NaCl胁迫下红砂愈伤组织中主要离子累积特征的研究

盐胁迫下植物对Na+、K+、Ca2+、Cl-的选择性吸收代表了植物对盐胁迫的适应性。以荒漠植物红砂为材料,研究不同浓度NaCl胁迫对红砂愈伤组织Na+、K+、Ca2+、Cl-含量的影响。结果表明,NaCl胁迫下红砂组织相对生长率随着盐浓度的增加先增加后下降, 100 mM处理时达到最大;K+、Ca2+含量下降,Na+和Cl-含量升高,变化幅度随NaCl浓度的增加而增大。红砂愈伤组织具有很强的耐盐能力,低浓度NaCl处理可促进愈伤组织的生长,对Na+、K+、Ca2+、Cl-的吸收选择性提高,有利于避免离子代谢紊乱,减轻NaCl胁迫的伤害;在较高浓度下盐胁迫会对植物的生长造成一定的抑制。可见,离子平衡是红砂组织耐盐性的重要机理之一。     

荒漠植物红砂愈伤组织诱导与增殖研究

以红砂的叶和嫩茎为外植体,进行愈伤组织诱导与增殖研究。结果表明: 红砂的嫩茎是诱导愈伤组织最快的外植体; 其愈伤组织诱导的最适培养基为: MS+6-BA（0.2 mg·L^-1+2,4-D（2.0 mg·L^-1）,pH值5.8,诱导率可达100%; 而叶片的诱导相对要慢。愈伤组织的增殖在MS+6-BA（0.1 mg·L^-1）+2,4-D（1.0 mg·L^-1） 的培养基中最为理想,并维持其良好的组织结构, 其最适继代周期为30～40 d。愈伤组织在含50 mM NaCl的培养基上生长速度最快,但NaCl含量大于300 mM的培养基上致死,不再生长。     

盐胁迫下红砂愈伤组织的抗氧化能力与耐盐性研究

通过测定不同梯度盐胁迫下红砂愈伤组织中超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶（CAT）的活性,以及丙二醛(MDA)含量和细胞膜透性,探讨了红砂抗氧化能力与耐盐性的关系。结果显示:随着盐胁迫浓度增加,红砂愈伤组织中MDA 含量比对照增加0.84%~51.03%,SOD、POD和CAT活性分别比对照提高9.83%~51.98%、26.4%~140.2%和44.74%~216.34%。表明红砂可以通过上调SOD、POD和CAT等保护酶的活性来响应盐胁迫,并以此降低盐胁迫诱导的膜脂过氧化程度,从而提高其耐盐性。     

红砂种子萌发对盐胁迫及适度干旱的响应

对红砂（Reaumuria soongorica (Pall.) Maxim）种子进行室内萌发实验,采用双因素正交法,设置NaCl 10个梯度(mmol·L-1):0、25、50、75、100、125、150、175、200、250;以PEG模拟干旱胁迫两个PEG浓度（g·L-1）: 0和75,测定种子萌发的12个指标,分析红砂种子萌发对NaCl胁迫及适度干旱的响应。结果表明,盐胁迫降低红砂种子萌发的发芽率,减弱种子活力,抑制胚根和胚轴生长。然而一定程度干旱胁迫（PEG75 g·L-1）可提高种子发芽率,增大种子活力,促进干重累积。耐盐隶属函数分析显示, PEG75处理下红砂种子的耐盐性高于PEG0,由此推测红砂进化出了盐胁迫与干旱胁迫的交叉适应策略。     

珍稀泌盐植物长叶红砂(Reaumuria trigyna)愈伤组织诱导及增殖

以珍稀泌盐植物长叶红砂(Reaumuria trigyna)成熟种子和不同发育阶段幼苗的不同部位为外植体,对其愈伤组织诱导和增殖进行了系统研究。结果表明:在添加3.0mg·L-12,4-D、1.0mg·L-1 NAA、0.5mg·L-1 6-BA、30g·L-1蔗糖和6.0g·L-1琼脂,pH为5.8的MSO培养基中,出愈率达70%以上,生长量高于其他培养基,是该植物愈伤组织诱导的最佳培养体系;7d下胚轴和25d的幼苗较适合愈伤组织诱导,可形成淡黄色疏松愈伤组织,且褐化程度相对较低;适宜的继代周期为30~40d,随着传代次数增加,愈伤组织颜色变淡,生长速度加快;NaCl浓度为50mmol·L-1和100mmol·L-1时促进愈伤组织生长,盐浓度过高则导致其生长受抑,甚至死亡。     

水盐胁迫对花花柴种子萌发的影响

 水盐胁迫直接影响盐生植物的种子萌发,本研究通过对盐生植物花花柴种子带冠毛与否及不同胁迫处理下种子萌发率的比较分析,探讨花花柴种子萌发期的耐盐特性。对花花柴带冠毛和不带冠毛种子在蒸馏水中的对比萌发结果表明,冠毛对花花柴种子的最终萌发率无影响,但明显延长种子的萌发时间,可能与阻碍种子吸水有关。花花柴种子经过冷处理,成熟的种子没有出现生理休眠现象,有利于种子在条件适宜时迅速起始萌发。采用不同浓度NaCl和等渗的PEG6000 (聚乙二醇) 处理花花柴种子,结果表明：①NaCl和PEG胁迫对花花柴种子的萌发具有非常明显的抑制作用,主要表现为降低种子的萌发率,延长种子的萌发时间,抑制胚根和胚芽的生长;②NaCl对花花柴种子萌发的抑制作用明显地大于等渗的PEG,说明离子胁迫是影响花花柴种子萌发的主要因素;③花花柴种子萌发的耐盐临界值为213 mM,极限值为340 mM;④低浓度的NaCl溶液（50 mM）不影响花花柴种子的萌发和胚芽的生长,表明花花柴种子适宜在低盐条件下萌发;⑤盐胁迫下未萌发种子的复水实验结果表明,高盐处理后未萌发的种子具有较高的复萌率,但各处理下种子最终萌发率没有显著差异,表明高盐能使种子休眠,但种子的活力仍能保持,有利于种群的维持。     

盐胁迫对濒危植物长叶红砂抗氧化系统的影响

以长叶红砂(Reaumuria trigyna)幼苗为研究对象,测定了不同浓度NaCl溶液胁迫30 d的长叶红砂叶片抗氧化特征参数和自由基及膜脂过氧化指标含量,以探讨长叶红砂抗氧化系统对盐胁迫的适应机制。结果显示,高盐胁迫下长叶红砂叶片O-2的产生速率显著上升,丙二醛(MDA)含量和相对电导率都在低盐浓度下降低,高盐浓度下随着盐浓度的增加而增加;长叶红砂叶片超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性随盐胁迫加剧而显著提高,过氧化氢酶(CAT)的活性变化较小;随盐浓度的提高谷胱甘肽的基本含量显著提高,抗坏血酸盐的含量在降低。研究表明,长叶红砂叶片中SOD、POD和谷胱甘肽在防御盐胁迫引起的氧化性损害中起到了显著保护作用。     

盐胁迫对枸杞(Lycium barbarum)叶片生理的影响

枸杞(Lycium barbarum)耐盐碱能力强,在盐渍化土壤中种植枸杞具有一定程度改良土壤的功效。然而对枸杞在不同盐渍生境和不同盐渍化程度下的生理适应基础研究较少。选取扦插的"宁杞5号"一年实生苗为材料,分别在渗透势为-0.48、-0.82、-1.18 MPa下采用单盐(NaCl或Na_2SO_4)和混合盐NaCl+Na_2SO_4进行处理,对比分析不同处理时段内枸杞生理活性的响应。结果表明:随着渗透势降低,叶绿素(Chl)含量呈下降趋势;代表膜脂过氧化程度的丙二醛(MDA)、渗透调节物质脯氨酸(Pro)和可溶性糖(SS)含量明显增加;抗氧化酶系统超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性增加;渗透势为-1.18 MPa盐处理则抑制了过氧化物酶(POD)的活性。相同渗透势的不同盐处理之间,Chl、Pro、MDA和SS含量以及SOD和CAT活性在混合盐处理下或多或少都有增加;随着处理时间的延长,MDA、Pro、SS含量和CAT活性增加。这说明盐渍化程度增加,渗透调节物质和抗氧化酶系统的保护加强;不同盐渍环境下枸杞的生理响应不同,-1.18 MPa下混合盐胁迫相对于单盐影响更大;胁迫时间延长,渗透调节物质的累积增加,枸杞的适应性增强。     

荒漠植物花棒耐盐性的傅立叶红外光谱法研究

试验以荒漠植物花棒幼苗为材料,应用傅立叶红外光谱（FTIR）法研究了NaCl胁迫下花棒叶片主要有机化合物含量和蛋白质结构的变化以及叶片K+和Na+含量。结果表明,叶片Na+、K+含量随着0~255 mM NaCl盐胁迫逐渐增强而变化,导致Na+/K+比值逐渐降低,显示出盐胁迫下花棒幼苗具有”吸钾排纳”特性。花棒幼苗再170 mM NaCl的高浓度胁迫下24 h,叶片中蛋白质、酯类和碳水化合物含量大幅度增加。花棒的蛋白质二级结构中1 665/1 638 cm-1比值的逐渐降低。揭示出花棒植株通过增强蛋白质、酯类和碳水化合物合成代谢调控能力抵御盐胁迫的损伤,而且花棒蛋白质二级结构更趋稳定,与叶片中Na+/K+比值的变化趋势显著相关。因此花棒为了适应高浓度盐胁迫,具有叶片蛋白质、酯类快速合成以及蛋白质构象更趋于稳定的积极响应。     

模拟氮沉降和降水变化对红砂（Reaumuriasoongorica）、珍珠猪毛菜（Salsolapasserina）生理的影响

氮素和水分是植物生长的重要环境限制因子,尤其是在受养分和水分限制的荒漠生态系统。氮沉降和降水格局变化对荒漠植物的影响是近年来的研究热点。以单生红砂(Reaumuria soongorica)、单生珍珠猪毛菜(Salsola passerina)和混生红砂-珍珠猪毛菜3种生长方式的一年生红砂和珍珠猪毛菜幼苗为研究材料,采用盆栽试验,研究施氮水平(0、4、8 g·m~(-2)·a~(-1))和降水处理(W-30%、W、W+30%)对红砂和珍珠猪毛菜抗氧化酶及渗透调节物质等生理特性的影响。结果表明:(1)氮水耦合均显著降低不同生长方式下红砂和珍珠猪毛菜的丙二醛(MDA)含量。(2)在降水减少和正常降水下增施氮肥更能显著提高红砂和珍珠猪毛菜的抗氧化能力。(3)两种植物的可溶性蛋白和脯氨酸含量均在高氮与降水减少交互处理下含量较高,说明增施氮肥能提高干旱条件下植物的渗透调节物质,提高其抗旱能力。(4)混生红砂的MDA含量显著高于单生红砂,而珍珠猪毛菜相反,且增施氮肥和降水增加交互能降低红砂混生下MDA增加的幅度和使混生珍珠猪毛菜的MDA减少幅度增大。(5)混生均使二者过氧化氢酶(CAT)活性显著提高,而过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)活性反而降低,混生红砂是以提高可溶性蛋白含量来增强其渗透调节能力,而混生珍珠猪毛菜则是增加脯氨酸含量,且水氮处理下能更好地维持混生红砂和珍珠猪毛菜的抗氧化和渗透调节能力。     

干旱程度对C3植物红砂和C4植物珍珠光合生理参数的影响

 C3和C4植物混生在草地生态系统中较多,而在荒漠生态系统少见。在中国荒漠地区,C3小灌木红砂和C4半灌木珍珠在特定生境下混生在一起,以独特方式适应高温强光和干旱的极端环境。通过在不同干旱程度下测定它们生长期叶片的光合气体交换参数,探讨它们在混生条件下对极端环境的生理响应特征。结果表明,红砂的净光合速率(Pn)、蒸腾速率(E)、气孔导度(Gs)均要高于珍珠;而珍珠的水分利用效率(WUE)则要高于红砂。这表明珍珠和红砂在水分匮乏的荒漠生境下采取了不同的生存策略。红砂通过维持较高净光合速率和较高蒸腾速率来生存;而珍珠则通过高水分利用效率生存。     

Effects of salt and alkali stress on Reaumuria soongorica germination

Seed germination and early seedling growth are crucial stages for plant establishment. Two neutral (NaCl and Na₂SO₄) and two alkali (NaHCO₃ and Na₂CO₃) salts were selected to investigate their effects on germination and recovery responses in Reaumuria soongorica. Results show that both salt types significantly reduced germination and radicle elongation. The rate of germination and emergence of R. soongorica seeds continuously decreased as salinity increased, and the time to achieve maximum germination rate was delayed. The speed of seed germination dropped rapidly as salt concentration increased. Alkaline salts restricted the germination rate of R. soongorica seeds, and stresses resulting from alkaline salts and high concentrations of neutral salts resulted in many deformed seedlings. The length of the radicle and germ decreased with increasing salt concentration, but certain concentrations of salt and increased pH promoted germ growth. The results of regression analysis show that salt concentration was the dominant factor inhibiting R. soongorica seed germination rate. Salinity, buffering capacity, and pH all affected embryo growth, but salinity had the most pronounced effect. Seed viability under highly saline conditions appears to be a better indicator of adaptation to saline environments than seed germination under saline conditions.     

荒漠植物红砂叶绿素荧光参数日变化及其与环境因子的关系

在自然条件下以分布于兰州九州台（LZJ）、张掖临泽（ZYL）和武威民勤（WWM）3个地区的红砂为试材,利用PAM-2100便携式叶绿素荧光分析仪和Lcpro+便携式光合作用测定系统,在红砂生长季节对其叶绿素荧光参数及其环境因子进行测定和分析。结果表明:3个地区红砂叶片的初始荧光(Fo)、PSⅡ最大光化学量子产量(Fv/Fm)、实际光化学反应量子效率(ΦPSⅡ)和非光化学淬灭系数(qN)均存在明显的日变化。其中Fv/Fm和ΦPSⅡ均呈反正态分布曲线日进程,在中午13:00强光下降低至最低值;Fo和qN则呈正态分布曲线日进程,在中午13:00达到最大值。3个地区红砂的Fv/Fm虽在中午呈降低趋势,但因其值均高于0.8,所以并未发生光抑制现象。在环境因子中,光合有效辐射(PAR)、温度（Ta）以及水分条件协同作用于红砂的光化学效率。当水分条件较高时,PAR成为影响光化学效率降低的首要因子;而当水分降低时,RH成为加速光化学效率下降的主要因子。在土壤极端干旱叠加强光、高温和低湿的逆境中红砂主要采取依赖于叶黄素循环的热耗散和PSⅡ反应中心可逆失活两种保护机制来适应外界环境的变化。     

兰州半荒漠植被区红砂(Reaumurta soongorica)种群数量动态

对兰州市永登县半荒漠植被区天然分布的红砂(Reaumurta soongorica)种群实地调查取样,利用红砂植株地径大小与相应年轮年龄的关系,得出回归方程,求出各地径对应年龄,编制静态生命表、分析动态指数、存活曲线、生存分析曲线。结果表明:各生境红砂种群均表现出新苗和幼株丰富,占种群株数的比例大;所有样地存活曲线均接近于Deevev-Ⅲ型(凹型);静态生命表显示,生境异质性,特别是水分差异,致使红砂种群表现出2种不同的环境适应策略;各生境种群动态指数均基本为正值,充分说明样地内的红砂种群基本处于发育状态,整体上是稳定增长的。     

红砂根系构型对干旱的生态适应

 对西北干旱、半干旱区不同生境条件下红砂（Reaumuria soongorica）根系构型参数进行了分析,以探讨红砂根系构型对干旱的生态适应性。结果表明:①不同生境条件下红砂根系的拓扑指数均较小,根系分支模式接近叉状分支模式,但在干旱的河西走廊风沙区和戈壁区红砂根系拓扑指数均逐渐增加,表明干旱有使红砂根系分支向鱼尾分支模式发展。②干旱的河西走廊风沙区和戈壁区红砂根系分形维数均较小,分别为1.1778、1.1169,分形特征不是很明显;而半干旱的黄土丘陵沟壑区分形维数较大,根系具有很好的分形特征。③干旱的河西走廊红砂根系总分支率均比半干旱的黄土丘陵沟壑区要小,表明在半干旱的黄土丘陵沟壑区红砂根系分支能力相对较强,随着干旱的增加其分支能力有所减弱。④不同生境条件下红砂根系的连接长度都较大,但不同生境却表现出明显差异,其中干旱风沙区根系平均连接长度最长。红砂为适应干旱的环境通过减少根系次级分支和根系的重叠、增加根系连接长度,使其根系的分支模式向鱼尾分支模式发展以降低根系内部对营养物质的竞争,提高根系对营养物质的吸收效率,保证植物有效的营养空间,从而在资源贫瘠的环境中吸收足够的水分和营养来保证其正常生理需求。     

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。     

黑河流域干旱生态系统红砂荒漠空间斑块结构及其生态适应策略（英文）

In many arid ecosystems,vegetation frequently occurs in high-cover patches interspersed in a matrix of low plant cover.However,theoretical explanations for shrub patch pattern dynamics along climate gradients remain unclear on a large scale.This context aimed to assess the variance of the Reaumuria soongorica patch structure along the precipitation gradient and the factors that affect patch structure formation in the middle and lower Heihe River Basin(HRB).Field investigations on vegetation patterns and heterogeneity in soil properties were conducted during 2014 and 2015.The results showed that patch height,size and plant-to-patch distance were smaller in high precipitation habitats than in low precipitation sites.Climate,soil and vegetation explained 82.5% of the variance in patch structure.Spatially,R.soongorica shifted from a clumped to a random pattern on the landscape towards the MAP gradient,and heterogeneity in the surface soil properties(the ratio of biological soil crust(BSC) to bare gravels(BG)) determined the R.soongorica population distribution pattern in the middle and lower HRB.A conceptual model,which integrated water availability and plant facilitation and competition effects,was revealed that R.soongorica changed from a flexible water use strategy in high precipitation regions to a consistent water use strategy in low precipitation areas.Our study provides a comprehensive quantification of the variance in shrub patch structure along a precipitation gradient and may improve our understanding of vegetation pattern dynamics in the Gobi Desert under future climate change.