羊草根茎的贮藏碳水化合物及对氮素添加的响应

 为了研究氮素对羊草(Leymus chinensis)根茎碳水化合物贮藏的影响,在中国科学院内蒙古草原生态系统定位研究站的羊草样地,设计了不同水平和不同时期的氮素添加试验。采用高效液相色谱（High Performance Liquid Chromatography, HPLC）对羊草根茎中的贮藏性碳水化合物进行了测定。结果表明,羊草根茎中的贮藏碳水化合物组分包括果聚糖、甘露糖醇、蔗糖、葡萄糖和果糖。其中果聚糖是最主要贮藏碳水化合物,约占60%;其次是甘露糖醇,约占20%。氮素添加量对羊草根茎中的贮藏碳水化合物有显著影响。在0～17.5 g N·m－2范围内,随着氮素添加量的增加,碳水化合物总量、果聚糖、甘露糖醇的含量均逐渐升高。氮素添加时期对羊草根茎中的贮藏碳水化合物的含量亦有显著影响。在7月初添加氮素比4月份添加氮素更有利于贮藏碳水化合物的积累。 关键词     

巴郎山大叶醉鱼草叶片非结构性碳水化合物和氮分配的海拔响应

为深入认识和探讨植物对环境变化的生理生态响应和适应,以分布在川西巴郎山的大叶醉鱼草(Buddleja davidii)为研究对象,沿海拔梯度对植物叶片中非结构性碳水化合物(NSC)、可溶性糖和淀粉含量,氮含量和氮分配比例(光合系统氮分配比例P_P、细胞壁氮分配比例P_CW和其他组分氮分配比例P_other)等参数进行对比分析,探讨其沿海拔的变化趋势,以及叶片NSC、可溶性糖和淀粉含量与氮分配间的相关关系。结果显示：大叶醉鱼草叶片NSC、可溶性糖、淀粉和单糖含量随海拔的升高而增加,而可溶性糖/淀粉比值未发生显著变化,表明高海拔较高的NSC含量的累积是由可溶性糖和淀粉含量共同决定的,而可溶性糖含量的增加主要由单糖含量的变化引起。叶片氮含量和P_P在海拔间差异不显著,但P_CW和P_other分别随海拔升高而降低和升高。此外,随海拔升高,叶片NSC/N比值随之增加,这主要归因于随海拔升高而增加的NSC含量而非海拔间差异不显著的氮含量。NSC含量和可溶性糖含量均与P_...     

羊草基因型多样性能增强种群对干扰的响应

研究了不同基因型多样性(1、3、6三种基因型组合)羊草种群的地上生物量、地下生物量、分蘖数、根茎芽数和根冠比5个指标对干扰强度(用不同留茬高度来模拟)的响应。结果表明:(1)基因型多样性和干扰强度对地上生物量、地下生物量、分蘖数和根茎芽数均有显著影响(P0.05),但两者的交互作用不显著(P0.05)。其中,多基因型组合(3、6基因型组合)羊草种群中这4个响应变量的值均显著高于单基因型羊草种群(P0.05);而干扰强度的增加显著降低了这4个响应变量的值(P0.05)。对于根冠比这一响应变量来说,仅干扰强度对其产生了显著地影响(P0.05)。(2)29个基因型多样性效应值中,有25个值大于0,其中12个表现为显著的基因型多样性正效应。依Loreau和Hector的方法将多样性净效应分解后发现,互补效应和选择效应共同主导12个响应指标的基因型多样性效应,而互补效应独自主导3个、选择效应独自主导5个响应指标的基因多样性效应;但对基因型多样性正效应起主要贡献的是互补效应。所得结果表明,基因型多样性能提高羊草种群的表现,能增强羊草种群对干扰的响应,不同基因型间的互补作用对这种正效应起主要贡献,这将为该物种种质资源保护和合理利用提供理论指导。     

刈割强度对冷蒿可溶性碳水化合物的影响

通过对播种、移植于大小不同花盆的1年龄和多年龄冷蒿进行刈割实验。探讨冷蒿在不同刈割强度下可溶性碳水化合物含量和库的变化。结果表明。在不同的刈割强度下。冷蒿可溶性碳水化合物含量表现为：刈割1／4和刈割2／4比不进行刈割和刈割3／4高。可溶性碳水化合物库表现为：刈割1／4＞对照＞刈割2/4＞刈割3／4;刈割后在不同的资源与空间。冷蒿体内可溶性碳水化合物含量和可溶性碳水化合物库均表现为：大盆＞小盆＞移栽盆;在不同的刈割强度下生物量发生明显的变化,刈割1／4冷蒿生物量比对照增加,出现超补偿生长。别割3／4生物量降低。出现欠补偿生长。说明适度的干扰有利于冷蒿碳水化合物、生物量的积累;可利用资源、空间越多。可溶性碳水化合物含量越高。可溶性碳水化合物库的变化趋势与再生生长的趋势一致。说明可溶性碳水化合物库可以表征再生生长能力。     

养分异质条件下结缕草克隆分株生长、碳水化合物及可溶性蛋白的生理整合

通过对连接和断开的结缕草分株进行不同的养分处理,研究了养分异质条件下结缕草克隆分株生长、碳水化合物及可溶性蛋白含量的变化.结果表明: 在养分异质条件下,处于中、高养分水平的母株可以显著提高与其相连子株的地上、地下及总生物量,高养分下分别提高32.5%、22.1%和24.8%,降低根冠比、可溶性糖及非结构性碳水化合物(NSC)含量,高养分下分别降低7.7%、15.2%和13.1%,但是对淀粉、纤维素、可溶性蛋白含量无显著影响.处于中、高养分水平的子株对与其相连的母株生长、碳水化合物及可溶性蛋白含量没有显著影响.养分异质条件下结缕草母株对子株生物量、根冠比、可溶性糖及NSC含量有明显的生理整合,其整合强度与养分梯度呈正比,而对淀粉、纤维素及可溶性蛋白含量没有显现显著的生理整合效应.子株对母株各项指标都没有显著的生理整合,结缕草母株和子株间是一种单向的生理整合.     

油松幼苗非结构性碳水化合物对干旱胁迫的阶段性响应

为探讨干旱胁迫对油松非结构性碳水化合物（NSC）的影响及其响应机制,以2年生油松幼苗为对象,设置适宜水分、轻度、中度和重度干旱胁迫处理（即80%、60%、40%和20%田间持水量）,比较幼苗在不同胁迫时间（15、30、45和60 d）各器官NSC含量的变化规律。结果表明：不同干旱胁迫处理程度与时间对油松幼苗当年生叶、1年生叶、茎、粗根和细根的可溶性糖、淀粉及总NSC含量均具有显著交互作用。干旱胁迫15 d时,当年生叶NSC含量在干旱胁迫处理显著低于适宜水分处理,细根NSC含量在轻度和重度胁迫处理显著高于适宜水分处理。干旱胁迫45 d时,随着胁迫程度增加,当年生叶、1年生叶、茎、粗根和细根淀粉含量均呈增加趋势。干旱胁迫60 d时,随着胁迫程度增加,细根淀粉含量呈下降趋势,细根可溶性糖及NSC含量在胁迫处理显著低于适宜水分处理。综上所述,油松幼苗胁迫初期,NSC优先供给细根以促进吸收水分,而长期胁迫,将导致NSC向下运输受阻,根系生长和吸收功能下降。这种NSC对干旱胁迫阶段性响应策略的揭示为东北地区油松幼苗造林最佳时间选择及水分管理提供数据支持。     

CO2浓度升高对长白山三种树木幼苗叶碳水化合物和氮含量的影响

研究了持续 3个生长季高浓度CO2 处理的长白山主要树种红松、长白赤松和水曲柳幼苗叶 (片 )的蔗糖、果糖、可溶性总糖、淀粉及全氮含量变化 .结果表明 ,前两个生长季 70 0 μmol·mol-1CO2 处理 ,促进了水曲柳和长白赤松幼苗的淀粉累积 ,70 0和 5 0 0 μmol·mol-1CO2 却使红松幼苗的全N含量明显降低 .第三个生长季高浓度CO2 处理的第一周和第二周 ,红松和水曲柳幼苗的淀粉含量增加 ,全N含量降低 ,第八周时 ,水曲柳仍维持原来的变化趋势 .第三个生长季高浓度CO2 处理 ,并未使长白赤松的C、N含量有明显的增减 .CO2 浓度影响了碳水化合物在叶 (片 )中的积累形式     

羊草DHN3基因的克隆及其逆境响应的表达分析

该研究从羊草（Leymus chinensis）中克隆得到1个脱水素（Dehydrin,DHN）编码基因LcDHN3。通过序列分析表明,LcDHN3开放阅读框为501 bp,编码167个氨基酸,分子量为17.01 kD,理论等电点为8.05,为亲水性蛋白。LcDHN3蛋白具有脱水素的保守结构域,含有1个Y 片段、1个S 片段和2个K 片段,属于YSK2型脱水素。亚细胞定位预测LcDHN3蛋白定位在细胞质和细胞核。同源比对分析显示,LcDHN3与大麦（Hordeum vulgare）等6种植物的DHNs整体相似性为84.27%。进化分析显示,LcDHN3和大麦的DHN亲缘关系最近。荧光定量PCR结果显示,LcDHN3基因的表达受干旱、冷、热、NaCl、高pH和机械损伤胁迫诱导,同时受植物激素ABA和JA的诱导。研究表明,LcDHN3参与了羊草响应逆境胁迫的信号途径。     

草原植物碳水化合物对环境胁迫响应研究进展

碳水化合物是植物进行各种生命活动的重要能源物质,特别是根部碳水化合物在支持植物再生、耐受外界环境胁迫、维持草原生态系统稳定性方面具有重要作用.本文重点综述了放牧、氮肥、盐胁迫、干旱、低温胁迫和低氧胁迫对草原植物碳水化合物的影响以及改进的碳水化合物测定方法,最后提出根部可溶性糖组分与植物根系生理生态功能的关系是今后研究的重点方向.     

去叶时间对半干旱草原植物养分回收和干草生产的影响

去叶时间对半干旱草原植物养分回收和干草生产的影响 养分回收是植物养分保存的重要策略,其对环境和管理变化的响应关系到生态系统的养分循环和生产。去叶(刈割)是影响草地植物养分回收和生产的重要途径,而去叶时间的影响尚不清楚。本研究以内蒙古典型草原生态系统为对象,设置早期去叶(生物量高峰期之前)、峰期去叶(生物量高峰期)、晚期去叶(养分回收开始后)和不去叶(对照)四个处理,探讨了去叶时间对植物养分回收和生产的影响。通过测定植物物种和群落水平氮(N)和磷(P)回收特征,量化了植物N、P回收通量以及凋落物归还通量和干草输出通量,并评估了不同去叶时间处理下割草草地系统干草产量和质量。研究结果显示,峰期和晚期去叶降低植物群落N、P回收度,而早期去叶则对二者无影响;不同去叶时间处理下植物N、P回收效率相对稳定,仅晚期去叶降低N回收效率。峰期和晚期去叶降低植物群落N、P回收通量和凋落物N、P归还通量,而早期去叶并不影响这些参数。去叶时间降低植物群落养分回收通量,但未改变植物根系养分储存,说明根系养分吸收增加可补偿养分回收通量的降低。草地干草产量和质量在峰期去叶处理下最高,晚期去叶处理下最低。本研究结果为割草草地生态系统养分循环提供了新见解,通过调整刈割时间可以平衡草原的保护与生产,在植物生物量高峰期之前割草可实现保护和可持续生产的双重目标。     

羊草种群克隆多样性的初步研究

 采用水平淀粉凝胶电泳技术检测了松嫩草原上两种叶色类型(灰绿型和黄绿型)羊草(Leymus chinensis)种群的克隆多样性。羊草种群中克隆多样性较高,Simpson指数平均为0.983,97.7% 的基因型为局部分布;在克隆特性上,灰绿型和黄绿型羊草也明显不同,黄绿型种群的克隆多样性低于灰绿型。由基株数据计算的种群遗传多样性与由分株计算的结果一致,进一步确认了黄绿型和灰绿型羊草间存在着明显的遗传分化。种群中不时有实生苗补充及环境异质性引起的分化选择作用可能是维持种群内基因型多样性的重要因素。     

羊草种群无性系生长格局的研究

 本文根据野外实测数据和采用数学分析方法,在研究羊草种群无性系营养扩散和生长过程的基础上,建立了符合描述羊草种群无性系生长格局的相关随机走动模型和简单扩散模型。对模型进行检验,结果表明,所建模型可以定量地描述羊草种群无性系的生长格局。     

根茎在羊草响应短期NaCl胁迫过程中的作用

根茎是根状茎型克隆植物的特有结构,在养分储存、运输和分蘖茎的形成等方面起关键性作用。然而有关根茎生理学方面的研究却十分匮乏。为了探讨根茎在植物感应环境胁迫中的作用, 本文以羊草(Leymus chinensis)为实验材料,研究和比较了短期NaCl胁迫根、根茎、根和根茎3种处理方式下羊草对盐胁迫的响应。试验结果表明:200 mmol·L^-1 NaCl处理羊草根、根茎、根和根茎24 h,显著(p<0.05)降低羊草叶片净光合速率和蒸腾速率,增加叶片渗透浓度与脯氨酸含量;其中同时处理根和根茎叶片,蒸腾速率和净光合速率的降低程度显著高于分别处理根和根茎。在分别处理根与根茎的情况下,叶片含水量、脯氨酸含量、净光合速率、蒸腾速率均无显著性差异。不论单独胁迫根、根茎还是同时胁迫根和根茎,羊草根、根茎和叶片内Na⁺含量都显著高于对照,而羊草根、根茎和叶片内K⁺含量都显著低于对照。这些结果显示:1)根茎在羊草响应盐胁迫的生理过程中与根系具有类似的功能;2)羊草根茎在盐胁迫条件下能够有效地吸收Na⁺;3)鉴于根茎的生物量和表面积都明显地低于根系,在盐胁迫下羊草根茎吸收Na⁺的效率高于根系。     

内蒙古地区羊草草原植被对温度变化的动态响应

 1981～1994年连续14年内蒙古羊草草原温度随时间变化结果显示,该区域温度变化具有不对称性,冬季最低均温升高明显,而最高温及平均温度无明显增加趋势。羊草草原气候的变化主要表现在冬季最低温的增加,而不是平均温度的增加。羊草群落的结构和功能对冬季最低均温变化的响应研究表明,随着冬季最低均温的升高,阿尔泰狗哇花(Heteropappus altaicus)和冰草(Agropyron michnoi)的重要值及地上初级生产力将明显增加,而寸草苔(Cares duriuscula)则呈下降趋势,作为群落主要优势种的羊草(Leymus chinensis)和大针茅(Stipa grandis)及其它优势植物对冬季最低均温变化反应不明显。同时,群落的生物多样性指数(Simpson指数、Shannon-Wiener指数)、物种饱和度及地上初级生产力对冬季最低均温也均无显著相关,14年间冬季最低均温的变化并没有对群落的结构和功能产生明显影响。然而,因寸草苔和冰草等少数优势植物对冬季最低均温变化反应的敏感,温度变化的幅度增加或时间延续很可能造成少数优势种在群落中地位的改变,进而可能导致羊草群落结构和功能的变化。这表明在进行气候变化的模拟和模型研究时,不能仅简单地考虑平均温度增加的情况,而应确定主导影响因子,从而了解草原生态系统对全球变化的响应,选取适宜的模型参数。     

羊草(Leymus chinensis)种群无性系种群动态的初步研究

本文根据１９８５－１９９０年在天然羊草种群无性系的观测与统分析,在研究羊草种群性系生活周期的基础上,探讨了其种群动态,建立了用转移概率矩阵表示的种群动态模型。通过用两种营养繁殖系数Ｒｖ１和Ｒｖ２模拟种群密度变化,发现用转移概率矩陈种群动态模型和现存种群营养繁殖系数Ｒｖ２预测羊草种群密度。     

内蒙古锡林河流域不同生境中羊草的克隆构型和分株种群特征

 克隆植物的形态可塑性在基株和种群水平上分别表现为克隆构型和分株种群特征的变化。研究对象为内蒙古锡林河流域草地、林地、沙地3种生境下的羊草(Leymus chinensis)种群,通过对羊草根茎节间长度、间隔子长度、分枝强度、分枝角度、株高和分株密度等指标的测定和分析,对这3种不同生境中羊草的克隆构型及分株种群特征进行了研究。结果表明羊草克隆构型相关特征,如,根茎节间长度,根茎节间长度频次分布格局、间隔子长度、间隔子长度频次分布格局,在不同生境差异较大。同时,羊草的分枝角度在不同生境间差异显著。而每间隔子所     

羊草种群遗传分化的RAPD分析I：扩增片段频率的变化

松嫩草原上分布着灰绿型和黄绿型两种叶色类型的羊草,为进一步明确这两种叶色类型种群分化的分子基础 ,对其9个种群105个个体进行了RAPD分析。15个随机引物（10nt)共扩增出149个多态性片段,总的多态位点为96．1％,黄绿型与灰绿型种群间在10．1％的多态性片段上明显不同,相似生境或同一地域的种群在一些位点上表现出相似或相同的变化;9个种群都检测到了特异性扩增。     

松嫩平原中部地区羊草种群的遗传结构研究

松嫩平原中部地区的羊草,依其生长的微环境不同可分成灰绿色和黄绿色两种叶色类型的种群。移栽实验表明,这两类种群实际上是灰色和灰绿色两种类型的混生群体。采用淀粉凝胶电泳技术及等位酶分析方法测定了不同生境、不同分类种群的遗传结构,发现羊草种群遗传变异度很高;但是无论如何归属,这一草原区域上的羊草种群遗传分化程度很低(FST ≤ 0.034)。这可能与羊草为异花授粉、不同类型混生及种群间基因流强度大有关。     

松嫩平原盐碱化草地羊草的生长适应性及耐盐生理特性的研究

本文对不同程度盐碱生境下羊草的生物量及生理指标做了系统的分析研究。得出以下结论：羊草的生态分布幅度很宽,具有较强的适应盐碱生境的能力,在土壤的电导率为０．０７４─１．７４ｍＳ／ｃｍ,ｐＨ为８．４─１０．３土壤上均能正常生长。它对盐碱生境的适应性表现为大量吸收土壤中的无机离子和通过体内积累脯氨酸进行渗透调节。在土壤的电导率低于０．７ｍＳ／ｃｍ时,主要靠吸收无机离子进行调节,在土壤的电导率为０．７─１．２ｍＳ／ｃｍ时,靠脯氨酸积累和吸收无机离子共同进行调节。当土壤的电导率高于１．２ｍＳ／ｃｍ时,脯氨酸积累成为渗透调节主要因素。