沙生植物沙鞭不同居群形态变异研究

以沙鞭(Psammochloa villosa Bor.)20个自然居群为研究对象,对其株高、花序长度、旗叶长度、旗叶宽度和小穗长度等12个表型性状进行形态变异研究。结果显示,12个性状群体间F值为1.832~8.958,达到显著或极显著水平,表明沙鞭不同居群表型性状存在广泛变异,且变异程度各不相同;主成分分析结果显示,前4个主成分代表了沙鞭形态多样性的82.277%,其中旗叶长度、旗叶宽度、颖片长度、小穗长度等是造成不同居群表型性状差异的主要因素;依据欧式距离对参试居群进行的UPGMA聚类分析结果表明,当遗传距离为20.5时,可以将20个沙鞭野生居群划分为两类,且各表型性状并没有依居群地理分布而聚类。     

不同降水条件下沙鞭种群非生殖株丛空间格局分析

植物空间分布格局是物种自身生物学特性与环境因素共同作用的结果,非生殖株丛空间分布格局能够揭示物种无性繁殖与种群扩张过程对异质生境的生态学适应机制。利用基于完全随机、泊松聚块和嵌套双聚块模型的点格局方法和群落学调查,分析了沙鞭(Psammochloa villosa)种群非生殖株丛空间分布格局,探讨了空间格局对降水梯度的响应和适应过程。结果表明：(1)聚集分布是沙鞭种群非生殖株丛的主要类型。在89 mm/a、107.8 mm/a、117.4 mm/a、186 mm/a、191.1 mm/a、363 mm/a降水梯度上聚集尺度分别为3—126 cm、9—200 cm、9—129 cm、6—77 cm、2—95 cm、2—96 cm;(2)基于完全随机模型的空间分布格局对降水的响应规律显著,整体表现为随干旱程度加剧,沙鞭种群非生殖株丛聚集尺度从2—96 cm下降至6—77 cm;(3)在107.8 mm/a、117.4 mm/a、191.1 mm/a、363 mm/a降水梯度上,基于泊松聚块模型的空间分布格局分别在15—19 cm、2—6 cm、2—4 cm、9—25 cm尺度正向偏离泊松聚...     

切断根茎对根茎禾草沙鞭的赖草克隆生长的影响

为了研究半干旱内陆沙化生境中植物克隆整合对克隆植物基株扩展能力和对克隆植物株定居逆境能力的贡献,在内蒙古鄂尔多斯高原毛乌素沙地对根茎禾草沙鞭和赖草,进行了以切断根茎为处理的野外实验。实验结果表明,切断根茎处理使根茎禾草沙鞭基株的幼小部分（观测单元）在实验期间根茎数量增量,地上枝数量增量,地上枝总长度增量,主根茎节数增量,根茎节总数增量,主根茎长度增量和根茎总长度增量显著地减少。然而,切断根茎处理对     

根茎禾草沙鞭的克隆基株及分株种群特征

 在内蒙古沙地站对根茎禾草沙鞭的观测实验发现,沙鞭具有规则的克隆生长、“游击型”克隆构型和相当快的克隆扩展。其地下根茎的寿命至少2年。这些发现指示着该植物种可能具有很强的克隆整合。对内蒙古沙地站和内蒙古草原站的单种沙鞭分株种群的比较和在各站对单种和混交沙鞭分株种群的比较发现,不同地点和在不同群落条件下的沙鞭分株种群在许多重要性状上都存在差异。这些结果暗示着克隆可塑性对沙鞭生态适应性的可能贡献。关于沙鞭克隆整合和克隆可塑性的进一步研究是必要的。     

沙埋和种子大小对固沙禾草沙鞭的种子萌发与幼苗出土的影响

该文研究了野外条件下不同深度的沙埋对沙鞭(Psammochloa villosa)种子萌发和幼苗出土的影响,以及温室条件下种子大小对不同深度沙埋后的种子萌发和幼苗出土的影响。结果表明,沙埋深度显著影响沙鞭的种子萌发率、幼苗出土率和种子休眠率。沙子表面的种子不能萌发。2 cm的浅层沙埋时的种子萌发率和幼苗出土率最高,1 cm 沙埋的种子萌发率和幼苗出土率次之。沙埋深度超过2 cm之后,沙鞭的种子萌发率和幼苗出土率与沙埋深度呈负相关。2 cm的种子休眠率最低。从2 ~12 cm,种子休眠率随着沙埋深度的增加而增加。在幼苗能够出土的深度(1~6 cm),幼苗首次出土所需的时间随着沙埋深度的增加而延长。种子大小对沙鞭的种子萌发率没有显著影响。但是在深层沙埋(6 cm)时,与小种子相比,大种子产生的幼苗的出土率较高。从2~6 cm,大种子形成的幼苗的茎长度都较长。     

沙生植物沙鞭叶表皮微形态特征及其生态适应性研究

利用光镜对沙生植物沙鞭50个代表种群的叶表皮微形态特征进行了观测、统计和分析,总结了代表种群叶表皮结构的异同,系统探讨了叶表皮微形态特征的分类学及生态适应性意义。结果表明,沙鞭叶表皮由长细胞、短细胞、气孔器细胞和刺毛组成,无微毛、大毛和乳突,表现为典型的狐茅型;脉间长细胞形态和壁波曲程度、短细胞形态和分布式样、气孔器体积大小与分布及副卫细胞形状、以及刺毛形态等在种群间具有明显差异,可将其鉴分为两大类。同时,沙鞭种群叶表皮气孔密度随环境干旱程度的增加而增加,第一类气孔密度大、第二类气孔密度小,这种结构有利于减少其体内水分的散失,进而更好地适应干旱环境,是对荒漠环境的一种微观形态解剖特征性适应。     

根茎禾草沙鞭的克隆生长在毛乌素沙地斑块动态中的作用

毛乌素沙地沙化景观是由众多不同类型和大小的斑块镶嵌而成的,许多生态学过程影响着这些斑块的动态,根茎禾草沙鞭的克隆生长就是其中之一.通过对有沙鞭生长的3块1hm2风蚀样地的野外调查和染料饲喂实验,研究了沙鞭的克隆生长在毛乌素沙化景观斑块动态中的作用.每块样地均被划分为625个4m×4m的格子,在3块样地的流沙斑块出现的植物中,沙鞭占据了最多的格子数.沙鞭根茎扩展的主要方向是从半固定斑块到流沙斑块,染料饲喂实验测量了沙鞭扩展到风蚀流沙斑块中的分株数、根茎分枝数、根茎长度和地上生物量.将不同斑块土壤含水量和沙鞭根茎在土壤中的分布进行比较发现,在沙鞭根茎分布集中的地下30～50cm处,流沙斑块的土壤含水量显著地高于半固定斑块.这一研究结果表明沙鞭的克隆生长在风蚀流沙斑块的固定和演变中起着非常重要的作用.     

切断根茎对根茎禾草沙鞭和赖草克隆生长的影响

为了研究半干旱内陆沙化生境中植物克隆整合对克隆植物基株扩展能力和对克隆植物分株定居逆境能力的贡献,在内蒙古鄂尔多斯高原毛乌素沙地对根茎禾草沙鞭（Rsammochloavillosa（Trin．）Bor）和赖草（Leymussecali－nus（Georgi．）Tzvel．）进行了以切断根茎为处理的野外实验。实验结果表明,切断根茎处理使根茎禾草沙鞭基株的幼小部分（观测单元）在实验期间根茎数量增量、地上技数量增量、地上枝总长度增量、主根茎节数增量、根茎节总数增量、主根茎长度增量和根茎总长度增量显著地减少。然而,切断根茎处理对另一根茎禾草赖草基株幼小部分（观测单元）的上述7个特征在实验期间的增量没有影响。这些结果指示着在克隆整合及其对克隆生长贡献方面的种间差异。沙鞭的克隆整合特性和克隆生长特性对它在水分短缺、蒸散剧烈、养分贫瘠、生境斑块化和扰动经常的沙化草地环境中的生存能力有重要贡献。     

根茎禾草沙鞭的等位酶变异及克隆多样性

沙鞭（Ｐｓａｍｍｏｃｈｌｏａｖｉｌｏｓａ（Ｔｒｉｎ．）Ｂｏｒ）是禾本科的一种沙生旱生植物,靠根茎进行无性生殖。采用１０种酶系统共１５个基因位点对中国科学院植物研究所内蒙古伊克昭盟鄂尔多斯沙地草地生态研究站的４个天然居群进行了遗传结构和克隆多样性分析。结果表明,和同类植物相比,沙鞭的遗传变异水平和克隆多样性均较低。沙鞭４个居群的遗传组成明显不同。石龙庙流动沙丘和石灰庙固定沙丘的基株数目多,遗传变异水平较高,而石龙庙固定沙丘和石灰庙半流动沙丘的基株数目少,只有１株或２株,且多样性水平极低。环境差异在沙鞭的等位酶变异上未得到反映。和其它克隆植物相似,沙鞭的大部分变异存在于居群间（ＧＳＴ＝６２．１６％）,居群内变异所占比例较少。沙鞭９１．６７％的基因型属地方型,无广布基因型。     

沙鞭不同居群染色体数目及核型分析

该研究采用常规压片法对分布于内蒙古高原的6个沙鞭居群的染色体核型进行研究,探讨沙鞭不同居群的核型特征及其进化关系。结果表明：(1)沙鞭6个居群的染色体数目恒定,均为2n = 2x = 46。(2)染色体有正中部着丝粒(M)、中部着丝粒(m)、亚中部着丝粒(sm)和亚端部着丝粒(st)4种类型,且中部着丝粒类型数量最多。(3)沙鞭不同居群核型公式存在差异。(4)核型类型有1A、2A、1B和2B型4种,染色体平均臂比介于1.29 ~ 1.62,长度比为1.73 ~ 2.68。(5)核型不对称系数处于55.96% ~ 59.95%,核型对称性较高,进化程度较为原始,其中37居群的核型不对称系数最大,进化程度较高,34居群的核型不对称系数最小,进化程度较低。(6)沙鞭6个居群聚为两类,37居群单独聚为一类,其他所有居群聚为一类,表明37居群与其他居群具有相对较远的亲缘关系。该研究首次报道了沙鞭不同居群的染色体核型特征及其进化关系,为以后沙鞭的系统进化和优良种质资源筛选奠定了细胞学证据。