额济纳湿地多枝柽柳种群的遗传多样性与遗传结构

多枝柽柳(Tamarix ramosissima)是干旱区分布最广的柽柳属植物之一,可分布在沙荒地、干旱盐碱地和盐碱湿地等生境中,在维持特定生态系统稳定和保护植物种质资源多样性方面具有重要作用。该研究利用14个EST-SSR分子标记,分析了阿拉善额济纳湿地12个天然多枝柽柳种群(191个个体)的遗传多样性和遗传结构,为额济纳湿地多枝柽柳种质资源的管理、保护和利用提供理论依据。结果显示:(1)14个EST-SSR标记在191个多枝柽柳个体中共扩增出79个等位基因(N_a),平均每个基因座上的等位基因数为5.6,期望杂合度(H_e)平均为0.55,观测杂合度(H_o)平均为0.29,多态信息含量(PIC)平均为0.51,说明所调查种群的遗传变异信息丰富。(2)12个多枝柽柳种群的平均多态位点比率为97.0%,平均Shannon's信息指数(I)为0.862,平均固定指数(F)为0.332,表明该地区多枝柽柳群体的遗传多样性较高。(3)种群内的近交系数(F_(is))为0.366,种群间的平均遗传分化系数(F_(st))为0.079,平均基因流(N_m)为4.425,表明所调查种群间的基因交流频繁,且种群内的遗传变异明显高于种群间。(4)在遗传结构上,12个多枝柽柳种群可分为4个亚群;种群间的遗传距离与地理距离无相关性(r=0.194,P=0.120)。研究发现,所调查的多枝柽柳种群具有较丰富的遗传多样性,但它们均呈现出一定程度的杂合子不足及近交现象,对该地区多枝柽柳遗传多样性的长期维持构成了潜在不利影响。     

野生翠雀传粉生物学特性研究

对从北京郊区引种的野生翠雀(Delphiniun grandiflorum L.)的开花习性进行了观察,对其花粉活力、柱头可授性,花粉/胚珠比(P/O),杂交指数(OCI)进行了检测,并进行了人工授粉实验。结果表明:(1)翠雀的花序为总状花序,具3~15朵花,花梗长1.5~3.8cm,单花期10d,花序花期15~18d。(2)翠雀花粉活力日变化呈先升高后降低的趋势;柱头在开花当天至开花后4d无可授性,在开花后的5d、6d有可授性。(3)翠雀的花粉胚珠比(P/O)为2 159.14,杂交指数OCI为5;人工授粉实验表明,翠雀在自然条件下能够结实,结实率为100%;存在自主自花授粉现象,部分自交亲和,结实受传粉者限制;不存在无融合生殖现象。(4)翠雀主要的访花昆虫有四条无垫蜂和短腹管蚜蝇。研究认为,翠雀的繁育系统为兼性异交或专性异交,部分自交亲和,需要传粉者。     

多枝柽柳气体交换特性研究

在美国柽柳（Tamarix L.）被列为臭名昭著的十大我来杂草之一,而在中国,它则作为一种濒危物种生存状况堪忧。对多枝柽柳（Tamarix ramosissima L bd.）气体交换进行研究,探讨其蒸汽压差（VPD）、叶水势、气孔导度（g）和水分利用效率（WUE）之间的联系,结果表明,柽柳之所以能在沙漠生存又能在美国河岸地带疯狂扩展,主要原因可能是：①柽柳属地下水湿生植物,发达的根系能直达地下水。②柽柳适应性生境很广,作为一种阳性树种,柽柳非常耐旱,能够在很低的叶水势（φ）条件下（-4.59Mpa）进行光合作用,而较低的光补偿点和暗呼吸速率又反映出其耐阴湿的特点。③灵敏的气孔适应性调整：其g对VPD的灵敏性随着干湿季其体内的水分状况变化而变化,调整蒸腾速率,从而影响其WUE;gs与φ成显著正相关（P≤0.05）;gs与WUE显著相关（P≤0.05）,但只有当gs处于正在下降的时候,光合作用和蒸腾作用两个交换过程受轻微限制时,可得到水消耗和CO2吸收的最优协调,WUE达到最大值。这些适应性调整可能是柽柳能在美国河岸地带疯狂扩展的主要原因。实验结果表明,柽柳完全能够适应荒漠生长环境,因而导致柽柳在我国处于濒危状况的根本原因不是传统认为的干旱的自然环境,而主要是人为因素造成地下水位下降以及过度砍伐所致。     

海南凤仙花不同海拔种群的传粉生物学

凤仙花属(Impatiens)植物具有极为广泛的多样性和类型各异的特化传粉者, 被誉为“双子叶的兰花”, 受到众多传粉生物学家的关注。本文以海南特有种海南凤仙花(Impatiens hainanensis)为研究对象, 对3个不同海拔梯度的种群进行了开花生物学特性和开花物候、花器官结构、花粉活力和柱头活性、传粉者种类和访花行为及繁育系统的比较研究。结果表明: 单花花期4.10 ± 0.46 d, 雄性期和雌性期分别约为3.15 ± 0.24 d和0.95 ± 0.36 d; 种群开花峰期在8月初, 高海拔种群的花期高峰相对滞后。低、中海拔种群花粉活力呈现先升高后下降的趋势, 以开花第2 d花粉活力最高; 高海拔种群花粉活力随开花时间推移逐渐下降; 柱头活性随开花时间的推移而增强, 高海拔种群开花各天次均较低、中海拔种群低。主要传粉昆虫为黄黑无垫蜂(Amegilla leptocoma)和绿条无垫蜂(A. zonata), 低、中海拔种群以黄黑无垫蜂为主, 高海拔种群以绿条无垫蜂为主。未观察到自动自花授粉和无融合生殖现象, 人工授粉能明显增加坐果率(75-90%), 自然坐果率在高海拔种群相对较低(40-60%), 说明存在较强的传粉者限制。海南凤仙花的保护需要同时关注其有效传粉者的保护, 促进有效传粉昆虫在不同海拔种群之间的往来, 保证种群间的花粉流与种子流, 维持海南凤仙花的种群遗传多样性与有效种群大小。     

干旱区多枝柽柳的生长特性

多枝柽柳是分布最为广泛的柽柳属植物之一。也是维持干旱区荒漠生态系统的关键植物种。本研究运用树轮年代学和树干解析方法。对额济纳地区不同生境条件下多枝柽柳的年轮生长、高生长和地径生长等方面的特征进行初步探讨。多枝柽柳每年形成1个年轮。树盘偏心生长极为普遍．完整树轮大多在10龄以内区域,10龄以外都呈单个或多个不完整年轮生长区。多枝柽柳单枝在1～4年高生长缓慢．4～8龄之间属于快速生长期,10年以上生长速率急剧下降。不同地下水位条件下三组样本径生长年增长速率达到极大值的年龄分别为21、56和74年,水环境条件是影响多枝柽柳径向生长的主要因素。同一年年轮宽度随枝高呈减小趋势。多枝柽柳边材的树轮数一般在3～5轮之间,进入老龄阶段有增加趋势。边材宽度随年龄增长逐渐减小。     

内蒙古产柽柳和多枝柽柳α-葡萄糖苷酶抑制活性

首次利用体外α-葡萄糖苷酶抑制模型以96微孔板法,对内蒙古产2种柽柳属植物不同溶剂提取物进行活性评价,并与阳性对照Acarbose比较,发现6种提取物均有较好的α-葡萄糖苷酶抑制作用,远远强于阳性对照Acarbose(IC50=1103.01μg·mL-1)的抑制活性。结果显示,同一植物不同溶剂提取物相比较,两者石油醚提取物α-葡萄糖苷酶抑制活性不及乙酸乙酯和正丁醇提取物;不同植物同一溶剂的提取物抑制活性也不同,6种提取物中,多枝柽柳的正丁醇和柽柳的乙酸乙酯提取物抑制活性最高(IC50=13.36和17.35μg·mL-1)。所有提取物对α-葡萄糖苷酶活性的抑制效果均很好,且多枝柽柳抑制活性整体上较柽柳好,具有良好的潜在开发价值。     

同域分布柽柳属两种植物的传粉生物学研究

以同域分布于新疆南部的早春开花植物短穗柽柳(Tamarix laxa Willd)和紫杆柽柳(T.androssowii Litw)为材料,对它们的开花式样、花部特征、花报酬特点、传粉特性及交配方式进行比较研究。结果表明,2种植物居群和个体水平的花期及单花寿命间存在显著差异;紫杆柽柳的居群花期比短穗柽柳短,而短穗柽柳个体花期和单花寿命比紫杆柽柳长。2种柽柳的花瓣、雌雄蕊长度、花粉胚珠数及花粉/胚珠比值(P/O)间也存在显著差异。二者的花瓣、雌雄蕊均能分泌香味,访花频率与花蜜量均存在正相关。主要传粉者在短穗柽柳上的访花频率和沉积花粉效率高于紫杆柽柳,且存在显著差异。2种植物通过自花和异花授粉均可结实,属于混合交配系统;二者的自交不亲和指数及花粉限制程度间存在显著差异;紫杆柽柳的自交亲和性高于短穗柽柳,而短穗柽柳的花粉限制指数高于紫杆柽柳。因此,2种柽柳的开花式样、花部特征及花报酬的差异,是它们在传粉者受限的早春环境中为吸引更多的访花昆虫、提高雌性繁殖率所形成的繁殖对策。     

多花兰传粉生物学研究

传粉是植物繁殖和进化的一个关键环节,为探讨中国产多花兰(Cymbidiumfloribundum)的传粉生物学特性,对其开花物候、繁育系统、花的挥发性成分、传粉昆虫行为学实验进行了研究。结果表明,多花兰不存在自动自交和无融合生殖,种子的形成有赖于传粉媒介。其自然结实率远低于人工授粉,存在严重的传粉限制。中华蜜蜂(Apis cerana)为多花兰的有效传粉昆虫,但未能从中获得报酬,在传粉过程中将花粉块连药帽一起带出。通过昆虫的行为学实验发现,多花兰气味对中华蜜蜂具有显著性吸引作用,而颜色对中华蜜蜂无显著性吸引作用。花朵的主要挥发性成分为醛类与醇类物质,一天之中在种类和量上几乎没有变化,只有芳樟醇含量的变化与传粉昆虫活动频率相关。本研究可为兰多花兰的野生保护和杂交育种提供一定依据。     

张掖湿地宽苞水柏枝和多枝柽柳种群的空间分布格局与关联性分析

植物种群的空间格局及关联性是植物与环境协同适应的结果。利用群落学调查法和点格局分析法,在黑河中游洪泛平原湿地选择砾石(Ⅰ)、半裸露砾石(Ⅱ)、粗砂(Ⅲ)和粉砂(Ⅳ)4种土壤质地环境样地,分析了宽苞水柏枝(Myricaria bracteata)和多枝柽柳(Tamarix ramosissima)种群的空间分布格局和种间关联关系。结果表明:随着土壤粒级由粗变细,宽苞水柏枝的植株高度先减小后增大、分枝数和植株密度逐渐减小、一级小株丛比例逐渐降低,多枝柽柳植株高度和分枝数逐渐增大、密度和一级小株丛比例先增大后减小;宽苞水柏枝在样地Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ内呈现不同尺度的聚集分布,聚集分布由较大尺度向较小尺度过渡,在样地Ⅳ内所有尺度上为随机分布;多枝柽柳在样地Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ内呈现相反的聚集分布变化趋势,在样地Ⅳ内所有尺度上为随机分布。在样地Ⅰ和Ⅲ,宽苞水柏枝和多枝柽柳之间表现为负相关和不相关,在样地Ⅱ从负相关过渡到正相关,在样地Ⅳ从负相关过渡到不相关。环境异质性作用下的洪泛平原湿地植物不对称竞争关系,引起植物种群优势地位发生更替、空间格局发生尺度转换,反映了植物的环境适应性策略。     

水松自然种群和人工种群遗传多样性比较

采用ISSR分子标记技术分析水松不同起源种群的遗传多样性.结果表明:10条引物共检测出95个扩增位点,多态位点数占39.0%.与其他濒危裸子植物相比,水松的遗传多样性较低,遗传分化系数Gst为0.3982,基因流Nm仅0.3778,种群间存在一定程度的遗传分化,但种群内变异占主导地位;遗传距离与地理距离呈正相关关系.自然种群的多态位点百分率(P)、Nei的条带多样度(He)和Shannon信息指数(Ⅰ)平均值(39.3%、0.1499和0.2202)分别高于人工种群(30.7%、0.1265和0.1759).自然种群的遗传分化系数(Gst0.4513)和平均遗传距离(D=0.0301)也高于人工种群(Gst=0.3025,D=0.0192).     

极端干旱区多枝柽柳幼苗对人工水分干扰的形态及生理响应

在塔里木河下游断流河道人工生态输水的大背景下,多枝柽柳(Tamarix ramosissima )作为当地优势物种,其更新恢复研究对下游荒漠河岸林的恢复尤为重要。通过研究多枝柽柳幼苗形态、水分和光合生理对不同灌溉处理的响应,分析不同人工水分干扰模式对柽柳幼苗生长发育的影响。实验设计了侧渗分层(LSI)和地表灌溉(AGI)两种给水方式,以及高灌(W1,50 L/株)、中灌(W2,25 L/株)、低灌(W3,12.5 L/株)3 个给水水平,并在整个生长季定期监测幼苗的形态参数变化、生物量、水势和光合速率。结果显示:(1)侧渗分层灌溉方式对幼苗基径、株高、冠幅以及前期生长速率都有促进作用;(2)在侧渗分层灌溉高灌下,幼苗地下及总生物量都显著高于地表灌溉(P < 0.05),且地表灌溉下根冠比(R/S:Root shoot ratio)明显高于侧渗分层灌溉;(3)侧渗分层灌溉下,幼苗茎水势高于地表漫灌,且在中灌和低灌下达到显著水平(P < 0.05),表明侧渗分层灌溉下幼苗的水分吸收效率更高;(4)在侧渗分层高灌及中灌下,实际光化学光量子产量值高于地表灌溉处理,并在高灌时差异极显著(P < 0.01)。研究表明,侧渗分层灌溉方式对多枝柽柳幼苗早期生长及水分和光合生理都具有显著促进作用。     

梭梭和多枝柽柳的枝干光合及其主要影响因子

荒漠植物长期演化过程中保留了枝干光合(Pg)的特性,枝干光合有效减少局部碳损失,且在维持植物正常生理代谢方面发挥重要作用.本研究以古尔班通古特沙漠南缘荒漠植物梭梭和多枝柽柳为对象,利用Li-Cor 6400便携式光合仪与特制叶室相结合监测枝干与叶片光合速率,同时辅以枝干/叶片功能性状(叶绿素含量、含水量、叶/枝面积、碳...     

塔克拉玛干沙漠腹地多枝柽柳茎干液流及耗水量

2005年4—11月,利用植物茎流计研究了塔克拉玛干沙漠腹地沙漠公路防护林植物多枝柽柳的茎干液流特性和耗水量.结果表明:在极端干旱的沙漠腹地,土壤水分充足时,直径为3.5和2.0 cm的多枝柽柳在整个生长季的日平均耗水量分别为6.322和1.179 kg;多枝柽柳的茎干液流呈单峰曲线型,有明显的昼夜变化规律,茎干液流随环境因子变化而波动;在土壤水分充足的条件下,总辐射、风速、温度是影响茎干液流变化的主要环境因子,可以用总辐射和风速的线性回归模型预测茎干液流的变化.沙漠腹地多枝柽柳的蒸腾耗水量相对较高,是因为在较为充足的水分供应条件下,多枝柽柳通过大量的水分消耗来抵御干燥高温的沙漠环境.     

额济纳三角洲胡杨和多枝柽柳水分来源解析

为研究黑河下游额济纳三角洲典型河岸带植物胡杨(Populus euphratica)和多枝柽柳(Tamarix ramosissima)的水分来源及其时空变化特征,于2015–2016年植物生长期在额济纳东、西河沿岸选取8处样点,分别采集胡杨和多枝柽柳木质部、土壤以及降水、河水、地下水样品,分析测试获取各样品的氧稳定同位素比率(δ18O),并利用氧同位素直接对比法确定植物主要吸水层位,利用Iso Source线性混合模型确定胡杨和多枝柽柳水分来源构成及比例。研究表明:河水和地下水为胡杨和多枝柽柳的主要补给水源,降水补给因雨水少且入渗浅可忽略不计;胡杨和多枝柽柳吸收土壤水的层位因地下水位波动、土壤物理特性、河水对土壤水的侧向补给及漫溢补给等存在较大的空间差异,但其利用河水和地下水的比例未见明显空间差异;胡杨更多地利用河水(68%),而多枝柽柳更多地利用地下水(65%);植物水分来源对生态输水工程响应敏感,河水贡献率在输水期增大至84%和48%,非输水期下降至63%和30%,地下水贡献率在输水期下降至16%和52%,非输水期增大至37%和70%。值得指出的是,河岸带地下水与河水交互作用强烈,导致地下水与河水的δ18O较为接近,使得源分解析定量具有不确定性。     

荒漠内陆河岸胡杨和多枝柽柳幼苗种群空间分布格局及种间关联性

运用方差均值比率法、负二项参数、丛生指标、平均拥挤度、聚块性指数和扩散系数等7个指标以及双项轨迹方差法,研究了塔里木河中下游荒漠河岸植被建群种胡杨(Populus euphratica)和多枝柽柳(Tamarix ramosissima)幼苗种群的空间分布格局和种间关联性.结果表明,胡杨和多枝柽柳幼苗的空间分布呈显著的聚集分布,聚集规模大小为16 m2.利用2×2列联表χ2统计量、联结系数和共同出现百分率等测度方法,综合分析了2个种对联结性质和程度.结果表明,胡杨和多枝柽柳2个幼苗种群表现出强的正关联,这2种植物种群现处于稳定分布格局,种间共存,占有共同的生态位.     

黑河中游和烟台海滨中国柽柳的传粉生态学研究

中国柽柳(Tamarix chinensis)是干旱及半干旱地区的重要建群物种.为便于其有效利用和引种栽培,对黑河中游和烟台海滨的中国柽柳的开花动态、花粉活力、柱头可授性、访花者种类、花粉-胚珠比(P/O)、杂交指数(OCI)及座果率进行观测,结果表明:黑河中游和烟台海滨柽柳的花期和柱头可授性相似,花序花期为2-5天,开花当天柱头可授活性最大,之后逐渐下降,第4天柱头无可授性;花粉活力和访花者种类差别较大,黑河柽柳开花第1天花粉活力为(62±4.31)％,最高为(82.12±7.23)％,4天后花粉完全失活.烟台柽柳的花粉活力在开花后第1天最高为(89.13±7.23)％,第4天花粉活力下降为(11±1.12)％.黑河中游和烟台海滨柽柳的访花者均以膜翅目昆虫为主,黑河柽柳以黑带斑沙蜂(Bembix melanura)、卡切叶蜂[Megechile (Amegachile) kagiana]和黑带食蚜蝇(Episyrphus balteatus)等为主要访花者;烟台柽柳以姬蜂(Ichneumon sp.)、大灰食蚜蝇(Metasyrphus corollae)和灰地种蝇(Delia platura)等为主要访花者.二者P/O值、OCI及座果率差异不显著,黑河和烟台柽柳的P/O值分别为373.6±71.9和382.1±86.2;最高座果率分别为(89.72±7.76)％和(93.17±8.21)％;OCI均为3.上述研究结果显示,黑河中游和烟台海滨柽柳均为兼性异交的繁育系统.     

准噶尔盆地东南缘多枝柽柳、白刺和红砂水分来源的异同

荒漠生态系统中, 水是植物生长最主要的限制因子。为了比较同一生境下不同荒漠植物的水分来源特征, 选取了同一生境下的多枝柽柳(Tamarix ramosissima)、白刺(Nitraria sibirica)和红砂(Reaumuria soongorica), 测定了这3种植物茎水和各潜在水源(降水、土壤水和地下水)的氢、氧稳定同位素比率(δD和δ¹⁸O)值, 并利用IsoSource软件计算了3种植物对潜在水源的利用比例。结果表明: 红砂和白刺的茎水δD和δ¹⁸O值及其水分来源有明显的季节波动特征。其中, 红砂为浅根系植物, 春季(3-5月)以表层土壤水为主要水源, 夏秋季节(6-10月)表层土壤含水量显著降低, 其主要的水分来源逐渐偏向于较深层的土壤水; 白刺的根系分布范围介于红砂和多枝柽柳之间, 在春季能够较多地利用表层土壤水, 而到了夏秋季节, 所利用的水分更多地来源于深层土壤水或地下水; 多枝柽柳为深根系植物, 其90%以上的水分来源于深层土壤水和地下水, 而且茎水δD和δ¹⁸O值及其水分来源没有季节波动特征。3种植物水分来源特征的差异与其水分利用策略密切相关, 同时, 也说明荒漠灌木可以通过自身调节向着最优(最有利)表现型发展, 从而最大限度地获取水分。     

芍药的传粉生物学研究

对内蒙古赤峰市高格斯台罕乌拉自然保护区2个自然居群和内蒙古农校芍药园内2个栽培品种的芍药进行了连续2年的观察和研究表明,不同居群、不同品种的芍药花期相同,均为23~27d。芍药不存在无融合生殖,有微弱的自交性,不存在闭花授粉的现象。是以昆虫为媒介以异交为主要传粉方式的物种。不同花期的结实率之间没有显著差异(F=1.501)。芍药的结实率较低,野生居群平均只有23.27%的胚珠发育成种子。两个野生居群的传粉强度和传粉效率小于栽培品种单瓣花,结实率也低于栽培品种单瓣花。三个实验样地不同居群间的人工授粉结实率基本一致,且均高于其他组合。     

益智传粉生物学的研究

 益智（Alpinia oxyphylla）的花期从2月底至4月下旬;单株花期（花序）约为16～26 d,通常为23～26 d;单花花期一般为1 d。正常情况下,益智和其它山姜属植物一样,具有花柱卷曲性促进异花授粉的机制,表现出两种类型：花柱上举型和花柱下垂型,其花柱卷曲运动的节律与其它已报道的山姜属植物基本一致。但观察发现,当遭遇低温天气时(日最高气温<18℃),单花花期延长为2 d,无论是上举型个体还是下垂型个体,均只表现出一种花型——下垂型：上午开花时花柱弯向上,柱头位于已开裂散发出花粉的花药上方,直到第二天上午6∶30～11∶00间,花柱才陆续地慢慢向下运动,柱头下降至与花药等高或位于花药下方。益智的主要传粉昆虫是蜜蜂（Apidae sp.）、木蜂（Xylocopa sp.）,绝大多数的访花者的访花目的是吸蜜。益智的花蜜分泌量（8.37～15.79 μl）和花蜜含糖量（30.12%～32.83%）较高,花蜜是益智作为传粉者访花的最主要的报酬。实验结果还表明,益智花部中唇瓣对昆虫访花有显著的招引作用;益智的花蜜对蜜蜂的访花频率有显著的影响,对木蜂有一定的招引作用,但并不显著。而花粉（花药）则对昆虫的访花频率影响不大。人工授粉实验结果表明益智存在自交亲和性,无论是上举型或下垂型个体自交和异交均有较高的结实率;人工自交和异交的结实率在上举型植株中存在较大的差异,而在下垂型个体中则差异不明显;去雄套袋、去柱头套袋和完全套袋不授粉等处理均不结实,表明益智不存在无融合生殖现象和自动自花授粉现象。益智的繁育系统是异花授粉交配系统。     

种群的基本特征和种群生物学的进展

种群(population)是同种生物在特定环境空间内的个体集群。在自然界,种群是物种存在、物种进化、种间关系的基本单位,是生物群落或生态系统的基本组成成分。同时,也是生物资源开发、利用的具体对象。研究种群数量(个体数目)动态规律的学科,叫做种群生物学(Harper,J.L.,1977)。它导源于马尔萨斯(Malthus,1798)的“人口论”。“植物界或动物界虽然极大方极慷慨地将它们有生命的种子广泛散布到自然中,但是大自然却只能给这些种子提供相当狭窄的住所和十分