小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理渐变性Ⅰ.生态学和RAPD证据

植物种群调查结果证实,小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)、中间锦鸡儿(C.davazamcii Sancz.)和柠条锦鸡儿(C. korshinskii Kom.)在内蒙古高原形成地理替代分布.种群分布、分类、形态、生长发育和遗传结构研究结果表明,小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理替代分布是连续的、渐变的,三个种在内蒙古高原自东向西形成一个地理连续渐变群.分析内蒙古高原的气候变迁和小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿及柠条锦鸡儿的地理替代分布状况认为,小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理替代分布是适应环境演化的结果.     

小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理渐变性 I．生态学和RAPD证据

植物种群调查结果证实,小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam．)、中间锦鸡儿(C.davazamcii Sancz．)和柠条锦鸡儿(C.korshinskii Kom．)在内蒙古高原形成地理替代分布。种群分布、分类、形态、生长发育和遗传结构研究结果表明,小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理替代分布是连续的、渐变的,三个种在内蒙古高原自东向西形成一个地理连续渐变群。分析内蒙古高原的气候变迁和小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿及柠条锦鸡儿的地理替代分布状况认为,小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理替代分布是适应环境演化的结果。     

小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理渐变性 Ⅱ.光合特性和水分代谢特性(英文)

研究了不同地区(117.6o ~105.7o E,44.6o ~38.8o N)分布的小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)、中间锦鸡儿(Caragana davazamcii Sancz.)和柠条锦鸡儿(C.korshinskii Kom.)种群的光合特性和水分代谢特性。结果发现:(1)由东向西小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿净光合速率对光合有效辐射的响应增强;净光合速率达到最大值时所对应的空气湿度依次下降;净光合速率达到最大值时所对应的气温依次增加。光合日进程午前优势逐渐升高,光合速率逐渐升高,光能利用率逐渐升高,蒸腾速率逐渐降低,水分利用效率显著升高,叶含水量逐渐降低,植株逐渐采取低蒸腾、高光合的节水对策。这些生理变化与它们分布区的光、温、湿条件相适应。这是小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿发生地理替代分布的生物学基础。(2)小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿光合系统对光合有效辐射、空气湿度和气温的适应都表现出连续性,而且这种连续性与环境的梯度变化相一致。不同种、不同地点光合日进程、日净同化积累值、蒸腾日进程、日蒸腾积累值、水分利用效率以及叶含水量日变化也随经度自东向西呈连续变化。光合特性和水分代谢特性表明小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿的地理替代分布是连续过渡的,是一个连续地理渐变群。     

小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿地理渐变性Ⅱ.光合特性和水分代谢特性

研究了不同地区(117.6°～105.7°E,44.6°～38.8°N)分布的小叶锦鸡儿(Caraganamicrophylla Lam.)、中间锦鸡儿(Caraganadavazamcii Sancz.)和柠条锦鸡儿(C.korshinskii Kom.)种群的光合特性和水分代谢特性.结果发现:(1)由东向西小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿净光合速率对光合有效辐射的响应增强;净光合速率达到最大值时所对应的空气湿度依次下降;净光合速率达到最大值时所对应的气温依次增加.光合日进程午前优势逐渐升高,光合速率逐渐升高,光能利用率逐渐升高,蒸腾速率逐渐降低,水分利用效率显著升高,叶含水量逐渐降低,植株逐渐采取低蒸腾、高光合的节水对策.这些生理变化与它们分布区的光、温、湿条件相适应.这是小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿发生地理替代分布的生物学基础.(2)小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿光合系统对光合有效辐射、空气湿度和气温的适应都表现出连续性,而且这种连续性与环境的梯度变化相一致.不同种、不同地点光合日进程、日净同化积累值、蒸腾日进程、日蒸腾积累值、水分利用效率以及叶含水量日变化也随经度自东向西呈连续变化.光合特性和水分代谢特性表明小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿的地理替代分布是连续过渡的,是一个连续地理渐变群.     

内蒙古高原小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、中间锦鸡儿(C. davazamcii)和柠条锦鸡儿(C. korshinskii)的遗传多样性及遗传关系

采用RAPD技术对10个具较大地理跨度的小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿种群的遗传多样性和遗传关系进行了研究.共检测到678个位点,多态条带比率(PPB)为100%;特有位点41个,占6.05%.总体上3种锦鸡儿的遗传多样性表现出自东向西递减的趋势,分析表明其与生长地点年均气温呈显著负相关.AMOVA表明:3种锦鸡儿种间变异只占总体变异的6.08%,且显著性检验表明这种变异不显著;种内种群间的变异占总变异的11.90%;总变异的主要部分来自种群内部(82.02%). 3种锦鸡儿各种群总体分析结果表明:种群内变异比率Hpop/Hsp为0.8013,基因分化系数Gst为0.1603,种群每代迁移数Nm为2.6192,显示种群间存在一定强度的基因流,3种锦鸡儿间表现为异交性.3种锦鸡儿多样性高低及种群聚类分布格局都表现出一定的地理连续性.     

基于ITS序列和trnL-F序列探讨小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿的种间关系

中间锦鸡儿Caragana davazamcii Sancz.的分类处理一直存在争议, 它与小叶锦鸡儿C. microphylla Lam.和柠条锦鸡儿C. korshinskii Kom.的关系尚不清楚。该种被处理为一个独立的种或后两个种的变种。本文利用ITS序列和叶绿体trnL-F序列, 综合形态和地理分布, 探讨了中间锦鸡儿的起源及与另外两个种的种间关系。结果显示, 中间锦鸡儿的trnL-F序列与小叶锦鸡儿完全一致, 而与柠条锦鸡儿有明显差异。中间锦鸡儿的ITS序列高度纯合, 不支持该种可能是杂交起源的假设。相反, 另外两个种的ITS序列均出现多个位点杂合, 克隆后均得到2种不同的序列。中间锦鸡儿的ITS序列与小叶锦鸡儿2种序列中的1种完全一致。该结果表明, 中间锦鸡儿可能作为亲本之一参与了小叶锦鸡儿的杂交起源, 或者基因流是造成这两个种形态相似的主要原因。中间锦鸡儿与柠条锦鸡儿形态上的相似可能是趋同进化的表现。     

小叶、中间和柠条三种锦鸡儿的分布式样及其生态适应

确定了小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿3种植物的分布式样:小叶锦鸡儿为蒙古高原东部-F松辽平原西部-华北山地分布种,中间锦鸡儿为东戈壁-鄂尔多斯高原-黄土高原北部分布种,柠条锦鸡儿为南阿拉善-西鄂尔多斯分布种。小叶锦鸡儿适应分布于蒙古高原典型草原带和森林草原带以及华北山地落叶阔叶林带,在草原带高平原上可形成灌丛化草原的景观,在草原带的沙地上可形成以小叶锦鸡儿为建群种的沙地灌丛植被;中间锦鸡儿适应分布于蒙古高原的荒漠化草原及草原化荒漠带、鄂尔多斯高原的典型草原和荒漠化草原带的沙地及梁地上、黄土高原北部的黄土丘坡上,常形成以中间锦鸡儿为建群种的沙地灌丛植被;柠条锦鸡儿则适应分布于草原化荒漠和典型荒漠带的固定和半固定沙地上。近缘的3种锦鸡儿的地带性分布从东至西或从北向南形成明显的有规律的地理替代分布格局。     

树锦鸡儿、柠条锦鸡儿、小叶锦鸡儿和鹰嘴豆干旱适应能力比较

对1年生豆科作物鹰嘴豆Rupali品种和Almaz品种以及多年生植物树锦鸡儿、柠条锦鸡儿和小叶锦鸡儿叶相对含水量和叶水势对逐渐干旱胁迫的响应进行了分析,比较了两类植物的干旱适应能力。结果表明鹰嘴豆叶相对含水量随叶水势的下降线性下降,树锦鸡儿、柠条锦鸡儿和小叶锦鸡儿叶相对含水量在叶水势分别下降到-2.4MPa、-2.5MPa和-1.5 MPa之前没有下降,之后随水势的下降线性下降。树锦鸡儿、柠条锦鸡儿和小叶锦鸡儿这种叶相对含水量下降的滞后性表明该类植物叶具有较硬而弹性较差的细胞壁,使得植物在干旱胁迫下叶具有良好的保水能力。鹰嘴豆叶具有的最低水势为-4.5MPa,对应的土壤相对含水量为14％,锦鸡儿植物叶具有的最低水势可达-6.7MPa,对应的土壤相对含水量为6％,说明锦鸡儿植物比鹰嘴豆具有更好的干旱适应能力,这种能力可能取决于锦鸡儿植物体内大量渗透调节物质的累积。     

内蒙古高原小叶锦鸡儿与中间锦鸡儿遗传多样性的研究

利用ISSR分子标记,选取内蒙古高原自东向西共15个锦鸡儿种群(7个小叶锦鸡儿种群,8个中间锦鸡儿种群)进行遗传多样性分析。结果表明:(1)7个小叶锦鸡儿种群总的多态位点百分数为98.19%,Nei’s基因多样性指数与Shannon信息指数分别为0.289 7、0.444 0;居群间遗传分化系数Gst为0.119 0,表明小叶锦鸡儿种群存在中等程度的遗传分化;居群间基因交流频繁,基因流(Nm)为3.701 0。(2)8个中间锦鸡儿种群多态位点百分数为99.7%,Nei’s基因多样性指数为0.312 8,Shannon信息指数为0.478 4;居群间遗传分化系数(Gst)为0.188 1,表明中间锦鸡儿种群存在较大的遗传分化,基因流(Nm)为2.157 8。(3)中间锦鸡儿遗传多样性及遗传分化均高于小叶锦鸡儿,这是中间锦鸡儿替代小叶锦鸡儿适应不良环境扩展分布的遗传基础。(4)邻接聚类分析结果显示,15个锦鸡儿种群表现为从东到西逐渐聚类,体现了这2个种在分布上的地理渐变性及地理替代性;遗传多样性各指数与气象因子及土壤因子之间的相关性分析表明,平均气温对锦鸡儿种群的遗传分化起着重要的作用。     

柠条锦鸡儿小叶解剖结构的环境分异性研究

以巴丹吉林、腾格里、乌兰布和及库布齐沙漠的柠条锦鸡儿成熟叶片为研究对象,采用石蜡切片法,观察叶的横切结构,使用Motic Images Plus 2测定叶片厚度、栅栏组织细胞长和上、下表皮厚度等指标,分析比较4个沙漠的柠条锦鸡儿小叶解剖结构差异。结果表明:(1)生长环境不同,柠条锦鸡儿小叶在表皮、叶肉和叶脉结构上都存在差异,以巴丹吉林沙漠与库布齐沙漠的差异性最为显著。(2)干旱环境下,叶片变小、变厚,栅栏组织和维管束组织更为发达,巴丹吉林沙漠最为干旱,叶片最厚,栅栏组织细胞层数最多、细胞最长,导管列数最多;库布齐沙漠水分条件最好,叶片最薄,栅栏组织细胞最短且层数最少,导管列数最少。(3)对柠条锦鸡儿小叶解剖结构的各项指标与环境参数进行相关分析发现,温度和降水是影响柠条锦鸡儿小叶解剖结构变化的主要因素。     

内蒙古草原小叶锦鸡儿遗传分化的研究

采用RAPD技术对内蒙古草原5个具较大地理跨度的小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)地理群的遗传多样性和遗传结构特点进行了研究。共检测到466个位点,多态位点463个,多态位点百分率(PPB)为99.36%;特有位点37个,占7.94%。Nei指数和Shannon指数都表明阿巴嘎旗小叶锦鸡儿地理群遗传多样性最高,其它地理群的遗传多样性有向东、向西降低的趋势。AMOVA得到的固定系数φst为0.055 26;基因分化系数Gst为0.067 3,用Shannon指数估算的地理群间变异比率(Hsp-Hpop)/Hsp为0.147 9,说明遗传变异主要存在于各地理群内部。地理群每代迁移数Nm为6.930 5,显示地理群间存在较强的基因流。Mantel检验表明5个小叶锦鸡儿地理群间遗传距离与地理距离有显著相关性。     

小叶锦鸡儿花提取物和不同极性黄酮组分的抗氧化活性(英文)

测定了小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)花粗提物和不同极性组分总黄酮含量和各项抗氧化能力指标。结果表明:小叶锦鸡儿花不同极性的黄酮组分的抗氧化活性有明显差别,其总抗氧化能力与溶剂极性之间有显著正相关性(P<0.05),但其它抗氧化活性与溶剂极性之间均无显著相关性(P>0.05)。同一极性黄酮组分在不同抗氧化体系中的抗氧化活性有较大差别。对DPPH.自由基的清除能力最强的为乙酸乙酯层(EC50=0.11 mg/mL),其次是二氯甲烷层(EC50=0.38 mg/mL)和乙醇粗提物(EC50=0.56 mg/mL)。总抗氧化能力(T-AOC)最强的为水层,在1 mg/mL时为1.482个T-AOC能力单位。清除羟自由基.OH能力最强的为水层,其次为正己烷层和乙醇粗提物,在3.57 mg/mL时清除率分别为86.23%、66.04%和64.63%。清除超氧阴离子自由基O2-.能力最强的为水层,其次为乙醇粗提物,在1 mg/mL时其清除率分别相当于0.15 mg/mL Vc清除率的336.17%和318.20%。可见,小叶锦鸡儿花的粗提物和不同极性黄酮组分具有较好的抗氧化活性,可用于提取、制备抗氧化特性和作用不同的天然抗氧化剂。     

柠条锦鸡儿籽油体外抗真菌作用及其机制研究(英文)

参照美国临床实验室标准化委员会(NCCLS)推荐的《产孢丝状真菌的液基稀释法抗真菌药物敏感性试验方案》(M38-A),测定超临界CO2萃取的柠条锦鸡儿籽油对3种(每种15株)临床常见的皮肤癣菌的最低抑菌浓度(MIC);高效液相色谱法研究柠条锦鸡儿籽油对真菌细胞膜麦角甾醇生物合成的影响以探讨其作用机制。结果表明柠条锦鸡儿籽油对犬小孢子菌、须癣毛癣菌、红色毛癣菌的MIC范围分别为64～512μg/mL、32～512μg/mL、64～1024μg/mL;高效液相色谱法检测显示,与其生长对照菌相比,籽油作用的皮肤癣菌细胞膜上麦角甾醇含量明显降低,且具有剂量依赖性。柠条锦鸡儿籽油主要是通过影响真菌细胞膜上麦角甾醇的合成而发挥抗真菌作用。     

不同光强条件下柠条锦鸡儿的种子萌发和幼苗生长特征

在不同光照强度(自然全光照的55.4%、18.9%、5.5%、2.2%和0.5%)人工遮荫条件下,研究了柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)种子萌发和幼苗生长的特征。结果表明:柠条锦鸡儿种子的萌发率、萌发速率、萌发指数和萌发值均在18.9%光照处理最大,且随遮荫程度的增强逐渐减小;活力指数随着光照的减弱逐渐增大;尽管幼苗的株高随光照的减弱而增大,但基径、复叶数、主根长和总干质量均随着光照的减弱而持续减小或呈波动性减小趋势,表明遮荫不仅影响了幼苗基径的增大和复叶数的增加,而且限制了幼苗主根的伸长和干物质的积累;比叶面积随光照的减弱而增大,但根冠比随光照的减弱而减小。研究表明,柠条锦鸡儿种子的萌发对光强表现出一定程度的依赖,强光下的萌发抑制可能与强光引起的短期水分胁迫有关;光照对幼苗生长的促进作用反映了柠条锦鸡儿对自然分布区充足光照资源的适应,幼苗在不同光强下具有较高的形态学可塑性。     

毛乌素沙地柠条群体分子生态学 初步研究：RAPD证据

毛乌素沙地柠条群体是一个杂种带。为了进一步阐明分子变异和基因流与生境或生态过渡带的联系,应用ＲＡＰＤ标记开展了柠条群体的分子生态学研究。根据ＲＡＰＤ数据利用Ｓｈａｎｎｏｎ信息指数估计了６个柠条群体的遗传多样性,发现大部分的分子变异存在于柠条群体之内（８２．４％）,只有少部分的分子变异存在于群体之间（１７．６％）。又利用Ｎｅｉ指数统计了ＲＡＰＤ数据,也证实了大部分的遗传变异存在于群体之内。柠条锦鸡儿群体与中间锦鸡儿群体的遗传分化系数和遗传距离都很小。以上结果都肯定了柠条群体间和种间的基因流动。无论是从多态位点比率还是群体的遗传多样性来看,硬梁和硬梁覆沙群体是最小的,滩地覆沙群体则具有较高的水平。某些ＲＡＰＤ扩增片段的频率在柠条群体间有规律的变化也许具有着特殊的生态学意义,更可能是中性突变的随机固定。根据以上研究可以得出下列结论：①通过比较Ｓｈａｎｎｏｎ指数和Ｎｅｉ指数的统计结果,可以认为,对于异交植物来讲,Ｓｈａｎｎｏｎ指数在统计ＲＡＰＤ数据方面有用。②毛乌素沙地柠条群体之间存在着强大的基因流,物种的杂交性与生态过渡性一致     

中间锦鸡儿(caranaga intermedia)染色体变异研究

对中间锦鸡儿(caranaga intermedia)种子根尖染色体进行检测,统计分析了染色体数目和结构变异类型.核型分析结果表明中间锦鸡儿正常核型为2n=2x=16=14m+2sm,还发现了核型公式为2n=2x=16+1B=1st+9m+2sm+1m(sAT)+1sm(SAT)+2m(SAT)+1B;核型公式为2n=2x=16+1B=6sm+8m+2m(SAT)+IB;以及核型公式为2n=2x=15=7sm+8m的变异类型.本研究首次发现了中间锦鸡儿存在B染色体和中间随体,此外还发现存在单体植株.随体具有个体差异,有中间随体和端部随体两种,且无论个体间和个体内B染色体均存在数目和结构的多态性.对其中120粒种子根尖染色体结果统计分析.发现具有15条染色体的植株占0.83%;具有16条染色体的植株占89.17%;具有17条染色体的植株占3.3%;具有18条染色体的植株占2,5%,其中有一个体中多于的一条染色体始终呈点状;19条染色体的植株占1.67%,5条多于染色体的占0.83%,而多余染色体条数在1～3之间变动的植株占1.67%.     

水分胁迫下AM真菌对柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)生长和抗旱性的影响

利用盆栽实验研究了水分胁迫条件下AM真菌对柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)生长和抗旱性的影响.在土壤相对含水量为80%、60%和40%条件下,分别接种摩西球囊霉(Glomus mosseae)和柠条锦鸡儿根际土著菌,结果表明,水分胁迫对AM真菌的接种效果有显著影响.不同水分条件下,接种AM真菌显著提高了宿主植物根系菌根侵染率.土壤相对含水量为40%～60%时,接种株的株高、茎粗、生物干重和叶片保水力明显高于不接种株;接种AM真菌提高了植株对土壤有效N和有效P的利用率,增加了植株全P、叶片叶绿素和可溶性糖含量以及SOD、POD、CAT等保护酶活性.土壤相对含水量为40%时,叶片MDA含量明显下降.水分胁迫条件下,以接种柠条锦鸡儿根际土著菌的效果最佳.AM真菌增强宿主植物的抗旱性可能源于促进宿主植物根系对土壤水分和矿质元素吸收的直接作用和改善植物体内生理代谢活动、提高保护酶活性的间接作用.     

鄂尔多斯高原不同降雨量梯度中间锦鸡儿(Caragana davazamcii Sancz)种群的遗传结构

为了阐明环境条件对中间锦鸡儿适应状况的影响,在鄂尔多斯高原从东向西按照降雨逐渐减少的梯度选取了5个生境,从遗传多样性的角度出发,应用简单重复间序列（ISSR）方法,对各生境的中间锦鸡儿种群进行了分子生态学研究．结果表明随着生境由东向西的变化,多年平均降雨量的减少,中间锦鸡儿种群遗传多样性有所增加,大部分变异发生在种群内（79．95％）,属异交类型,中间锦鸡儿群体间遗传距离缓慢增加,遗传一致度降低,说明生境条件的变化特别是长期形成的水分条件对中间锦鸡儿的遗传多样性有一定的影响。     

鄂尔多斯高原不同降雨量地区中间锦鸡儿(Caragana davazamcii Sancz)种群的ISSR遗传分析

采用简单重复间序列（ISSR）方法,对鄂尔多斯高原从东向西降雨量逐渐减少选5个地区的中间锦鸡儿种群进行分子生态学研究的结果表明,随着这一地区多年平均降雨量由东向西的逐渐减少,中间锦鸡儿种群遗传多样性有所增加,大部分变异发生在种群内（79.95％）,属异交类型,中间锦鸡儿群体间遗传距离缓慢增加,遗传一致度降低。这种随着水分递减呈现生态梯度变异的现象,说明水分变化特别是长期形成的水分条件对中间锦鸡儿的遗传多样性可能有一定的影响。