不同生境条件下沙冬青种群分布格局与特征的初步研究

对阿拉善荒漠区不同生境出现的3种沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)种群的生态格局、密度特征、形态格局和动态特征进行了对比研究。结果表明:1)沙冬青种群因生境异质性而形成了各自的生态格局。在流动和半固定风沙地上,种群呈均匀分布,在半固定及砾质沙地、冲积洪积坡地和古河床上,种群呈集群分布。2)单株生长状况因种群密度和区域环境特点而形成了不同的形态格局。种群密度按流动沙地→半固定沙地和砾质沙地交错带→冲积洪积砾质坡地的次序依次减小,不同生境条件下种群密度与个体高度、幅度间、个体高度与幅度间的相关性不同。3)种群年龄结构因生境异质性形成了各自的年龄格局。在流动沙地上,种群内中、老龄个体数分布较均匀,但缺少幼龄个体,种群走向老龄化。半固定和砾质沙地交错带的种群内不但幼龄个体极少,而且种群内不同龄级个体数的分布不均匀,种群趋于衰退。砾质坡地上的种群内不同高度级和幅度级的个体数分布极不均匀,种群严重退化。4)3种生境中以沙冬青为优势种组成单优群落,种群内均出现严重断代现象,表现为老龄个体多,幼龄、中龄个体极少,种群缺乏后备资源的势态。     

沙冬青根瘤菌的抗逆性

沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)是西北荒漠地区珍稀常绿阔叶灌木,综合沙冬青分布区内气候、土壤和水分等因子,选取宁夏中卫县沙坡头、内蒙古磴口县、内蒙古阿拉善左旗、内蒙古乌拉特后旗作为样区,于2004年4月中下旬沙冬青的花期调查和收集根瘤,并结合地理环境对分离得到的根瘤菌进行抗逆性初步分析。调查发现根瘤的生成及其在宿主植物上的着生部位、大小、形状、颜色等因生境条件的不同而有所差异,水分是其主要的影响因子;分离得到根瘤菌17株,对其耐盐性、耐酸碱性、生长温度范围和抗生素抗性进行了研究。结果表明,64.7%的菌株可以在含3%NaCl的YMA培养基上生长;94.1%的菌株可以在pH 5~11的范围内生长;全部菌株在60 ℃处理10 min后仍能生长;不同菌株对不同抗生素表现出不同的抗性,ZW₄和WH₄¹对各抗生素表现出较强的抗性。分离自磴口县的根瘤菌普遍表现出较强的抗酸碱和抗高温的能力,这是对其环境的适应。本研究证明沙冬青根瘤菌具有较强的抗逆性,但菌株间存在差异,这可能是对沙冬青分布区多种景观生态类型的适应。同时测定了几种伴生植物中间锦鸡儿(Caragana intermedia)、猫头刺(Oxytropis aciphylla)和柠条(Caragana corshinskii)根瘤菌的抗逆性,与沙冬青根瘤菌表现出一定的相似性,具较强的抗逆性,说明生态环境对豆科植物-根瘤菌共生体有重要的影响。沙冬青的高抗性可能与沙冬青根瘤菌的高抗性有关。沙冬青与其根瘤菌的共生关系有利于其植物群落的发育和多样性的维系。     

蒙古沙冬青AmDREB2C基因的克隆及表达分析

蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)是中国西北荒漠区唯一的常绿阔叶灌木,具有很强的抗寒抗旱特性。利用PCR方法从该植物克隆到转录因子Am DREB2C的c DNA和基因组DNA的全长编码区,二者均由1191 bp组成,无内含子序列,编码由396个氨基酸残基组成的蛋白,其中含1个AP2结构域和1个核定位信号。表达分析显示,Am DREB2C的转录受低温和干旱胁迫的诱导。此外,将该基因编码区c DNA成功构建到植物表达载体p CAMBIA3300-35ST上,为后续研究其功能奠定了基础。     

两种沙生植物抗旱生理指标的比较研究

以沙坡头地区自然生长和人工灌溉条件下的沙冬青（Ａｍｍｏｐｉｐｔａｎｔｈｕｓ ｍｏｎｇｏｌｉｃｕｓ）和柠条（Ｃａｒａｇａｎａ ｋｏｒｓｈｉｎｓｋｉｉ）为材料,对它们部分抗旱生理指标的变化进行了研究,结果表明,沙冬青对干办迫最敏感,这些生理指标随着个体发育阶段的不同变化,并具种间差异性。可溶性糖和游离氨基酸（特别是Ｐｒｏ）在干旱环境植物中均有较高含量,沙冬青有较高的热值,类黄酮水平未见差异性变化。     

基于生态位理论的典型草原铁杆蒿种群化感作用

运用改进的Levins生态位宽度指数和Pianka生态位重叠指数,研究了典型草原草地建群种与优势种之间的生态竞争关系;并利用建群种(铁杆蒿)茎叶浸提液对不同优势种的化感种子进行发芽试验,分析铁杆蒿的化感潜力及其在封育草地中的生态地位.结果表明:封育草地中,本氏针茅的生态位最宽(0.99),其次为百里香(0.94)、铁杆蒿(0.82)和大针茅(0.76),赖草最窄(0.73);铁杆蒿与本氏针茅、本氏针茅与百里香、百里香与大针茅、铁杆蒿与百里香之间的生态位重叠值分别为0.90、0.95、0.94和0.86.不同浓度的铁杆蒿浸提液对植物的化感作用强度不同,表现为“低促高抑”.铁杆蒿浸提液对本氏针茅幼苗根系生长的化感促进作用要强于百里香,而对百里香幼苗芽生长的抑制作用要强于本氏针茅.甲醇浸提液的化感作用要强于水浸提液.铁杆蒿、本氏针茅、百里香和大针茅之间高的生态位重叠,说明该草地群落将继续向本氏针茅群落演替,铁杆蒿群落仅是一个重要的过渡演替阶段.铁杆蒿的化感作用在其中担负着驱动力的角色.     

异源表达蒙古沙冬青AmDREB1F基因提高转基因拟南芥的耐逆性

脱水应答元件结合蛋白 (Dehydration-responsive element binding proteins,DREBs) 是一类重要的植物耐逆相关转录因子。蒙古沙冬青Ammopiptanthus mongolicus是中国西北荒漠区特有的强耐逆常绿阔叶灌木。为探明其AmDREB1F基因在耐受非生物逆境中的功能和作用机理,文中对该基因编码蛋白的亚细胞定位、表达模式和转基因拟南芥的耐逆性进行了分析。结果表明：AmDREB1F编码的蛋白质定位于细胞核内;在室内培养幼苗中,该基因在正常条件下不表达,在低温和干旱胁迫下有较明显表达,在高盐和高温胁迫下仅有微弱表达,而在脱落酸 (Abscisic acid,ABA) 处理下不表达;在野外生长植株的叶片中,其表达量在秋末、冬季和早春远高于其他季节,而不同器官相比,其在根和未成熟果荚中的表达量远高于其他器官;将AmDREB1F在拟南芥中组成型表达可提高多个受DREBs调控的胁迫响应基因的转录水平,增强转基因株系对干旱、高盐和低温以及氧化胁迫的耐性,同时导致其生长发育延滞,外施赤霉素3可消除生长延滞现象;将该基因进行胁迫诱导表达也可提高转基因拟南芥对上述非生物胁迫的耐受性,而不影响其生长发育。这些结果说明AmDREB1F可能通过ABA非依赖的信号途径在响应和耐受逆境胁迫中起正调节作用。     

Biological Characterization of Heat-stable Antifreeze Proteins from Leaves of Ammopiptanthus mongolicus

Antifreeze protein(afp) was purified from the heat stable proteins in the leaves of Ammopiptanthus mongolicus (Maxim.) Cheng f. by two-dimensional electrophoresis-electrophoretic elution. Its molecular weight and pi are about 40 kD and 9.0 respectively, and its thermal hysteresis activity (THA) is 0.9 ℃ at 20 g/L. afp is different from other antifreeze proteins. The N-terminal 20 amino acids of afp is SDDLSFTFNKFVPCQTDILF. alp is abundant in leaves and may play an important role in the antifreeze process in A. mongolicus during the period of ovenwintering.     

沙冬青根瘤菌的电子显微镜研究

用透射电镜研究沙冬青根瘤中的根瘤菌。这种根瘤菌的精细结构不仅与生态环境有关,而且还随寄主细胞发育程度不同而异。在早期侵染细胞中,根瘤菌很少,一般呈圆形或椭圆形,电子密度很高,位于细胞壁附近。在成熟侵染细胞中,根瘤菌很多,布满了整个细胞,形态出现多样化。在衰老侵染细胞中,根瘤菌形状不规则,细胞质收缩,电子密度增高,内部结构模糊不清,有的甚至变成一团膜泡状结构     

沙冬青淀粉粒及其与叶绿体发育的关系

沙冬青叶绿体中的淀粉粒一般为１－３个,主要有４种类型。第１种外周部分电子密度较高,中央部分较低,但每个部分的电子密度十分均匀。它们近似椭圆形,附近的类囊体形态正常,结构清晰。第２种电子密度由外向内逐渐变低,多为椭圆形,附近的类囊体较清晰。第３种外周部分的电子密度很高,中央部分不均匀,形状多种多样,附近的类囊体有的不清晰。第４种电子密度很低,十分均匀,形状不规则,附近的类囊体已经解体或正在解体。分析表明,淀粉的形态变化明显与叶绿体发育有关。     

沙冬青属的细胞学研究

沙冬青属(Ammopiptanthus)植物仅两个种,即蒙古沙冬青(A.mongolicus)和新疆沙冬青(A.nanus),为第三纪残遗种,是中亚荒漠唯一的常绿阔叶植物,因珍稀,临危而被列为国家重点保护植物”。国内外对该属两个种的染色体数目的记载存在着差异。本文对沙冬青属两种植物的染色体数目和核型进行了分析研究,旨在为探讨该属植物的发生和系统发育,以及开展植物多样性保护和合理开发利用积累资料。     

基于SLAF-seq简化基因组技术的沙冬青SNP位点开发及遗传分析

选取分布在内蒙古、宁夏、甘肃10个地点的沙冬青个体,用SLAF-seq简化基因组技术进行测序。以大豆基因组为参照,通过生物信息学分析进行实验方案的系统设计,筛选特异长度的DNA片断,构建SLAF-seq文库,并通过高通量测序的方式获得海量序列,再通过软件分析比对,获得多态性SLAF标签,最后在多态性SLAF标签上开发大量特异性SNP位点。结果共获得374265个SLAF标签,其中多态性SLAF标签56295个。通过序列分析,共开发得到127278个SNP。对所有的SNP根据完整度>0.5,MAF>0.05过滤,共得到102025个高一致性的群体SNP。基于过滤后的SNP,运用数学统计学方法,对10份沙冬青个体完成系统进化树、群体结构、PCA分析,从基因组水平揭示不同个体之间的遗传分化关系。结果表明,通过群体结构分析发现这10个地点的沙冬青都来源于同一祖先,但由于地理位置的影响使得这10个地点的沙冬青在生长发育过程中发生了遗传分化。通过系统进化树发现分布在内蒙古的沙冬青具有较近的亲缘关系,甘肃和宁夏的沙冬青有较近的亲缘关系。     

8种木本旱生植物的木质部解剖学特性研究

从生态学角度对8种旱生植物木材的次生木质部结构进行了对比研究.结果表明,8树种次生木质部结构的共同特点为:生长轮分界明显(霸王和四合木的年轮有时不连续),半环孔材,单穿孔,导管壁间纹孔互列,木纤维无横隔膜,联合傍管轴向薄壁组织丰富,导管壁上呈现螺纹加厚,都具有异型射线;它们主要差异在于射线和导管的数量化指标:四合木异型射线1~2列,霸王、白刺、沙冬青和胡枝子射线2~5列,柽柳、柠条和花棒大型射线4~10列;导管分子长度和纤维长度在树种间和同一树种个体间差异较明显.四合木和沙冬青导管频率较大,导管管孔较小,因此Vulnerability和Mesomorphy值也较小,更能适应干旱环境.     

Characterization and function analysis of a cold-induced AmCIP gene encoding a dehydrin-like protein in Ammopiptanthus mongolicus.

A cDNA clone was isolated after difference screening from cotyledons of two-week cold-treated Ammopiptanthus mongolicus. The full-length cDNA sequence [designated as AmCIP (A. mongolicus cold-induced protein) gene] was 806 bp long and contained a 465 bp open reading frame (ORF) encoding a 16.6 kD protein of 154 amino acids. Bioinformatic analyses indicated that CIP belongs to dehydrin family with the features of high hydrophilicity, a helix K-segment, a long Gly-rich region and a phosphorylatable tract of Ser as well as deficiency in Cys and Trp. The expression of CIP gene increased after two weeks of cold treatment and more expression was detected in radicle than in cotyledon. And PCR amplification of the AmCIP gene from genome of A. mongolicus revealed this gene has no intron. Function prediction suggested this protein seems to protect the stabilization of membrane structure and prevent macromolecular coagulation or sequestrate calcium ions by association or disassociation with membrane under low temperature conditions.     

Distribution,community characteristics and classification of Thymus mongolicus steppe in China北大核心CSCD

Thymus mongolicus steppe was a vegetation formation dominated by typical dwarf semi-shrub of Lamiaceae. Based on the previous literatures and primary plot data sampled during the growing seasons from 2015 to 2017, the distribution, ecological features, community characteristics and classification of Thymus mongolicus steppe were summarized. (1) Thymus mongolicus steppe is mainly distributed on the loess hills of Xar Moron River Watershed, Bashang region in the northwest of Hebei Province, the hills surrounding the Yinshan Mountains, the east part of Erdos Plateau and the northern Loess Plateau. This formation occurrs mainly on the stony slopes or loess hills with severe soil erosion. (2) In total, 167 seed plant species belonging to 101 genera of 34 families were recorded in the 91 sample sites, and families of Compositae, Leguminosae and Gramineae played crucial roles in the species composition. Eight of these families were semi-shrub and dwarf semi-shrub species, and 112 were perennial forb species. Typical xerophytes (58 species) and Meso-xerophytes (45 species) account for more than half part of all species. Eight geographic elements were involved. East Palaearctic (70 species) and East Asia (46 species) were the two major floristic elements. (3) Based on life form and dominance of species in the community, the formation was classified into 6 association groups (Thymus mongolicus, dwarf shrubs/dwarf semi-shurbs association group; Thymus mongolicus association group; Thymus mongolicus, bunchgrasses association group; Thymus mongolicus, rhizomatous grasses association group; Thymus mongolicus, Carex association group; Thymus mongolicus, forbs association group), consisting of 28 associations. © Chinese Journal of Plant Ecology.     

沙冬青种子微形态与化学元素含量特征

应用分析电镜,对不同贮藏时间、不同地方居群的沙冬青（Ammopiptanthusmongolicus）种子微形态作了对比观察。并报道了用能量色散谱分析法,对种子主要化学元素含量的测定结果。     

陕西蓝田晚中新世灞河组的仓鼠化石

陕西蓝田是我国晚中新世地层发育最完整的地区之一。新近纪哺乳动物分期中的灞河期即根据该地区灞河组发现的化石而命名。1997至2001年度的中芬合作在灞河组发现大量的新层位与化石标本。连续的地层剖面与大量的化石资料为进一步认识晚中新世哺乳动物的演化历史提供了很好的基础。灞河组发现的仓鼠可以归入两个属:微仓鼠Nannocricetus和科氏仓鼠Kowalskia。微仓鼠的分布时限较长,从灞河组的底部到中上部层位,古地磁研究指示其年代为10.2～8 Ma。根据形态特征与测量数据,发现的微仓鼠标本被归入同一种Nannocricetus primitivus。其主要特征有:个体很小;m1的下前边尖在中度或重度磨蚀的标本上呈单尖,metalophulidⅠ存在,但metalophulidⅡ缺如;M1前边尖与原尖单连接;M3很退化。与Nannocricetus mongolicus相比,m1的下前边尖更少分开,且在唇侧有向后延伸的弱脊,下前小脊很弱或缺失,m2的舌侧前边尖较发育,M1前边尖与原尖单连接,M3次尖较发育且缺失后尖。推测Nannocricetus primitivus是N.mongolicus的直接祖先类型,向后者转换的时间大约发生在7～8 Ma。根据新的化石材料重新修订了微仓鼠的属征:个体很小的仓鼠;上臼齿的中脊与下臼齿的下中脊完全缺失或极不发育;m1下前边尖呈单尖或较少分开;m2的下次尖靠舌侧,使得m2的后部较窄,m2中原谷向前延伸不太远;M3很退化。科氏仓鼠的标本很少,仅发现在剖面的上部,其时代稍早于8 Ma,与云南禄丰的年代大致相当,是目前中国发现的最早纪录之一。推测科氏仓鼠在8 Ma前从欧洲迁移至中国。     

蒙古沙冬青保守microRNAs的鉴定及靶基因预测

蒙古沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)是生长在荒漠中的木本植物, 对于我国西北部干旱、半干旱区域的植被维护与恢复具有重要价值。蒙古沙冬青对干旱、低温等多种逆境具有较高的耐受性, 是研究林木耐受逆境生理与分子机制的合适材料。MicroRNA(miRNA)是一类长度约为21个核苷酸的内源性非编码小分子RNA, 在植物生长发育和逆境应答等生物学过程中发挥着重要的调控作用。目前, 许多植物物种的miRNAs已经获得鉴定, 但未见蒙古沙冬青miRNAs的相关报道。文章应用高通量测序和生物信息学分析方法对蒙古沙冬青幼苗保守miRNAs的类型、表达丰度以及靶基因进行了分析和预测。共鉴定了10个家族的19种保守miRNAs, 其表达丰度介于55~1920269个拷贝之间。通过在线软件psRNATarget预测了其中14个保守miRNAs的靶基因。对于这些靶基因的功能分析表明, 蒙古沙冬青的保守miRNA主要通过转录调控、激素信号途径、物质代谢和胁迫应答等生物学过程参与植物生长发育和环境响应。     

高度抗寒植物冬季线粒体的电镜观察

冬季沙冬青叶肉我线粒体相当丰富,常常位于叶绿体出芽和分裂处,在质膜大量内隐形成管状细胞的附近和含有颗粒状物质、膜状物质或特殊内含和的周围也随时可见了线粒体也经常与微体和叶绿体在一起。有时甚至还不同程度地被内多所包围。沙冬青叶肉细胞中的的线粒一般灯承圆形,被膜清晰完整,嵴丰富,基质电子度较高。有时基质中有小泡或电子密度很高的颗粒和内含物,个别线粒体的基质中学有类髓样体结构。文中讨论了沙冬青线粒体的形