青海省甘蒙柽柳群落植被区系分析

为了探明青海省甘蒙柽柳(Tamarix austromongolica Nakai)群落植被的区系特征,对同德县然果村甘蒙柽柳古树林群落的古树资源基本特征和结构特征进行了分析,并对该古树林群落及同德县班多村和贵德县曲卜藏村甘蒙柽柳幼树林群落的科属组成、生活型和区系特征进行了分析和比较;在此基础上,提出甘蒙柽柳古树林群落的保护策略.调查结果显示:在然果村古树林群落中,胸径大于1.40 m的甘蒙柽柳百年古树有203株,最高植株的株高、胸径和地径分别为22.85、1.78和3.39 m;群落中小叶杨(Populus simonii Carr.)百年古树有15株,最高植株的株高和胸径分别为25.00和4.18 m.在垂直结构上,然果村古树林群落分为乔木层、灌木层和草本层3个层次,其中,草本层包括多年生丛草层和一年生杂草层2个层次;在水平结构上,甘蒙柽柳均匀散布在群落内,小叶杨呈带状聚集分布,大部分灌木呈丛状分布,草本植物则呈小丛或单生态分布.然果村古树林群落有种子植物8科18属21种,班多村幼树林群落有种子植物10科18属20种,曲卜藏村幼树林群落有种子植物8科12属12种.区系分析结果表明:在科水平上,3个甘蒙柽柳群落均以世界分布型为主;在属水平上,然果村古树林群落和班多村幼树林群落均以北温带分布型为主,占总属数(不包括世界分布型)的37.50%和43.75%,而曲卜藏村幼树林群落则以世界分布型为主,中亚分布型次之.比较结果表明:3个群落的甘蒙柽柳植株大小差异明显,物种组成和区系成分也有一定差异.综合考虑认为,甘蒙柽柳古树林群落保护应采取就地保护和迁地保护相结合的方式.     

中国柽柳属和水柏枝属的分子系统学研究

对中国柽柳科 3属 2 1种植物的核糖体DNA中的内转录间隔区 (ITS)序列及 5 8SrRNA基因的 3′端序列进行测定。结果表明 ,ITS - 1片段的长度范围在 2 5 4bp～ 2 6 9bp之间 ,ITS - 2片段的长度范围在 2 2 5bp～ 2 5 3bp之间。以Reaumuriasongarica作为功能性外类群 ,运用PAUP软件分析仅得到一个最简约树。简约树步长为 4 6 6步 ,一致性指数CI =0 85 84 ,保持性指数RI=0 86 2 2。系统发育分析表明 :秀丽水柏枝不应从水柏枝属中分出。另外 ,研究分析为目前分类上存有争议的白花柽柳、短毛柽柳及甘蒙柽柳的划分提供了分子生物学证据     

株龄和插穗直径对甘蒙柽柳插穗成活率的影响

甘蒙柽柳(Tamarix austromongolica Nakai)为柽柳科(Tamaricaceae)柽柳属(Tamarix L.)灌木或乔木[1]。2010年7月,中国科学院西北高原生物研究所科研人员在海拔2 700 m的青海省同德县境内发现1片野生甘蒙柽柳古乔木居群,其中最大的1株胸径达327 cm,株高为1 130 cm,树龄初步估测为400～500 a。这片甘蒙柽柳古林资源对于研究气候变化和柽柳属植物的演化过程具有重要的科学意义。现今,这片珍贵稀有的甘蒙柽柳古林正面临因水电站建设而被淹没的危     

中国柽柳属植物的分支分类研究

选取生长习性、植物形态、解剖结构、花粉特征以及种子微形态特征等共66个性状,采用简约法对国产柽柳属16种植物及外类群红砂Hololachne songarica进行分支分析,并用靴带检验法(Bootstrap)计算内部分支的支持率。分支图表明,国产柽柳属植物分为4个分支,分别属于Baum(1978)所划分的组Ⅰ及组Ⅱ中不同的系,从一个侧面说明基于经典分类所划分的组是比较自然的,同意Baum的属下分类系统。同时,基于分支分类结果并结合分子证据,对国产柽柳属属间亲缘关系及有争议种的分类学地位进行了探讨,认为甘蒙柽柳是独立于中国柽柳的种,多花柽柳是独立于多枝柽柳的种,盐地柽柳是刚毛柽柳的变种,而叶抱茎呈鞘状的沙生柽柳和莎车柽柳系统学关系很近,是较为原始的一类柽柳。     

内蒙古产柽柳和多枝柽柳α-葡萄糖苷酶抑制活性

首次利用体外α-葡萄糖苷酶抑制模型以96微孔板法,对内蒙古产2种柽柳属植物不同溶剂提取物进行活性评价,并与阳性对照Acarbose比较,发现6种提取物均有较好的α-葡萄糖苷酶抑制作用,远远强于阳性对照Acarbose(IC50=1103.01μg·mL-1)的抑制活性。结果显示,同一植物不同溶剂提取物相比较,两者石油醚提取物α-葡萄糖苷酶抑制活性不及乙酸乙酯和正丁醇提取物;不同植物同一溶剂的提取物抑制活性也不同,6种提取物中,多枝柽柳的正丁醇和柽柳的乙酸乙酯提取物抑制活性最高(IC50=13.36和17.35μg·mL-1)。所有提取物对α-葡萄糖苷酶活性的抑制效果均很好,且多枝柽柳抑制活性整体上较柽柳好,具有良好的潜在开发价值。     

柽柳科系统学研究中一些问题探讨

综合多方面研究结果,对柽柳科系统学研究中的一些问题,包括科的系统位置、属的划分及分化进行了探讨,认为:柽柳科和瓣鳞花科(Frankenaceae)构成姊妹类群,同属于石竹目或石竹亚纲;基于形态和分子证据,认为红砂属归入琵琶柴属、山柽柳属独立成属更为合理,但山柽柳属是否为杂交属尚需进一步研究。柽柳科包括红砂族(仅包括琵琶柴属)和柽柳族(包括柽柳属、山柽柳属、水柏枝属),柽柳属联结红砂族和柽柳族。     

柽柳科柽柳属的植物地理研究

柽柳属是典型的旧世界温带分布属。对柽柳属3组68种的分布进行了分析,发现本属3个频度分布中心依次为伊朗—吐兰区的西亚亚区(30种／3组,其中特有种13种),中亚亚区(20种／2组,其中特有种6种)和地中海区(12种／3组,其中特有种6种)。由于伊朗—吐兰地区的西亚亚区存在本属最多的组与种、特有种多且可以见到柽柳属系统发育系列,因而认为该亚区是现存本属植物的现代分布中心和分化中心。地中海地区包含的组、种数仅次于伊朗—吐兰区,并且特有种为6种,带有新特有种的性质,全是系统发育上相对年轻、进步的类型,被认为是本属的一个次级分布中心,另一个次级分布中心在中亚亚区,尤其是中国西北干旱地区。根据柽柳属植物的现代地理分布、化石资料及地质历史资料,推测柽柳属起源于古地中海热带成分盛行的早第三纪始新世,具有起源古老的性质,并且随着晚第三纪古地中海的退缩、气候逐渐干旱而得到进一步发展,产生许多新的以温带成分为主适应旱生环境的现代柽柳属种类。柽柳属起源之后,首先繁衍、散布到以伊朗为中心的现代分布中心,其后以伊朗为廊道向西、向东扩散,在地中海沿岸、东非、阿拉伯半岛、非洲西南部及亚洲中部的荒漠地区得到发展。     

羌活(Notopterygium incisum)nrDNAITS和cpDNA rpl20-rps1序列分子进化特点的分析

应用PCR产物直接测序法分析了羌活居群间nrDNA(核糖体DNA)ITS序列和cpDNA(叶绿体DNA)rpl20-rps12的碱基差异,从而初步研究两套植物基因组的变异速率。采用改良的CTAB法从硅胶干燥的羌活叶片中提取总DNA,并对nrDNA ITS和cpDNA rpl20-rps12区域进行扩增、纯化、测序。nrDNAITS序列共有635 bp,有变异位点17处,变异位点百分率为2.68%,(G+C)含量为57.83%。cpDNA rpl20-rps12序列共有767 bp,有变异位点35处,变异位点百分率4.56%,(G+C)含量为33.06%。比较发现,羌活nrDNAITS区域较cpDNA rpl20-rps12序列保守,变异速率较慢。通过对ITS和rpl20-rps12序列单倍型(haplotype)进行分析发现,两者得出的结论一致,即现有分布范围经历了居群近期范围扩张。因此,羌活nrDNA ITS序列适合该种的谱系地理学研究。     

中国柽柳科植物花粉形态特征聚类分析

在观察了中国柽柳科(Tamaricaceae)4属27种植物花粉形态的基础上,对其进行了聚类分析。观察结果表明:该科植物花粉为三沟类型,无三拟孔沟类型,形态及外壁雕纹属间差异明显。花粉特征聚类分析结果表明,中国柽柳科植物花粉大致划分为明显的三组,所包含的种(某些种除外)分别隶属于柽柳科的4属:琵琶柴属(ReaumuriaLinn.)、水柏枝属(MyricariaDesv.)、山柽柳属(MyrtamaOvcz&Kinz.)和柽柳属(TamarixLinn.),而有争议的山柽柳属虽同柽柳属聚在一起,但也较早地分出成为独立的一支,结合种子形态及分子生物学证据,支持将秀丽山柽柳从水柏枝属中分出而另立新属,为传统分类学将该科划分为4属提供了依据。聚类分析进一步将水柏枝属植物花粉和柽柳属植物花粉分别分为2种类型,而琵琶柴属植物花粉类除个别种体积存在差异外,其纹饰类型较为单一,仅划分为1种类型。柽柳属植物花粉聚类分析结果与该属植物花盘类型的划分结果基本一致,融生花盘类型植物的花粉则在两组中均有出现,可能是间生花盘和假顶生花盘类型间的过渡类型。     

黄河上游甘蒙柽柳生长对极端旱涝的响应

青藏高原黄河上游河岸带是典型的生态脆弱区, 然而近年来气候变暖加剧了该地极端旱涝事件的频繁发生, 高原河岸带生态脆弱区植被是否能够应对极端旱涝事件的干扰成为流域生态环境管理工作所关注的重点问题。为了研究黄河上游河岸林中主要树种对极端旱涝的响应, 该研究选取青海省同德县和兴海县3处河岸林中的47株甘蒙柽柳(Tamarix austromongolica), 分别从树干面向邻近山体一侧及与之垂直的一侧分别获取1根树轮样本, 分析其历史生长。通过对比两个方向上的生长速率判断甘蒙柽柳是否受到地质灾害影响从而将其划分为受伤组和对照组, 分析两组甘蒙柽柳在过去63年中径流极值年的抵抗力状况及两个方向的生长差异。研究发现, 甘蒙柽柳对干旱和洪涝均有着很强的抵抗力, 河岸带多样化的水分来源有助于甘蒙柽柳在极端干旱环境中较好地生长; 但洪涝伴随泥石流等地质灾害的频发使甘蒙柽柳面向山体侧面受到严重的生长抑制, 表现出显著的方向性差异, 从而影响甘蒙柽柳的形态。较长的创伤恢复期带来的遗留效应可能造成甘蒙柽柳对外界干扰的较高敏感性。研究黄河上游甘蒙柽柳生长对极端旱涝的响应, 将有助于评估生态脆弱区生态弹性过程, 同时为高原河岸带生态建设和恢复提供科学依据。     

不同盐分水平对中国柽柳和甘蒙柽柳根系生长及生理特性的影响

柽柳作为黄河三角洲湿地的重要优势种,对盐渍化环境具有较好的适应性。根系作为植物直接感受盐分变化的器官,研究其生理生态特性对盐分条件的响应,对植物生存、土壤改良及植被恢复等具有重要意义。以一年生中国柽柳和甘蒙柽柳插穗为研究材料,采用水培法,设置6个盐分水平:CK(空白对照)、0.4%、0.8%、1.2%、2.4%、3.6%进行试验,测定生根率、根寿命、根系生物量等生长指标及根中过氧化氢酶(CAT)、ATP合成酶活性和脱落酸(ABA)含量等生理指标,研究不同盐分水平对根系生长及生理特性的影响。结果表明:中国柽柳和甘蒙柽柳适合扦插在含盐量低于0.8%的培养溶液中;含盐量超过0.8%后,扦插穗生根率显著降低,且含盐量3.6%时甘蒙柽柳不生根;含盐量超过1.2%时,中国柽柳及甘蒙柽柳根系生长受到显著抑制,且中国柽柳受抑制程度较大;中国柽柳和甘蒙柽柳在高盐条件下均会通过增加根系生物量分配比例来缓解盐分对根系的危害;中国柽柳ATP合成酶活性、CAT活性在含盐量低于0.8%时增加,含盐量超过0.8%时,活性降低;脱落酸含量随含盐量增加先增加,含盐量超过1.2%时减少;甘蒙柽柳则随含盐量升高一直保持减少趋势。     

中国柽柳科（Tamaricaceae）花粉形态研究及其分类意义的探讨

研究观察了中国柽柳科（Tamaricaceae)4属27种植物的花粉形态。中国柽柳科植物花粉为三沟类型,无三拟孔沟类型,形态及外壁雕纹属间差异明显。根据花粉资料,探讨了属间的进化关系和分类地位及本科植物花粉外壁的演化途径。     

中国柽柳科植物叶解剖特征与分类关系的探讨

对分布于新疆的柽柳科植物叶的结构进行了比较观察,结果表明：水柏枝属叶为一般背腹叶,具湿中性特征;红砂属植物的叶横切面呈扁圆形,栅栏组织呈现状排列于表皮之下;柽柳属的叶与一般的背腹叶不同,栅栏组织位于远轴面,海绵组织位于近轴面。同时对叶的解剖结构与分类关系进行探讨,认为柽柳科植物的某些叶特征稳定且具类群特异性,在确定亲缘关系和分类方面具有重要意义。最后列出了柽柳科分属和柽柳属分种检索表。     

新疆野苹果叶绿体DNA变异与遗传进化分析

利用4对叶绿体DNA引物对来源于新疆巩留、霍城和新源3个地区的242份新疆野苹果种质资源的4个非编码区trn H-psb A、trn S-trn G spacer+intron、trn T-5′trn L和5′trn L-trn F进行了扩增,基于4个叶绿体基因间区的序列变异,从母系遗传的角度评价了遗传变异和不同居群的遗传进化关系。结果表明:4个叶绿体DNA非编码区经测序、拼接、比对和合并之后的片段长度为3812 bp,共有171个多态性变异位点,其中包含6个单一突变位点、16个简约信息位点和149个插入-缺失位点。在242份新疆野苹果种质中,trn H-psb A、trn S-trn G spacer+intron、trn T-5′trn L和5′trn L-trn F区域的变异位点的数量分别为68个、25个、77个和1个,单倍型数量分别为36个、6个、6个和2个,合并之后的叶绿体DNA片段的单倍型为52个。核苷酸多样性和单倍型多样性最高的区域均为trn H-psb A(Hd=0.773,Pi=0.01982),最低的为5′trn L-trn F(Hd=0.025,Pi=0.00002)。242份新疆野苹果种质4个叶绿体DNA区域合并后的遗传多样性较高(Hd=0.806,Pi=0.00291)。Tajima′s D检验中,4个cpDNA区域合并后片段在P0.05水平上显著,4个cpDNA区域整体不遵循中性进化模型,自然选择的压力是新疆野苹果遗传进化的主要动力。新疆野苹果的遗传变异主要存在于居群内部,新疆巩留和新源居群间的遗传距离较近,与霍城居群间遗传距离相对较远,居群间的遗传分化与地理距离相关。3个地区的新疆野苹果各自经历着遗传分化但又存在频繁的基因交流,有向新疆新源的新疆野苹果演化的趋势。     

柽柳属植物水分状况的研究

根据对柽柳属13种植物的水分状况(总含水量、水势、水饱和亏缺、持水力和蒸腾强度的季节性变化)测定对比的结果认为,在新疆的吐鲁番地区可以选用多枝柽柳、多花柽柳、甘蒙柽柳和山川柽柳进行固沙造林较为适盘。     

新疆干旱区4种柽柳灌丛碳贮量特征

灌丛有机碳贮量对研究干旱区土壤特性及碳循环具有重要意义。以分布于新疆南北疆荒漠区的4种柽柳灌丛(多花柽柳Tamarix hohenackeri、多枝柽柳Tamarix ramosissima、刚毛柽柳Tamarix hispida、沙生柽柳Tamarix taklamakanensis)为研究对象,对其生物量碳和土壤有机碳的分布特征进行了研究。结果表明:1)生物量碳密度从大到小顺序为刚毛多花沙生多枝,生物量碳密度在0.59—2.35 Mg C/hm~2之间,其中,地上生物量碳密度在0.31—0.94 Mg C/hm~2之间,0—100 cm地下植物碳密度在0.28—1.49 Mg C/hm~2之间,根冠比在0.92—1.71之间。2)土壤有机碳密度从大到小的顺序是多花刚毛沙生多枝,多花和沙生柽柳灌丛土壤有机碳密度的最大值出现在表层0—10 cm,多枝和刚毛柽柳灌丛土壤有机碳密度的最高值出现在土层深度为10—20 cm处。4种柽柳灌丛0—10 cm土层土壤有机碳含量在13%—43.7%之间,地下1 m内,0—50 cm土壤有机碳密度所占比例为82.3%—96.4%之间。3)根据分布面积计算,新疆荒漠区4种柽柳灌丛碳贮量在(0.28±0.03)—(56.96±5.36)Tg(1Tg=10~(12)g)之间,总有机碳贮量为(75.00±6.76)Tg。其中,有机碳贮量最多的是刚毛柽柳灌丛,多花柽柳最低。4)4种柽柳灌丛土壤有机碳和生物量碳均表现出了与土壤含水量和土壤有机质的显著相关性,土壤有机碳(C_s)与土壤含水量(X_1)、有机质(X_2)、全N含量(X_3)和电导率(X_4)呈极显著正相关(P0.01),多元线性回归方程为C_s=3.433-10.943X_1+0.378X_2-2.935X_3+0.017X_4;生物量碳(C_p)与土壤含水量、有机质呈显著正相关(P0.05),多元线性回归方程为C_p=2.042-11.930X_1+0.011X_2。说明不同类型的柽柳对水分和有机质的要求不同,碳汇能力和对荒漠生态系统的作用也不同。因此,从物种利用角度来看,选择也应有所侧重。     

窄叶鲜卑花(Sibiraea angustata)nrDNA ITS和cpDNA trnL-F序列分子进化特点的分析

应用PCR产物直接测序法分析了窄叶鲜卑花居群间nrDNA(核糖体DNA)ITS序列和cpDNA(叶绿体DNA)trnL-F的碱基差异,并与cpDNAtrnS-G序列和rpl20-rps12序列进行比较,从而初步研究两套植物基因组的变异速率。采用改良的CTAB法从硅胶干燥的窄叶鲜卑花叶片中提取总DNA,并对nrDNA ITS和cpDNAtrnL-F区域进行扩增、纯化、测序。nrDNA ITS序列共有601 bp,有变异位点3处,变异位点百分率为0.05%,(G+C)含量为41.4%。cpDNAtrnL-F序列共有927 bp,有变异位点1处,变异位点百分率0.01%,(G+C)含量为32.6%,两种序列的核苷酸多样性非常低。比较发现,窄叶鲜卑花nrDNA ITS区域较cpDNAtrnS-G序列和rpl20-rps12序列保守,变异速率较慢,比cpDNAtrnL-F序列变异速率稍快。通过对ITS序列单倍型(haplotype)进行分析发现,窄叶鲜卑花现有分布范围经历了居群近期范围扩张,与叶绿体基因组(trnS-G和rpl20-rps12序列)得出的结论一致。因此,窄叶鲜卑花nrDNA ITS序列适合该种的谱系地理学研究。     

国产柽柳科3属6种植物营养枝的解剖观察

对国产柽柳科3属6种植物(琵琶柴、沙生柽柳、山川柽柳、多枝柽柳、刚毛柽柳、疏花水柏枝)营养枝解剖结构的比较研究表明：其当年生营养枝在表皮是否具毛、皮层细胞的形态结构、维管束排列方式、形成层的发生、髓部面积及内含物等性状上存在差异,并根据这些差异列出了分属检索表。所选6种植物生态型各不相同,其中琵琶柴为地带性超旱生小半灌木,柽柳为非地带性的潜水性旱、中生灌木,疏花水柏枝为湿、中生灌木。通过比较这6种植物的解剖结构,发现随着生境由湿生向旱生变化,营养枝解剖结构也发生了相应的变化,并与生境形成了良好的适应。     

塔克拉玛干沙漠北缘柽柳灌丛沙堆对甲虫的庇护作用

以塔克拉玛干沙漠北缘典型荒漠区柽柳灌丛沙堆-柽柳包为研究对象,在2005—2006年期间调查了柽柳包及相邻沙漠裸地地表甲虫多样性。结果表明:2005年和2006年柳包上地表甲虫个体数量和物种数均高于沙漠裸地,柽柳包上的地表甲虫物种数分别为21种和16种,沙漠裸地中分别为10种和12种,柽柳包上物种丰富度明显高于沙漠裸地。选取优势种髋胫小土甲(Penthicicus koltzei Reitter)进行相对种群密度的估算,髋胫小土甲在柽柳包上分布数量较多,密度可达到每平方米在13头以上;但沙漠裸地仅有6头左右。柽柳包对甲虫多样性有明显的庇护所的作用,有利于维持甲虫物种多样性。2种不同生境条件下地表甲虫的数量存在明显的季节变动,其数量高峰分别出现在2005年6月和2006年7月,可能与不同季节环境的极端性(如气温峰值和洪水早晚)导致的食物丰富程度有关。     

额济纳湿地多枝柽柳种群的遗传多样性与遗传结构

多枝柽柳(Tamarix ramosissima)是干旱区分布最广的柽柳属植物之一,可分布在沙荒地、干旱盐碱地和盐碱湿地等生境中,在维持特定生态系统稳定和保护植物种质资源多样性方面具有重要作用。该研究利用14个EST-SSR分子标记,分析了阿拉善额济纳湿地12个天然多枝柽柳种群(191个个体)的遗传多样性和遗传结构,为额济纳湿地多枝柽柳种质资源的管理、保护和利用提供理论依据。结果显示:(1)14个EST-SSR标记在191个多枝柽柳个体中共扩增出79个等位基因(N_a),平均每个基因座上的等位基因数为5.6,期望杂合度(H_e)平均为0.55,观测杂合度(H_o)平均为0.29,多态信息含量(PIC)平均为0.51,说明所调查种群的遗传变异信息丰富。(2)12个多枝柽柳种群的平均多态位点比率为97.0%,平均Shannon's信息指数(I)为0.862,平均固定指数(F)为0.332,表明该地区多枝柽柳群体的遗传多样性较高。(3)种群内的近交系数(F_(is))为0.366,种群间的平均遗传分化系数(F_(st))为0.079,平均基因流(N_m)为4.425,表明所调查种群间的基因交流频繁,且种群内的遗传变异明显高于种群间。(4)在遗传结构上,12个多枝柽柳种群可分为4个亚群;种群间的遗传距离与地理距离无相关性(r=0.194,P=0.120)。研究发现,所调查的多枝柽柳种群具有较丰富的遗传多样性,但它们均呈现出一定程度的杂合子不足及近交现象,对该地区多枝柽柳遗传多样性的长期维持构成了潜在不利影响。