超干处理与保存温度对黄花补血草种子的影响

 采用室温硅胶干燥法超干处理黄花补血草(Limonium aureum）种子,将种子含水量由8.92%分别降至 4.67%、3.54%、2.88%和 1.24%,在室温和5 ℃条件下保存12个月后,测定不同含水量超干种子经缓湿处理后的活力指标变化。试验结果表明:适度超干处理的黄花补血草种子在发芽率、发芽指数及活力指数等几项指标上均高于未超干处理的对照种子,不同含水量的超干种子相对电导率低于对照,脱氢酶活性高于对照,丙二醛含量也低于对照处理种子。在试验中种子含水量不低于3.54%时,超干处理对种子的发芽率、发芽指数和活力指数没有影响。通过对电导率、脱氢酶活性和丙二醛含量的研究表明,适度超干处理对种子细胞膜的完整性没有破坏,相反,可以使黄花补血草种子保持较高的活力,因此,利用超干技术保存黄花补血草种子是一种较为理想的种子保存方法。     

新疆沙冬青(Ammopiptanthus nanus)和蒙古沙冬青(A. monglicus)叶片解剖特征及抗旱性

以新疆沙冬青(Ammopiptanthus nanus)幼苗叶片、蒙古沙冬青(A.monglicus)幼苗及成年叶片为研究对象,采用石蜡切片法将叶片解剖并固定,再用光学显微观察法对其抗旱性结构分析比较,旨在探讨沙冬青属植物叶片在干旱环境的生态适应机制。采用方差分析法对各指标的差异性进行比较分析,通过Pearson's相关系数法分析各指标间相关关系。结果表明:(1)新疆沙冬青与蒙古沙冬青幼苗叶片厚度无显著差异;新疆沙冬青幼苗叶片的角质层厚度及上、下表皮厚度及栅栏组织厚度均显著大于蒙古沙冬青幼苗;新疆沙冬青幼苗叶片的海绵组织厚度和主脉直径均显著小于蒙古沙冬青。蒙古沙冬青成年植株叶片厚度、角质层厚度、栅栏组织厚度及主脉直径均显著大于幼苗,上、下表皮厚度及海绵组织厚度均小于幼苗。(2)沙冬青属植物叶片栅栏组织厚度与叶片厚度显著正相关;下表皮厚度、角质层厚度、海绵组织厚度与叶片厚度相关性不显著。为了更好适应分布区环境,新疆沙冬青叶片比蒙古沙冬青具有更强的抗旱性,蒙古沙冬青成年植株叶片的抗旱性优于幼苗。沙冬青属植物叶片的加厚主要通过栅栏组织的加厚实现。     

沙冬青种子萌发期抗逆性研究

 利用不同浓度的聚乙二醇(PEG)和NaCl溶液处理沙冬青种子,测定种子发芽率、发芽势、发芽指数、活力指数、幼苗叶片电导率、可溶性蛋白含量及丙二醛(MDA)含量。结果表明,随着胁迫强度增加,沙冬青种子萌发能力下降,幼苗叶片电导率上升,MDA含量上升。PEG浓度由5%升至15%时可溶性蛋白质含量上升,超过15%时,可溶性蛋白含量下降; NaCl浓度在0到1.5%范围内,沙冬青幼苗可溶性蛋白含量随NaCl浓度增大而上升。对两种胁迫条件下生长及生理指标的综合分析表明,沙冬青在种子萌发期和幼苗期有较强的抗旱和抗盐能力。     

燕麦种子萌发和幼苗抗逆生理特性对不同浓度碱性盐处理的响应

为探讨燕麦新品种‘定莜6号’种子萌发和幼苗生理特性对不同浓度碱性盐处理的响应特征,采用培养皿试验研究了不同浓度Na HCO3(0、50、100、150、200、250 mmol·L~(-1))对种子萌发的影响;采用盆栽砂培法研究不同浓度Na HCO3(0、50、100、150、200 mmol·L~(-1))处理对3叶1心期幼苗生物量、植株含水量、叶片活性氧代谢和渗透调节物质含量的影响。结果表明:随着Na HCO3浓度增大,燕麦种子发芽率、发芽指数和活力指数显著降低(P0.05),降幅分别为26.6%~91.0%、40.0%~95.5%和66.8%~98.6%。Na HCO3处理燕麦幼苗14 d后幼苗干重随处理浓度提高显著下降(P0.05),下降幅度为5.0%~69.4%,而植株含水量却变化不大;处理7 d后幼苗叶片超氧阴离子(O2-)产生速率、H2O2和丙二醛含量及质膜相对透性随处理浓度提高不断增大,增幅分别为74.0%~290.0%、2.6%~107.9%、22.2%~102.9%和46.9%~287.4%;过氧化氢酶活性和游离氨基酸含量呈升高趋势,200 mmol·L~(-1)Na HCO3时分别比对照提高40.4%和129.5%;过氧化物酶活性先降后升,有机酸含量保持稳定后在200 mmol·L~(-1)处理时显著升高(P0.05);抗坏血酸和谷胱甘肽含量呈下降趋势,超氧化物歧化酶和抗坏血酸过氧化物酶活性、总可溶性蛋白、热稳定性蛋白、热不稳定性蛋白、可溶性糖、脯氨酸含量均呈先升后降变化,200 mmol·L~(-1)浓度处理时均低于对照。表明碱性盐对燕麦种子萌发和幼苗生长具有显著抑制作用,活性氧代谢失调和积累有机渗透溶质时耗能增加可能是造成碱性盐抑制幼苗生长的重要因素。     

沙冬青(Ammopiptanthus)的遗传结构与保育

沙冬青（Ammopiptanthus）是蒙新砾质荒漠中唯一常绿阔叶灌木孑遗,且已陷入濒临灭绝的境地。沙冬青属内分类争论已久。利用分子手段对国内沙冬青居群进行了遗传结构分析,以对其保护提供准确的遗传学信息。核序列和叶绿体间隔数据均表明,沙冬青属包含两个明显不同的分支,分别分布于塔里木荒漠与阿拉善荒漠,我们据此建议恢复分布于新疆的沙冬青居群的物种地位,即新疆沙冬青（A.nunas）。沙冬青属属下两个种遗传多样性均比较低,可能由于先天遗传不足及破碎化小居群的遗传漂变与近交作用。新疆沙冬青无明显的遗传结构。蒙古沙冬青（A.mongolicus）在阿拉善荒漠北部与南部出现了明显的遗传分歧,这可能是由于南北部居群由不同的避难所扩张而来。也为沙冬青的保护提出了建议。     

水分和沙埋对4种沙生植物种子萌发和出苗的影响

通过室内试验研究了土壤水分和沙埋深度对4种沙生植物种子萌发和出苗的影响。结果表明:草本雾冰藜（Bassia dasyphylla）种子萌发和幼苗出土喜好水分,水分含量越高,种子发芽率越高;半灌木黑沙蒿（Artemisia ordosica）、灌木沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）和沙棘（Hippophae rhamnoides）种子在含水量为15%~20%的土壤中发芽率高,干旱或水分含量过高会导致种子发芽率降低。沙埋深度显著影响种子的萌发和出苗,雾冰藜种子在无沙埋时发芽率最高,黑沙蒿适宜沙埋深度为0.5 cm,沙冬青和沙棘适宜沙埋深度1.0 cm。     

盐胁迫对红砂(Reaumuria soongorica)种子吸胀过程中生理特性的影响

以0%、0.5%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%的NaCl和CaCl2溶液处理红砂(Reaumuria soongorica)种子,探讨了两种盐胁迫对种子吸胀过程中生理特性的影响及对种子的伤害程度。结果表明:红砂种子发芽率随两种盐胁迫的加剧极显著下降。种子丙二醛(MDA)含量在NaCl溶液胁迫后先下降后上升,在盐溶液浓度为1.0%时达到最小值,在2.5%处达到最大值;经不同浓度的CaCl2溶液胁迫后,MDA含量呈上升趋势,且均高于对照,最大值出现在3.0%处;种子内可溶性糖含量随NaCl和CaCl2溶液浓度的增大先下降后上升,分别在盐溶液浓度为1.0%和2.0%时达到最小值;种子过氧化氢酶(CAT)活性的变化较小;过氧化物酶(POD)活性随两种盐浓度的增加显著降低;超氧化物歧化酶(SOD)的活性随两种盐溶液浓度的增加先下降再上升又下降,但总体低于对照。经综合分析得出,CaCl2对红砂种子的伤害程度大于NaCl。     

4树种主要生理指标对模拟水分胁迫的响应

比较了白毛锦鸡儿、荒漠锦鸡儿、驼绒藜和霸王的主要生理指标叶片含水量、自然饱和亏、超氧化物歧化酶（SOD）活性、可溶性糖和丙二醛（MDA）含量,在不同生长期（夏季和秋季）对不同浓度聚乙二醇（PEG=10%、20%、30%）及不同胁迫时间（0 h、12 h、24 h）模拟水分胁迫的响应差异。结果表明：①霸王、驼绒藜抗干旱损伤的能力总体比两种锦鸡儿强;②同样处理水平下,种间SOD活性差异不显著,各指标夏秋响应差异显著,秋季较夏季敏感,树种抗旱能力与生长期及生理状态有密切的关系;③相关性分析表明,水分胁迫后水分亏缺大的树种,质膜受伤重,SOD保护酶与可溶性糖对树种抵抗水分胁迫起到一定的保护作用,调节协同机制及响应时间存在差异。     

种子预处理对唐古特白刺出苗和幼苗生长的影响

 采用不同方法对唐古特白刺种子预处理,以不处理为对照,再行60 ℃浸种24 h后育苗,通过测定出苗动态和生长指标,探寻促进白刺种子出苗和幼苗生长的技术途径。结果表明,唐古特白刺种子出苗率变化动态均呈“S”型曲线,符合Logistic曲线方程,出苗质量随种子处理不同而异,出苗期为38～55 d,极限出苗率为30.2%～57.8%。沙搓和沙碾均可显著提高白刺种子出苗质量,为培育壮苗奠定良好基础,出苗率较对照分别提高15.6%和13.4%,出苗势分别提高60.1%和6.9%,出苗指数分别提高35.2%和13.2%,活力指数分别提高41.5%和23.3%。尤其沙搓种子出苗集中,较对照缩短5 d。而掐尖、20%醋酸和5%碱水浸泡均抑制发芽。将种子与沙子混合后手搓和棍碾压均可破坏白刺种子坚硬致密的内果皮结构,破除休眠,促进出苗和幼苗生长,但需注意的是沙碾操作不当会造成种子内部结构被破坏。     

阿拉善荒漠草地几种灌木对土壤有效态养分的影响

对阿拉善荒漠草地广泛分布的几种灌木、半灌木土壤有效态常量和微量营养元素的“肥岛”效应进行了研究。结果表明：①霸王、白刺、红砂和沙冬青提高了灌丛根部土壤速效Na、K、Fe和Mn 的含量,而降低了灌从根部土壤速效Ca、Mg的含量;驼绒藜除对土壤速效Mg含量有显著影响外,对其他元素无显著的影响。②霸王、白刺和沙冬青对速效Na、K、Fe和Mn有明显的富集作用,对速效Ca负富集作用;红砂对速效Na有极强的富集作用,EA、EB分别为37.59和52.93;除红砂和驼绒藜对速效Mg有富集作用外,其余灌丛对速效Mg无富集作用。③灌丛周围土壤pH值与速效K、Fe和Zn含量呈显著负相关,与Ca呈正相关,与速效Na无相关性。霸王、白刺、沙冬青周围土壤速效Mg含量与pH值也呈显著正相关;除了霸王外,其他灌木周围土壤速效Mn含量都与pH值呈负相关。     

西鄂尔多斯地区强旱生小灌木水分参数的研究(Ⅰ)

绵刺、红砂、四合木、霸王柴为东阿拉善-西鄂尔多斯地区的超旱生灌木。本文运用PV技术对绵刺、红砂、四合木、霸王柴的多种水分关系参数(ψ_π¹⁰⁰、ψ₀、F₀、RWC⁰等)进行了测定,并通过测得的各水分参数从水分生理角度对这四种超旱生小灌木的耐旱性进行了比较分析。研究表明:①绵刺、红砂、四合木、霸王柴具有不同的耐旱机理,红砂主要体现为增加细胞溶质浓度的渗透调节,而四合木表现为较小的细胞体积(低的F₀值)和较强的持水能力(较大的AWC值和V_a/V₀值)。②红砂具有非常低的ψ_π¹⁰⁰值(-3.1302MPa)与ψ₀值(-3.5074MPa),体现出其具有很强的保持最大膨压和维持低水势的能力。③四合木的F₀值(52.12%)很低,而AWC值(87.43%)和V_a/V₀值(7.8092)却很高,说明四合木具有较强的忍耐水分胁迫能力和抗脱水能力。④绵刺的根茎系统具有快速吸收和传导水分的能力,可能与其具有劈裂式生长的特征有关。⑤经过对数据的统计学检验分析,证明PV技术具有良好的重复性。     

西鄂尔多斯地区5种荒漠优势灌丛生物量分配格局及预测模型

以西鄂尔多斯地区5种荒漠优势灌丛（沙冬青（Ammopiptanthus mogolicus）、四合木（Tetraena mongolica）、霸王（Zygophyllum xanthoxylum）、红砂（Reaumuria songarica）、半日花（Helianthemum songaricum））为研究对象,采用平均标准灌丛全部收获法测定灌丛各营养器官（枝条、叶片、根系）生物量,并分别以丛高（H）和冠幅（C）的复合因子（CH）及基径（D）和丛高（H）的复合因子（D²H）为自变量建立单株灌丛生物量预测模型。通过决定系数（R²）、估计值的标准误差（SEE）和F检验显著水平筛选出各灌丛种最佳生物量预测模型。结果表明：（1）5种荒漠灌丛单株总生物量干鲜比差异性显著（P<0.05）,各营养器官间差异性也达到显著水平（P<0.05）;灌丛根冠比种间差异显著（P<0.05）,红砂（1.05）> 霸王（1.01）> 半日花（0.92）> 沙冬青（0.90）> 四合木（0.49）;（2）根系和枝条是荒漠灌丛生物量的主要贡献者,其生物量占灌丛总生物量比例之和均在80%以上,根系生物量分配随根系径级的增加而增加;（3）5种荒漠优势灌丛单株灌丛生物量预测模型R²值均在0.85以上,且在0.05水平上显著,生物量模型预测精度较高。     

几种旱生灌木种子萌发特性及化学成分

研究了旱生灌木白沙蒿(Artemisia sphaerocephala)、红砂(Reaumuria soongorica)、梭梭(Haloxylon ammodendron)、羊柴(Hedysarum mongdicum)、霸王(Zygophyllum xanthoxylum)、白刺(Nitraria tangutorum)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus)、柠条(Caragana korshinskii)种子的化学成分、适宜发芽条件下的吸水发芽特性及两者之间的关系,测定和计算了其发芽率、吸水率,淀粉、脂肪、蛋白质、碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及C:N、C:P、N:P值,并分析了这些指标间的相关性,以期归纳出西北干旱荒漠区植物种子萌发适应干旱环境的基本特性。结果表明:脂肪含量、蛋白质含量、氮含量与种子的最低萌发需水量之间呈显著正相关,而种子的单一化学成分及C:N、C:P、N:P值并没有对发芽率形成显著影响。8种植物种子萌发对环境的适应机制大致可分为两类:需要外界较高水分供应,萌发迅速而集中;不需要外界较高水分的供应,萌发持续而分散。     

不同生育期四合木抗氧化系统的变化及生境间差异

对不同生境四合木种群特征、根际土壤理化性质进行了比较分析,对不同生育期四合木抗氧化系统的变化和生境间差异性进行了探讨。结果表明:①不同生境四合木种群密度、盖度、年龄结构存在显著差异,且低山、台地、丘陵种群所处生境有利于幼苗更新,其密度和盖度均显著大于高平原和倾斜平原种群\.②不同生境四合木根际土壤理化性质存在显著差异。对其进行聚类分析分为两类:低山、台地、丘陵为一类（A类）;高平原、倾斜平原为一类（B类）\.方差分析表明,A类样地土壤营养元素（N、P、K）和微量元素（全Fe、Mn、Zn、B、Mo与有效量）、土壤有机质含量及土壤含水量都显著高于B类。③不同生境四合木体内MDA含量、抗氧化酶类SOD、POD、CAT、AsA-POD、GR活性和非酶抗氧化剂GSH、AsA含量均随5月（营养期）、6月（花期）、8月（果期）而不断升高,二者协同作用共同抵抗干旱胁迫诱导的氧化伤害。④不同生境四合木抗氧化系统存在差异性:A类样地受到的膜脂过氧化程度相对较低,其体内的抗氧化酶活性和抗氧化剂含量较低;而B类样地四合木根际土壤干旱程度较高,土壤偏贫瘠,植物体通过提高一定幅度的抗氧化酶活性和抗氧化剂含量以清除干旱导致的氧化伤害。     

霸王根茎叶非结构性碳与C:N:P计量特征对干旱的响应

通过选取阿拉善地区3个典型霸王群落为研究对象,研究霸王器官间(根、茎、叶)生态化学计量比特征及非结构性碳水化合物(Non-structural carbohydrates,NSCs)的变化,以便加深对霸王生存策略的理解,更好的服务于荒漠生态系统的生态恢复。结果表明:霸王茎和叶中可溶性糖(Solu?ble sugar,SS)、淀粉(Starch,ST)和NSCs含量随干旱加剧均显著降低。根系中SS和NSCs在3个样点间差异不显著,ST先降低后增加,ST含量在Plot3中比在Plot1和Plot2中高19.3%和31.2%。干旱使霸王根、茎、叶中N、P含量显著下降,使根、茎、叶中C:N和C:P显著增高,叶片N:P<14。Plot1中霸王器官间SS、SS:ST和NSCs含量表现为叶片>根>茎,ST含量为茎>根>叶片;Plot2和Plot3中霸王器官间SS、ST和NSCs含量均为根>茎>叶片。3个样点中叶片相较于茎干和根系具有高的N、P含量和低的C:N和C:P。NSCs与C:N:P间的关系表明:根、茎、叶中的N含量与SS正相关,叶片N含量与根系ST负相关。以上结果表明霸王的茎干和根系可能扮演“营养库”的角色,霸王通过提高N、P利用效率来减缓水分亏缺使其生长受到N限制的影响。霸王通过调节器官间NSCs的积累及分配来适应干旱,采取将根系中ST转化为SS来调节渗透势的策略;并随干旱加剧将更多的碳水化合物投资分配到根部,以ST的形式存储,而N是影响霸王根系中ST与SS间转化和ST存储的关键元素。     

阿拉善荒漠5种灌丛下土壤细菌特征

为了加深对阿拉善荒漠土壤环境状况的了解,并为植被生态功能的评价以及植物群落的保育与恢复提供理论依据,基于16S rDNA高通量测序和相关统计分析方法,对5种荒漠建群灌木红砂（Reaumuria soongarica）、绵刺（Potaninia mongolica）、沙冬青（Ammopiptanthus mongolicus）、霸王（Zygophyllum xanthoxylum）、白刺（Nitraria tangutorum）丛下表层和次表层的土壤细菌进行了研究。结果表明：5种灌丛下的土壤细菌以放线菌门和变形菌门为主,不同土层和灌木间的土壤细菌群落结构、多样性及群落功能均存在差异。土壤细菌群落结构与土壤中Mg²⁺、全碳和HCO₃^-含量的相关性更显著。土壤细菌群落结构的差异程度与灌木本身的发生学亲缘关系十分吻合,且表层土壤细菌受植物形态、生理特征以及具体生存策略的影响更大。     

兰州九州台四种绿化树种抗旱性机理比较研究

在不同土壤水分条件下对兰州市九州台四种绿化树种柠条(Caragana korshinskii Kom.)、沙枣(Elaeagnus angustifolia L.)、沙冬青(Ammopiptanthus mongolicus Cheng f.)和刺槐(Robinia pseudoacacia L.)的多项抗旱性生理指标进行了测定,结果表明: ①在不同土壤水分条件下柠条和沙枣的水分饱和亏、束缚水、束缚水/自由水比值、叶绿素含量、脯氨酸含量均高于沙冬青和刺槐,而水势较低。②沙枣一日内的蒸腾速率、气孔导度低于其他三种树种,水分利用率高于其他三种树种。(3)用隶属函数法对四种树种的水分生理参数进行综合评价,结果表明柠条的抗旱性最强,其次为沙枣,沙冬青,刺槐最小。     

沙生濒危物种霸王的高频植株再生研究

实验选用霸王无菌苗的茎尖、子叶、下胚轴和胚根作为材料,研究霸王不同外植体的离体培养技术。结果表明,霸王茎尖是诱导丛生芽的良好外植体,而子叶、下胚轴和胚根是诱导愈伤组织的良好外植体;霸王茎尖的最适增殖培养基是:MS+6-BA 5.0 mg·L-1+NAA 1.0 mg·L-1;最适生根培养基是:MS+IAA 1.5 mg·L-1;最适愈伤组织诱导培养基是:MS+6-BA 1.0 mg·L-1或MS+6-BA 1.0 mg·L-1+NAA 0.5 mg·L-1。沙质基质为霸王组培苗过渡的最佳基质。