拟耧斗菜昼夜差异表达ESTs的分离与分析

应用磁珠介导的抑制消减杂交方法,以青藏高原白马雪山流石滩地区植物拟耧斗菜为实验材料,分别在白天与夜晚采样,以白天样品为目标,晚上样品为驱动样品,分离昼夜差异表达的基因。随机挑选了96个差异ESTs克隆并进行测序,测序结果进行blastx网上数据库比对、Blast2go功能注释和KEGG代谢路径分析。结果表明：绝大部分ESTs功能与物质能量代谢、生物合成、蛋白和核酸结合、转移酶活性相关,还有少数与逆境胁迫相关等。这为进一步研究高山植物逆境适应的分子机制奠定了基础。     

增强UV—B辐射对高山植物麻花艽净光合速率的影响

在高寒矮嵩草（Kobresia humilis)草甸地区以太阳短波辐射为背景,建立了人工增强UV－B辐射的实验装置,每天增补15．8kJ.m^-2的辐射剂量,模拟平流层臭氧破坏约5％时近地表面太阳UV－B辐射的增强。观测表明：UV－B辐射的增强对麻花艽（Gentiana stramianea)植物的光合作用无明显的抑制或伤害作用。相反,在早晨补充UV－B辐射的短时间内,叶片的Pn随Gs的增大而有所提高。随着UV－B辐射时间的延长,在11：30－12：30,Pn和Gs有所降低。UV－B辐射时间进一步延长后（约14：00以后）,处理和对照组叶片Pn和Gs的差异趋向不明显,增强太阳UV－B辐射后,麻花艽叶片的光合色素并无明显变化,UV－B吸收物质的含量无明显变化,麻花艽叶片厚度的直接测量表明,增强UV－B辐射能明显提高叶片的厚度。叶片厚度的增加可补偿增强UV－B辐射辐后引起的光合色素的光降解,改善单位叶面积为基础的光合速率,是高原植物对强UV－B辐射的一种适应方式。     

高山植物的抗寒抗冻特性

综述了高山植物光合作用对冰冻低温胁迫的反应和适应特性,阐述了高山植物呼吸作用的低温适应特点;对高山植物抗冻机制作了详细分析和讨论。     

麻花艽叶片光合色素含量及厚度对UV-B辐射的响应

以中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站自然生长的麻花艽(Gentiana straminea Maxim.)为材料,进行了不同月份和草盛期不同天数的短期增补和过滤UV-B辐射试验,比较分析叶片光合色素含量和叶片厚度等的变化.结果表明:(1)生长季内麻花艽叶片叶绿素a+b含量呈波动变化的趋势,7月份含量均较高;草盛期不同天数处理时,UV-B辐射对麻花艽叶片叶绿素a+b含量的影响不大.(2)生长季内麻花艽叶片类胡萝卜素含量也是7月份较高,短期增补UV-B辐射有降低其含量的趋势.(3)增加UV-B辐射能够降低Chl a/b值;自然UV-B辐射下Car/Chl比值能维持一个较高水平,是对强辐射的适应.(4)随处理时间延长,麻花艽叶片厚度有降低趋势,其叶缘出现一些发黄、变黑、变透明等受害症状,叶片能通过增加叶片厚度来适应增强的UV-B辐射.可见,生长于高海拔地区的植物麻花艽虽然对UV-B辐射表现出诸多的生理适应特性,但依然不可避免地受到其损伤.     

高山植物叶片δ 13C的海拔响应及其机理

植物13C的分辨研究已成为植物生态学和全球碳循环研究的核心问题之一.植物13C的分辨是环境和生物因子共同作用的综合结果,海拔梯度变化不仅可以造成植物生存环境的变化,而且还可以造成植物形态和生理特征的变化,因此,高山植物13C分辨随海拔的变化为深入揭示植物13C分辨的环境和生物因子的作用机理提供了非常理想的研究条件.在简单介绍植物13C分辨基本理论的基础上,对目前国际上高山植物13C分辨的海拔响应研究进行了述评.重点介绍了随海拔变化的大气13C组成、温度、气压、水分等环境因子和植物叶片的气孔导度、羧化效率、氮含量和叶肉细胞导度等生物因子对高山C3植物13C分辨的影响,指出高山植物13C分辨的海拔响应机理仍存在一些不确定性,为国内相关研究的开展提供了一定参考.     

高山植物花的向日运动及其适应意义

花的向日性是一种花部运动的行为,通过花梗的弯曲或转动使花冠或花序能够追踪太阳,从而有效改善花内或花序温度,有利于吸引传粉者和促进其生殖器官的发育,以提高繁殖成功率.花的向日性是高山植物热量适应行为的典型代表之一.通过对花的向日性研究,有助于进一步了解花部运动对植物雌雄功能的影响.而到目前为止,对它的运动机制和进化过程的认识仍存在着许多疑问,如植物是如何平衡向日增温和蒸腾失水,花的哪些部位对追踪太阳起主导作用等.主要概述了植物(尤其是高山植物)的花向日性生物学特性、运动行为及其生态适应意义,并结合作者已开展的工作,对进一步深入研究花的向日运动提出一些有益的建议.     

古地中海退却与喜马拉雅—横断山的隆起在中国喜马拉雅成分及高山植物区纱的形成与发展上的意义

横断山－喜马拉雅植物区系的开端是在晚白垩纪和早古近纪（早第三纪）。古植物资料在古近纪初期横断山－喜马拉雅植物区系是同古地中海沿岸一致的以照叶林为主的暖湿植物区系。古近纪后期和新近纪（新第三纪）以后古地中海气候逐步旱化。原来的暖湿植物区系在地中海地区逐步消失,而在横断山及喜马拉雅和东亚其他地区得以保存和发展,现代横断山及东喜马拉雅的亚热带森林即是其后裔。古近纪中期以后由于古地中海的逐步退却,气候变得干旱,原暖湿植物区系逐步被现代旱生的地中海植物区系所取代。新近纪以后,旱生的现代地中海植物区系由于喜马拉雅和横断山的隆起而转向适应高山环境,逐步分化形成了现代的中国－喜马拉雅成分。横断山－喜马拉雅地区硬中高山栎林的起源;铁筷子属,绿绒蒿属,芒苞草属,假百合属及马桑属的地中海,喜马拉雅－横断山间断分布的形成便是古地中海植物区系残遗的体现;黄花木属,独一味属等众多中国喜马拉雅成分就是古地中海祖先的后裔。这些代表类群的分析研究表明现代的喜马拉雅－横断山的高山植物区系以及中国－喜马拉雅成分中有相当的一部分是起源于新生代旱生的地中海植物区系。     

高寒草甸麻花艽和美丽风毛菊的光合速率午间降低现象

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位研究站地区,用便携式光合蒸腾测定仪（CI－301PS）和液相极谱氧电极（SP－2）观测到,全晴天2种高山植物麻花艽和美丽风毛菊叶片的净光合速率（Pn),光合放氧速率和表观量子效率（AQY）有明显的午间降低现象,遮光实验表明,这种现象是由高原地区当地太阳正午时前后较强的太阳辐射造成的。     

高山植物的抗寒抗冻特性

综述了高山植物光合作用对冰冻低温胁迫的反应和适应特性,阐述了高山植物呼吸作用的低温适应特点;对高山植物抗冻机制作了详细分析和讨论。     

高山植物美丽风毛菊PSII光化学效率和光合色素对短期增补UV-B辐射的响应

在中国科学院海北高寒草甸生态系统实验站的综合观测场, 于植物生长季的不同月份进行短期增补UV-B辐射的模拟试验, 研究了高山植物美丽风毛菊(Saussurea superba)的PSII光化学效率、光合色素和UV-B吸收物质对增强UV-B辐射的响应。结果表明, 尽管差异不显著, 暗适应3 min的PSII最大光化学量子效率在不同月份均有降低的趋势, 说明增强UV-B辐射能加剧光合机构的光抑制。不同月份短期增补UV-B辐射均引起光下PSII实际光化学量子效率和光化学猝灭系数的降低, 以及非光化学猝灭系数的增高, 表明增强UV-B辐射能降低叶片的光能捕获效率, 促进非光化学能量耗散过程。增补UV-B辐射后, 叶片光合色素的含量略有降低趋势, 可能与短时间内光合色素形成过程受抑制和光氧化程度的加剧, 以及叶片厚度的略微降低有关。UV-B吸收物质的含量在不同月份没有一致和较为显著的变化, 说明高原强UV-B环境下生存的美丽风毛菊叶表皮层中由类黄酮和衍生多酚类组成的内部紫外屏蔽物质相对稳定, 倾向于较少受增补UV-B辐射的影响。