高寒草甸退化对鹅绒委陵菜克隆生长特征的影响

为了揭示高寒草甸典型匍匐茎克隆植物对不同生境的生态适应对策,验证生境适应假说,并为高寒草地的退化演替机理研究提供依据,以调查统计和比较样地法研究了江河源区高寒草甸退化对鹅绒委陵菜克隆生长特征的影响。研究表明,重度退化草甸的植物群落结构、功能以及土壤特征发生了明显的变化,继而对鹅绒委陵菜无性系的克隆生长行为和形态特性产生了影响。高寒草甸退化后鹅绒委陵菜的匍匐茎增多,分支强度加大。退化草甸内鹅绒委陵菜的基株高度小于未退化草甸,根长大于未退化草甸,基株的叶片数目问没有明显差别。退化草甸的分株高度显著小于未退化草甸,而分株叶数大于未退化草甸,根长小于未退化革甸且差异不显著。未退化草甸内鹅绒委陵菜无性系的问隔子长度、粗度和匍匐茎长度大于退化草甸,间隔子平均数目少于退化草甸,差异都不显著。随着鹅绒委陵菜无性系匍匐茎数目的增加,不论重度退化草甸与未退化草甸,用于鹅绒委陵菜克隆繁殖的能量投资也逐渐增加。鹅绒委陵菜在未退化草甸用于克隆繁殖的能量投资比例高于退化草甸,其中未退化草甸内鹅绒委陵菜基株的干重占无性系总生物量的比例略低于退化草甸,分株和匍匐茎的干重占无性系总生物量的比例高于退化草甸。高寒草甸退化对鹅绒委陵菜克隆生长特征的这些影响,与植物群落结构和功能的变化导致生境变异密切相关,是其对高寒草甸退化导致的资源和生境差异的反应,也是对资源利用达到的最合理状态,是一种选择适应的结果,有利于克隆繁殖潜力的发挥。同时为生境适应假说提供了又一例证。     

两种生境下鹅绒委陵菜无性系形态的比较

以调查统计的方法研究了矮嵩草草甸和金露梅灌丛两种生境下鹅绒委陵菜无性系的形态特性,研究结果表明：矮嵩草草甸内的鹅绒委陵菜无性系绝大多数特征参数大于金露梅灌丛内,形态可塑性较显著,这与不同生境下的资源异质性特征密切相关。研究为生境适应假说提供又一例证。     

不同放牧强度对鹅绒委陵菜克隆生长特征的影响

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站,对通过17 a不同放牧强度干扰后金露梅灌丛草甸内鹅绒委陵菜克隆生长特征进行实地调查统计研究.结果显示:长期放牧并增加放牧强度后,植物群落的高度、盖度和草场质量指数下降.随着放牧强度增大,鹅绒委陵菜无性系匍匐茎数目增加,分枝强度加大;基株变矮,逐渐由直立、半直立型变为匍匐状,形态可塑性明显;根长有逐渐增加的趋势;放牧强度对鹅绒委陵菜无性系分株高度、根长和分株叶数影响不显著;间隔子有变短、变粗的趋势,间隔子数目和分株数目有增加的趋势,但影响不显著;轻牧和不牧样地中用于鹅绒委陵菜克隆生长的平均能量投资(分株和匍匐茎的干重及其所占比例)小于重牧样地.表明随放牧强度增大,鹅绒委陵菜无性繁殖能力增强,呈现出典型的生态适应策略.     

水葫芦苗(Halerpestes cymbalaris)的生长特征研究

以调查统计的方法在中国科学院海北定位站研究了高寒湿地植物水葫芦苗无性系的生长特征、形态特征以及能量分配规律。结果表明：匍匐茎只有1条的水葫芦苗最多,占35．29％,匍匐茎有4条的水葫芦苗只占8．82％。同一水葫芦苗无性系中,随着匍匐茎数目的增多,分株数、间隔子数、茎总长和匍匐茎比节问重变小。分株一般在第一级最高,末级较低;第1条匍匐茎的间隔子较长。随水葫芦苗匍匐茎数目的增多,用于无性繁殖的分株干重比例逐渐增加,用于有性繁殖的花的干重比例下降。水葫芦苗无性系这种生长特征、形态特征以及能量分配规律是其生物—生态学特性和所处高寒湿地生境共同决定的。     

祁连山冷龙岭南麓垂直带植被移地试验中鹅绒委陵菜克隆生长特征

在祁连山东段冷龙岭南麓海拔3 200～3 800 m的4个样地间按主要植被类型进行双向移地试验,以自然垂直带移地样方内鹅绒委陵菜(Potentilla anserina)为研究对象,调查其克隆生长对气候变化的响应和适应特征.结果表明:鹅绒委陵菜从海拔3 200 m和3 400 m分别双向移至4个不同海拔区生长1年后,所有样地中1条匍匐茎的植株最多(占43.66%),4条匍匐茎的最少(占4.23%);随海拔升高,它们的匍匐茎总条数分别表现为逐渐增多和减少-增加-减少的趋势,基株高度和基叶数均呈先增加后减少的显著变化趋势,分株数逐渐增加,间隔子长度分别呈先增加后减少和增加-减小-增加的趋势;匍匐茎长度在移到3 400 m时最大,移到3 800 m时最小.研究发现,移地后鹅绒委陵菜的匍匐茎数、基株高度、基叶数、分株数、间隔子长度等均可发生变化;鹅绒委陵菜对不同海拔高度的生态环境表现出不同的克隆生长特征,以适应环境稳定种群.     

青海省野生资源植物--鹅绒委陵菜(Potentilla anserine L.)的应用研究

鹅绒委陵菜是一种具有匍匐茎的野生多年生草本资源植物,其生态适应性广泛,生长速度快,须根发达,是青海省江河源头植被恢复及草坪业的首选材料;块根藏名为蕨麻,适口性好,且富含多种营养物质及药用成分,对其进行食品产业化和中草药开发具有广阔前景。     

放牧格局和生境资源对矮嵩草（Kobresia humilis）分株生物量分配和补偿性生长的影响

为研究密集型克隆植物对放牧扰动和生境资源变化的生物量分配和补偿生长响应特性,验证克隆植物的觅食模型和3个有关植物个体补偿反应的假说(①放牧优化假说,grazing optimization hypothesis,GOH;②反应连续谱假说,continuum of responses hypothesis,CRH;③增长率模型,growth rate model,GRM),在具有不同放牧利用格局和土壤养分水平的高寒矮嵩草草甸(Ⅰ.畜圈草地:重度放牧、资源丰富;Ⅱ.牧道草地:中度放牧、资源贫乏;Ⅲ.封育草地:不放牧、资源贫乏)中通过设置扣笼/无扣笼样方对其建群种矮嵩草(Kobresia humilis)进行了研究.结果表明不论当年解除家畜放牧与否,春季采摘率越高(畜圈草地),分株生物量向生长的投入越少,向贮藏器官的投入越多.繁殖分配在中度采摘下最高(牧道草地),扣笼内外分株各部分的生物量分配无差异.矮嵩草分株在中度采摘×资源贫乏条件下产生了超补偿响应,在重度采摘×资源丰富条件下为等量补偿,重度采摘导致分株密度显著减少.生物量分配格局与觅食模型的预测不符.补偿生长响应特性证实了GOH和GRM的预测,但与CRH的预测不符.这说明在研究地区放牧扰动格局对克隆植物矮嵩草分株的生物量分配和补偿生长具有重要影响,适度放牧利用更利于引起超补偿,而重度利用可能会对该种群的长期保持产生不利影响.     

高寒草甸退化对短穗兔耳草克隆生长特征的影响

以调查统计和比较样地法研究了江河源区高寒草甸退化对典型匍匐茎植物短穗兔耳草克隆生长特征的影响。结果表明,退化草甸的植物群落结构、功能以及土壤特征发生了明显地变化,继而对短穗兔耳草无性系的克隆生长行为和形态特性产生了影响。高寒草甸退化后短穗兔耳草的匍匐茎有所增多,分支强度加大。退化草甸内短穗兔耳草的基株高度小于未退化草甸,根长大于未退化草甸,基株的叶片数目间没有明显差别。退化草甸内短穗兔耳草的分株高度显著小于未退化草甸,分株叶数明显多于未退化草甸,而根长尽管大于未退化草甸,但差异不显著。短穗兔耳草匍匐茎长度在未退化草甸内明显大于退化草甸,匍匐茎茎生叶数和匍匐茎粗度也在未退化草甸大于退化草甸。短穗兔耳草在未退化草甸用于克隆繁殖的能量投资比例高于退化草甸,其中未退化草甸内短穗兔耳草基株的干重比例略低于退化草甸,分株和匍匐茎的干重比例高于退化草甸。高寒草甸退化对短穗兔耳草克隆生长特征的这些影响,是其对高寒草甸退化导致的资源和生境差异的反应,也是对资源利用达到的最合理状态,是一种选择适应的结果。     

高寒草甸不同海拔梯度下多年生黄帚橐吾的克隆生长特征

通过对多年生植物黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)在四个不同海拔梯度下的克隆生长行为进行研究,结果表明：(1)资源水平(土壤养分)、干扰和群落性质影响间隔物(spacer)长度的变化。在第一和第四海拔梯度中(土壤养分较丰富)间隔物长度较短,而在第二和第三海拔梯度中(土壤养分较贫乏)间隔物长度较长,说明其能对资源水平和生境优劣作出反应。(2)分枝强度(branching intensity)随资源水平的增加而上升。(3)在高海拔、寒冷和资源较丰富的生境中,其生物量的投资偏向于地下部分生物量,说明黄帚橐吾的资源分配方式受到环境资源条件和群落性质的影响。     

青藏高原高寒草甸夏季植被特征及对模拟增温的短期响应

以青藏高原高寒草甸为研究对象,研究了草甸植被夏季生长动态特征;同时采用红外辐射器模拟增温的方法,探讨了草甸植被对增温的短期(1a)响应.结果表明:(1)高寒草甸夏季植被高度与地下生物量、总生物量相关性不显著,盖度与二者相关性极显著;高度对地上生物量影响较大(R=0.892,P＜0.01),盖度对地下生物量(R=0.883,P＜0.01)和总生物量(R=0.888,P＜0.01)影响较大.(2)高寒草甸夏季植被地上部分和地下部分表现出不同的生长模式,地上部分近似等速生长(幂指数为1.011),地下部分则表现为异速生长(幂指数为0.459),但整体呈现异速生长(幂指数为0.473).(3)高寒草甸夏季植被地上生物量(P＜0.05)在6月份较地下生物量(P＞0.05)对环境更为敏感,且一年之后地上-地下生物量均呈减小趋势,这与空气温度、土壤温度和土壤水分的显著减小密切相关.(4)红外辐射器在高寒草甸的增温度效果较好,空气、地表、土壤温度都随增温幅度增强而增加;短期增温对高寒植被有正效应(T0-T1),而温度持续升高则对植被产生负效应(T1-T2);各植被指标的方差分析都未达到显著水平,表明短期增温对该植被影响不显著.     

高寒退化与未退化草甸土壤下匍匐茎鹅绒萎陵菜的克隆生长特征的比较

通过鹅绒萎陵菜的野外移栽试验,分析了在矮嵩草草甸土壤和退化草甸土壤下该种植物的克隆繁殖特征．结果表明,在母株产生的匍匈茎数量、母株高度和叶片大小在两类不同土壤下没有明显差异．母株叶片数、匍匈茎的粗度、匍匈茎长度以及间隔子的长度有较明显的差异．在退化草甸土壤中母株叶片较多,匍匈茎长度和间隔子长度明显较长,匍匈茎直径也明显较大．在退化草甸环境中,由于土壤养分相对较缺乏,鹅绒萎陵菜可能通过增加母株叶片的数量,尽可能多地积累光合产物,来保证匍匈茎的生长,匍匈茎也以增加粗度和增加长度来尽量增强其觅食能力．鹅绒萎陵菜在生物量投资分配上也表现出一定的差异．与退化草甸土壤环境相比,在未退化草甸土壤中,鹅绒委陵菜克隆母株和分株的生物量均明显偏向地下部分(根系)的投资,以期从土壤中吸收更多的养分,从而最终提高子株的成活率．     

Heavy metals modify costs of reproduction and clonal growth in the stoloniferous herb Potentilla anserina

We examined costs of sexual reproduction and clonal propagation, and their consequences for resource allocation in the clonal stoloniferous herb, Potentilla anserina, a typical pioneer species in disturbed areas. We used heavy-metal treatment in soil to create unfavourable growing conditions, because costs of reproduction are more likely to be expressed when resources are limited. We also studied whether heavy metals affect the plasticity of clonal growth form that enables the plants to avoid poor growing conditions. Ramets collected from field were grown in a greenhouse under the heavy-metal treatment consisting of a control and two levels of heavy-metals added in soil. Clonal propagation was costly in terms of total biomass of flowering ramets. Also the costs of sexual reproduction were detected in flowering ramets. Contrary to our predictions, the costs of flower production were visible in the control but not in the heavy-metal contaminated plants. Only the flowering ramets were able to produce longer stolons under heavy-metal stress, but the stolon biomass was not affected by heavy metals. Results indicate that clonal propagation and sexual reproduction may be costly for P. anserina. However, the costs are modified by heavy-metal contamination.Co-ordinating editor: J. Tuomi     

A genotypic trade‐off between the number and size of clonal offspring in the stoloniferous herb Potentilla reptans

A negative, genetic correlation between the total number and average size of progeny is a classical life‐history trade‐off that can greatly affect the fitness of organisms in their natural environments. This trade‐off has been investigated for animals and for sexually reproducing plants. However, evidence for a genetical size‐number trade‐off for clonal progeny in plants is still scarce. This study provides experimental evidence for such a trade‐off in the stoloniferous herb Potentilla reptans, and it studies phenotypic plasticity to light availability for the involved traits. Genotypes of P. reptans were collected from distinctively different environments, clonally replicated and exposed to high light and to shaded conditions. We found a significant negative correlation between the average size and the total number of offspring across genotypes for both light environments. Shading reduced ramet numbers, but hardly affected average ramet size.     

Phenols from Potentilla anserina L. Improve Insulin Sensitivity and Inhibit Differentiation in 3T3-L1 Adipocytes in Vitro

Potentilla anserina L., a well-known perennial herb, is widely used in traditional Tibetan medicine and used as a delicious food in humans. The present investigation reports on the activity of P. anserina phenols (PAP) in regulating glycolipid metabolism in 3T3-L1 adipocytes. Insulin sensitivity tests showed that PAP improved insulin-stimulated glucose uptake by promoting the phosphorylation of serine/threonine kinase Akt. Moreover, an assay involving the differentiation of 3T3-L1 preadipocytes demonstrated that PAP also decreased the accumulation of lipid droplets by suppressing the expression of adipokines during the differentiation process. In addition, the underlying mechanism from the aspects of energy metabolism and oxidative stress is also discussed. The improvement in energy metabolism was supported by an increase in mitochondrial membrane potential (MMP) and intracellular ATP. Amelioration of oxidative stress was supported by decreased levels of intracellular reactive oxygen species (ROS). In summary, our findings suggest that PAP can ameliorate the disorder of glycolipid metabolism in insulin resistant 3T3-L1 adipocytes by improving energy metabolism and oxidative stress and might be an attractive candidate for the treatment of diabetes.