四合木(Tetraenamongolica)林地昆虫群落的组成、结构及多样性特征

濒危植物四合木(Tetraena mongolica)为我国特有的蒺藜科单种属落叶小灌木.对四合木林地昆虫群落进行了调查,共得昆虫标本11363号,263种.隶属于67个科(或总科)11个目.同翅目的个体数量和优势度指数最高;膜翅目的物种丰富度和多样性指数最大;双翅目的均匀度最大.数量优势类群(＞10％)为木虱和叶蝉类,常见类群(1％～10％)是象甲、小蜂、粒脉蜡蝉、拟步甲、蚂蚁、蝽科、皮蝽、盲蝽、斑翅蝗科昆虫.营养结构中植食性类群在种类和数量上占绝对优势,其中的吸食类昆虫优势度最大;天敌昆虫以寄生性类群为主,多样性最高;捕食性和中性昆虫的种类和数量相对较少,但捕食者的均匀度最高.灌木层与草本层相比,灌木层昆虫群落的物种丰富度和个体数量明显占优;优势种的优势度大.而草本层昆虫群落的多样性和均匀度高.2层整体的相似性低.膜翅目的共有种最多.     

四合木种群的生态适应性

通过四合木异地播种生长量比较、以及四合木对土壤的适应性和对水热综合因子的适应性分析,得到如下结果：（1）四合木生长量高低的顺序为乌海区的东胜土（12．12g）〉乌海区的乌海土（10．62g）〉东胜区的乌海土（3．10g）〉东胜区的东胜土（2．59g）。同一地区不同土壤间四合木生长量之间没有差异（P≥0．05）,不同地区相同土壤间的生长量之间却有十分显著的差异,说明了土壤条件对四合木的生存影响是次要的,气候条件是保证四合木生存的最重要的条件。（2）四合木分布区与异地保护区之间9种土壤微量元素具有差异,但由于四合木植株中的微量元素含量均高于土壤中的有效量,说明四合木对微量元素具有富集作用,土壤微量元素含量不是四合木成活与生长的限制因子。（3）四合木分布区与异地保护区之间各月平均温度差异显著;全年气温日较差以及温暖指数、寒冷指数、湿润指数和水热综合因子指数差异显著;生长季地表地温昼夜温差具有特殊性,这可能是异地保护不易成功的限制因子之一。     

四合木茎插穗生根的解剖学研究

采用石蜡制片法对四合木茎插穗不定根的形成进行了解剖学研究,探讨四合木生根类型、生根部位、愈伤组织与生根的关系以及不定根的形成过程。结果显示:(1)四合木具有典型的木本植物茎结构,茎皮层内未发现厚壁组织。(2)四合木茎薄壁组织含有丰富的淀粉粒和蛋白质。(3)四合木茎插穗内无潜伏根原基,不定根由诱生根原基发育形成,诱生根原基是由愈伤组织自身的薄壁细胞反分化形成。研究表明,愈伤组织是孕育不定根的前提,四合木扦插生根属于愈伤组织生根类型。     

荒漠植物四合木(Tetraena mongolica Maxim.)EST-SSR标记的识别与开发

四合木(Tetraena mongolica Maxim.)是内蒙古东阿拉善-西鄂尔多斯地区的特有珍稀植物,为古地中海孑遗物种。自然环境恶化和人类活动干扰,使其生境发生了严重的破碎化,甚至消失。有限的分子标记限制了对该植物种质遗传多样性和生存现状的认识。本研究通过转录组测序,构建了含有119603条Unigenes的四合木表达序列文库,系统识别了表达序列标签简单重复序列(EST-SSR,expressed sequence tag-simple sequence repeat),进行了SSR位点的特性分析和标记开发。结果显示,在21065条Unigenes中共检测出25721个SSR位点;SSRs在四合木转录组中的出现频率为21.51%,单、二和三核苷酸重复最丰富的类型为A/T、AG/CT和ATC/ATG;在选取的39个SSR中,32个具有多态性,在48个个体中共鉴定出140个条带,Ho和He的变化范围分别为0.167~0.792和0.252~0.789,均值分别为0.462和0.579,PIC值变化范围为0.218~0.746,均值为0.518。本研究所开发SSR标记可进一步应用于四合木遗传结构和适应进化机制的研究中,能推动该种质资源的保护、开发与利用。     

四合木根部及茎部导管分子比较解剖学研究

采用显微照相技术对四合木根、茎部导管分子形态特征及数量特征进行比较研究,并运用SMA分析导管分子长度与直径之间的异速生长关系,探讨四合木的次生木质部导管分子对草原化荒漠地区的适应特性。结果表明:(1)四合木根部与茎部导管分子均以孔纹、网纹和两端无尾类型为主,具单穿孔板。(2)四合木根部与茎部导管分子在长度上均为短级水平,直径上均为小级水平,且宽窄导管并存;茎部导管分子较根部导管分子更加"小型化"。(3)不论根部或茎部,其导管分子的长度与直径之间均表现出异速生长的关系,且导管分子长度的增长速率大于直径的增长速率。这些结果有助于从细胞学尺度上了解荒漠区木本植物对草原化荒漠地区的适应策略。     

濒危种四合木与其近缘种霸王水分关系参数和光合特性的比较

运用压力室-容积技术(P-V技术)对西鄂尔多斯地区特有的濒危植物四合木(Tetraena mongolica Maxim.)和生长于同一生境的近缘种霸王(Zygophyllum xanthoxylon (Bunge) Maxim.)的7个水分关系参数饱和含水量时最大渗透势(Ψ_s^sat) 、初始质壁分离时的渗透势(Ψ_s^tlp) 、初始质壁分离时渗透水相对含量(ROWC^tlp) 、初始质壁分离时的相对含水量(RWC^tlp) 、质外体水的相对含量(AWC) 、束缚水与自由水的比值(V_a / V₀),以及细胞最大弹性模量(ε^max)进行了测定,同时利用Li-6400光合作用测定系统测定了二者叶片气体交换参数的日变化,从生理生态学角度探讨了二者生存力、适应力的差异。结果表明:1)四合木的ε^max、ROWC^tlp值和RWC^tlp值均显著低于霸王,而Ψ_s^sat值Ψ_s^tlp值、AWC和V_a / V₀高于霸王。二者保持膨压的能力和方式不同,四合木表现为较小的细胞体积和较强的持水能力,主要以高的组织弹性来保持膨压,而霸王主要以增加细胞质浓度的渗透调节来维持膨压,弹性调节较弱。且四合木保持最大膨压的能力和维持最低膨压的极限渗透势低于霸王,耐旱性弱于霸王。2)自然条件下,四合木和霸王叶片的光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)日进程均呈"双峰"曲线,主峰出现在11:00时,次峰出现在15:00时左右,光合作用的午间降低是由气孔导度(Gs)降低造成的。二者相比,四合木光合速率和水分利用效率(WUE)低于霸王,光合能力和对干旱环境适应能力弱于霸王。研究表明四合木在生理生态学方面的生存力、适应力弱于霸王。     

四合木种群生殖对策的研究

 通过研究四合木(Tetraena mongolica Maxim)种群的生殖对策,发现四合木既可进行有性生殖,又可进行营养繁殖,以有性生殖为其主要的生殖方式。有性生殖过程中具以下特征：1)具有自交和异交相结合的交配系统,异交比例(50％)高于自交比例(15％);2)具有花多果少的生殖格局,其开花率与生境、降水、植株年龄关系密切,不同种群的开花率有一定差异,种群的年龄结构对开花率有较大影响。在3～5月降水丰富的情况下,不仅开花比例高(40％～80％),且每一植株的花量很大。不同年份种群结实率普遍偏低,3～5月降雨较少的1996年平均结实率为19.8％;3～5月降雨较多的1998年为12.2％。只是由于开花基数大,对四合木种群种子的总产量不会造成较大威胁;3)胚胎发育过程中败育比率极高,只有约10％～20％的胚能发育成熟。     

四合木(Tetraena mongolica)分布区景观结构时空变化分析

利用3S技术、1972年航空黑白像片、1988年TMCCT磁带数据以及1995年1:10万TM影像等信息源,以斑块为最小景观结构单元,对西鄂尔多斯特有种四合木(Tetraenamon-golica)的分布及其分布区的景观结构进行了研究。结果表明:(1)四合木的分布区面积约为2754km₂;(2)分布区面积及斑块平均面积都在减少。1988年实际占有1456km₂,1995年为1268km₂,平均每年减少27km₂,单个斑块平均面积1988年为18.79km₂,1995年为15.38km₂,减少了18.1%;(3)四合木分布面积的减少在不同时空尺度上并不相同,1988～1995年间的年变化率比1972～1988年间的年变化率高5倍,空间尺度上城市工业区的年变化率比放牧分布区高。     

残遗植物半日花与四合木生理生态特征的比较研究

利用ＣＩ－３０１ＰＳ便携式光合作用测定仪,ＣＩ－２０３手持式激光叶面积测定仪对濒危植物半日花和四合木进行了光合、蒸等生理生态学指标的测定,揭示了２种荒漠植物的生理生态学特征,并探讨了其对干旱生态环境的适应机制。分析表明,２种植物都是通过减少叶面积、降低蒸腾、减新新陈代谢活动来抵御干旱、高温的自然环境。     

中国特有种四合木种群遗传多样性的RAPD分析

采用随机扩增多态性 DNA(RAPD)技术检测了西鄂尔多斯高原特有种四合木种群 5个斑块的遗传多样性。2 2个扩增引物产生 1 1 6条带 ,Shannon信息指数和 Nei指数对 RAPD数据的分析表明 :四合木种群存在较高的遗传多样性 ,其中千里山斑块的遗传多样性和多态位点比例较高 ,石嘴山斑块的最低。遗传多样性的 86.5 %存在于斑块内 ,斑块间的遗传变异为 1 3 .5 %。遗传距离与地理距离无直接相关关系。这些结果说明 ,遗传多样性反映了四合木种群基因组 DNA存在较高的变异性 ;同时各斑块间存在一定的基因流 ,四合木各斑块可看成是处于同一种群的半隔离状态 (meta-种群 ) ,对四合木应注意保护遗传多样性丰富的 meta-种群。