生态脆弱带不同区域近缘优势灌木的生理生态学特性

小叶锦鸡儿、中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿分别为中国北方生态脆弱带典型区域——科尔沁沙地、毛乌素沙地和腾格里沙漠的优势灌木。为了探讨生长在地理位置相距很远的不同气候类型区、但亲缘关系较近的沙漠植物种之间特性的差异及近缘种间引种成功的可能性 ,对 3种灌木在原产地和引种地 (腾格里沙漠 )的气体交换、叶绿素荧光参数、β胡萝卜素和脯氨酸累积等特性进行了对比研究 ,结果显示 :各区优势灌木的气体交换特征不同 ,主要依照区域光照和温湿条件的不同组合而变化 ,各区域的环境条件组合最利于其建群种的生长 ;引进种对引种地环境变化的反应调节较乡土种敏感 ;地理位置相距较近的近缘种间生理特性相近 ,引种易于成功     

中间锦鸡儿CiPUB22基因克隆与功能分析

中间锦鸡儿(Caragana intermedia)耐旱、耐寒、耐盐碱,是西北干旱地区的重要固沙灌木,筛选其优良抗逆境基因,可以作为林草基因工程的基因源。该研究在中间锦鸡儿干旱胁迫转录组文库中找到1条CiPUB22 (plant U box 22)基因的cDNA全长序列,CiPUB22基因包括1 260 bp开放阅读框,编码419个氨基酸。实时荧光定量PCR结果表明,在脱水、盐和ABA处理1 h后CiPUB22基因表达量上升并达到最高水平,分别为对照表达量的12倍、35倍和7倍,干旱处理后12 d达到最高值,为对照的2.5倍,表明CiPUB22的转录水平受非生物胁迫诱导。构建CiPUB22基因的过表达载体并转化野生型拟南芥,对转基因纯合体株系抗逆性分析发现,在150 mmol/L NaCl、1 μmol/L ABA和400 mmol/L甘露醇处理下,过表达株系的萌发率均低于野生型,说明过表达CiPUB22基因降低了拟南芥在种子萌发过程中对盐和渗透胁迫的耐受性。     

极东锦鸡儿幼胚子叶的体细胞胚胎发生和植株再生

以极东锦鸡儿未成熟合子胚子叶为外植体进行其体细胞胚胎发生和植株再生研究。在添加不同BA与NAA或2,4-D,外加500mg·L~（-1）水解酪蛋白、30g·L~（-1）蔗糖和8g·L~（-1）琼脂的MS培养基上诱导产生了体细胞胚。在5mg·L~（-1）NAA＋5mg·L~（-1）BA和5mg·L~（-1）2,4-D＋1mg·L~（-1）BA处理中体胚诱导率分别为14%和10%;NAA处理每外植体上诱导出的体胚数量最多为4.3个,而2,4-D为10.5个。体细胞胚经成熟培养后,在添加0.01mg·L~（-1）NAA、20g·L~（-1）蔗糖和6g·L~（-1）琼脂的MS培养基上萌发率达到58.94%。萌发的体胚在MS培养基上长成正常小植株,再生率为87%。经炼苗后的体胚苗移植到草炭土：蛭石：珍珠岩=5：4：1（V/V/V）的栽培基质中,可以正常生长,移栽成活率为40%。     

内蒙古高原荒漠区几种锦鸡儿属(Caragana)优势植物的生理生态适应特性

比较了内蒙古高原荒漠区4种锦鸡儿属(Caragana)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生理适应特性。研究发现:4种锦鸡儿属植物中,荒漠锦鸡儿的叶片含水量、束缚水/自由水比值、水势以及水分利用效率最低,气孔导度日变化表现为与气温变化相似的早晚低、中午高的单峰曲线。4种锦鸡儿蒸腾速率日变化状况相似,均在10:00达到最大,以后逐渐降低,但日蒸腾积累值垫状锦鸡儿<荒漠锦鸡儿<柠条锦鸡儿<狭叶锦鸡儿。相比较,柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿和垫状锦鸡儿对当地的水分条件有良好的适应性,能够保持较好的水分状况,水分亏缺在15%以下,而荒漠锦鸡儿叶水分亏缺日变幅较大,保水能力不及其它3种。渗透调节比较研究发现:荒漠锦鸡儿的渗透势最低,细胞质离子浓度最高,无机渗透调节物产生的渗透势所占的比例也更大,说明其低渗透势的维持主要来自无机渗透调节物质的较多积累。保护酶和自由基比较研究发现:POD和SOD活性荒漠锦鸡儿明显高于其它3个种,但CAT活性在4种植物中无显著差别;叶片自由基含量狭叶锦鸡儿>荒漠锦鸡儿>柠条锦鸡儿>垫状锦鸡儿。这些结果表明:(1)荒漠锦鸡儿对干旱环境的适应方式与其它3种不同,柠条锦鸡儿、狭叶锦鸡儿和垫状锦鸡儿以强保水能力、维持稳定的水分而适应,而荒漠锦鸡儿以更负的渗透势、更高细胞质离子浓度弥补其更多的水分消耗和对水分变化的强耐性而适应,较高的保护酶活性可能是其强耐性的生理基础之一。(2)保水能力弱的锦鸡儿种主要通过无机离子的积累,调节细胞质渗透势,保持水分平衡,这是一种相对节省能量的适应对策。     

小叶锦鸡儿灌丛下土壤水分对降雨的响应

以科尔沁沙地主要固沙灌木小叶锦鸡儿为研究对象,在其生长季次降雨21.5 mm后180 h内,利用TDR和微渗仪测量小叶锦鸡儿灌丛下不同部位的土壤含水量和土壤蒸发,并计算该灌丛下不同部位储水量和水量平衡.结果表明:降雨结束后初期,灌丛枝干的茎流作用使其根部的土壤含水量明显高于其他部位;灌丛根部水分的入渗速率大于灌丛中部和灌丛外缘.因冠幅的庇荫作用,灌丛下蒸发量小于灌丛外裸露沙地.水量平衡表明:小叶锦鸡儿灌丛下降雨后前期蒸散量明显高于灌丛外裸露沙地,与灌丛下根系的分布有直接关系.     

毛乌素沙地锦鸡儿种群形态变异

以柠条锦鸡儿人工种群为对照,研究了自然分布在内蒙古毛乌素沙地各类生境（硬梁、覆沙硬梁、覆沙软梁、覆沙滩地和沙丘）的９个锦鸡儿种群的具分种意义的形态特征的变异,荚果长度在一个植株内是比较稳定的性状,但在各个种群内,种群间变异很大,覆盖了小叶锦鸡儿（Ｃ、ｍｉｃｒｏｐｈｙｌｌａ）,中间锦鸡儿（Ｃ．ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａ）和柠条锦鸡儿３个种的范围。同一生境不同种群以及不同生境种的比较,说明,决定荚果长度的主     

宁夏云雾山典型草原灌丛化过程中植被和土壤演变特征

干旱半干旱区灌木、半灌木等木本植物的分布面积持续增加(灌丛化)显著改变了原有植被景观及生态过程,但缺乏对长期封育过程中灌木物种取代草本物种进而影响草地群落组成、结构和功能的研究。为揭示长期封育措施下典型草原灌丛化特征及地上/地下植物群落的响应规律,研究通过对宁夏云雾山典型草原同一封育草地不同时间(2010年、2016年、2021年)植物群落(物种重要值、丰富度、多样性和生物量)和土壤特性(土壤容重、土壤水分及储水量、养分、pH)的定点观测,探讨了长期封育过程中灌木物种矮脚锦鸡儿(Caragana brachypoda)驱动的植被和土壤特性变化。结果表明,(1)灌木矮脚锦鸡儿已经取代草本植物成为封育草地的优势种,群落中灌木生物量、总生物量以及盖度、高度显著增加,但对植物密度的影响较小;(2)灌丛化过程中草地群落Patrick丰富度指数、Simpson优势度指数和Shannon-Wiener多样性指数显著降低,而Pielou均匀度指数显著增加;(3)灌丛化引起土壤深层(60-100 cm)容重显著增大,土层储水量随土层深度的增加呈先减少后增加的趋势;(4)灌丛化使得土壤有机碳含量在浅层(0...     

内蒙古中部地区小叶锦鸡儿天然居群表型多样性分析

对采自内蒙古中部地区的7个小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)天然居群的207份材料进行了表型多样性分析.结果表明:小叶锦鸡儿种内表型性状存在丰富的变异,无论在居群间还是在居群内均表现出极显著差异(P<0.001);叶片、荚果、种子等11个表型性状居群间分化系数为16.90%,居群内表型性状分化系数为83.10%,是小叶锦鸡儿表型变异的主要来源;主成分分析显示荚果柄长、荚果长、关节长是造成小叶锦鸡儿表型变异的主要影响因子;依据小叶锦鸡儿表型性状,通过聚类分析将7个小叶锦鸡儿居群分为3类,第1类为多伦居群,第2类为西乌旗居群,第3类为四子王旗、察右后旗、化德、镶黄旗和正镶白旗5个居群.     

不同种源中间锦鸡儿碳氮磷化学计量特征研究

中间锦鸡儿(Caragana liouana)是中国毛乌素沙地的主要灌木建群种,在其主要分布区采集9个不同地理种源的种子,栽种至同质园,并测定不同器官(根、茎、叶)碳(C)、氮(N)、磷(P)含量,比较种源和器官间碳氮磷化学计量特征的差异及元素之间的相关性。结果显示:(1)不同种源中间锦鸡儿根、茎、叶的C含量差异显著,分别为361.12~426.30mg·g~(-1)、412.32~463.13mg·g~(-1)、419.21~478.94mg·g~(-1);N含量种源间差异显著,分别为20.52~33.67mg·g~(-1)、15.77~23.92mg·g~(-1)、27.60~36.44mg·g~(-1);P含量种源间差异显著,分别为1.52~3.73mg·g~(-1)、1.24~2.14mg·g~(-1)、1.44~2.38mg·g~(-1);不同器官的C/N、C/P、N/P也表现出种源间显著差异。(2)种源和器官对中间锦鸡儿碳氮磷化学计量特征的影响程度存在差异,种源对P、C/P、N/P影响较大,器官对C、N、C/N影响较大。(3)相关性分析表明,N、P分别对C/N和C/P的变异起主导作用,并共同影响N/P的变异。研究表明,中间锦鸡儿的碳氮磷化学计量特征在长期的适应进化过程中已产生遗传分化,并形成了自身的养分利用策略。     

小叶锦鸡儿基因组DNA的提取及AFLP反应体系的建立

以小叶锦鸡儿幼嫩叶片为材料,采用改良的SDS法提取其基因组DNA,通过优化AFLP技术体系中的几个主要因素,建立了适合小叶锦鸡儿的AFLP银染反应体系。改良的SDS法能通过在提取液中加入β-巯基乙醇防止氧化、加入PVP去除酚类等物质,获得满足AFLP分析要求的纯度高、完整性好的基因组DNA;用EcoRⅠ和MseⅠ37 ℃双酶切4 h后可以将500 ng的基因组DNA完全切开。酶切产物和接头经16℃连接过夜后,用带有1个选择性碱基的引物和带有3个选择性碱基的引物分别进行预扩增和选择性扩增,扩增产物经变性聚丙烯酰胺凝胶电泳分离,用AgNO₃染色,得到了清晰的指纹式样。小叶锦鸡儿AFLP反应体系的建立为利用该技术研究小叶锦鸡儿的遗传多样性奠定了实验基础。