胡杨(Populus euphratica Oliv.)根繁殖特征

以新疆塔里木河中游河岸北部河漫滩的胡杨幼林带为对象,从克隆生态学的角度,采用挖掘法、高压冲洗法及断根胁迫实验,研究了胡杨在资源异质环境中的风险分担、资源觅食与保持功能以及根源性克隆生长形态特征。结果表明:胡杨的地下根分枝类型为单轴型,同一生长方向2水平根的夹角平均约为180°,水平根与垂直根的夹角为90°～100°,水平根和垂直根的空间构型近似T形;基株的胚根周长>分株的次根周长;水平根呈侧圆台形,胡杨的2水平根之间存在着养分的传递。     

额济纳绿洲不同林隙胡杨根蘖的发生特征

额济纳绿洲在维持我国西北广大地区脆弱的生态平衡方面起着至关重要的作用.但目前由于水资源匮乏和水污染,以及人为干扰,该绿洲中胡杨林退化严重,更新主要依赖林隙中的根蘖形式的无性繁殖实现.从胡杨根蘖幼苗的发生和生长与林隙的特征关系着手,揭示胡杨根蘖更新的规律.在研究中,调查了胡杨林内不同林隙条件下,胡杨根蘖幼苗的密度、苗高和基径等生长状况,以及林隙内主要的环境影响因子,包括地被物、土壤条件、胡杨母株和人为干扰等.研究结果表明:在胡杨的根蘖幼苗生长过程中,苦豆子与土壤条件是主要的影响因子,苦豆子密度、人为干扰和周边大树数量对根蘖的基径和高生长具有显著的影响,但根蘖的发生的密度与苦豆子和土壤条件等环境因子的相关性却不显著.在分析原因中提出了根蘖发生机制的随机性与环境资源异质性的假说.     

胡杨(Populus euphratica Oliv)的耐盐性

文章对胡杨耐盐性的研究进展进行了介绍。     

胡杨(Populus euphratica)叶片呼吸作用对地下水埋深的响应

土壤水分条件能够改变叶片呼吸作用, 进而影响叶片、个体及生态系统的碳平衡。在内蒙古自治区额济纳旗境内, 根据地下水埋深度的差异建立了干旱和湿润2 块样地, 并对其中生长的胡杨(Populus euphratica)叶片的呼吸作用特性进行了观测。结果表明, 干旱样地胡杨叶片的相对含水量(RWC)和单位质量氮含量(Nmass)显著低于湿润样地, 但叶片单位面积氮含量(Narea)和比叶面积(SLA)差异不显著。叶片暗呼吸速率(Rn)和光下线粒体呼吸速率(RL)均随地下水埋深的降低而升高, 其中地下水埋深度的变化对RL 影响更加明显。光对叶片暗呼吸速率具有抑制作用, 其抑制程度在11%-57%变化。光对暗呼吸的抑制程度同Rubisco 酶的最大氧化速率(vo)呈负相关。湿润样地胡杨叶片光合速率(A)同光下线粒体呼吸速率的比值(A/RL)显著高于A 同Rn 的比值(A/Rn), 而在干旱样地2 者间差异不显著。胡杨叶片呼吸速率和光对暗呼吸抑制作用对地下水埋深的响应可能同细胞抗旱对能量和物质需求的增加有关。此外, 叶片A/R 比值不仅受到光照条件的影响, 同时受到水分条件的调控。     

灰叶胡杨根蘖繁殖的形态解剖学特征

利用常规石蜡切片法对灰叶胡杨(Populus pruinosa)根蘖繁殖特性进行形态解剖学研究。结果表明: 灰叶胡杨横走侧根由周皮、次生维管组织和四原型的初生木质部构成, 具有次生维管组织中维管射线、次生韧皮薄壁组织发达的结构特征。灰叶胡杨的根蘖繁殖源于横走侧根上不定芽的发生及生长发育。不定芽起源于横走侧根的木栓形成层, 木栓形成层经细胞分裂活动形成不定芽原基, 不定芽原基细胞分裂和生长分化形成在横走侧根表面可观察到的不定芽, 进而生长发育为根蘖苗。不定芽的发生具有同步或非同步的时间特征和单点或多点聚集的空间分布特点, 在生长发育过程中其基部可以产生新的不定芽。不定芽发生、分布和生长特点是根蘖苗大小不一、密集丛生的内在原因, 表明灰叶胡杨具有较强的根蘖繁殖能力。     

塔里木河上、中游极端干旱区淹灌对胡杨(Populus euphratica)长势的影响

为加强塔里木河流域胡杨林生态保护, 维系胡杨林植被系统多样性、稳定性和完整性, 针对塔里木河上游吐江、中游坎白尔吾斯坦生态监测断面, 从胡杨冠幅、长势打分、年龄结构、幼苗出现频率及生理指标进行了调查和测定。分析距水源远近对胡杨林群落特征的影响。结果表明: ①淹灌前后胡杨幼苗在单位面积内(植)株(个)数从0.08株·m-2增加到0.80株·m-2; 长势较差的胡杨逐渐被长势较好的替代; 同一柽柳在淹灌前后新枝增幅71.6%。②随着距生态闸距离的增大胡杨冠幅、单位面积内胡杨数呈现下降趋势; 且长势打分也呈下降趋势, 随着淹灌距离的增大分别下降了5.0%、19.3%、45.5%; 胡杨幼林和中成林随着淹灌距离增大分布呈下降趋势、过熟林呈上升趋势, 幼林分别下降了28.6%、85.7%、100%。过熟林分别增加了32%、88%、132%; 胡杨幼苗出现频率随着淹灌距离增大分别下降了21.83%、44.51%、27.78%; ③生态补水后, 可溶性糖(SS)、脯氨酸(Pro)和脱落酸(ABA)均呈现减少趋势。在淹灌距离300 m、450 m、600 m处可溶性糖(SS)减少了37.4%-42 %; 脯氨酸(Pro)减少了36.6%-41.9%; 脱落酸(ABA)减少了29.8%-41.9%。生态补水在一定程度上缓解了胡杨水分胁迫, 使的胡杨生长环境得以好转。     

人工调水对额济纳胡杨荒漠河岸林繁殖的影响

研究了围封禁牧条件下人工调控黑河水文过程对额济纳胡杨荒漠河岸林繁殖的影响。结果表明:在分水实施的3a中,胡杨主要靠根蘖繁殖更新,种子繁殖几乎不存在。在没有放牧干扰的条件下,不同年份之间林窗内胡杨的根蘖繁殖差异明显,胡杨幼苗个体密度平均为(213.9±112.5)株/100m2,其中1龄为(27.5±18.8)株/100m2,2龄为(113.8±67.7)株/100m2,3龄为(71.0±73.9)株/100m2。胡杨幼苗的丛密度平均为(108.3±56.0)丛/100m2,其中1龄为(19.2±13.9)丛/100m2,2龄为(59.0±37.8)丛/100m2,3龄为(29.8±22.8)丛/100m2。这种差异与当年的生态水文条件有关。划分的整体、大林窗、小林窗3种类型中,大林窗内2龄胡杨幼苗的根蘖繁殖更新受到了距样方最近和最远母树距离的影响。在生态水文条件较好的年份(2龄苗对应于2002年),在距母树较远的地方根蘖繁殖最容易发生。在其它林窗中,胡杨根蘖繁殖主要受林窗生境如环样方母树株数(Tn)、距样方最近母树距离(Nd)、距样方最远母树距离(Fd)和林窗面积(Ga)等因子的综合影响,任何一个因子的单独影响都不显著。总之,本研究的初步结论是黑河分水工程实施对胡杨的繁殖更新无疑是有利的,但前提是消除放牧等干扰因素的影响。     

水分对胡杨幼苗光合及生长特性的影响

采用盆栽控制实验方法对不同水分条件下胡杨幼苗的光合日变化以及生长特性进行分析研究.结果显示:(1)不同水分条件下胡杨幼苗的净光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)、胞间CO2浓度(Ci)和蒸腾速率(Tr)日变化曲线均呈单峰型,峰值时间均在12:00;当土壤含水量为21.6%～24.0%时,幼苗的水分利用效率(WUE)日变化曲线呈不明显的双峰型,峰值时间分别在8:00和18:00,其他处理均为单峰型,但峰值时段有差异;随着土壤含水量的减小,胡杨幼苗的Pn、Gs、Ci和Tr日均值逐渐降低,当土壤含水量为12.0%～19.2%时,幼苗的WUE日均值显著高于其他处理.(2)幼苗的株高、基径、各器官的生物量及总生物量均随土壤含水量的减小而降低,当土壤含水量为12.0%～19.2%时,幼苗地下生物量的降低程度大于地上生物量,且幼苗的根冠比也增大.研究表明,土壤含水量对胡杨幼苗的光合特性及其生长具有显著影响,当土壤含水量大于12.0%时,幼苗能够通过增大水分利用效率,改变根冠比提高抗旱性;当土壤含水量小于9.6%时,幼苗自我调节能力减弱,生长受到抑制.     

额济纳绿洲胡杨（Populus euphratica）酚类物质含量和分布及其与土壤水分的关系

采用分光光度法测定了额济纳绿洲胡杨(Populus euphratica)的披针形叶、卵圆形叶、嫩枝、枝(D《5 mm)、枝(5～10 mm)、主干树皮、根(D《2 mm)、根(2～5 mm)和根(5～10 mm)9类器官中的总酚、黄酮和缩合单宁含量.结果表明,总酚含量较高的器官为皮(27.93 mg/s),叶、根、枝中总酚含量分别为17.64 mg/g(两类叶均值)、16.72mg/g(三类根均值)、12.19 mg/g(三类枝均值);黄酮含量较高的器官为皮(51.30 mg/g),叶、根、枝中黄酮含量分别为28.45 mg/g(两类叶均值)、39.99 mg/g(三类根均值)、23.67 mg/g(三类枝均值);根中缩合单宁含量较高,三类根均值为22.10 mg/g,皮、叶、枝中缩合单宁含量分别为8.41 mg/g、4.03 mg/g(两类叶均值)、4.47 mg/g(三类枝均值).披针形叶和卵圆形叶中酚类物质含量没有显著性差异(P》0.05);随着枝不断成熟,嫩枝、枝(D《5mm)、枝(5～10mm)中酚类物质逐渐减少;随着根直径减少,根中缩合单宁逐渐增加,细根(D《2mm)中的缩合单宁含量最高(25.95 mg/g).分析胡杨各器官中酚类物质含量与土壤水分的关系,结果表明卵圆形叶中酚类物质含量与土壤水分含量成显著负相关关系(P《0.05,总酚:r=-0.949;黄酮:r=-0.923;缩合单宁:r=-0.944).研究揭示了极端干旱地区胡杨各器官中酚类物质的变化规律,及其与环境因子的相互作用关系.     

一种优化的胡杨高效多重（12重）SSR体系

微卫星多重PCR方法是一种非常经济并且高通量的基因分型技术。本研究在耐干旱、盐碱的胡杨（Populus euphratica）中开发出一套荧光标记的12重微卫星工作体系。该体系包含12条表达序列标签微卫星（EST-SSR）引物,其中3条设计于NCBI,另外9条设计于二代的转录组序列。利用该多重微卫星体系可在单一的PCR反应体系中成功扩增出12条表达序列标签的微卫星短序列片段。并在胡杨的3个自然居群96个个体中对该体系进行了验证,结果显示该体系具有很高的稳定性及多样性。同时,在杨属的5个派7个种中对其通用性进行了检验,显示这些引物具有很高的通用性,成功扩增率为79％。本研究中提供的12重多重PCR结合本实验已经公开发表的2个8重体系对揭示胡杨及其他杨树的进化历史具有重要的作用。最后,本研究认为引物的选择,扩增效率,哑等位基因的检测是多重体系开发过程中最为关键的步骤。     

胡杨异形叶的蛋白质组学研究

通过探索不同的裂解液成分配比和优化2-DE条件,建立了适合胡杨叶蛋白质组学研究的技术体系,同时以同一小枝上的异形叶为试验材料寻找异形叶间差异表达的蛋白质。结果表明：使用含7mol/L尿素、2mol/L硫脲、2% CHAPS、60mmol/L DTT、0.2% 载体两性电解质的裂解液复溶蛋白沉淀的效果好。通过对差异蛋白点的串联质谱鉴定,发现异形叶在光合及呼吸作用方面存在差异。本研究为了解异形叶产生的分子调控机制,揭示胡杨的耐逆性积累了有价值的信息。     

胡杨种子萌发过程中几种相关酶的活性变化

在室温条件下,胡杨种子保留冠毛贮藏可适当延长其生命力;室温贮藏带冠毛的胡杨种子,前20 d萌发率降低幅度不大.随着种子贮藏时间的延长,过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性均先上升后下降,峰值出现时间与种子室温贮藏20 d相对应;脱氢酶活性先上升后下降再回升,峰值出现时间也与种子室温贮藏20 d相对应;酸性磷酸酯酶(ACP)活性与种子萌发率同步下降.室温贮藏40 d的带冠毛胡杨种子仍有22.3%的萌发率.     

不同水分条件下胡杨光响应曲线拟合模型比较

本研究通过测量不同水分条件下胡杨（Populus euphratica Oliv.）叶片的光响应曲线,并采用4种光响应模型对其光合特征参数拟合值与实测值进行比较,分析了不同水分条件下光响应曲线模型对胡杨适用性的影响机制。结果表明,当水分供应充足时,胡杨非直角双曲线模型对暗呼吸速率（R_d）的拟合效果最优,直角双曲线修正模型拟合光饱和点（LSP）、最大净光合速率（P_nmax）、光补偿点（LCP）的结果与实测值较接近;但当胡杨受到水分亏缺后,直角双曲线修正模型对P_nmax和光饱和点（LSP）的拟合效果最优,直角双曲线模型对R_d和LCP的拟合效果最佳。因此,水分条件有利时胡杨应用直角双曲线修正模型、非直角双曲线模型较好;水分亏缺条件下采用直角双曲线修正模型、直角双曲线模型更为适合。     

胡杨雌花离体培养中的不定根诱导和植株再生体系的建立

正交实验的方差和极差分析表明,胡杨雌花诱导的愈伤组织和芽的效果明显优于雄花;雌花诱导愈伤组织的最适培养基是B5添加1．0mg·L^-16-BA和1．0mg·L^-1。NAA,诱导芽的最适培养基为MS＋0．5mg．L^-16-BA＋0．2mg．L^-1NAA,诱导根的最适培养基为1／2MS＋0．5mg·L^-1IBA。     

地下水埋深对胡杨叶片光合作用及抗氧化物质积累的影响

以塔里木荒漠生态系统建群种—胡杨（Populus euphratica Oliv.）为试材,研究胡杨光合气体交换参数、抗氧化酶活性及渗透调节物质沿地下水埋深（GWD）梯度的变化规律,探讨胡杨适应干旱荒漠环境的生理生态机制。结果表明：（1）不同GWD条件下胡杨净光合速率（P_n）、蒸腾速率（T_r）、气孔导度（G_s）的日变化均呈单峰型,而胞间CO₂摩尔分数（C_i）日变化呈“V”型,P_n与G_s变化同步,峰值均出现在12：00,而T_r峰值滞后P_n、G_s 2 h。不同GWD间P_n峰值差异显著（P<0.05）,T_r、G_s峰值和C_i谷值在GWD为5.5 m极显著降低（P<0.01）。胡杨P_n、T_r、G_s、C_i、水分利用效率（WUE）和光能利用效率（LUE）均随GWD增加而降低,其中G_s、LUE日均值在GWD为5.5 m显著降低（P＜0.05）,但不同GWD条件下P_n、T_r、C_i、WUE日均值均无显著差异（P＞0.05）;（2）12：00—16：00胡杨P_n下降主要受气孔因素限制,16：00—20：00 P_n下降主要受非气孔因素限制;（3）通过对不同GWD条件下胡杨P_n、T_r与生理生态因子进行相关、偏相关、逐步回归分析发现,G_s是影响胡杨P_n、T_r的主要因子;不同GWD条件下胡杨调控P_n、T_r的因子不同,GWD增加使胡杨P_n与光合有效辐射（PAR）、T_r与G_s之间的相关性增强,表明GWD直接调控胡杨叶片水汽交换（G_s）过程;（4）胡杨叶片丙二醛（MDA）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、过氧化物酶（POD）活性和游离脯氨酸（Pro）含量均随GWD增加而增大,而可溶性蛋白质（SP）含量、可溶性糖（SS）含量则降低,表明随GWD增加,胡杨叶片细胞膜透性和光合碳同化受抑增强,胡杨通过提高保护酶活性（POD、SOD）和渗透调节（Pro）能力协同抵御地下水位降低所带来的干旱胁迫,以维持基本正常的生理活动,这是胡杨适应荒漠区干旱生境的生理生态策略。     

抗盐胡杨Na+/H+逆向转运蛋白基因PeNhaD1的功能

将胡杨Na /H 逆向转运蛋白基因PeNhaD1,分别转入对盐敏感的缺失质膜和缺失液泡膜Na /H 逆向转运蛋白基因的酵母突变菌株ANT3和GX1中。结果表明,在pH6.0、Na 浓度为80mmol/L(固体培养基)或400mmol/L(液体培养基)的条件下,转化具有目的基因的酵母ANT3具有更高的耐盐性,而将目的基因转化到突变株GX1时,却不能提高其耐盐性。实验结果说明PeNhaD1可能是通过编码质膜Na /H 逆向转运蛋白而提高酵母的耐盐性的,推测其在胡杨耐盐机制中的作用可能是提高拒盐性。     

胡杨异形叶结构型性状及其相互关系

胡杨在个体生长发育过程中,叶形不断发生变化,植株上会逐年依次出现条形、披针形、卵形和阔卵形叶,且在同时具有这4种叶形的植株上,叶片在树冠中分布的顺序自上而下分别是阔卵形、卵形、披针形和条形。通过实验的方法对胡杨4种叶形叶片厚度、叶面积、比叶面积、叶片干重和干物质含量等5个结构型性状指标进行分析,研究不同叶形叶片的结构型性状与叶形(叶长/宽比值)之间的关系,以及各结构型性状指标间的相互关系。结果表明:叶片厚度、叶片干物质含量、叶面积和叶片干重与叶长/宽比值之间均呈明显负相关(P0.05);比叶面积随着叶长/宽比值的减小而逐渐减小,但二者相关性不明显,表明胡杨在个体发育过程中通过增加叶面积、叶厚度,减小比叶面积等方式来提高适应环境的能力。各结构型性状指标间相关性表现为:比叶面积与叶干物质含量和叶干重之间均呈明显负相关(P0.05),与叶厚度间呈极明显负相关(P0.01);叶片干重与叶厚度间呈明显正相关(P0.05);叶厚度与叶干物质含量之间、叶干重与叶面积之间均呈极明显正相关(P0.01),其它指标间无明显相关性。