内蒙古高原甘蒙锦鸡儿的遗传分化研究

对分布于内蒙古和林格尔和阿拉善的甘蒙锦鸡儿(Caragana opulens Kom)种群的叶片形态特性和遗传结构进行了比较研究。结果发现:从叶厚度、面积、长/宽、生物量及SLA来看,阿拉善种群与和林格尔种群之间存在明显变异,阿拉善种群比和林格尔种群保水能力强,对干旱的适应能力好。遗传结构比较研究发现,甘蒙锦鸡儿种群间发生明显的遗传分化(遗传相似度为0.711),表明生物对环境的适应是有分子基础的、是以遗传变异为基础的种群分化适应。     

干旱胁迫下硅对玉米光合作用和保护酶的影响

利用盆栽试验研究了施硅（K₂SiO₃）对玉米植株抗旱能力的影响.结果表明：与对照相比,干旱胁迫下施硅提高了玉米植株的生物量积累,轻度和重度水分胁迫处理分别提高了31.1％～33.3％和23.7％～40.5％;施硅提高了玉米植株的净光合速率（10.9%～28.8%）和叶绿素含量（4.0%～11.9%）;施硅使干旱胁迫下玉米植株的POD、SOD和CAT活性分别提高6.4%～26.4%、17.8%～26.8%和3.2%～33.5%,抑制了干旱胁迫下叶片细胞膜透性的增加和丙二醛含量的升高.相关分析表明,干旱胁迫下玉米干生物量积累与日光合积累呈显著相关（r=0.9357,P<0.05）,说明光合作用的提高是干旱胁迫下硅对生物量积累影响的主要因素.较高的保护酶活性减轻了自由基的伤害作用,是硅增强植株抗旱性的另一重要因素.     

内蒙古高原西部荒漠区锦鸡儿属(Caragana)优势种的形态适应特征

研究内蒙古高原西部荒漠区锦鸡儿属(Caragana)4种优势植物——柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿、垫状锦鸡儿和荒漠锦鸡儿的地理分布和叶形态适应特征。通过地理分布和生长发育研究发现：4种锦鸡儿均能在阿拉善荒漠区分布和正常生长,它们能够适应阿拉善荒漠区环境。叶形态结构研究表明：狭叶锦鸡儿叶片呈瓦状,在一定程度上阻碍了水分散失和气体交换,缩小受光面积;垫状锦鸡儿叶片卷成筒状,水分散失和气体交换阻力更大,受光面积更小。柠条锦鸡儿密被伏帖绢毛、狭叶锦鸡儿多被灰白色柔毛、垫状锦鸡儿密被绢毛和荒漠锦鸡儿密被直立绢毛,对光线反射能力强,使叶温降低,减少蒸腾。狭叶锦鸡儿和垫状锦鸡儿具有的长条型叶,4种荒漠区锦鸡儿都具有更小的叶面积、更大的厚度/面积比值、更低的叶片生物量和更小的比叶面积(SLA), 减小了蒸腾和受光面积,提高了荒漠区锦鸡儿的保水能力。荒漠区锦鸡儿这些叶片形态特性有利于适应干旱、高温和强辐射的荒漠区环境。叶绿素含量测定和叶色研究结果表明：4种荒漠区锦鸡儿叶绿素含量低,更低的叶绿素含量和密被灰白色柔毛或绢毛导致叶色浅、反光性能好,有利于减少对辐射的吸收,避免强辐射对植物的伤害,同时也使叶温低,减轻高温伤害和水分蒸发,以适应环境。这是荒漠区锦鸡儿适应高光强、高气温、极干旱的荒漠区环境的特性。垫状锦鸡儿和柠条锦鸡儿叶绿素a/b高也是适应强辐射的特性。比较4种荒漠区锦鸡儿的叶形态特性发现,4种荒漠区锦鸡儿植物对荒漠环境的形态适应方式是不同的。     

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.     

硅对干旱胁迫下玉米水分代谢的影响

利用盆栽试验研究了施硅(K2SiO3)对玉米植株水分代谢的影响.结果表明:施硅降低了干旱胁迫下玉米植株的气孔导度,降低了干旱胁迫早期到中期的蒸腾速率,保持了干旱胁迫后期较高的蒸腾速率,从而导致施硅玉米植株的叶片含水量和水势高于对照.由于植株的水分状况改善,施硅玉米植株生物量高于对照.硅增强玉米植株的抗旱性,而提高植株保水能力是硅提高抗旱性的重要原因.     

Hg对油菜叶细胞膜的损伤及细胞的自身保护作用

砂基培养50d的油菜幼苗,用不同浓度的HgCl₂溶液灌溉后,研究叶细胞膜结构与功能及细胞保护系统的变化。结果表明,0.5mg·L^-1Hg污灌叶细胞膜结构与功能未见明显变化,细胞保护系统亦无变化;浓度大于1mg·L^-1时,叶组织细胞膜脂质过氧化水平升高,膜结构损伤,膜透性增大。1～10mg·L^-1Hg污灌,组织蛋白质含量升高,SOD、POD、CAT活性表现出不同程度的升高,细胞呈现出积极性自身保护作用;50mg·L^-1Hg污灌,组织蛋白质含量下降,SOD、POD、CAT活性持续下降,细胞自身积极性保护作用消失,说明细胞自身保护系统只能在一定范围内起积极保护作用。     

外源硅对黄瓜叶片组织结构和保水能力的影响

利用盆栽试验,研究了施硅（K₂SiO₃）对黄瓜叶片组织结构和保水能力的影响。结果表明：硅显著增加了黄瓜叶片的厚度(3.03%～4.08%)、表皮层厚度(3.53%～7.23%)、栅栏组织厚度（5.69%～11.52%）及叶片组织紧密度（2.59%～7.11%）,降低了叶片比表面积（4.76%～7.14%）,显著降低了叶片组织疏松度（2.26%～2.45%）,减少了水分蒸腾（25.8%～27.6%）,显著提高了叶片含水量（3.25%～3.62%）;硅通过改变植株叶片结构而降低蒸腾、提高保水能力,这是硅增强黄瓜抗旱性的重要原因。     

外来植物成功入侵的生物学特征

外来植物的入侵能力与其性状之间的关系是入侵生态学中的基本问题之一.成功的入侵种常常能占据多样化的生境,具有较强的适应性、繁殖力和散布力.表型可塑性和遗传分化是外来入侵植物对生境异质性的两种适应策略;散布体多态型和散布途径多种化,使外来入侵植物迅速占领入侵生境,并进行远距离扩散;无性生殖和有性生殖并存,并根据生境和入侵阶段权衡的繁育对策不仅使入侵种群大面积暴发成为可能,而且直接影响散布机制并对种群遗传结构具有调节作用.高效的资源利用性竞争,加之以化感作用为基础的干扰性竞争使植物更具入侵性.     

扁担木叶片和次生木质部解剖和水分生理特征的可塑性

基于叶片和次生木质部解剖特征及水分生理指标观测,研究了淮北相山不同群落中扁担木的表型可塑性.结果表明,扁担木叶片结构表现出中生特点：叶为异面叶,较薄,角质层不甚发达,气孔密度较小.次生木质部表现出旱生特点：导管频率和复孔率较高,导管分子短而窄,纤维很短,射线很低.扁担木叶片、次生木质部的解剖和水分生理特征均表现出一定的可塑性,其可塑性指数高低顺序为次生木质部解剖特征（0.24）＞水分生理特征（0.19）＞叶片解剖特征（0.18）.与侧柏林和混交林相比,灌丛中扁担木个体对干旱生境有一定的适应能力,表现在次生木质部导管分子短,导管频率高,单孔率低,木纤维短,射线矮小,具有较大的相对输导率和较小的脆性指数;叶片水势、组织含水量、自由水含量较低,叶面积、比叶面积较小,而束缚水含量、束缚水自由水比值较高.扁担木的解剖和生理可塑性,使之能忍受群落演替早期的干旱生境,更好地适应演替后期的中生环境,从而成为广布种和混交林中的优势种.     

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。