中国特有种天山猪毛菜的地理分布及潜在分布区预测

基于野外调查的居群分布信息和20个环境变量(包括海拔及19个气候变量),采用最大熵模型(Max Ent)和地理信息系统(Arc GIS)对中国特有种天山猪毛菜(Salsola junatovii Botsch.)的潜在分布区进行预测;并采用受试者工作特征曲线(ROC)和刀切法(jackknife test)分别检验Max Ent模型的精度和评估各环境变量在决定潜在分布区时的贡献量。结果显示:天山猪毛菜主要分布在中国新疆南部的12个县(包括托克逊县、和硕县、和静县、焉耆县、拜城县、库车县、温宿县、乌什县、阿合奇县、阿图什县、乌恰县和阿克陶县),但在相关文献记载的曾有分布的阿克苏市、柯坪县和喀什市则本调查中没有发现。通过Max Ent模型预测,天山猪毛菜的潜在适生区主要集中在新疆南部(包括天山南坡和塔里木盆地西南缘)以及甘肃的西部和东部等,新疆西部地区有零星分布;在调查的15个居群中,除居群14(位于乌恰县西部)外,其他14个居群均位于潜在适生区内,其中的7个居群位于非常适宜的潜在适生区内,表明利用Max Ent模型预测天山猪毛菜的潜在适生区效果较好。在20个环境变量中,对预测结果贡献量位居前3位的环境变量为最冷季度平均温度、最冷月最低温和最干季度平均温度,表明该种的分布与低温相关。此外,对天山猪毛菜潜在适生区与实际分布区差异的成因进行了分析。

干旱胁迫对C3植物天山猪毛菜叶片C4光合酶和δ^13C值的影响

以藜科猪毛菜属具有代表性的C3荒漠半灌木植物天山猪毛菜(Salsola junatovii Botsch.)为研究对象,采用盆栽控水试验设置正常水分与轻度、中度和重度3种胁迫处理,测定不同程度干旱胁迫下叶片含水量、4种C4光合酶[磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEPC)、NADP-苹果酸酶(NADP-ME)、NAD-苹果酸酶(NAD-ME)和磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(PEPCK)]的活性以及蛋白表达量、稳定碳同位素比值(δ^13C值);同时测定6个野外不同年平均降水量地区叶片的δ^13C值,明确不同干旱胁迫对天山猪毛菜C4光合酶和δ^13C值的影响;探讨天山猪毛菜是否会通过增强C4途径的表达来适应干旱胁迫。结果显示:(1)植物叶片含水量随干旱胁迫的加剧而降低;(2)4种光合酶,仅有PEPC和NAD-ME受到干旱胁迫的影响。这两种酶的活性和蛋白表达量变化趋势基本一致,它们均随着干旱胁迫程度的加剧先增加,并在中度干旱胁迫达到最大值,然后在重度干旱胁迫下急剧下降。NADP-ME活性、PEPCK活性及其蛋白表达量均不受干旱胁迫的影响;(3)尽管在轻度和中度干旱胁迫下天山猪毛菜叶片δ^13C值升高,并在中度干旱胁迫下δ^13C值最高,但在胁迫处理下δ^13C值仍处于C3植物范围内;野外样品叶片的δ^13C值表明,年降水量相对较少的3个地区样品δ^13C值高。