现方式及其异质生境适应对策未见系统总结,从而在一定程度上限制了竹类生态学的发展。从形态可塑性、选择性放置、克隆整合和克隆分工等4个方面对竹类植物的表型可塑性研究进行分析和梳理,结果表明:竹类植物在异质生境中具有明显的表型可塑反应,主要采用形态可塑性、选择性放置和克隆整合来适应异质生境,而克隆分工的普遍性仍有待验证;目前侧重于研究构件形态和生物量分配格局,而很少深入探讨形态、生理和行为等可塑性机理。今后竹类植物表型可塑性研究重点在于:1)克隆整合的格局与机理;2)克隆整合对生态系统的影响;3)克隆分工的形成及其与环境关系;4)表型可塑性的等级性及环境影响;5)不同克隆构型的表型可塑性特征及其内在机制。  相似文献   

16.
园艺植物包括花卉、蔬菜、果树、部分瓜类(如西瓜(Citrullus lanatus)和甜瓜(Cucumis melo))和茶树(Camellia sinensis),在植物分类上涉及大量物种。园艺植物的基因组学和遗传学研究具有重要的理论价值和经济意义。基因组测序技术及相关生物信息学工具的发展为园艺植物基因组和分子生物学研究注入了新的活力。睡莲是一种重要的花卉植物,除了具有观赏价值,其进化地位也非常特殊,属于一种早期被子植物类群。最近,蓝星睡莲(N.colorata)的高质量基因组图谱绘制完成。通过系统分析和比较睡莲基因组与其它被子植物的基因组,研究者阐明了睡莲的进化位置及相关进化事件。所获得的高质量基因组序列将有助于园艺植物研究者开展深入的分子遗传学研究,鉴定到控制和调控花器官、花色花香及品质等众多性状的功能基因,从而推动基础研究的快速发展和加快新品种创制。  相似文献   

17.
Aims Biological invasions represent one of the most important threats to the conservation of biodiversity; however, the mechanisms underlying successful invaders remain unsolved. Many of the most aggressive invaders show clonal growth, and capacity for clonal integration has been pointed out recently as an important trait explaining the success of invasive plants. We aim to determine the role of physiological integration in the capacity for self/non-self genotype recognition in the clonal invader Carpobrotus edulis and the implications of this capacity for the expansion of this aggressive invader.Methods We used connected and severed ramets of identical or different genotype and we determined the capacity for self/non-self recognition by comparing changes in biomass partitioning to avoid competition for resources between pairs of ramets.Important findings Physiological integration allowed self/non-self genotype recognition in the invader C. edulis. Results showed a significant effect of physiological integration on the biomass allocated to roots by genetically identical ramets: older ramets specialize in acquisition of soil-based resources and younger ramets specialize in lateral expansion. This specialization could be considered a form of division of labour, which reduce intra-genotype competition. This is the first evidence that division of labour could be interpreted as a form of self/non-self recognition between genetically identical ramets. Capacity for self/non-self discrimination could contribute to increase the colonization capacity of the aggressive invader C. edulis. This is the first study showing an association between self/non-self recognition and invasiveness in a clonal plant.  相似文献   

18.
Yang FW  XQ Feng 《Phyton》2015,84(2):444-453
Abscisic acid (ABA) plays a series of significant physiology roles in higher plants including but not limited to promote bud and seed dormancy, accelerate foliage fall, induce stomatal closure, inhibit growth and enhance resistance. Recently, it has been revealed that ABA also has an important regulator role in the growth, development and ripening of fruit. In higher plants ABA is produced from an indirect pathway from the cleavage products of carotenoids. The accumulation of endogenous ABA levels in plants is a dynamic balance controlled by the processes of biosynthesis and catabolism, through the regulation of key ABA biosynthetic gene and enzyme activities. It has been hypothesized that ABA levels could be part of the signal that trigger fruit ripening, and that ABA may play an important role in the regulation of ripening and senescence of both non-climacteric and climacteric fruit. The expensive costs of natural ABA and labile active ABA for its chemical synthesis limit its application in scientific research and agricultural production. These findings that ABA has various of important roles in the regulation of growth and development, quality formation, coloring and softening, ripening and senescence of fruit, are providing opportunities and challenges for Horticultural Science. This is to elucidate the specific mechanism of response and biosynthesis, signal transduction, and receptor recognition of ABA in fruit, employing comprehensive research methods, such as molecular biology, plant physiology and molecular genetics. Further and more in-depth research about ABA has a great, realistic significance for knowing the mechanisms behind the process of fruit ripening.  相似文献   

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