不同干旱胁迫条件下丛枝菌根真菌对 木棉叶绿素荧光参数的影响

为了探明丛枝菌根真菌(AMF)与木棉(Bombax ceiba Linn.)抗旱性的关系,采用盆栽法对不同干旱胁迫条件下接菌组(1 g土壤含100个AMF孢子)和未接菌组木棉叶绿素荧光参数进行了比较分析.结果表明:中度干旱胁迫(土壤相对含水量45%~50%)和重度干旱胁迫(土壤相对含水量30%~35%)条件下接菌组的初始荧光(Fo)均低于未接菌组;与对照(土壤相对含水量65%~70%)相比,重度干旱胁迫5、15和35 d,接菌组的Fo值分别升高了10.39%、20.93%和14.14%,未接菌组的Fo值分别升高了26.95%、48.75%和71.35%.接菌组的PSⅡ最大光化学效率(Fv/Fm)和PSⅡ潜在活性(Fv/Fo)在中度和重度干旱胁迫5、15和35 d均高于未接菌组.与对照相比,重度干旱胁迫5、15和35 d,接菌组的Fv/Fm值分别降低了9.09%、6.85%和22.06%,未接菌组的Fv/Fm值分别降低了10.67%、16.21%和52.78%;接菌组的Fv/Fo值分别降低了28.14%、22.43%和46.01%,未接菌组的Fv/Fo值分别降低了28.38%、48.20%和75.96%.总体来看,在中度和重度干旱胁迫条件下,接菌组的PSⅡ实际光量子产量〔Y(Ⅱ)〕、PSⅡ非调节性能量耗散的量子产量〔Y(NO)〕、光化学淬灭系数(qP)和光合电子传递速率(ETR)高于对照,而PSⅡ调节性能量耗散的量子产量〔Y(NPQ)〕和非光化学淬灭系数(qN)低于对照;未接菌组的Y(Ⅱ)、qP、qN和ETR值低于对照,而Y(NO)和Y(NPQ)值则高于对照.研究结果显示:AMF能够减轻干旱尤其是重度干旱胁迫条件下木棉受伤害和光抑制的程度,并提高其叶片PSⅡ反应中心的活性,从而增强木棉在干旱胁迫条件下的生存能力.     

蒙古冰草Lhcb1基因克隆及干旱胁迫下的表达分析

利用同源序列从蒙古冰草(Agropyron mongolicum Keng)克隆得到1个光合作用叶绿体结合a/b基因,命名为MwLhcb1。MwLhcb1基因cDNA全长1 138bp,包含801bp开放阅读框,编码267个氨基酸,蛋白分子量为28.21kD,等电点4.92。该蛋白二级结构中具有Lhcb基因家族的保守结构域。MwLhcb1蛋白氨基酸序列与其他物种同类蛋白相似性均在87%以上,其中与小麦同类蛋白相似性程度最高达99%。实时荧光定量PCR结果显示,MwLhcb1基因主要在茎叶中表达,在根中表达量极少,干旱胁迫影响MwLhcb1基因表达。该研究结果为进一步研究MwLHcb1在蒙古冰草光合作用与抗旱性中的功能奠定了基础,并从基因遗传进化角度证实了蒙古冰草是小麦野生近缘种的观点,从而提出蒙古冰草是小麦抗性改良的理想基因供体。     

水分胁迫对2种科尔沁沙地植物光合和水分利用特性的影响

选用内蒙古科尔沁沙地1年生植物狗尾草(Setaria viridis)和沙米(Agriophyllum squarrosum)为材料,采用盆栽方法研究了它们在不同土壤水分处理下的光合参数和水分利用效率的日变化特征及其与环境因子的相关关系。结果表明,狗尾草和沙米的净光合速率日变化曲线在充分供水条件下均呈单峰型,在轻度干旱胁迫下均呈双峰型,而在重度干旱胁迫下分别呈双峰型和左偏单峰型。狗尾草和沙米的蒸腾速率在不同水分处理下都近似呈双峰型曲线,然而变化程度却不相同。重度干旱胁迫下,狗尾草日平均净光合速率(11.52μmol.m-2.s-1)和蒸腾速率(3.62 mmol.m-2.s-1)分别比相应充分供水处理增加7%和43%,而沙米的日平均净光合速率(7.07μmol.m-2.s-1)和蒸腾速率(5.56 mmol.m-2.s-1)则分别较相应充分供水处理降低13%和36%。重度干旱胁迫下,狗尾草水分利用效率(2.84 mmol.mol-1)比相应充分供水处理降低3.1%,而沙米水分利用效率(1.14mmol.mol-1)则较充分供水处理提高了34%。光合速率下降在充分供水条件下主要是由气孔调节,但在轻度干旱胁迫和重度干旱胁迫处理下非气孔因素调节却起到十分重要的作用。在重度干旱胁迫下,狗尾草仍具有显著高于沙米的的净光合速率和水分利用效率,这可能是其仍然能够在固定沙地分布的原因之一。     

干旱胁迫对欧洲鹅耳枥幼苗生理生化特征的影响

以一年生欧洲鹅耳枥幼苗为材料,通过盆栽控水试验,设置5个土壤含水量梯度,研究不同梯度干旱胁迫对其幼苗生理生化指标的影响,以明确欧洲鹅耳枥的耐旱特性。结果显示:（1）随着干旱胁迫的加剧,欧洲鹅耳枥幼苗受到损害程度逐渐加重,形态表现出明显的缺水特征,叶片相对含水量和叶绿素总量随着干旱胁迫程度的增加而下降,且胁迫强度越强、时间越久其变化幅度越大。（2）幼苗叶片SOD活性、POD活性、可溶性糖含量和可溶性蛋白含量均随着干旱程度的增加表现出先升高后降低的趋势。（3）随着干旱胁迫程度的增加和干旱时间持续,幼苗叶片MDA含量和相对电导率总体上呈增大趋势,并在干旱末期达到最大值。研究表明,欧洲鹅耳枥幼苗在短期和轻度（田间最大持水量的60%）、中度（田间最大持水量的45%）干旱胁迫下能通过调节自身保护酶活性和渗透调节物质含量来减轻干旱造成的危害;而在重度（田间最大持水量的30%）干旱胁迫下,幼苗自我调节能力受影响,极度（田间最大持水量的15%）干旱胁迫对其造成一定的损害。研究认为,欧洲鹅耳枥具有一定的抗干旱特性,可在园林中推广运用。     

黄土高原常用造林树种水分利用特征

在适宜土壤水分、中度干旱和严重干旱3种土壤水分条件下研究了黄土高原干旱、半干旱地区常用的人工造林树种84k杨树（Populus spp．）、刺槐（Robinia pseudoacacia）、沙棘（Hippophae rhamnoides）和油松（Pinus tabulaeformis）苗木生长及水分利用特征。结果显示,干旱胁迫使各树种成活率、生长速率、光合速率均显著下降;84k杨树和刺槐单叶水分利用率（WUE）在适宜水分下最高,沙棘的在中度干旱下最高;在中度干旱下,4个树种的总水分利用率最高。而严重干旱下最低。无论干旱与否,4个树种中沙棘生长速率最高。在中度干旱条件下,4个树种均可良好生长,而严重干旱下生长均受到显著抑制,其中84k杨树受影响最大;4个树种中沙棘和油松的耐旱性较强,同时油松在各种土壤水分下其生长速度和干物质生产均显著低于其它3个树种;刺槐和84k杨树的耗水量、生物量及水分利用率在3种土壤水分下均显著高于沙棘和油松,84k杨树和刺槐均属于高耗水树种;研究结果表明。84k杨树和刺槐不适宜大面积栽植在黄土高原缺水地区,仅适合栽植在阴坡、沟道等适宜水分条件下。沙棘和油松则适宜栽植在土壤水分较低的地区,如阳坡、峁顶等立地条件上。     

快速检测干旱和脱水可诱导植物启动子瞬间表达特性的方法

选择合适的诱导表达启动子是开展植物耐干旱和脱水等非生物逆境转基因研究的重要环节。我们通过几年的研究,已建立了一套以大麦幼苗完整活体和植物离体叶片为主要材料通过瞬间表达鉴定来快速检测干旱和脱水可诱导基因启动子表达特性的方法。来自大麦和水稻的启动子Dhn4s、Dhn8s、HVA1s、Rab16Bj、wsi18j在大麦、小麦、水稻、高粱和蕨类植物的离体叶片中经干燥诱导可以瞬间表达GFP,在绿豆、番茄叶片中不表达。鉴定了HVA1s和wsi18j在大麦不同器官或组织中启动子的定性表达情况。进一步建立了GFP荧光点/GUS染色点计数分析和GUS活性/XYN活性测定分析的启动子表达的定量分析方法,并讨论该方法在环境可诱导植物启动子功能分析中的应用价值和前景。     

虫害叶损失造成的树木非结构性碳减少与树木生长、死亡的关系研究进展

大规模虫害爆发可造成区域森林死亡, 近年的气候变化进一步增加了虫害的频度和危害程度。森林和林地植物死亡会导致植被生产力降低, 改变生态系统结构和功能, 使森林由一个净的碳汇转变为一个碳源。因此, 加深虫害对树木危害机制的认识有重要意义。虫害造成的叶损失(虫害叶损失)降低树木光合作用能力, 增加非结构性碳(NSC)消耗, 使得树木体内碳储备降低, NSC降低到一定程度会导致树木因碳饥饿而死亡。外部环境和树木自身的补偿性机制也会对这个过程产生正或负的影响。在近年气候变化背景下, 树木死亡在全球尺度上增多, 重新激起了人们对碳饥饿的重视, 碳饥饿被视为解释树木死亡的主要生理机制之一。该文介绍了碳饥饿的定义, 综述了虫害叶损失减少树木NSC储备与树木生长、死亡的关系, 以及树木虫害和叶损失与气候变化之间的关系, 并对今后的研究进行了展望。     

干旱砾漠区不同地貌单元植物群落特征及其与环境因子的关系

探究干旱砾漠区不同地貌单元植物群落特征及其驱动力,对干旱区不同地貌单元针对性的自然植物群落保护措施制定与合理的人工恢复植物群落构建具有重要意义。该研究分析了干旱砾漠区砾漠戈壁、风蚀残丘、风沙地和河谷地4种微地貌单元植物群落结构、组成与多样性特征,并基于土壤和微气象因子监测探究了不同地貌单元影响植物群落变化的主要生态因子。结果表明：（1）干旱砾漠区植物群落呈斑块状分布,垂直结构1～2层,生活型主要以1年生植物和小灌木为主;不同地貌单元中砾漠戈壁灌木约占45%,风蚀残丘和风沙地1年生植物约占50%,河谷地植物群落包含所有统计的5种生活型,其中包括少量乔木和藤本植物。（2）干旱砾漠区河谷地的植物群落覆盖度、植株密度、群落多样性和稳定性最高,风蚀残丘次之,在植物分布稀疏的砾漠戈壁和群落结构最简单的风沙地植物群落多样性和稳定性最低。（3）土壤含水率、有机质、可溶性盐和地表温度是影响干旱砾漠区植物多样性、生产力和群落稳定性的主要因子,除此之外,风蚀残丘的土壤容重、砾漠戈壁和风沙地的地表风速也是影响各自微地貌单元植物群落特征的主要因子。综上所述,干旱砾漠区生态受损后应依据不同微地貌单元中影响植物群落...     

西南干旱河谷植物多样性资源的保护与利用

西南干旱河谷是分布于我国亚热带横断山区的隐域性河谷景观, 其环境受季风气候、岭-谷地形环境和人类开发活动的共同影响。适应于季节性干旱和垂直气候分异, 干旱河谷具有独特的植被和丰富的物种多样性资源。在过去几十年中, 干旱河谷的气候变化以增温为一致特征, 同时经历着广泛的人类活动干扰, 特别是道路建设、水利工程、矿山开发和城镇化驱动的土地利用变化, 造成了普遍的植被破坏、生境退化和生物入侵, 给乡土植物多样性资源和生态系统稳定性带来了严重威胁, 然而至今对干旱河谷生物多样性的保护仍基本属于空白。因此, 建议及时建立干旱河谷的生物多样性保护体系; 因地制宜采取退化植被修复、立体农业规划、特色植物资源利用和风景旅游开发等措施, 以维持干旱河谷生态系统的可持续性; 落实生态文明建设的相关政策, 以保障西南生态屏障的生态安全和生态服务能力。     

Prd29A及DREB1A的克隆和干旱诱导型植物表达载体的构建与鉴定

从拟南芥中克隆了RD29A基因的启动子(Prd29A)及DREB1M基因的DNA片段,构建Prd29A:DREB1A融合基因,采用合成的接头将该融合基因插入到植物表达载体pBI121中,经鉴定,确认正确.